Processus d'information et stratégie de décision dans une tâche de perception absolue d'une différence - article ; n°2 ; vol.75, pg 389-408

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L'année psychologique - Année 1975 - Volume 75 - Numéro 2 - Pages 389-408
Summary
The relative roles played by the stimulus set exposure duration and the response system (with and without indication of confidence level) were studied in an absolute perception task. The results are discussed in the framework of the equinormal model with fixed criterion. According to the model, the effects due to each of the above variables may be distinguished, providing one uses index xc (i.e. the sigmoldal psychometric function mean) to study the decisional strategy, together with index σB (i.e. the standard deviation of the function) in order to summarize the sensorial performance. This leads to the prediction that exposure duration will have an effect on the slope, whereas the response system would operate at the level of the function mean, since this mean reflects the decision criterion position.
Résumé
Dans une tâche de perception absolue d'une différence, on étudie les rôles respectifs de la durée d'exposition de la gamme de stimulus et du système de réponse (avec ou sans expression de la certitude). Les résultats sont discutés dans le cadre du modèle équinormal à critère fixe. Selon ce modèle il est possible de différencier les effets dus à chacune de ces variables, à condition d'utiliser l'indice xc (ou moyenne de la fonction psychométrique sigmoïdale) pour étudier la stratégie décisionnelle, et σB (ou écart type de la fonction) pour résumer la performance sensorielle. Ceci conduit à prédire que la durée d'exposition doit jouer sur la pente alors que le système de réponse devrait intervenir au niveau de la moyenne de la fonction, celle-ci reflétant la position du critère de décision.
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 : mercredi 1 janvier 1975
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A. M. Bonnel
Processus d'information et stratégie de décision dans une tâche
de perception absolue d'une différence
In: L'année psychologique. 1975 vol. 75, n°2. pp. 389-408.
Abstract
Summary
The relative roles played by the stimulus set exposure duration and the response system (with and without indication of
confidence level) were studied in an absolute perception task. The results are discussed in the framework of the equinormal
model with fixed criterion. According to the model, the effects due to each of the above variables may be distinguished, providing
one uses index xc (i.e. the sigmoldal psychometric function mean) to study the decisional strategy, together with index σB (i.e.
the standard deviation of the function) in order to summarize the sensorial performance. This leads to the prediction that
exposure duration will have an effect on the slope, whereas the response system would operate at the level of the function mean,
since this mean reflects the decision criterion position.
Résumé
Dans une tâche de perception absolue d'une différence, on étudie les rôles respectifs de la durée d'exposition de la gamme de
stimulus et du système de réponse (avec ou sans expression de la certitude). Les résultats sont discutés dans le cadre du
modèle équinormal à critère fixe. Selon ce modèle il est possible de différencier les effets dus à chacune de ces variables, à
condition d'utiliser l'indice xc (ou moyenne de la fonction psychométrique sigmoïdale) pour étudier la stratégie décisionnelle, et
σB (ou écart type de la fonction) pour résumer la performance sensorielle. Ceci conduit à prédire que la durée d'exposition doit
jouer sur la pente alors que le système de réponse devrait intervenir au niveau de la moyenne de la fonction, celle-ci reflétant la
position du critère de décision.
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Bonnel A. M. Processus d'information et stratégie de décision dans une tâche de perception absolue d'une différence. In:
L'année psychologique. 1975 vol. 75, n°2. pp. 389-408.
doi : 10.3406/psy.1975.28103
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1975_num_75_2_28103Année psychol.
1975, 75, 389-408
Laboratoire de Psychologie expérimentale (associé au C.N.R.S.)1
Département de Psychologie, Université de Provence, Centre d'Aix
PROCESSUS D'INFORMATION
ET STRATÉGIE DE DÉCISION
DANS UNE TÂCHE DE PERCEPTION ABSOLUE
D'UNE DIFFÉRENCE
par A. M. Bonnel
SUMMARY
The relative roles played by the stimulus set exposure duration and the
response system (with and without indication of confidence level) were
studied in an absolute perception task. The results are discussed in the
framework of the equinormal model with fixed criterion. According to the
model, the effects due to each of the above variables may be distinguished,
providing one uses index xc (i.e. the sigmoldal psychometric function
mean) to study the decisional strategy, together with index oB (i.e. the
standard deviation of the function) in order to summarize the sensorial
performance. This leads to the prediction that exposure duration will have
an effect on the slope, whereas the response system would operate at the
level of the function mean, since this mean reflects the decision criterion
position.
POSITION DU PROBLÈME
Le présent travail, qui se situe dans le cadre de la confron
tation de la théorie de la détection du signal (S.D. T.) et de la
psychophysique, a pour objectif de mettre à l'épreuve les pré
dictions théoriques élaborées à partir du modèle équinormal à
critère fixe. Ce modèle, qui a fait l'objet d'une publication anté
rieure (Petit, 1974), répond à deux types de préoccupations. Il
s'agit, au niveau décisionnel, d'adapter le modèle de la S.D. T.,
1. 29, avenue Robert-Schuman, 13100 Aix-en-Provence.
a. psychol. 75 13 390 MÉMOIRES ORIGINAUX
en tant que modèle de stratégie, à des situations de type classique
telles que la méthode constante. Au niveau sensoriel, nous
tentions de préciser le modèle équinormal de manière à ce qu'il
puisse rendre compte d'un processus dynamique ayant trait au
traitement de l'information. Cette réflexion nous a conduit aux
conclusions suivantes :
— Sur le plan décisionnel, le modèle de stratégie proposé
par la S.D.T. pour des situations de détection ne peut s'appliquer
à des épreuves de psychophysique classique. Celles-ci sont justi
ciables d'un modèle à critère fixe xc quelle que soit l'intensité
du signal, la position du critère dépendant exclusivement du
taux de fausses alertes jugé comme acceptable par le sujet pour
l'ensemble de l'expérience. La place de ce critère peut être éva
luée à partir de la fonction psychométrique en prenant comme
indice le stimulus qui provoque une réponse positive dans 50 %
des cas.
— Sur le plan sensoriel, nous faisons l'hypothèse que, pour
une même intensité de stimulation, l'information peut être plus
ou moins bien traitée par le sujet si, par exemple, la situation
expérimentale rend ce traitement plus ou moins aisé. Il faut
alors porter l'accent sur la dispersion du bruit interne <rB, qui
peut être modifiée par un mécanisme de filtrage. C'est pourquoi
la « performance sensorielle » peut être estimée par la pente de
la fonction psychométrique qui résulte évidemment de la valeur
prise par le paramètre aB dans le modèle équinormal.
Le modèle ainsi précisé présente l'avantage de différencier
les deux processus mis en jeu dans toute épreuve perceptive
dans la mesure où il conduit aux prédictions théoriques suivantes :
— A l'entrée du système, toute modification intervenant à
propos du traitement de l'information se traduit par une varia
tion de la pente de la fonction psychométrique observée.
— A la sortie du système, toute modification de la stratégie
de décision se traduit par une translation de cette même fonction,
due à un déplacement de sa moyenne.
De plus, si l'on tient compte de l'indépendance théorique des
indices xe et ctb utilisés pour résumer chacun des processus
invoqués, il s'ensuit que toute modification introduite à l'entrée
du système ne doit avoir d'effet qu'au niveau de la pente de la
fonction. De manière analogue, toute modification se produisant
à la sortie doit jouer exclusivement sur la moyenne de la fonction.
C'est pourquoi nous sommes amenée, en définitive, à mettre à A. M. BONNEL 391
l'épreuve les hypothèses qui suivent, et qui concernent non
seulement la distinction des deux processus mais aussi leur indé
pendance éventuelle.
— A Vènlrèe, diverses situations expérimentales qui se di
stinguent quant au traitement de l'information doivent faire
apparaître des fonctions psychométriques de pente différente
mais de moyenne identique. Ces courbes doivent par conséquent
se croiser en un même point, celui-ci correspondant à la position
du critère de décision.
— A la sortie par contre, des situations présentant des diver
gences concernant la stratégie de décision doivent entraîner des
fonctions psychométriques décalées, mais conservant une pente
identique.
Il faut toutefois préciser que nous n'attendons, pas, au niveau
des résultats expérimentaux, une translation stricte qui porterait
sur la totalité de la courbe comme le montrent les prédictions
théoriques (Petit, 1974, p. 20), mais plutôt un déplacement de
la moyenne seulement. Il est vraisemblable en effet que le rôle
joué par le système de réponse s'estompe au fur et à mesure que
les conditions de stimulations deviennent confortables, et que
par conséquent les fonctions psychométriques se rejoignent
lorsque l'écart à percevoir devient important.
Pour être en mesure de tester ces différentes prédictions, il
est nécessaire que les résultats comparés proviennent de situations
expérimentales comportant une même gamme de stimulus et
supposant, dans un cas, une variation de l'information traitée
et une stratégie de décision identique, et dans l'autre une modif
ication de la stratégie de décision, toutes choses égales au niveau
de l'information traitée.
Dans ce but nous utilisons deux variables étudiées à propos
d'une tâche de discrimination par Bellan et Noizet (1971) qui
sont d'une part la durée d'exposition de la gamme de stimulus,
et d'autre part la nature du système de réponse proposé au sujet.
Les auteurs ont montré que plus la durée d'exposition des couples
de segments de droite à discriminer s'allonge et plus le seuil
différentiel, qui n'est autre que l'écart type de la fonction expé
rimentalement obtenue, diminue. C'est pourquoi nous utilisons
cette variable à propos d'une tâche de perception absolue de la
différence de longueur entre des segments de droite, afin de
vérifier si dans une telle épreuve la facilitation du traitement de
l'information a bien pour effet d'augmenter la pente de la fonc- 392 MÉMOIRES ORIGINAUX
tion psychométrique observée. Nous souhaitons, par ailleurs,
savoir si cette variable joue bien exclusivement sur le processus
sensoriel. Dans l'affirmative, les courbes obtenues pour chacune
des durées de présentation devraient se croiser en un lieu focalisé
correspondant à une valeur constante du seuil de décision.
La seconde variable utilisée par Bellan et Noizet concerne
la nature du système de réponse et consiste à donner ou non au
sujet la possibilité d'exprimer la confiance qu'il accorde à sa
réponse. Pour ces auteurs qui, rappelons-le, se placent dans le
cadre d'une tâche de discrimination, cette variable n'est censée
affecter en aucune manière la stratégie décisionnelle puisque
celle-ci est supposée symétrique dans une épreuve de choix forcé
centrée sur le stimulus. (La tâche du sujet est de dire si le segment
le plus long se trouve à gauche ou à droite, par conséquent la
réponse correcte et l'erreur sont définies. De plus, le sujet n'a
aucune raison de privilégier une réponse par rapport à l'autre.) Les
résultats montrent en effet que l'expression de la certitude joue sur
ce que les auteurs nomment la « recherche d'information » en modif
iant la pente de la fonction donc la valeur du seuil différentiel.
Cette variable est mise en jeu dans le présent travail dans
une optique très différente, compte tenu de la tâche de perception
absolue qui est utilisée ici. Nous supposons en effet que l'expres
sion de la certitude joue un rôle non pas sur la performance sen
sorielle, mais sur la stratégie de décision. Nous faisons l'hypothèse
que si, dans une épreuve comme celle que nous avons choisie et
qui est centrée sur le sujet (Noizet et Petit, 1970), la fausse alerte
intervient avec un coût particulièrement élevé, la crainte vis-à-vis
de ce type d'erreur peut être atténuée par la possibilité d'assortir
la réponse positive d'un niveau de certitude faible. Permettre
ainsi au sujet de donner une réponse de type « oui, j'ai perçu
une différence, mais je n'en suis pas certain », devrait l'inciter
à adopter un critère de réponse moins « prudent » (déplacement
vers la gauche). La comparaison de la fonction psychométrique
expérimentalement obtenue avec celle qui résulte de l'emploi
d'une situation similaire mais où l'expression de la certitude
n'est pas permise, devrait faire apparaître un décalage en faveur
de la première, dû, comme l'implique le modèle, à une diminution
de la moyenne xe.
En outre, si l'action de cette variable se situe exclusivement
au niveau de la stratégie décisionnelle, la pente des fonctions
psychométriques respectives devrait rester la même. A. M. BONNEL 393
PROCÉDURE EXPÉRIMENTALE
DESCRIPTION DE LA TÂCHE
La tâche proposée au sujet consiste à dire s'il a ou non perçu une
différence de longueur entre les segments qui lui sont présentés, et ceci
sans possibilité d'abstention. Une telle tâche a pour particularité de
centrer le sujet sur sa propre perception, ce qui entraîne une asymétrie
du coût des réponses. En effet, bien que la réponse correcte et l'erreur
ne soient pas ici définies, seule une réponse positive peut entraîner un
risque pour le sujet. Répondre « je n'ai pas perçu de différence » ne peut
en aucune manière constituer une erreur vis-à-vis de l'expérimentateur.
Par contre, pour les essais où l'écart à percevoir est tellement faible que
le sujet peut s'imaginer qu'en fait c'est l'écart nul qui lui est présenté,
celui-ci prend un risque en répondant qu'il a perçu une différence qui
peut-être n'existait pas. Nous supposons pour cette raison, que cette
« fausse alerte » (subjectivement parlant, puisque la tâche ne consiste
pas à détecter l'état de la nature), intervient ici avec un coût particulier.
Il convient en outre de préciser que dans une tâche centrée sur le
sujet, aucune information n'est donnée quant à la probabilité d'appar
ition de l'écart nul. Celui-ci peut être éventuellement introduit dans la
gamme de stimulus, mais dans une proportion d'essais beaucoup trop
faible pour transformer la tâche en une épreuve de détection. L'unique
raison de son utilisation tient à l'information qu'il est susceptible
d'apporter quant à l'origine de la fonction psychométrique.
DÉROULEMENT DE L'EXPÉRIENCE
Le sujet est assis devant le tachistoscope et l'expérimentateur lui
donne la consigne correspondant à la condition expérimentale utilisée.
Dans la condition (1) celle-ci porte exclusivement sur la tâche de percept
ion de la différence et précise que la réponse de doute n'est pas tolérée.
Dans la (2) la consigne précédente est accompagnée des indi
cations concernant la réponse secondaire, c'est-à-dire sur l'utilisation
de l'échelle de certitude. L'expérimentateur précise au sujet d'une part
que la réponse 50 % est exclue puisqu'elle équivaudrait à une réponse
de doute. D'autre part il indique la complémentarité des estimations :
l'attention du sujet doit être en effet attirée sur le fait que donner une
réponse indiquant qu'une différence a été perçue avec un niveau de
certitude égal à 60 % revient à affecter la réponse opposée d'un niveau
de confiance de 40 %. MÉMOIRES ORIGINAUX 394
PLAN D'EXPÉRIENCE
Fadeurs expérimentaux
— Facteur stimulus, S : le premier facteur expérimental est l'écart
entre le segment étalon E, qui garde toujours la même longueur (40 mm)
et le variable V. Ces segments horizontaux sont présentés dans
le prolongement l'un de l'autre et leur écart prend, en plus et en moins,
six valeurs. Le facteur stimulus comporte donc 13 modalités (ou 12 valeurs
auxquelles vient s'ajouter l'écart nul). Celles-ci sont établies selon une
progression arithmétique de 1,25 mm, à l'exception toutefois de l'écart
nul, distant de 0,75 mm de ses écarts voisins (ceci de manière à obtenir
des mesures plus unes dans cette zone extrême).
— Durée d'exposition tachistoscopique des stimulus, D : le second
facteur expérimental prend trois valeurs (120 ms, 300 ms, 800 ms).
Celles-ci sont utilisées pour chacun des 36 sujets.
— Système de réponse proposé au sujet, R : dans la condition (1),
le sujet indique s'il a ou non perçu une différence, en choisissant la
réponse « différence perçue » {&>) ou « différence non perçue » (^). Dans
la condition (2), il exprime en outre la confiance qu'il accorde à sa
réponse par un niveau de certitude, à l'aide d'une échelle allant de 51 %
à 100 %. Deux groupes indépendants de 18 sujets (facteur 0), sont
affectés aux deux modalités du troisième facteur expérimental.
Dans chaque condition, tout sujet voit, à chaque durée de pré
sentation, chacun des stimulus trois fois. Un sujet fournit donc 117 est
imations puisqu'il voit trois séries complètes de couples, 39 à chaque
durée de présentation. Nous disposons donc au total de 4 212 mesures
sur l'ensemble de l'expérience, soit :
018[R2] x S13 x E3 x D3 »
Fadeurs neutralisés
— Ecarts positifs et écarts négatifs entre segment étalon et segment
variable : Si l'on tient compte, comme nous le préciserons plus loin,
de la valeur absolue de l'écart entre les deux segments, sur les six essais
correspondant à chaque stimulus ainsi considéré, le segment variable
est trois fois supérieur et trois fois inférieur à l'étalon.
— Position de l'étalon dans le couple : pour un écart en valeur absolue,
l'étalon apparaît trois fois à droite et trois fois à gauche.
— Ordre de présentation des couples : pour des raisons de commodité
de manipulation, les couples de segments sont disposés sur trois bandes
1. D. Lépine, M. Rouanet, 1970, résumé du cours sur l'analyse de
variance, polycopié de l'U.E.R. de Psychologie, Paris V. 100
Condition (1), réponse brute
. o. 120 ms
Points expérimentaux et courbe ajustée a 300m«
▲ 800ms
0 0,75 2,00 3,25 4,50 5,75 7,00 •
|E-V|mm
1 a
Condition (2), réponse modulée
20
0,75 2,00 3,25 4,50 5,75 7,00
|E-V| mm
1 b
Fig. 1. — Fonctions psychométriques : pourcentage de réponses de
perception, &>, observé selon l'écart (en valeur absolue) entre segment étalon
et segment variable.
a) condition (1), réponse brute;
b)(2), modulée. 396 MÉMOIRES ORIGINAUX
de carton ; sur chacune de ces planches les couples sont répartis en tenant
compte du contraste entre écarts, de la succession des écarts positifs
et négatifs et de la position de l'étalon.
Variables dépendantes
— Variable dépendante correspondant à la réponse primaire :
celle-ci est constituée, quelle que soit la condition expérimentale envi
sagée, par le pourcentage de réponses de perception (indiquant qu'une
différence entre les segments a été perçue).
— Réponses secondaires : les temps de réponse sont mesurés, depuis
l'arrêt de la stimulation jusqu'à l'apparition de la réponse primaire,
pour toutes les conditions. On enregistre par ailleurs dans la condition (2)
les niveaux de certitude accompagnant chaque réponse primaire.
ANALYSE DES RÉSULTATS
Les fonctions psychométriques obtenues sont représentées
par ajustement de sigmoïdes aux points expérimentaux d'après
le calcul de l'écart type. La figure 1 permet de visualiser l'évo
lution des résultats en fonction de la durée d'exposition des
stimulus dans la condition (1) (réponse brute) puis dans la
condition (2) (réponse modulée).
La figure 2 permet de comparer les mêmes données expéri-
100
80.
60
120 ms
Condition (I) 20. (2)
0,75 2,00 3,25 4,50 5,75 7,00
|E-V| mm
2 a 7,00
|E-V| mm
100
0,75 2,00 3,25 4,50 5,75 7,00
|E-V|mm
2 C
Fig. 2. — Fonctions psychométriques : pourcentage de réponses de per
ception, &, observé selon l'écart (en valeur absolue) entre segment étalon
et segment variable.
a) 120 ras ;
b) 300 rns ;
c) 800 ms.

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