Le problème du seuil dans les processus de traitement de l'information : comparaison de différents modèles de détection - article ; n°1 ; vol.72, pg 131-154

Gaussin

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L'année psychologique - Année 1972 - Volume 72 - Numéro 1 - Pages 131-154
24 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.

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• Publié par: L-annee-psychologique
• Publié le: 01 janvier 1972
• Nombre de lectures: 19
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 1 Mo

Extrait

J. Gaussin
Le problème du seuil dans les processus de traitement de
l'information : comparaison de différents modèles de détection
In: L'année psychologique. 1972 vol. 72, n°1. pp. 131-154.
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Gaussin J. Le problème du seuil dans les processus de traitement de l'information : comparaison de différents modèles de
détection. In: L'année psychologique. 1972 vol. 72, n°1. pp. 131-154.
doi : 10.3406/psy.1972.27935
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1972_num_72_1_27935REVUES CRITIQUES
LE PROBLÈME DU SEUIL
DANS LE PROCESSUS
DE TRAITEMENT DE L'INFORMATION :
COMPARAISON DE DIFFÉRENTS MODÈLES
DE DÉTECTION
par José Gaussin1
Université de Louvain2
La théorie de la détection des signaux (Tanner et Swets, 1954) a
doublement influencé les théories psychophysiques classiques : d'une
part, elle a remis en cause le concept de seuil ; d'autre part, elle a mis
l'accent sur les mécanismes de décision dans la détermination de la
réponse à des tâches de détection sensorielle. La présente étude se pro
pose de revoir cette notion de seuil dans le contexte de différentes
théories, et de comparer les prédictions et les interprétations de quelques
modèles de détection.
Dans leur forme la plus simple, les différents modèles dont il va
s'agir ne s'appliquent qu'à des tâches binaires dans lesquelles la discr
imination entre les deux hypothèses possibles est incertaine. Bien que ces
modèles aient été mis à l'épreuve le plus souvent pour des tâches de
détection sensorielle, rien n'empêche de concevoir l'observation dans son
sens le plus général, celui d'une prise d'information sur l'environnement.
Il convient alors de préciser certains termes tels qu'ils seront utilisés
ici. Le signal s est défini comme l'hypothèse la plus organisée, tandis que
le bruit b est l'hypothèse la plus aléatoire. Le terme de seuil est égale
ment à concevoir dans son contexte le plus large, celui d'une barrière
dans le processus de traitement de l'information, même si, pour faciliter
l'exposé d'une théorie, nous nous référons explicitement au seuil sensor
iel. De même, la notion de détection n'implique pas forcément une
1. Aspirant du Fonds national de la recherche scientifique.
2. Centre de Psychologie expérimentale et comparée. REVUES CRITIQUES 132
tâche sensorielle, mais peut signifier toute espèce de décision binaire
sous risque.
La portée des modèles, et de leur comparaison, se trouve ainsi
élargie : leur objet concerne dès lors le processus de traitement de l'info
rmation d'une manière générale, qu'il s'agisse de la détection sensorielle,
de la formation des concepts, de la mémoire, ou encore d'autres compor
tements. La question que se posaient des chercheurs comme Jastrow
(1888) ou Urban (1930) au sujet des seuils sensoriels et, s'ils existent,
de leur mesure devient alors : à un niveau quelconque du processus qui
relie la réponse au stimulus, trouve-t-on chez l'observateur une barrière
qui fonctionne sur le mode du tout ou rien (Krantz, 1969) ?
LA SITUATION FONDAMENTALE DE LA DÉTECTION
Dans les conditions de base, l'expérimentateur définit un intervalle
d'observation durant lequel l'observateur (O) prend une certaine info
rmation au sujet du stimulus. L'O décide alors si un signal a été ou non
présent au cours de l'intervalle. La figure 1 illustre cette situation. Au
cours de l'observation, le signal a été ou non effectivement présenté.
Pour chaque hypothèse, l'O peut répondre par signal S ou par bruit B.
p(S/a)
p(B/a)
p(S/b)
B p(B/b)
Fig. 1. — - Illustration de la situation fondamentale de la détection
On obtient ainsi quatre résultats possibles, exprimés en proportions :
1) la proportion de détections correctes p(S/s) ; 2) la proportion de
signaux manques p(B/s) ; 3) la proportion de fausses alertes p{S/b) ;
et 4) la de rejets corrects />(B/è). En fait, puisque
p(S/s) + p(Bjs) = 1
et p(S/b) + p(Blb) = 1
deux proportions suffisent à caractériser l'ensemble de la situation,
par exemple p(S/s) et jo(S/fe). La courbe qui représente p(S/s) en fonc
tion de p(S/b) est appelée la courbe d'efficacité du récepteur (Receiver
operating characteristic : ROC) (Bresson, 1965). J. GAUSSIN 133
LES THÉORIES CLASSIQUES DU SEUIL
La notion de seuil est très ancienne. Elle remonte à Leibniz (1714),
et fut introduite pour la première fois en psychologie par Herbart (1824).
Mais c'est Fechner (1860) qui, le premier, parla du seuil d'une manière
quantitative et développa des méthodes psychophysiques propres à le
déterminer en termes statistiques. (Pour une revue détaillée des diffé
rentes conceptions du seuil, voir Corso, 1963.)
Pour Fechner, le seuil sensoriel est une limite à la sensibilité ; c'est
une barrière caractéristique du système sensoriel, et le fait qu'elle soit
ou non franchie dépend uniquement de l'intensité du signal. Le seuil
est conçu à la manière du neurone ; comme une impulsion nerveuse se
transmet ou ne se transmet pas, un stimulus est détecté ou ne l'est pas,
et ces deux possibilités ne se recouvrent en aucun cas.
Cette conception rigoureuse du seuil, confrontée aux résultats expé
rimentaux, se heurte cependant à deux difficultés principales. Tout
d'abord surgit le problème de la variabilité : un même stimulus ne pro
duit pas systématiquement une même réponse « oui » ou « non ». Ce
phénomène peut être dû aux variations physiologiques continuelles
dans les éléments récepteurs, et aux effets d'un grand nombre de facteurs
non sensoriels, comme la fatigue, l'anxiété, la motivation, etc. Ensuite,
il y a le problème de ce que l'on appelle les sensations négatives, ou
subliminaires. Miller (1942), par exemple, a constaté que des sujets qui
n'avaient pas détecté le signal étaient néanmoins capables de l'identifier
avec une exactitude supérieure au hasard. De même, Lazarus et McLeary
(1951) ont observé que, quand la réponse verbale du sujet (réponse
d'identification) est incorrecte, une d'un autre type, comme la
réaction psychogalvanique, indique que le sujet est tout de même
sensible à la présentation du signal.
l'hypothèse phi-gamma
Le seuil doit donc être mesuré en termes statistiques (Jastrow, 1888 ;
Cattell, 1893). Guilford (1954) définit le seuil absolu comme « ce stimul
us de faible intensité qui conduit à une réponse dans 50 % des cas ».
Urban (1910) développa une expression mathématique susceptible de
décrire adéquatement la fonction psychométrique, et qui tienne compte
des variations aléatoires auxquelles le seuil est soumis : c'est l'hypothèse
phi-gamma. Ainsi que l'indique la figure 2, cette hypothèse revient à
décrire la fonction psychométrique comme une ogive, c'est-à-dire comme
une courbe normale cumulée.
Les éléments principaux de l'hypothèse phi-gamma sont les suivants.
Elle suppose l'existence de deux continua : 1) un continuum physique
qui représente une série de phénomènes physiques qui se différencient 134 REVUES CRITIQUES
seulement par la grandeur d'un de leurs traits ; 2) un continuum psycho
logique qui représente une série subjective parallèle à la série objective.
Tandis que l'on considère le continuum physique comme allant du zéro
à l'infini, le continuum psychologique correspondant serait plus limité.
La psychophysique, on le sait, se donne pour objet de déterminer les
relations fonctionnelles entre les deux continua. L'hypothèse phi-gamma
1.000
0,891
Seuil / f\ phi Fonction -gamma 0,656 -
o 0,500
o a.
0,344
-,
0,109
Intensité du signal.
Fig. 2. — Représentation graphique de l'hypothèse phi-gamma, mont
rant que la fonction équivaut à l'intégrale de la courbe normale de pro
babilité.
suppose en outre que les réponses de l'O dépendent non seulement de la
grandeur du stimulus, mais aussi d'un grand nombre de facteurs incon
trôlés dont les effets se combinent selon la loi normale de l'erreur (Corso,
1967).