図認識実験のための刺激を生成する厳重に
Summary
このプロトコルでは、特定のグラフおよび非グラフ プロパティ (機能) の数字の認識に関連しているかどうかを調べる実験の方法について説明します。メソッドは、それぞれの数字と呼ばれる (6ポイント、 n線) のさまざまな機能の値を格納するデータベースを使用しての数字。
Abstract
このプロトコルは、厳密に制御され、客観的に定義した図認識実験刺激を生成する方法を紹介します。(6, n) 図はn組の目に見えない正六角形の頂点に位置するポイント間のスパンがn線セグメントから構成されます。構造プロパティ (グラフの不変量) と表面的な機能 (非グラフ不変量) 各 (6 n) のn値が 1 から 6 までと図が計算され、データベースに格納されています。実験者は、このデータベースを使用して、実験の目的に応じて適切な数字を体系的に抽出できます。さらに、データベースに必要な情報が含まれていない場合新しい機能値が時々 計算されるアドホック特定 (6 n) 図の形成から。軸対称 (Ax) ペア数字のミラー反射式ペアと呼ぶこと。数字の Ax ペアは、特定のペアの図形が回転-に-する-同じ (Idr) であるかどうかの意思決定の非同一ペアよりも差別するより困難になる知られています。本実験の目的は、ペアの 2 つの数字の間の行の長さの同一性は、Ax のペアのことほど難しくするペアの差別を発生かどうかを調べることです。互いに同型の数字は、形状の違いはあるものの共通構造プロパティを共有します。斧組と Idrペアは、同型のペアの特殊なケースです。さらに、Ax ペアと Idrペア共有ほとんどの表面的な機能値対称の軸間で別の場所に 1 つの場所からの相対的な方向は反対を除いて Ax ペア。互いに同型 (6, 4) の 3 種類の図のペアが生成された: Idr;斧;同一でない、非軸対称、同型 (Nd) のペア。Nd ペアはさらにラインの長さ違いの程度の表面的な機能の値に従って 3 つのサブカテゴリに分類されました。
Introduction
本稿では、ランダムな数字の認識に関する研究の厳密に制御された、客観的に定義した刺激図形を生成するためのメソッドについて説明します。刺激と呼びます (6ポイント、 n行) または (6 n) の数字。(6, n) 図はn組の目に見えない正六角形の頂点に位置するポイント間のスパンがn線セグメントから構成されます。(6, 4) の例図図 1ショーは、目に見えない正六角形の頂点のラベルの 4 つのペアによって指定されます。ラベルは図の線分を指定する (図 1参照)。この仕様の数字の行仕様形式と呼ぶこと。
以前、著者の計算 (6 n) のグラフ理論的構造特性 (不変特徴またはより具体的にグラフの不変性1と呼ばれる) の数字との非不変プロパティ (表面的な機能と呼ばれる)nの数字 1 に 6 を = し、フィーチャーの値をデータベースに格納します。不変特徴構造を反映 (より正確に、トポロジカル) プロパティと表面的な機能は、与えられた図の非位相と大抵メトリック プロパティを反映します。
データベース内のレコード番号線仕様の形式で図を識別します。そのため、徹底的な検索データベースの不変および/または表面的な機能の値の具体的な値を合計 (6 n) のセットから条件を満たす数値のレコード番号の取得を可能に。取得した数字は、実験のための刺激として使用できます。データベース内の各レコードは、同型のセットを含む変数を含む図が属しています。様々 なグラフのサイクル、円周、ポイント カバー、臨界点、半径、中心点の数、コンポーネント、最大次数、最大限度のポイント数、孤立点の数の数の数の数の数などの不変性とエンドポイントの数、交差点の数と頂点との交差によって定義された輪郭のギザギザなど、非グラフ機能値表面的な機能の不変特徴と (複数の場所がある場合) での場所など、複数の場所で形成された方向値します。たとえば、サイクルは、閉じた一連の線セグメントを示します、ポイントの程度はその点にライン セグメント事件数、孤立点は 0 度の点とエンドポイントは、1 度の点。Nから不変特徴データベース、すべて6( n) の値の数字を使用して = 1 ~ 6 付録 11に示す同型のセット数に分類されます。各レコードに格納されている情報の例については図 2を参照してください。
各同型セットに属している数字は形の相違にもかかわらずトポロジー的に等しいことに注意してください。いくつかの研究より特定のプロパティの前に位相構造が知覚されることを主張している図2,3,4,5を与えられました。体系的に刺激の数字を変更すること、によっては、著者は、検出と表面的な機能6の比較検出および不変特徴量の比較の前と主張しました。本実験は行の長さの表面的な機能が不変な特徴量が図のペア間すべて同等である条件下で図ペアの認識に重要かどうかを明らかにする試み (すなわち、相互に同型)。
実験で使用される図形の種類が認識の研究を理解する重要です。刺激図形の 2 つの種類があります: アドホック研究を目的として生成される、ランダムに生成されます。減らすために混同する実験の制御下にない要因に関連付けられている、ランダムに生成された数字を使用は一般的により適当であると考えられています。ランダムな数字、たとえば、ランダムなヒストグラム7とランダム行列8のいくつかの種類がありますが、視覚認知心理学の研究で最も頻繁に使用されるランダムな数値がランダムなポリゴン9。ランダムな多角形を作るための一般的なルールは、線分線分の境界は凸主、ように正方形の領域内のnポイントのランダムに分散した場所を接続し、色境界の内側です。ランダムな多角形の頻繁に使用される客観的な指標は、図10、11,12の複雑さを表す多角形の周囲の flections の数です。図の内側の色ですとその境界に関する構造的性質は flections の数に制限されます。さらに、この flections の数を除いては、ランダムな多角形の全体のセットまたは異なるランダムなポリゴンとの関係について情報を指定しません。
指定した数字のペアが回転-に-する-同じ (Idr)13,14,であるかどうかを決定するタスクの非同一のペアよりも差別するより困難になる数字の軸対称 (Ax) ペアで数字が知られています。15.rと、Id の組み合わせで 2 つの数字と Ax ペアで互いに同型、長さが同じ対応する線分。ただし、かどうか 2 つの行の長さの同一性の数値ペア増加 Ax ペアと比較して非同一ペアの判別の難易度は不明。この実験では参加者差別パフォーマンスでは Ax 組と同一でない、非軸対称 (Nd) ペアが比較しました。行の長さの違いは、2 つの数字の間実験的制御されました。図認識5時表面的な機能の値差の前に不変な特徴値の相違点を検出の優先順位のため Nd 図ペアが互いに同型ラインの長さの違いはないだろう、設定されました。不変特徴値の違いと混同。
Ax ペア15の数字の判別の難易度のレベルをラインの長さ違いの欠如に影響仮説を調べる実験 1、著者使用 (6, 5) 図ペア。結果は実証の Nd 0 (すなわち、ペア数字間の総ライン長に違いはありません) ペアの Ax のペアは、仮説が難関であったことを示してに比べ待ち時間が短かった。実験の制御下にない表面的な機能の値の違いがもっと複雑な図形に存在する可能性があります、参加者になると論じたこれらの使用します。興味深いことに、いくつかの研究は、サイクルの存在が preattentively 検出された16,17であることを主張しています。対照的に、Julesz は、エンドポイントのプレゼンスが背景18から数字の分離の初期段階で検出されたことを主張しました。
これに対処する簡単 (6, 4) 仮説を検査する図のペアが選ばれました。9 同型データセット (6, 4) の数字は、2 つの同型セットに属していた数字が刺激として使用されました。両方のセットの共有 (、) のエンドポイントとサイクルの不変特徴を容易に検出できる (すなわち、三角形) の共通点。図 3に 9 つの同型セットの例の数字を参照してください。さらに、 pの列を表示 = 6, q = 付録 114。
3 つの基本的なペアの型は生成された: Idr、斧および Nd のペア。サイクルの合計行の長さ (より具体的には、三角形) あらゆるペアの各ペアの 2 つの数字の間均一だった。この制約を使用して、図のペアのそれぞれの三角形になったか相互に同一または図形での斧。Nd ペアがさらに目に見えない正六角形の側として設定された長さの単位で、各ペアの 2 つの数字の endlines の長さの違いによると 2;。これは Nd 0、Nd 0.27、Nd 0.73と第1ペア (すなわちは行の長さ違いが 0 から 1 の範囲) を得られました。Preattentively する線分の交差の存在が知られている19, 交差する線のセグメントは、刺激から除外されたとの数字が検出されました。IdrAx、Nd 0、Nd 0.73、および図4 Nd 1ペアの例を参照してください。参加者は、Idr数の偏りのある期待を避けるために (‘同じ’) のペアは、Ax (‘異なる’) の合計と同じ、Nd (‘異なる’) ペアに設定されました。
Protocol
Representative Results
Discussion
現在のメソッドは、図認識実験のため客観的に定義可能な刺激図形のセットを準備する使用できます。メソッドの重要な側面は、ペア生成プログラム内の指示です。(6、 n) を使用して、データベース プログラムは、合計 (6 n) 数字 (プロトコル手順 2.2.1 と 2.2.2) から適切な候補数字を選択できます。さらに、プログラムは時々 行末 (プロトコル手順 2.2.13) の長さの計…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
シドニー コーク、MFA、および Maxine ガルシア博士、エダンズ ・ グループ (www.edanzediting.com/ac) この原稿の下書きを編集してから、著者のおかげでください。
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 |
References
- Harary, F. . Graph theory. , (1969).
- Chen, L. Topological structure in visual perception. Science. 4573 (4573), (1982).
- Chen, L. Topological structure in the perception of apparent motion. Perception. 14 (2), 197-208 (1985).
- Hecht, H., Bader, H. Perceiving topological structure of 2-D patterns). Acta Psychol. 3 (3), 255 (1998).
- Todd, J. T., Chen, L., Norman, J. F. On the relative salience of Euclidean, affine, and topological structure for 3-D form discrimination. Perception. 3 (3), 273 (1998).
- Kanbe, F. On the generality of the topological theory of visual shape perception. Perception. 8 (8), 849-872 (2013).
- Fitts, P. M., Weinstein, M., Rappaport, M., Anderson, N., Leonard, A. Stimulus correlates of visual pattern recognition: A probability approach. J Exp Psychol. 1 (1), 1-11 (1956).
- Bethell-Fox, C. E., Shepard, R. N. Mental rotation: Effects of stimulus complexity and familiarity. J Exp Psychol Hum Percept Perform. 1 (1), 12-23 (1988).
- Attneave, F., Arnoult, M. D. The quantitative study of shape and pattern perception. Psychol Bull. 3 (3), 452-471 (1956).
- Cooper, L. A. Mental rotation of random two-dimensional shapes. Cogn Psychol. 7 (1), 20-43 (1975).
- Cooper, L. A., Podgorny, P. Mental transformations and visual comparison processes: Effects of complexity and similarity. J Exp Psychol Hum Percept Perform. 4 (4), 503-514 (1976).
- Folk, M. D., Luce, R. D. Effects of stimulus complexity on mental rotation rate of polygons. J Exp Psychol Hum Percept Perform. 3 (3), 395-404 (1987).
- Förster, B., Gebhardt, R., Lindlar, K., Siemann, M., Delius, J. D. Mental rotation effect: A function of elementary stimulus discriminability. Perception. 11 (11), 1301-1316 (1996).
- Kanbe, F. Can the comparisons of feature locations explain the difficulty in discriminating mirror-reflected pairs of geometrical figures from disoriented identical pairs. Symmetry. , 89-104 (2015).
- Kanbe, F. Are line lengths critical to the discrimination of axisymmetric pairs of figures from disoriented identical pairs. Jpn Psychol Res. 1 (1), 36-46 (2019).
- Treisman, A., Souther, J. Search asymmetry: A diagnostic for preattentive processing of separable features. J Exp Psychol Gen. 3 (3), 285-310 (1985).
- Kanbe, F. Which is more critical in identification of random figures, endpoints or closures. Jpn Psychol Res. 51 (4), 235-245 (2009).
- Julesz, B. Textons, the elements of texture perception, and their interactions. Nature. 290, 91-97 (1981).
- Wolfe, J. M., DiMase, J. S. Do intersections serve as basic features in visual search. Perception. 32 (6), 645-656 (2003).
