Incertitude du stimulus et incertitude de la réponse dans la reconnaissance perceptive - article ; n°2 ; vol.66, pg 397-416

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L'année psychologique - Année 1966 - Volume 66 - Numéro 2 - Pages 397-416
Summary
Earlier researches in the field of the information theory showed that the number of recognized stimuli decreases in accordance with the size of the sample, or, more acurately with the uncertamty.
In such cases (cf. G. Miller, 1951) the uncertainty on stimuli is the same. Pollack (1959) varied the uncertainty at stimuli level and at responses level and the subjects were required to make a forced choice among responses whose number was lower ihan the number of stimuli. He then found that the effect of uncertainty might be proportional to the number of responses but not to the number of stimuli. Those results are not conclusive, because they have not been corrected with regard to randomness.
We studied this problem in cisual perception. A letter from the alphabet is presented with a tachistoscope allowing to vary the time of exposure. The subject knows the set of letters (2, 4, 8 or 16) from which the letter is drawn. Right afler the exposure, he is asked to choose the good answer among a number of letters equal to or lower than the number of stimuli in the set. In a second experiment, the subject gives a, first response right after the stimulus exposure, and a second one after having read the list of responses. In each case, he has to tell whether his answer is given at random or based on perceptual cues.
All the results are consistent. When corrected for randomness, it appears that the percentage of perceptual recognition decreases when uncertainty on stimuli and on responses increases.
A confirmation of this result can be found in the fact that the number of responses which the subjects told to be at random increases when uncertainty on stimuli and on responses increases.
Résumé
Les premières recherches faites dans la perspective de la théorie de l'information ont montré que le nombre de stimulus reconnus décroissaient proportionnellement à la taille de l'échantillon ou plus précisément à l'incertitude.
Dans ces cas (ex. : G. Miller, 1951), l'incertitude au niveau des stimulus est la même. Pollack I. (1959) a fait varier l'incertitude au niveau des stimulus et à celui des réponses en obligeant le sujet à faire un choix forcé entre un nombre de réponses moindre que celui des stimulus. Il a alors trouvé que l'effet de l'incertitude serait proportionnel au nombre des réponses et.non à celui des stimulus. Ces résultats ne sont pas décisifs parce qu'ils ne font pas intervenir une correction pour le hasard.
Nous avons repris ce problème en perception visuelle. On présente à l'aide d'un tachistoscope permettant de varier la durée de l'éclairernent, une lettre de l'alphabet. Le sujet connaît l'ensemble de lettres (2, 4, 8 ou 16) dont est extraite la lettre. Aussitôt après la présentation, on lui demande de choisir la bonne réponse parmi un nombre de lettres égal ou inférieur à celui de l'ensemble stimulus. Dans une deuxième expérience, le sujet donne une première réponse dès la présentation du stimulus et une deuxième après avoir pris connaissance de la liste des réponses. Dans chaque cas, il doit indiquer si sa réponse est donnée au hasard ou fondée sur des incides perceptifs.
Tous les résultats sont convergents. Après correction pour le hasard, il apparaît que le pourcentage des reconnaissances perceptives diminue avec l'augmentation de l'incertitude des stimuli et des réponses.
Ce résultat est confirmé par le fait que le nombre de réponses jugées avoir été faites au hasard augmente avec l'incertitude des stimulus et avec celle des réponses.
20 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.
Publié le : samedi 1 janvier 1966
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P Fraisse
C. Voillaume
Incertitude du stimulus et incertitude de la réponse dans la
reconnaissance perceptive
In: L'année psychologique. 1966 vol. 66, n°2. pp. 397-416.
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Fraisse P, Voillaume C. Incertitude du stimulus et incertitude de la réponse dans la reconnaissance perceptive. In: L'année
psychologique. 1966 vol. 66, n°2. pp. 397-416.
doi : 10.3406/psy.1966.27522
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1966_num_66_2_27522Abstract
Summary
Earlier researches in the field of the information theory showed that the number of recognized stimuli
decreases in accordance with the size of the sample, or, more acurately with the uncertamty.
In such cases (cf. G. Miller, 1951) the uncertainty on stimuli is the same. Pollack (1959) varied the
uncertainty at stimuli level and at responses level and the subjects were required to make a forced
choice among responses whose number was lower ihan the number of stimuli. He then found that the
effect of uncertainty might be proportional to the number of responses but not to the number of stimuli.
Those results are not conclusive, because they have not been corrected with regard to randomness.
We studied this problem in cisual perception. A letter from the alphabet is presented with a
tachistoscope allowing to vary the time of exposure. The subject knows the set of letters (2, 4, 8 or 16)
from which the letter is drawn. Right afler the exposure, he is asked to choose the good answer among
a number of letters equal to or lower than the number of stimuli in the set. In a second experiment, the
subject gives a, first response right after the stimulus exposure, and a second one after having read the
list of responses. In each case, he has to tell whether his answer is given at random or based on
perceptual cues.
All the results are consistent. When corrected for randomness, it appears that the percentage of
perceptual recognition decreases when uncertainty on stimuli and on responses increases.
A confirmation of this result can be found in the fact that the number of which the subjects
told to be at random increases when uncertainty on stimuli and on responses increases.
Résumé
Les premières recherches faites dans la perspective de la théorie de l'information ont montré que le
nombre de stimulus reconnus décroissaient proportionnellement à la taille de l'échantillon ou plus
précisément à l'incertitude.
Dans ces cas (ex. : G. Miller, 1951), l'incertitude au niveau des stimulus est la même. Pollack I. (1959) a
fait varier l'incertitude au niveau des stimulus et à celui des réponses en obligeant le sujet à faire un
choix forcé entre un nombre de réponses moindre que celui des stimulus. Il a alors trouvé que l'effet de
l'incertitude serait proportionnel au nombre des réponses et.non à celui des stimulus. Ces résultats ne
sont pas décisifs parce qu'ils ne font pas intervenir une correction pour le hasard.
Nous avons repris ce problème en perception visuelle. On présente à l'aide d'un tachistoscope
permettant de varier la durée de l'éclairernent, une lettre de l'alphabet. Le sujet connaît l'ensemble de
lettres (2, 4, 8 ou 16) dont est extraite la lettre. Aussitôt après la présentation, on lui demande de choisir
la bonne réponse parmi un nombre de lettres égal ou inférieur à celui de l'ensemble stimulus. Dans une
deuxième expérience, le sujet donne une première réponse dès la présentation du stimulus et une après avoir pris connaissance de la liste des réponses. Dans chaque cas, il doit indiquer si sa
réponse est donnée au hasard ou fondée sur des incides perceptifs.
Tous les résultats sont convergents. Après correction pour le hasard, il apparaît que le pourcentage des
reconnaissances perceptives diminue avec l'augmentation de l'incertitude des stimuli et des réponses.
Ce résultat est confirmé par le fait que le nombre de réponses jugées avoir été faites au hasard
augmente avec l'incertitude des stimulus et avec celle des réponses.Laboratoire de Psychologie expérimentale et comparée
de la Sorbonne
INCERTITUDE DU STIMULUS
ET DE LA RÉPONSE
DANS LA RECONNAISSANCE PERCEPTIVE1
par Paul Fraisse et Claude Voillaume
Toutes les premières recherches faites dans la perspective de
la théorie de l'information ont montré que l'efficience perceptive
diminuait à mesure que croissait l'incertitude, c'est-à-dire le
nombre d'éventualités offertes au sujet.
Les résultats sont analogues, que l'on utilise la technique du
temps de réaction (vitesse de réponse) ou celle de la reconnais
sance perceptive (pourcentage de réponses justes). Dans l'un
et l'autre cas, on considère la perception comme un processus
de communication entre des stimulus et des réponses à travers
un canal qui n'est autre que le sujet percevant. Dans le temps
de réaction, on mesure la vitesse de la transmission, dans la
reconnaissance sa précision. Les premières expériences sur le
temps de réaction (Hick, 1952) et celles sur la reconnaissance
perceptive (Miller, Heise et Lichten, 1951) ont utilisé des niveaux
différents d'incertitude mais, dans chaque situation, le nombre
de stimulus était égal au nombre de réponses. Le rôle de l'incer
titude dans l'interprétation des résultats restait global. Mais
l'incertitude n'est pas forcément égale si l'on considère les st
imulus ou les réponses. La question s'est alors posée de savoir ce
qui revenait dans les résultats à l'incertitude des stimulus,
1. Communication présentée au XVIIIe Congrès international de Psychol
ogie dans le cadre du symposium, Perception el théorie de V informalion (Moscou,
1966).
a. psYcnoi.. 66 26 398 MÉMOIRES ORIGINAUX
c'est-à-dire à Y input (Hs) et ce qui revenait à l'incertitude des
réponses ou à Y output (Hr).
Les auteurs ont eu tendance à surestimer le rôle de Y output
par rapport à Yinput dans les recherches sur le temps de réaction.
Garner (1982), rendant compte de ces travaux, estime cependant
que l'incertitude du stimulus a peut-être aussi une certaine
importance. Il s'appuie surtout sur la recherche de Bevan et
Dukes (1953) qui ont trouvé qu'en utilisant pour différents
ensembles de figures géométriques deux réponses seulement
« reconnu ou non reconnu » le temps de réaction croissait très
légèrement avec l'incertitude du stimulus.
Rabbitt (1959) a aussi montré que le temps de réaction
dépendait et de du stimulus et de celle de la réponse.
Pour la reconnaissance perceptive, les recherches sont moins
nombreuses. Le résultat qui fait autorité est celui de Pollack
(1959). Il aurait démontré que le facteur prédominant est l'incer
titude au niveau de la réponse, la sélection se faisant à partir
d'un stockage qui ne dépendrait pas de l'incertitude du st
imulus1. Dans ce type d'expériences, on présente un choix de
réponses inférieur en nombre à celui des stimulus. Le sujet doit
obligatoirement choisir la réponse qu'il croit juste. Il y a donc
des réponses au hasard et il est indispensable de faire inter
venir une correction. Pollack ne l'a pas fait. Cette correc
tion n'aurait pas supprimé le fait que dans ses résultats le
pourcentage de bonnes réponses décroît quand le nombre de
réponses possibles augmente, mais aurait montré que cet effet
était beaucoup moins fort. Du même coup, il serait mieux apparu
que, pour un nombre de réponses donné, le pourcentage de réus
sites diminuait un peu avec le nombre de stimulus de l'ensemble
considéré. D'autre part, si les réponses proposées étaient bien
« présentes » (présentation écrite), les stimulus, au moment de
l'excitation, l'étaient beaucoup moins (listes importantes de
stimulus à mémoriser).
Nous avons posé dans nos recherches l'hypothèse que l'au
gmentation de l'incertitude au niveau des stimulus, comme celle
de l'incertitude au niveau des réponses, diminuerait l'efficience
perceptive. Nous avons étudié une situation différente de celles
de Miller et al. et de Pollack. Ceux-ci faisaient reconnaître des
1. Cependant, lui-même a, dans de nouvelles expériences, trouvé que la
probabilité du message avait peut-être plus d'importance que la probabilité
de la réponse (1964). P. FRAISSE ET C. VOILLAUME. INCERTITUDE DU STIMULUS 399
mots présentés acoustiquement et masqués par un bruit blanc.
Nous avons choisi d'étudier la perception visuelle. Présentant
des stimulus avec un tachistoscope, nous avons déterminé la
durée pour laquelle les stimulus étaient reconnus dans un
pourcentage donné de cas.
Il y a lieu de penser que les phénomènes sont les mêmes en
perception visuelle et auditive, comme l'ont montré Postman
et Rosenzweig (1956) en insistant particulièrement sur le rôle
de la fréquence et de l'exercice antérieur dans la reconnaissance.
Cependant, d'après eux, les effets de ces variables seraient
moins forts en perception visuelle qu'en perception auditive et
nous devrons nous en souvenir en interprétant nos résultats.
Première recherche
Elle avait pour but de vérifier que le seuil de reconnaissance
s'élève lorsque le nombre de stimulus-réponses augmente. Nous
nous placions dans une situation analogue à celle de Miller
et al. L'ensemble des réponses possibles est le même que celui
des stimulus.
On fait apprendre aux sujets (N = 36) des ensembles de 2, 4,
7, 10 ou 15 syllabes dépourvues de sens. Dans chaque situation,
on choisit au hasard une syllabe que le sujet doit reconnaître.
La syllabe est d'abord présentée pendant un temps très court.
Cette durée de présentation est augmentée jusqu'à ce que le
sujet puisse identifier le stimulus1.
Les seuils de reconnaissance (à 50 %) sont les suivants :
TABLEAU I
Nombre d'éventualités 2 4 7 10 15
Seuil moven (en ras) 12,9 14,1 14,8 15 15,4
(D'après Fraisse et Bf.anciieteau, 1962.
I. Dans cette expérience, comme dans toutes celles qui suivront, les st
imulus sont présentés par un tachistoscope du type Dodge-Gerbrandt. Les
durées de stimulation sont commandées par un limer électronique. La méthode
consiste à partir d'un temps de présentation très court de 6 ms puis à l'au
gmenter progressivement selon une échelle géométrique de raison 1,2. Les
temps successifs de présentation sont donc en millisecondes de : 6 ; 7,2 ; 8,6 ;
10,4 ; 12,4 ; 14,9 ; 17,9 ; 21,5, etc. La luminance de chacune des plages est de
8 nits. Les stimuli sont toujours composés de lettres dactylographiées en
majuscules. ■
400 MEMOIRES ORIGINAUX
En employant non plus des syllabes dépourvues de sens mais
des substantifs français, tous de basse fréquence d'usage, consti
tuant des ensembles de 2, 4, 8 ou 16 mots, on retrouve les mêmes
résultats. Nous avons, dans cette deuxième expérience, employé
deux techniques. La première est identique à celle de l'expé
rience précédente : on choisit un mot dans l'ensemble et on
détermine son seuil de reconnaissance. Dans la seconde, on
présente à chaque durée de présentation tous les mots de l'e
nsemble dans un ordre au hasard et on augmente la durée de
présentation jusqu'à ce que tous les mots soient reconnus. Par
sujet on obtient ainsi ou un seuil pour un mot ou un seuil moyen
sur l'ensemble des mots d'une situation. Les résultats sont les
mêmes avec les deux techniques (seuil à 50 %).
TABLEAU II
8 4 Nombre d'éventualités 2 16
Seuil à partir d'un stimulus (en 11,9 14,6 17 4 ms) 17,
sti- Seuil moyen pour l'ensemble des
mulus (en ms) 12 15 16,9 3 18,
(Nombre de sujets : 24)
Dans ces expériences, on trouve une augmentation du seuil
proportionnelle à l'incertitude, c'est-à-dire au logarithme du
nombre de stimulus. Ces résultats confirment donc ceux obtenus
en perception auditive. La difficulté de la perception croît avec
l'incertitude.
Rappelons encore que, dans ces expériences, on ne peut di
stinguer l'effet de l'incertitude des stimulus et des réponses puisque
l'incertitude est la même. L'ensemble des possibles
est confondu avec l'ensemble des stimulus possibles.
Deuxième recherche
Dans celle-ci, nous avons fait varier de façon indépendante
l'incertitude des stimulus et l'incertitude des réponses pour
évaluer leurs effets respectifs.
Comme matériel, nous avons utilisé les lettres de l'alphabet.
Nous avons constitué des ensembles de 2, 4, 8 et 16 stimulus,
ensembles qui ont varié d'un sujet à l'autre pour neutraliser les
effets possibles de la fréquence des lettres et la discriminabilité FIIAISSE ET C. VOILLAUME. INCERTITUDE DU STIMULUS ► 01 P.
de leurs formes. Pour que les sujets présentifient bien tous les
stimulus possibles, variable mal contrôlée dans les expériences
précédentes, nous avons choisi des ensembles de lettres qui se
suivent dans l'alphabet (ex. : EF ou MNOP).
Sur ce principe, nous avons fait deux expériences :
lre expérience. — Le sujet connaît l'ensemble parmi lequel
l'expérimentateur choisit le stimulus à reconnaître. Il est aussi
prévenu qu'après avoir vu le on lui donnera une liste
de réponses dans laquelle se trouve la bonne réponse. Il doit
choisir une des réponses.
L'ensemble des situations est le suivant :
Slimulus
4 8 16
x x X
X X X
x X
16 X
Dans la diagonale se trouvent des situations correspondant à
la première recherche. L'incertitude sur S ou Hs est égale à celle
sur R ou Hr. Dans les autres cases, Hs est plus grand que Hr.
Ainsi, avec 8 stimulus et 4 réponses, on peut avoir l'exemple
suivant : soit DEFGHIJK les stimulus, H le stimulus choisi par
l'expérimentateur pour la présentation, l'ensemble des réponses
pourra être DGHK.
Notons que le stimulus choisi dans un ensemble ainsi que
les réponses proposées variaient d'une durée de présentation
à l'autre, l'ensemble stimulus restant le même. Ainsi, pour
reprendre notre exemple, on aura pu avoir pour la durée de
présentation 6 ms le cas indiqué au paragraphe précédent. Pour
la durée de présentation de 7,2 ms, on aura pu choisir parmi les
8 stimulus la lettre E à reconnaître dans un ensemble de réponses
EHIJ. A chaque durée, pour chaque sujet et chaque ensemble,
il y a présentation d'un seul stimulus.
Évidemment, les résultats trouvés doivent être nécessair
ement corrigés pour le hasard puisque nous utilisons une technique
de choix forcé. 402 MEMOIRES OltlGINAUX
Nous avons utilisé la formule classique1 :
n„ = n N— 1
nc = nombre corrigé de bonnes réponses ;
n = brut de ;
np = nombre d'erreurs ;
N = de réponses.
Nous avons calculé sur 24 sujets la probabilité d'atteindre
un seuil de 75 % de réponses justes après correction pour le
hasard.
TABLEAU III
Stimulus
2 4 8 16
2 20,4 21,9 23,6 24,6
Réponses
4 22,8 25,8 22,3
8 24,2 24,7
16 27,2
Dans la diagonale, nous trouvons l'effet classique analogue à
celui trouvé dans le tableau II quand Hs et Hr sont identiques.
Dans les autres cas, le seuil augmente légèrement en fonction
du nombre des stimulus et de celui des réponses, ce qui est
conforme à notre hypothèse.
On peut toujours discuter le principe d'une correction ;
aussi avons-nous fait un contrôle.
Après chaque réponse, le sujet avait comme consigne d'indi
quer si sa réponse était au hasard ou si elle était fondée sur des
indices perceptifs. Ce choix offre la possibilité d'éliminer les
réponses reconnues comme étant au hasard. Si on calcule alors
le seuil de probabilité de 75 % de réponses justes en ne tenant
1. Cette formule est équivalente à p = P — />' 1 p'
= probabilité vraie d'une bonne réponse ; où p
p = observée d'une bonne réponse ;
p' = due au simple hasard. FRAISSE ET C. VOILLA.UME. INCERTITUDE DU STIMULUS 403 P.
compte que des réponses fondées sur la perception (et sans
correction pour le hasard), on trouve les valeurs suivantes qui,
dans l'ensemble, confirment les résultats précédents :
TABLEAU IV
Stimulus
2 4 8 16
2 18 17 18 21
Réponses
4 22 26 23
8 22 25
16 28
2e expérience. — Nous considérons les résultats de la première
expérience comme indicatifs. Nous avons voulu les préciser en
apportant à notre expérience deux modifications importantes :
a) Pour avoir des résultats statistiquement mieux établis,
nous avons demandé pour chaque situation et chaque durée de
présentation cinq réponses successives à sujet, en
variant au hasard le stimulus présenté et l'ensemble de réponses
proposées.
Le nombre de sujets étant encore de 24, nous avons donc dans
chaque situation : 24 x 5 = 120 réponses au lieu de 24 dans la
première expérience.
b) Nous avons cherché à mieux analyser la tâche. En effet,
la reconnaissance perceptive, dans ce type d'expérience, se fait
en deux temps.
Au moment de la présentation.
a) Le sujet est attentif au stimulus. Il fait une hypothèse
plus ou moins explicite sur la nature du stimulus à partir de ce
qu'il sait de l'ensemble des stimulus dont est tiré celui qui lui a
été présenté.
ß) Le sujet confronte son hypothèse avec la liste des réponses
offertes. Il en choisit une et sa réponse définitive dépend évidem
ment de la force de sa première hypothèse et de l'incertitude
créée par le jeu des réponses.
Il y a reconnaissance aux deux étapes de la situation, mais
l'une est relative à l'ensemble défini des S, l'autre est relative à '
404 MEMOIRES ORIGINAUX
l'ensemble des réponses proposées mais dépend aussi de l'hypo
thèse faite pendant la première reconnaissance.
Pour mieux étudier ce processus dynamique, nous avons
demandé aux sujets d'expliciter leur hypothèse intermédiaire
(ou première réponse) après la présentation du stimulus et puis
une deuxième réponse du choix de réponses.
Ces deux réponses sont données à la suite d'un choix forcé. Il
est donc nécessaire de corriger les résultats bruts en fonction
de ce qu'aurait donné le hasard. Pour la première réponse, cette
correction est faite par rapport au nombre des stimulus de
l'ensemble présenté, pour la deuxième réponse par rapport au
nombre de réponses proposées. Nous obtenons alors les résultats
suivants, toujours au seuil de 75 % (en ras).
TABLEAU V
Stimulus
2 4 8 16
ire rép. 19 25 28 28
2 19,4 23,5 26,2 24,6
îonse
4 25 26,5 25,5
-03 S-, 8 26,9 30,7
Ci
16 24,5
Pour la deuxième réponse, ce tableau V est tout à fait compar
able au tableau III et fait apparaître les mêmes tendances avec
encore quelques irrégularités1. Ceci montre toutefois que la procé
dure de cette expérience qui demande au sujet d'expliciter son
hypothèse médiate n'a pas altéré de manière sensible le processus.
Elle valide aussi en quelque sorte notre interprétation de la
situation.
A partir de là, nous pouvons d'ailleurs progresser et essayer
d'établir un modèle de ce qui se passe au cours de cette double
1. Les irrégularités dans cette expérience, comme dans la précédente
(tableau IV), apparaissent surtout dans la colonne 16 stimulus. La tâche
apparaît parfois plus difficile. Le trop grand nombre de stimulus doit entraîner
des variations d'attitude.

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