Generierung von kontrolliert streng Reize für Abbildung Anerkennung Experimente

Summary

Dieses Protokoll beschreibt eine Methode für ein Experiment, das prüft, ob bestimmte Grafik und Diagrammeigenschaften (Funktionen) für die Anerkennung von Zahlen relevant sind. Die Methode verwendet eine Datenbank, die verschiedenen Feature-Werte der jeweiligen Figuren genannt (6 Punkt, n -Linie) speichert zahlen.

Abstract

Dieses Protokoll stellt eine Methode zur Erzeugung von streng kontrollierten und Objektiv definierte Reize für Abbildung Anerkennung Experimente. Eine (6, n) Figur besteht aus n Liniensegmenten, die zwischen n Paaren von Punkten an den Eckpunkten eines unsichtbaren regelmäßigen Sechseck überspannt werden. Die strukturellen Eigenschaften (Graph Invarianten) und oberflächlicher Merkmale (nicht-Graph Invarianten) von jedem (6, n) Abbildung mit n Werten von 1 bis 6 werden berechnet und in einer Datenbank gespeichert. Diese Datenbank verwenden, können Experimentatoren systematisch entsprechende Zahlen je nach Zweck des Experiments extrahieren. Darüber hinaus enthält die Datenbank keine notwendigen Informationen, können neue Funktionswerte manchmal ad-hoc-von der Bildung einer spezifischen (6, n) Figur berechnet werden. Nennen Sie ein Spiegel reflektiert Figurenpaar wir Pair axialsymmetrisch (Ax). Ein Ax Figurenpaar ist schwieriger zu unterscheiden als ein nicht-identischen paar in der Entscheidung, ob die Formen eines bestimmten Paares gedreht-zu-sein-identisch (Id-R) sind bekannt. Der Zweck des vorliegenden Versuchs ist zu prüfen, ob die Gleichheit der Leitungslängen zwischen zwei Figuren in einem Paar bewirkt, dass die Diskriminierung des Paares so schwierig wie das Pair Ax sein. Sich gegenseitig isomorphe Zahlen teilen allgemeine strukturelle Eigenschaften trotz der Unterschiede in der Form. AX und IdR Paare sind Sonderfälle der isomorph Paare. Darüber hinaus eine Axt und IdR paar teilen die meisten oberflächlichen Featurewerte, außer die relative Richtung von einem Ort an einen anderen Speicherort auf einer Achse Symmetrieachse gegenüberliegende Ax Pair. Drei Arten von einander isomorph (6, 4) Figur Paare generiert wurden: IdR; AX; und nicht-identischen, nicht axialsymmetrisch, isomorph (Nd) Paare. Nd Paare wurden in drei Unterkategorien nach der oberflächlichen Feature-Werte für den Grad der Linie Länge Unterschiede weiter eingestuft.

Introduction

Dieses Dokument beschreibt eine Methode zur Erzeugung von streng kontrollierten und Objektiv definierten Impuls Zahlen für Studien über die Anerkennung von zufälligen Zahlen. Die Reize werden genannt (6 Punkt, n -Linie) oder (6, n) zahlen. Eine (6, n) Figur besteht aus n Liniensegmenten, die zwischen n Paaren von Punkten an den Eckpunkten eines unsichtbaren regelmäßigen Sechseck überspannt werden. Abbildung 1 zeigt ein Beispiel für eine (6, 4), die Figur wird durch vier Paare von Etiketten für die Scheitelpunkte eines unsichtbaren regelmäßigen Sechseck angegeben. Die Etiketten kennzeichnen die Liniensegmente der Figur (siehe Abbildung 1). Nennen Sie diese Spezifikation zahlen wir ein Zeilenformat Spezifikation.

Früher, berechnet der Autor die theoretischen strukturelle Diagrammeigenschaften (6, n) Figuren (invariante Eigenschaften oder genauer gesagt Graph Invarianten¹genannt) und nicht-invariante Eigenschaften (so genannte oberflächlicher Merkmale) für Figuren mit n = 1 bis 6 und die Feature-Werte in einer Datenbank gespeichert. Invariante Eigenschaften spiegeln die strukturelle (genauer: topologische) Eigenschaften und oberflächlicher Merkmale spiegeln die meist metrischen und nicht-topologische Eigenschaften einer bestimmten Figur.

Eine Rekordzahl in der Datenbank identifiziert eindeutig eine Figur in der Linie Spezifikationsformat. Eine umfassende Suche nach bestimmten Werten von invarianten und/oder oberflächliche Feature-Werte in der Datenbank ermöglicht somit, den Abruf von Rekordzahlen für die Zahlen, die die Voraussetzungen von der Gesamtzahlen setzen (6, n). Die abgerufenen Werte dienen als Impulse für ein Experiment. Jeder Datensatz in der Datenbank enthält Variablen, die der isomorph Satz enthalten, der die Figur angehört; verschiedene graph Invarianten, z. B. die Anzahl der Zyklen, Umfang, die Zahl, Anzahl der kritischen Punkte, Radius, einige zentrale Punkte, Anzahl der Komponenten, Höchstmaß, größtmögliche Punktezahl, Anzahl der isolierte Punkte-Point und Anzahl der Endpunkte; -Graph Funktionswerte, wie z. B. die Anzahl der Kreuzungen und Jaggedness der Scheitelpunkte und Kreuzungen festgelegten Konturen; und oberflächliche Funktion Werte, wie z. B. Standorte der invarianten Funktionen und (in dem Fall, in dem es plural Standorte gibt) die Richtungen von plural Standorten gebildet. Zum Beispiel ein Zyklus zeigt eine geschlossene Folge von Liniensegmenten, ein Maß an einem Punkt ist die Anzahl der Zeile Segmente Vorfall mit diesem Punkt ein isolierter Punkt ist ein Punkt mit einem Grad von 0 und ein Endpunkt ist ein Punkt mit einem Grad 1. Mit den Invarianten Funktion Werte von der Datenbank, alle (6, n) Zahlen von n = 1 bis 6 kann in die Nummern der isomorph Sätze in Anhang 1¹gezeigte sortiert werden. Siehe Abbildung 2 ein Beispiel für die gespeicherten Informationen in jedem Datensatz.

Beachten Sie, dass die Zahlen, die auf die einzelnen isomorph gehören trotz der Unterschiede in der Form topologisch äquivalent sind. Mehrere Studien haben behauptet, dass topologische Strukturen, vor der spezifischere Eigenschaften der wahrgenommen werden Figuren^2,3,4,5gegeben. Ändern Sie systematisch Reiz zahlen, behauptet der Autor, dass Erkennungen und Vergleiche der invarianten Funktionen Erkennungen und Vergleiche von oberflächlicher Merkmale⁶vorausgehen. Das vorliegende Experiment ist ein Versuch zu klären, ob das oberflächliche der Linienlänge kritische Abbildung Paare unter der Bedingung zu erkennen ist, dass invariante Funktionswerte zwischen den Paaren Abbildung alle gleichwertig sind (d. h. sich gegenseitig isomorph).

Die Arten der Reiz-Figuren, die in Experimenten verwendet werden ist von entscheidender Bedeutung für die Anerkennung Forschung herauszufinden. Es gibt zwei Arten von Reiz Zahlen: diejenigen, die nach dem Zufallsprinzip generiert werden und diejenigen, die für die Zwecke einer Studie ad-hoc-generiert werden. Verringerung der verwirrt im Zusammenhang mit Faktoren, die nicht unter experimentelle Kontrolle, die Verwendung von zufällig generierten Zahlen wird allgemein als besser geeignet sein. Es gibt mehrere Arten von zufälligen Zahlen, z. B. zufällige Histogramme⁷ und zufällige Matrizen⁸, aber die am häufigsten verwendeten zufällige Zahlen in visuelle Erkennung Forschung in der Psychologie sind zufällige Polygone⁹. Eine allgemeine Regel für die Herstellung von zufälligen Polygone ist nach dem Zufallsprinzip verteilte Standorten von n Punkten in eine quadratische Fläche mit Liniensegmente in einer solchen Weise, dass der Umfang des Liniensegments meist konvexen verbinden und dann die Farbe innerhalb des Perimeters. Ein häufig verwendeter Objektive Index für zufällige Polygone ist die Anzahl der Flections des Umfangs eines Polygons, das die Komplexität der Figur^10,11,12darstellt. Wie das Innere der Figur gefärbt ist, sind strukturelle Eigenschaften bezüglich des Umfangs beschränkt sich auf die Anzahl der Flections. Darüber hinaus ist mit Ausnahme der Anzahl der Flections, keine Informationen über die Gesamtheit der zufällige Polygone oder das Verhältnis zwischen unterschiedlichen zufällige Polygone gegeben.

Die Zahlen paarweise axialsymmetrisch (Ax) Figuren sind dafür bekannt, viel schwieriger zu unterscheiden als nicht-identische Paare in einer Aufgabe zu entscheiden, ob eine gegebene Figurenpaar gedreht-zu-sein-identisch (IdR)^{13,14, 15}. die beiden Figuren in einem Id-R -paar und die in einem Ax-paar sind gegenseitig isomorph und haben entsprechende Liniensegmente, die die gleiche Länge aufweisen. Allerdings zahlen ob Gleichheit der Leitungslängen zwischen den beiden in ein paar erhöht die Schwierigkeit der Diskriminierung eines nicht-identischen Paares im Vergleich zu ein paar Ax unklar ist. In diesem Experiment wurde Teilnehmer Diskriminierung Leistung zwischen Axt und nicht-identischen, nicht axialsymmetrisch (Nd) Paare verglichen. Die unterschiedlichen Leitungslängen wurden experimentell zwischen den beiden Figuren kontrolliert. Wegen den Vorrang invariante Funktion Wert Unterschiede vor oberflächlichen Funktionsunterschiede während Abbildung Anerkennung⁵Wert zu erkennen wurden die Nd Figur Paare eingestellt, um gegenseitig isomorph sein, so dass Linie Länge Unterschiede nicht wäre verwechselt mit invariante Funktion Wert unterschieden.

Experiment 1 in der Autor verwendet (6, 5) Figur, die Hypothese zu prüfen, dass das Fehlen von Linie Länge Unterschieden der Schwierigkeitsgrad der Diskriminierung der Figuren in Ax Paare^{15 beeinflusst}Paare. Die Ergebnisse zeigten, dass die Wartezeiten kürzer für Nd 0 (dh., keinen Unterschied in Gesamtleitungslänge zwischen gepaarten Zahlen) Paare im Vergleich zu denen für Ax-Paare, die zeigten, dass die Hypothese unerträglich war waren. Es wurde argumentiert, dass oberflächliche Funktionsunterschiede Wert nicht unter experimentelle Kontrolle sind eher komplexe Figuren anwesend, und Teilnehmer könnte machen diese nutzen können. Interessanterweise haben mehrere Studien behauptet, dass das Vorhandensein eines Zyklus preattentively erkannten^16,17. Im Gegensatz dazu behauptet führte, dass das Vorhandensein eines Endpunkts in einem frühen Stadium der Segregation von Figuren aus dem Hintergrund¹⁸erkannt wurde.

An diese Adresse, einfacher (6, 4) Figur Paare wurden ausgewählt, um die Hypothese zu prüfen. Aus neun isomorph Sets (6, 4) zahlen, die Zahlen, die auf zwei isomorphe gehörte dienten als Stimuli. Beide Sätze von Zahlen gemeinsame leicht nachweisbare invariante Funktionen (ein) Endpunkte und einem Zyklus (z. B. ein Dreieck) gemein. Die Beispielwerte von neun isomorph Sets in Abbildung 3zu sehen. Darüber hinaus sehen die Spalte p = 6 und Q = 4 in Anhang 1 Absatz¹.

Drei grundlegende paar Typen generiert wurden: IdR, Ax und Nd Paare. Die Gesamtleitungslänge eines Zyklus (genauer gesagt, ein Dreieck) wurde zwischen den beiden Figuren in jedem Paar für alle paar entzerrt. Verwenden diese Einschränkung, jeweiligen Dreiecke aus einem Paar Figur wurde entweder für beide Seiten identisch oder Ax in Form. Nd Paare wurden weiter nach Unterschiede in den Längen von Endlines zwischen den beiden Figuren in jedem Paar, mit der Längeneinheit als die Seite eines unsichtbaren regelmäßigen Sechseck subcategorized. Dies ergab Nd 0, Nd 0,27, Nd 0,73und Nd 1 Paare (d. h. die Linie Länge Unterschiede reichten von 0 bis 1). Das Vorhandensein von einer Kreuzung von Liniensegmenten bekannt ist, preattentively erkannt¹⁹, Figuren mit sich kreuzenden Linie, die Segmente von Stimuli ausgeschlossen wurden. Siehe die Beispiele von IdR, Ax, Nd 0, Nd 0,73und Nd 1 Paare in Abbildung 4. Um die einseitigen Erwartungen der Teilnehmer, die Anzahl der ID-R zu vermeiden (gleichen) Paare wurde eingerichtet, um die gleiche wie die Summe der Ax (“anders”) und Nd (“anders”) Paare.

Protocol

Das Experiment wurde von der Ethikkommission Hakuoh Universität, Japan genehmigt. 1. Versuchsaufbau Hinweis: Die experimentelle Umgebung besteht aus einem LCD-Monitor und eine Antwort-Taste-Box angeschlossen an einen Computer (PC für Experimente). Jeder Teilnehmer entscheidet, ob ein präsentiert Figurenpaar “gleich” oder “anders” ist, durch Drücken einer der beiden Tasten auf einem Antwort-Box. Es gibt drei Schaltflächen auf dem Feld mit der Bezeichnung “Enter”, …

Representative Results

Da Nd 0,27 Paare gefunden wurden, existieren nur in den Figuren der isomorph Satz 2, enthalten die nachfolgende Analyse der Ergebnisse für Nd 0,27 Paare nicht. Die Hypothese der vorliegenden Studie war, dass die Gleichheit der Leitungslängen zwischen den beiden Figuren Nd paarweise als schwierig, als Ax Abbildung Paare diskriminieren machen würde. Die Ergebnisse des Experiments sind in Abbildung 7dargestellt. Fehle…

Discussion

Das vorliegende Verfahren lässt sich eine Reihe von Objektiv definierbaren Reiz Zahlen für Abbildung Anerkennung Experimente vorzubereiten. Der wichtigste Aspekt der Methode sind die Anweisungen innerhalb der paar-Generation-Programm. Mit einem (6, n) Datenbank, das Programm kann geeignete Kandidaten Zahlen aus den insgesamt (6, n) Zahlen (Protokoll Schritte 2.2.1 und 2.2.2) auswählen. Darüber hinaus kann das Programm manchmal Feature-Werte von Zahlen berechnen, die nicht in der Da…

Materials

PC for stimulus preparation	DELL	Inspiron 15
External USB FD unit	Logitec	LFD-31UEF
Response button box	Takei Kiki	S-15068	custom item
PC for experiments	NEC	PC-37LB-N 15SN
LCD monitor	NEC	AS172-MC
Chin rest	Takei Kiki	T.K.K.930a
Pair generation program		PMELCYLG2	self-made
Database file		P4.DAT	self-made
Stimulus presentation program	Takei Kiki	Presentation/Response Device for (6, n) Figures	custom item