Generación de controlado terminantemente estímulos para experimentos de reconocimiento de figura

Summary

Este protocolo describe un método para un experimento que analiza si específico gráfico y no gráfico propiedades (características) son relevantes para el reconocimiento de figuras. El método utiliza una base de datos que almacena varios valores de característica de figuras respectivas llamados (punto6 , línea n ) figuras.

Abstract

Este protocolo presenta un método para la generación de estímulos objetivamente definidos y estrictamente controlados para los experimentos de reconocimiento de figura. (6, n) figura consiste en n segmentos de línea que se atraviesan entre los n pares de puntos situados en los vértices de un hexágono regular invisible. Las propiedades estructurales (invariantes grafo) y características superficiales (gráfico no invariantes) de cada uno (6, n) figura con valores de n desde 1 hasta 6 se calculan y se almacenan en una base de datos. Utilizando esta base de datos, los experimentadores sistemáticamente pueden extraer figuras apropiadas según el propósito del experimento. Además, si la base de datos no contiene información, nuevos valores de la función a veces se pueden calcular ad hoc de la formación de una figura específica (6, n). Nos llame a un par reflejado por el espejo de figuras un par de (Ax) axisimétrico. Un par de figuras de Ax es conocido por ser más difícil discriminar que un par no idénticos en la decisión de si las formas de un determinado par son gira-a-ser-idéntico (Idr). El objetivo del presente experimento es determinar si la igualdad de longitudes de línea entre dos figuras en un par provoca la discriminación de la pareja a ser tan difícil como la de un par de Ax. Figuras mutuamente isomorfos comparten propiedades estructurales comunes a pesar de las diferencias en la forma. Pares de AX y Idr son casos especiales de pares isomorfos. Además, un par de Ax y Idr par comparte la mayoría de los valores de característica superficial, excepto la dirección relativa de un lugar a otro lugar a través de un eje de simetría es opuesta por un par de Ax. Tres tipos de mutuamente isomorfo (6, 4) se generaron pares figura: Idr; AX; y no idénticos, no axisimétrica, isomórficos pares (Nd). Pares de ND más se clasificaron en tres subcategorías según los valores de característica superficial del grado de las diferencias de longitud de línea.

Introduction

Este artículo describe un método para generar figuras estímulos objetivamente definidas y estrictamente controlado para estudios sobre el reconocimiento de figuras al azar. Los estímulos se llaman (punto6 , línea n ) o (6, n) figuras. (6, n) figura consiste en n segmentos de línea que se atraviesan entre los n pares de puntos situados en los vértices de un hexágono regular invisible. Figura 1 muestra un ejemplo de a (6, 4) figura se especifica por cuatro pares de etiquetas de los vértices de un hexágono regular invisible. Las etiquetas de designan los segmentos de línea de la figura (ver figura 1). Llamemos de esta especificación de figuras de un formato de especificación de la línea.

Anteriormente, el autor calcula las propiedades estructurales teóricos gráfico de (6, n) figuras (llamados características invariantes, o más específicamente de invariantes de gráfico¹) y no invariante (llamado características superficiales) en figuras con n = 1 a 6 y almacena los valores de la función en una base de datos. Características invariantes reflejan el estructural (más precisamente, topológica) propiedades y características superficiales reflejan las propiedades no topológicas y métricas sobre todo de una figura dada.

Un número de registro en la base de datos identifica una figura en el formato de especificación de la línea. Por lo tanto, una exhaustiva búsqueda para valores específicos de valores de funciones invariantes o superficial en la base de datos permite la recuperación de los números de registro para las figuras que cumplen las condiciones de las cifras totales de (6, n). Las cifras obtenidas pueden servir como estímulo para un experimento. Cada registro en la base de datos contiene variables que incluyen el conjunto isomorfo al que pertenece la figura; varios ver invariantes, como el número de ciclos, circunferencia, punto sobre el número de puntos críticos, radio, número de puntos centrales, número de componentes, máximo grado, número de puntos de grado máximo, número de puntos aislados, y número de puntos finales; valores de funciones no gráfico, como el número de intersecciones y jaggedness de los contornos definidos por los vértices e intersecciones; y característica superficial valores, tales como localizaciones de las características invariantes y (en el caso en el cual hay lugares plurales) las direcciones formadas por lugares plurales. Por ejemplo, un ciclo indica una secuencia cerrada de segmentos de línea, un grado de un punto es el número de incidente de segmentos de línea con la punto, un punto aislado es un punto con un grado de 0 y un punto final es un punto con un grado de 1. Utilizando las cifras de los valores de la base de datos, (6, n) función invariante de n = 1 a 6 puede ser clasificado en el número de conjuntos isomorfos se muestra en el apéndice 1¹. Vea la figura 2 para obtener un ejemplo de la información almacenada en cada registro.

Tenga en cuenta que las figuras que pertenecen a cada conjunto isomorfo son topológicamente equivalentes a pesar de las diferencias en la forma. Varios estudios han afirmado que las estructuras topológicas se perciben antes de propiedades más específicas del dado figuras^2,3,4,5. Cambiando sistemáticamente cifras de estímulo, el autor afirmó que las detecciones y comparaciones de características invariantes preceden las detecciones y las comparaciones de características superficiales⁶. El presente experimento es un intento de aclarar si la característica superficial de la longitud de la línea es fundamental en el reconocimiento de pares figura bajo la condición de que valores de funciones invariantes son todos equivalentes entre los pares de figura (es decir, mutuamente isomorfos).

Los tipos de figuras de estímulos que se utilizan en experimentos es muy importante que figura de reconocimiento por su investigación. Hay dos tipos de figuras de estímulo: aquellos que son generados al azar y aquellos que son generados ad hoc con el propósito de un estudio. Para reducir confunde asociado con factores no bajo control experimental, el uso de figuras generadas al azar se considera generalmente para ser más apropiado. Hay varios tipos de figuras al azar, por ejemplo, histogramas al azar⁷ y⁸de matrices al azar, pero las figuras al azar más utilizadas en la investigación de reconocimiento visual en Psicología son polígonos al azar⁹. Una regla general para hacer polígonos aleatorios es conectar ubicaciones distribuidas al azar de n puntos en un área cuadrada con segmentos de recta de tal manera que el perímetro del segmento de línea en su mayoría es convexo y luego de color dentro del perímetro. Un índice objetivo frecuente para polígonos al azar es el número de flections del perímetro de un polígono, que representa la complejidad de la figura^10,11,12. Como es de color el interior de la figura, propiedades estructurales con respecto a su perímetro se limitan al número de flections. Además, con la excepción del número de flections, ninguna información se da sobre todo el conjunto de polígonos al azar o de la relación entre distintos polígonos al azar.

Las figuras en axisimétrico (Ax) de pares de figuras son conocidas por ser más difícil discriminar que pares no idénticos en una tarea de decidir si un determinado par de figuras es rotado-a-ser-idéntico (Idr)^{13,14, 15}. las dos figuras en un par de Idr y en un par de Ax son mutuamente isomorfos y correspondientes segmentos de línea que tienen la misma longitud. Sin embargo, si igualdad de longitudes de línea entre los dos figuras en un par aumenta la dificultad de discriminación de un par no idénticos en comparación con la de un par de Ax es confusa. En este experimento, el funcionamiento de discriminación participante fue comparado entre Ax pares y no idénticos, no axisimétrico (Nd). Las diferencias de longitudes de línea fueron controladas experimentalmente entre las dos figuras. Debido a la prioridad de detectar diferencias de valor de característica invariable antes de las diferencias de valor de característica superficial durante el reconocimiento de figura⁵, los pares de figura Nd fueron fijados para ser isomorfo mutuamente de modo que las diferencias de longitud de línea no sería confundido con diferencias de valor de característica invariable.

Experimento 1 el autor utilizó (6, 5) figura los pares para examinar la hipótesis de que la falta de diferencias de longitud de línea influido el nivel de dificultad de la discriminación de las figuras en Ax pares¹⁵. Los resultados demostraron que las latencias son más cortas para Nd 0 (es decir, ninguna diferencia en la longitud de la línea total entre figuras emparejadas) pares comparados con los pares de Ax, que indicó que la hipótesis era insostenible. Se argumentó que las diferencias de valor de característica superficial no bajo control experimental son más propensos a estar presente en figuras complejas, y los participantes pueden hacer uso de éstos. Curiosamente, varios estudios han afirmado que la presencia de un ciclo es detectado preattentively^16,17. Por el contrario, Julesz afirmó que se detectó la presencia de un punto final en una etapa temprana de la separación de figuras de fondo¹⁸.

Para abordar esto, simple (6, 4) figura pares fueron elegidos para examinar la hipótesis. De nueve conjuntos isomorfos de (6, 4) las figuras, las figuras que pertenecían a dos grupos isomorfos se utilizaron como estímulos. Ambos conjuntos de figuras comparten características invariantes fácilmente detectables de (una) endpoint(s) y un ciclo (es decir, un triángulo) en común. Ver las figuras de ejemplo de nueve conjuntos isomorfos en la figura 3. Además, ver la columna de p = 6 y q = 4 en¹del Apéndice 1.

Se generaron tres tipos de par básico: Idr, Ax y pares. La longitud total de un ciclo (más específicamente, un triángulo) fue igualado entre las dos figuras en cada par para todo tipo de par. Con esta limitación, se convirtieron respectivos triángulos de un par de figura ya sea mutuamente idéntica o hacha en forma. Pares de ND más se subclasifican según las diferencias en las longitudes de endlines entre las dos figuras en cada par, con la unidad de longitud establecida como el lado de un hexágono regular invisible. Esto rindió Nd 0Nd 0.27, Nd 0,73y pares de 1 Nd (es decir, las línea longitud diferencias oscilaron entre 0 y 1). Como la presencia de una intersección de segmentos de línea se sabe que preattentively detectado¹⁹, figuras con línea intersección de segmentos fueron excluidos de los estímulos. Vea los ejemplos de Idr, Ax, Nd 0Nd 0.73y pares 1 de Nd en la figura 4. Para evitar las expectativas sesgadas de los participantes, el número de Idr pares (‘iguales’) fue creado para ser igual a la suma de Ax (‘diferente’) y pares (‘diferentes’) Nd.

Protocol

El experimento fue aprobado por el Comité de ética de la Universidad de Hakuoh, Japón. 1. experimental configuración Nota: El entorno experimental consiste en un monitor LCD y una caja de botón respuesta conectado a un ordenador (PC para experimentos). Cada participante decide si un presentado par de figuras es el ‘mismo’ o ‘diferentes’ pulsando uno de los dos botones en un cuadro de respuesta. Hay tres botones en la casilla ‘Enter’, ‘F6’ y ‘F5’ de izquierda a de…

Representative Results

Como pares de 0.27 Nd se encontraron que sólo existen en las figuras del conjunto isomorfo 2, el posterior análisis no incluye los resultados por pares de 0.27 Nd. La hipótesis del presente estudio fue que la uniformidad de longitudes de línea entre las dos figuras en parejas y les haría difícil discriminar como pares de figura de Ax. Los resultados del experimento se muestran en la figura 7. Tasas de error fuer…

Discussion

El presente método puede utilizarse para preparar un conjunto de figuras de estímulo objetivamente definible para experimentos de reconocimiento de figura. El aspecto crítico del método son las instrucciones dentro del programa de generación de par. Con a (6, n) base de datos, el programa puede seleccionar figuras candidato adecuado de las cifras del total (6, n) (pasos de protocolo 2.2.1 y 2.2.2). Además, el programa a veces puede calcular valores de funciones de figuras que no …

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