Просто заметная разница

В разделе экспериментальной психологии, сосредоточенном на чувствах , ощущениях и восприятии , который называется психофизикой , едва заметное различие или JND — это количество изменений, которые необходимо изменить, чтобы разница стала заметной, обнаруживаемой по крайней мере в половине случаев. Этот порог также известен как предел различия , порог различия или наименее ощутимая разница .

Количественная оценка

Для многих сенсорных модальностей в широком диапазоне величин стимула, достаточно далеком от верхнего и нижнего пределов восприятия, JND представляет собой фиксированную пропорцию эталонного сенсорного уровня, и поэтому соотношение JND/эталонный примерно постоянно ( то есть JND представляет собой постоянную долю/процент от контрольного уровня). В физических единицах имеем:

$${\frac {\Delta I}{I}}=k,$$

где $I\!$ - исходная интенсивность конкретной стимуляции, $\Delta I\!$ — это добавление к нему, необходимое для восприятия изменения ( JND ), а k — константа. Это правило было впервые обнаружено Эрнстом Генрихом Вебером (1795–1878), анатомом и физиологом, в экспериментах по изучению порогов восприятия поднятых тяжестей. Теоретическое обоснование (не общепринятое) было впоследствии предоставлено Густавом Фехнером , поэтому это правило известно либо как закон Вебера, либо как закон Вебера-Фехнера ; константа k называется константой Вебера . Это верно, по крайней мере, в хорошем приближении, для многих, но не для всех сенсорных измерений, например, для яркости света, интенсивности и высоты звуков. Однако это неверно для длины волны света. Стэнли Смит Стивенс утверждал, что это справедливо только для того, что он назвал искусственными сенсорными континуумами , где изменение входной информации принимает форму увеличения интенсивности или чего-то очевидно аналогичного; это не справедливо для метатетических континуумов, где изменение входных данных приводит к качественному, а не количественному изменению восприятия. Стивенс разработал свой собственный закон, названный Степенной закон Стивенса , который увеличивает мощность стимула до постоянной, одновременно, как и у Вебера, умножая его на постоянный коэффициент для достижения воспринимаемого стимула.

JND — это статистическая, а не точная величина: от испытания к испытанию разница, которую замечает данный человек, будет несколько меняться, и поэтому необходимо провести множество испытаний, чтобы определить порог. Обычно сообщаемый JND — это разница, которую человек замечает в 50% испытаний. Если используется другая пропорция, это следует включить в описание — например, можно указать значение «75% JND».

Современные подходы к психофизике, например теория обнаружения сигналов , предполагают, что наблюдаемое JND даже в этом статистическом смысле не является абсолютной величиной, а будет зависеть от ситуационных и мотивационных, а также перцептивных факторов. Например, когда исследователь мигает очень тусклым светом, участник может сообщить, что видел его в некоторых испытаниях, но не видел в других.

Формула JND имеет объективную интерпретацию (подразумеваемую в начале этой записи) как несоответствие между уровнями предъявляемого стимула, которое обнаруживается в 50% случаев по конкретной наблюдаемой реакции. а не то, что субъективно «замечено» или как разница в величинах сознательно переживаемых «ощущений». Это 50-процентное дискриминируемое несоответствие можно использовать в качестве универсальной единицы измерения психологической дистанции уровня признака в объекте или ситуации и внутреннего эталона сравнения в памяти, например, «шаблона» для категории или «норма» признания. Расстояния от нормы по шкале JND можно комбинировать между наблюдаемыми и предполагаемыми психофизическими функциями для создания диагностики гипотетических (психических) процессов преобразования информации, опосредующих наблюдаемые количественные суждения.

Приложения для создания музыки

При производстве музыки однократное изменение свойства звука ниже JND не влияет на восприятие звука. Что касается амплитуды, JND для человека составляет около 1 дБ .

JND для тона зависит от частотного содержания тона. Ниже 500 Гц JND составляет около 3 Гц для синусоидальных волн и 1 Гц для сложных тонов; выше 1000 Гц JND для синусоидальных волн составляет около 0,6% (около 10 центов ).

JND обычно тестируется путем быстрого последовательного воспроизведения двух тонов, при этом слушателя спрашивают, есть ли разница в их высоте. JND становится меньше, если два тона воспроизводятся одновременно , поскольку тогда слушатель может различать частоты биений . Общее число воспринимаемых тональных ступеней в диапазоне человеческого слуха составляет около 1400; общее количество нот равнотемперированной гаммы от 16 до 16 000 Гц — 120.

В восприятии речи

JND-анализ часто встречается как в музыке, так и в речи, причем эти два явления связаны и перекрываются при анализе просодии речи (т. е. речевой мелодии). Хотя несколько исследований показали, что JND для тонов (не обязательно синусоидальных волн) обычно может находиться в диапазоне от 5 до 9 полутонов (ST), небольшой процент людей демонстрирует точность между четвертью и половиной ST. Хотя JND варьируется в зависимости от тестируемой полосы частот, было показано, что JND для лучших исполнителей на частоте около 1 кГц значительно ниже 1 Гц (т.е. менее десятой доли процента). Однако важно помнить о роли, которую играет критическая полоса пропускания при выполнении такого рода анализа.

При анализе мелодии речи, а не музыкальных тонов точность снижается. Это неудивительно, учитывая, что речь не придерживается фиксированных интервалов, как это происходит в музыке. Йохан т Харт (1981) обнаружил, что JND для речи в среднем составляет от 1 до 2 ST, но пришел к выводу, что «в коммуникативных ситуациях роль играют только различия более чем в 3 полутона».

Обратите внимание, что, учитывая логарифмические характеристики Гц, результаты восприятия как музыки, так и речи следует сообщать не в Гц, а либо в процентах, либо в ST (5 Гц между 20 и 25 Гц сильно отличается от 5 Гц между 2000 и 2005 Гц). но увеличение примерно на 18,9% или на 3 полутона воспринимается одинаковой разницей в размерах, независимо от того, начинается ли оно с 20 Гц или с 2000 Гц).

Маркетинговые приложения

Закон Вебера имеет важные применения в маркетинге . Производители и маркетологи стремятся определить соответствующий JND для своей продукции по двум совершенно разным причинам:

1. так, чтобы негативные изменения (например, уменьшение размера или качества продукта или увеличение цены продукта) не были заметны для общественности (т.е. оставались ниже JND) и
2. так, чтобы улучшения продукта (например, улучшенная или обновленная упаковка, больший размер или более низкая цена) были очевидны для потребителей, но при этом не были чрезмерно расточительными (т. е. они находились на уровне JND или чуть выше него).

Когда дело доходит до улучшения продукта, маркетологи очень хотят достичь или превысить дифференциальный порог потребителя; то есть они хотят, чтобы потребители сразу воспринимали любые улучшения, внесенные в исходные продукты. Маркетологи используют JND, чтобы определить степень улучшения своих продуктов. Меньше, чем JND, — это напрасная трата усилий, потому что улучшение не будет ощутимо; больше, чем JND, снова является расточительством, поскольку снижает уровень повторных продаж. С другой стороны, когда дело доходит до повышения цен, желательно, чтобы цена была ниже JND, поскольку потребители вряд ли это заметят.

Тактильные приложения

Закон Вебера используется в тактильных устройствах и робототехнике. Приложение надлежащего количества силы к человеку-оператору является важнейшим аспектом взаимодействия человека-робота и сценариев дистанционного управления. Это может значительно улучшить производительность пользователя при выполнении задачи.

См. также

• Абсолютный порог
• АВХ-тест
• Разница в цвете
• Включать
• Минимальная клинически значимая разница
• Изменяя
• Психометрическая функция
• Разрешение сенсора
• Визуальное восприятие
• Закон Вебера-Фехнера

Ссылки

Источники

• Бахем, А. (1937). «Различные типы абсолютного слуха». Журнал Акустического общества Америки . 9 (2): 146–151. Бибкод : 1937ASAJ....9..146B . дои : 10.1121/1.1915919 . ISSN   0001-4966 .
• Бут, окружной прокурор; Фриман, Р.П.Дж. (1993), «Дискриминативное измерение интеграции признаков», Acta Psychologica , 84 (1): 1–16, doi : 10.1016/0001-6918(93)90068-3 , PMID   8237449
• Фейзабади, Сейедшамс; Штраубе, Сирко; Фольгерайтер, Мишель; Киршнер, Эльза Андреа; Ким, Су Гён; Альбиез, Ян Кристиан (2013). «Дискриминация человеческой силы во время активного движения руки для проектирования силовой обратной связи». Транзакции IEEE на тактильных ощущениях . 6 (3): 309–319. дои : 10.1109/ТОХ.2013.4 . ISSN   1939-1412 . ПМИД   24808327 . S2CID   25749906 .
• Джадд, Дин Б. (1931). «Чувствительность цветности к различиям в стимулах» . ДЖОСА . 22 (2): 72–108. дои : 10.1364/JOSA.22.000072 .
• Коллмайер, Б.; Бранд, Т.; Мейер, Б. (2008). «Восприятие речи и звука» . У Джейкоба Бенести; М. Мохан Сонди; Итенг Хуан (ред.). Справочник Springer по обработке речи . Спрингер. ISBN  978-3-540-49125-5 .
• Миддлбрукс, Джон К.; Грин, Дэвид М. (1991). «Локализация звука людьми-слушателями». Ежегодный обзор психологии . 42 (1): 135–159. дои : 10.1146/annurev.ps.42.020191.001031 . ISSN   0066-4308 . ПМИД   2018391 .
• Миллс, AW (1960). «Латерализация высокочастотных тонов». Журнал Акустического общества Америки . 32 (1): 132–134. Бибкод : 1960ASAJ...32..132M . дои : 10.1121/1.1907864 . ISSN   0001-4966 .
• Нордмарк, Ян О. (1968). «Механизмы частотной дискриминации». Журнал Акустического общества Америки . 44 (6): 1533–1540. Бибкод : 1968ASAJ...44.1533N . дои : 10.1121/1.1911293 . ISSN   0001-4966 . ПМИД   5702028 .
• Олсон, Гарри Ф. (1967). Музыка, физика и инженерия . Дуврские публикации. ISBN  0-486-21769-8 .
• Раковски, А. (1971), «Дискриминация высоты звука на пороге слуха», Труды Седьмого Международного конгресса по акустике , том. 3 20Ч6, Будапешт, с. 376
• Ричардсон, Н.; Бут, Д.А. (1993), «Множественные физические закономерности в суждениях о кремовой текстуре молока и сливок», Acta Psychologica , 84 (1): 93–101, doi : 10.1016/0001-6918(93)90075-3 , PMID   8237459
• Ритсма, Р.Дж. (1965), «Дискриминация высоты звука и частота», Труды Пятого Международного конгресса по акустике , том. B22, Льеж
• Т Харт, Йохан (1981). «Дифференциальная чувствительность к высоте звука, особенно в речи». Журнал Акустического общества Америки . 69 (3): 811–821. Бибкод : 1981ASAJ...69..811T . дои : 10.1121/1.385592 . ISSN   0001-4966 . ПМИД   7240562 .
• Торгерсон, Уоррен С. (1958). Методы масштабирования . Джон Уайли.