Создание строго контролируется стимулы для экспериментов признание рисунок
Summary
Этот протокол описывает метод для эксперимента, который рассматривает ли конкретный график и свойства non граф (функции) имеют отношение к признанию фигур. Данный метод использует базу данных, которая хранит различные функции значения соответствующих фигур под названием (6 точка, линия n ) цифры.
Abstract
Этот протокол вводит метод для генерации строго контролируемых и объективно определенные стимулы для рисунок признание экспериментов. (6, n) Рисунок состоит из n линейных сегментов, которые охватили между парами n точек, расположенных в вершинах невидимый правильного шестиугольника. Структурные свойства (граф инварианты) и поверхностные функции (не граф инварианты) каждого (6, n) фигура с значений n в диапазоне от 1 до 6 рассчитываются и хранятся в базе данных. С помощью этой базы данных, экспериментаторов можно систематически извлекать соответствующие цифры в зависимости от цели эксперимента. Кроме того если база данных не содержит необходимой информации, новые значения функция может иногда рассчитываться ad hoc от формирования фигуры конкретные (6, n). Давайте называть пару зеркало отражение фигур осесимметричный пары (Ax). Ax пара цифр известен более трудно различать чем неидентичные пара в решении о том, являются ли формы данной пары поворота к быть идентичные (Idr). Цель настоящего эксперимента является ли одинаковость длины линии между двумя цифрами в паре порождает дискриминацию пары быть так сложно, как что Ax пары. Взаимно изоморфных цифры разделяют общие структурные свойства, несмотря на различия в форму. Топор пар и пар Idr представляют собой особые случаи изоморфных пар. Кроме того, Ax пара и пара Idr разделяют большинство значений поверхностные функции, за исключением относительное направление из одного места в другое место по оси симметрии напротив для пары Ax. Три типа взаимно изоморфны (6, 4) рис пар были созданы: Idr; Топор; и не идентичны, не осесимметричный, изоморфных пар (Nd). ND пар были далее подразделяются на три подкатегории по поверхностным функция значения степени различия длины линии.
Introduction
Этот документ описывает метод для создания фигур строго контролируемых и объективно определенным стимулом для исследований о признании случайных цифр. Раздражители, называются (6 точка, линия n ) или (6, n) цифры. (6, n) Рисунок состоит из n линейных сегментов, которые охватили между парами n точек, расположенных в вершинах невидимый правильного шестиугольника. Рисунок 1 показывает пример (6, 4) рис которые определяется четырьмя парами этикеток для вершин невидимый правильного шестиугольника. Знаки обозначения сегментов линии рисунка (см. Рисунок 1). Давайте называть это спецификация фигур формат строки спецификации.
Ранее, автор рассчитана теоретическая структурных свойств графа (6, n) цифры (называемый инвариантные функции, или более конкретно граф инварианты1) и -инвариантных свойств (так называемый поверхностные характеристики) цифры с n = 1-6 и хранятся значения функции в базе данных. Инвариантные черты отражают структурные (точнее, топологические) свойства и поверхностные характеристики отражают главным образом метрические и не топологических свойств данной фигуры.
Номер записи в базе данных однозначно идентифицирует рисунок в формате строки спецификации. Таким образом исчерпывающий поиск для конкретных значений значения инвариантный и/или поверхностный компонента в базе данных позволяет извлекать запись чисел для фигур, которые удовлетворяют условиям от общего набора (6, n) цифры. Проверено фигуры может служить в качестве стимулов для эксперимента. Каждая запись в базе данных содержит переменные, которые включают изоморфных набор к которому принадлежит рисунок; различные граф инварианты, например количество циклов, окружность, точка, охватывающих номер, количество критических точек, радиус, количество центральных точек, количество компонентов, максимальной степени, количество точек в максимальной степени, количество изолированных точек, и количество конечных точек; Особенность номера граф значения, такие как количество пересечений и зубчатыми контуров, определяется вершинами и перекрестках; и поверхностные функция значения, например расположения инвариантные функции и (в случае, в котором есть множественное число мест) направления, образованный множественного числа мест. Например цикл указывает закрытые последовательность сегментов линии, определенной точки — это количество линии сегменты инцидента с этой точки, изолированная точка является точкой с степенью 0, и конечная точка является точкой с степенью 1. Используя приведенные значения базы данных, все (6, n) инвариантной особенностью от n = 1-6 могут быть отсортированы в число изоморфных наборов показано в добавлении 11. Смотрите Рисунок 2 пример хранимой информации в каждой записи.
Обратите внимание, что цифры, которые принадлежат к каждому набору изоморфных топологически эквивалентны, несмотря на различия в форму. Некоторые исследования утверждают, что топологическая структуры воспринимаются до более специфические свойства дано цифры2,3,4,5. Систематически изменяя стимул цифры, автор утверждал, что обнаружений и сравнения инвариантной функций предшествовать обнаружений и сравнений поверхностные характеристики6. Нынешнего эксперимента является попытка уточнить ли поверхностный функция длины строки имеет решающее значение в признании рисунок пар при условии, что значения инвариантной особенностью все эквивалентны между парами рисунок (т.е., взаимно изоморфных).
Типы фигур стимулов, используемых в экспериментах крайне важно выяснить признание исследований. Существует два типа стимул фигур: те, которые генерируются случайным образом и те, которые создаются ad hoc для целей исследования. Чтобы уменьшить смешивает связанные с факторами не под контролем экспериментальной, использование случайным цифры обычно считается более подходящим. Есть несколько типов случайных цифр, например, случайные гистограммы7 и8случайных матриц, но наиболее часто используемые случайные цифры в визуального распознавания исследования в области психологии случайных полигонов9. Общее правило для создания случайных полигонов — подключить случайно распределенных расположениях n точек в той площади с сегментами линии таким образом, что периметр отрезка линии в основном выпуклой и затем цвет внутри периметра. Часто используемые объективных индекс для случайных многоугольников — количество flections периметр многоугольника, который представляет сложность11,10,на рисунке12. Как внутри фигуры окрашен в, ограниченное количество flections структурные свойства по его периметру. Кроме того за исключением числа flections, отсутствуют данные о взаимосвязи между различных случайных полигонов или весь набор случайных полигонов.
Цифры в осесимметричный пар (Ax) цифры известны более трудно различать чем неидентичные пар в задачу решить, является ли данная пара цифр поворота к быть идентичные (Idr)13,14, 15. две цифры в Idr паре и те в Ax пара взаимно изоморфны и соответствующих сегментов линии, которые имеют одинаковую длину. Однако ли одинаковость длины линии между двумя цифры в паре увеличивает трудность дискриминации-идентичные пары, по сравнению с пары Ax является неясным. В этом эксперименте участник дискриминации производительность сравнивали между Ax пар и пар не идентичны, не осесимметричный (Nd). Различия в длины линии экспериментально контролировались между двумя цифрами. Из-за приоритета обнаружения инвариантное значение различий до поверхностное значение различий во время признания рисунок5рисунок пар Nd были установлены быть взаимно изоморфны, так что линии длиной различия не будет confounded с инвариантной особенностью значение различий.
Эксперимент 1 автор использовал (6, 5) рисунок пар для изучения гипотезу о том, что отсутствие различия длины линии влияние на уровень сложности дискриминации фигур в Ax пар15. Результаты показали, что задержки были короче для Nd 0 (viz., никакой разницы в длину всего линии между спаренными цифры) пар по сравнению с теми Ax пар, которые указали, что гипотеза неподъемным. Утверждалось, что поверхностное значение различий не под контролем экспериментальной, скорее всего, будет присутствовать в сложных фигур, и участники могут сделать использование из них. Интересно, что несколько исследований утверждают, что присутствие цикла является preattentively обнаруженных16,17. Напротив Julesz утверждал, что присутствие конечной точки был обнаружен на ранней стадии сегрегации фигуры из фона18.
Чтобы решить эту, проще (6, 4) рис пар были выбраны для изучения гипотезы. Из девяти изоморфны наборы (6, 4) цифры, цифры, которые принадлежали двух изоморфных наборы были использованы в качестве раздражителей. Оба набора показателей общей легко обнаружить инвариантные черты () конечные и цикла (т.е., треугольник) в общем. Посмотреть пример цифры девяти изоморфны наборов на рисунке 3. Кроме того, описаны в столбце p = 6 и q = 4 в добавлении 11.
Были созданы три основные пары типов: Idr, Ax и Nd пар. Длина общая линия цикла (в частности, треугольник) уравниваются между двумя цифрами в каждой паре для всех типов пара. С помощью этого ограничения, соответствующие треугольников пару рис стал либо взаимно идентичные или Ax в форме. ND пар были далее законсервированные согласно различия в длине endlines между двумя цифрами в каждой паре, с единица длины установить как на стороне невидимый правильного шестиугольника. Это принесло Nd 0, Nd 0,27, Nd 0,73и Nd 1 пар (т.е. линии длиной различия варьировались от 0 до 1). Как присутствие пересечения линейных сегментов, как известно, быть preattentively обнаружено19, фигуры с пересекающиеся линии, которую сегменты были исключены от раздражителей. Смотрите примеры Idr, Ax, Nd 0, Nd 0,73и Nd 1 пар на рисунке 4. Чтобы избежать предвзятых ожиданий участников, количество Idr («же») пар был установлен быть таким же, как сумма Ax («другой») и Nd (различных) пар.
Protocol
Representative Results
Discussion
Нынешний метод может использоваться подготовить набор фигур объективно определимые стимул для рисунок признание экспериментов. Важнейшим аспектом метода являются инструкции в рамках программы поколения пара. С помощью (6, n) базы данных, программу можно выбрать подходящего к…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Автор благодарит Сидней Koke, МИД и Максин Гарсия, PhD, Edanz группы (www.edanzediting.com/ac) для редактирования проекта этой рукописи.
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).
