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CH APITRE III: LA PSYCHOPHYSIQUE

CHAPITRE III: LA PSYCHOPHYSIQUE. CHAPITRE I: Le domaine de la perception CHAPITRE II: La psychophysique CHAPITRE V: L attention CHAPITRE III: La perception

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CH APITRE III:

LA PSYCHOPHYSIQUE

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CHAPITRE I:Le domaine de la perception

CHAPITRE II:La psychophysique

CHAPITRE V:L ’attention

CHAPITRE III:La perception visuelle

CHAPITRE IV:La perception auditive

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CHAPITRE II:La psychophysique

• I/ LE CADRE THEORIQUE– 1/ Définition

– 2/ Domaine physique et domaine sensoriel

– 3/ Réponse du sujet

• II/ LES MESURES DE SEUILS– 1/ Définitions théoriques

– 2/ Définitions opérationnelles

– 3/ Méthodes de mesures des seuils

• III/ LES LIMITES DE LA NOTIONS DE SEUIL

• IV/ LA THEORIE DE LA DETECTION DU SIGNAL– 1/ Situation expérimentale type

– 2/ Un exemple d ’application

– 3/ Les courbes ROC

– 4/ Aperçu théorique de la TDS

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BUT DE LA PSYCHOPHYSIQUE

SNCR (Réponse)Perception

Perception = f(St1, St2,…, Stn, Etat mental)

Etat mental du sujet:

AdaptationMémoireMotivationsProcessus cognitifs

St1

St1

St1

St1

St1

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BUT DE LA PSYCHOPHYSIQUE

?ENTREE

Stimulus

I = Intensité du stimulus

S = Intensité (niveau) de la sensation

I sens = f (I stim)

S = f (I)

Sensation

SORTIE

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DOMAINE SENSORIEL ET DOMAINE PHYSIQUE

Vibration sonore

Niveau acoustique (dB)

Fréquence (Hz)

Composition spectrale (spectres)

Stimulation lumineuse

Sensation auditive

Sensation visuelle

Sonie (sone ou phone)Hauteur tonale (grave, médium, aigu)

Timbre

Intensité (w) ou luminance (cd.m2)

Chrominance: - Longueur d ’onde (nm) - Facteur de pureté (%)

Luminosité (sombre, clair)

Chromaticité: - Teinte (violet, bleu, etc.) - Saturation (pâle, vif)

PHYSIQUE SENSORIEL

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REPONSE DU SUJET

Sensation ou réponse sensorielle

(Rs)Stimulus (S)

Réponse de jugement (Rj)

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CHAPITRE II:La psychophysique

• I/ LE CADRE THEORIQUE– 1/ Définition

– 2/ Domaine physique et domaine sensoriel

– 3/ Réponse du sujet

• II/ LES MESURES DE SEUILS– 1/ Définitions théoriques

– 2/ Définitions opérationnelles

– 3/ Méthodes de mesures des seuils

• III/ LES LIMITES DE LA NOTIONS DE SEUIL

• IV/ LA THEORIE DE LA DETECTION DU SIGNAL– 1/ Situation expérimentale type

– 2/ Un exemple d ’application

– 3/ Les courbes ROC

– 4/ Aperçu théorique de la TDS

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SEUIL ABSOLU ET SEUIL DIFFERENTIEL

a)

JND

SA S1 S2 S3

R0

SD1

R2 R3

Continum physique

Continum sensorielR1

JND JND

SD2 SD3

Sn Sn+1

b)

Rn Rn+1

Correspondance entre les seuils différentiels (SD)

et l ’écart juste perceptible (JND)

Fluctuations des réponses pour des stimuli constants (S)

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EXEMPLE DE MESURE DE SEUIL

Intensité EffectifsEffectifs cumulés

Effectifs cumulés (%)

4

1

2

5

3

9

8

7

6

54

6

14

60

34

8

20

38

48

108

6

20

168

54

282

274

254

216

38

2

7

59

19

100

97

90

76

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EXEMPLE DE MESURE DE SEUIL

6

14

34

5460

48

38

20

8

0

10

20

30

40

50

60

70

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Valeur du stimulus

Effe

ctif

6

14

34

5460

48

38

20

8

0

10

20

30

40

50

60

70

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Valeur du stimulus

Effe

ctif

27

19

38

59

76

9097 100

0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Valeur du stimulus

Effec

tif2

7

19

38

59

76

9097 100

0102030405060708090

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Valeur du stimulus

Effe

ctif c

umul

és (%

)

Fonction normale(gaussienne)Fonction normale cumulée = Fonction psychométrique

I Seuil

I Seuil

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METHODE DE MESURES DE SEUIL

METHODE D ’AJUSTEMENT

METHODE DES STIMULICONSTANTS

METHODE DES LIMITES

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I seuil

Intensité

Temps

METHODE D ’AJUSTEMENT

Principe: Le sujet règle lui-même la valeur du stimulus à un niveau qui lui

permet de juste le détecter

Inconvénients:

a) Peu fiableb) Aucun moyen de construire la

fonction psychométrique.

Avantage:

a) Rapide b) Facile pour les sujets

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METHODE DES LIMITES

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0 0 0 0 0 1

0 1 1 1 1 1

0 0 0 1

0 1 1 1 1 1

0 0 0 0 1

0 1 1 1 1 1 1 1

0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1

Seuil =6 + 8 + 4 + 7 + 5 + 5 + 7 + 8

8= 6.25

Principe: Le sujet est soumis à plusieurs séries de

stimulation par valeurs croissantes puis par valeurs décroissantes. Pour chaque série, on note la valeur d ’intensité qui correspond à

un changement de perception.

Inconvénients: Conduit à deux types d ’erreurs:

a) Erreur de persévérationb) Erreur d ’anticipation

Avantage: a) Rapide b) Facile pour les sujets

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METHODE DES CONSTANTES

Principe: Le sujet est soumis plusieurs fois à des

stimuli de différentes intensités dans un ordre aléatoire. A chaque stimulation, le

sujet répond oui ou non, selon qu ’il perçoit ou non le stimulus.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 121 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1

2 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1

3 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1

4 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1

5 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1

6 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1

7 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1

8 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1

9 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1

10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1

11 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1

12 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1

13 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1

14 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1

15 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1

16 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1

17 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1

18 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1

19 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1

20 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1

Eff. 0 1 2 3 7 7 12 14 17 19 19 20

Eff.% 0 5 10 15 35 35 60 70 85 95 95 100

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 121 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1

2 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1

3 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1

4 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1

5 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1

6 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1

7 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1

8 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1

9 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1

10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1

11 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1

12 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1

13 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1

14 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1

15 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1

16 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1

17 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1

18 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1

19 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1

20 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1

Eff. 0 1 2 3 7 7 12 14 17 19 19 20

Eff.% 0 5 10 15 35 35 60 70 85 95 95 100

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METHODE DES CONSTANTES

Principe: Le sujet est soumis plusieurs fois à des

stimuli de différentes intensités dans un ordre aléatoire. A chaque stimulation, le

sujet répond oui ou non, selon qu ’il perçoit ou non le stimulus.

Inconvénients: Longue et fastidieuse

Avantage: a) Permet de tracer la fonction psychométriqueb) Permet d ’éviter les erreurs d ’anticipation et de persévération

05

1015

35 35

6070

8595 95 100

0102030405060708090

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Intensité

Effe

ctifs

en

%

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 121 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1

2 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1

3 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1

4 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1

5 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1

6 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1

7 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1

8 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1

9 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1

10 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1

11 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1

12 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1

13 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1

14 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1

15 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1

16 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1

17 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1

18 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1

19 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1

20 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1

Eff. 0 1 2 3 7 7 12 14 17 19 19 20

Eff.% 0 5 10 15 35 35 60 70 85 95 95 100

Seuil

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CHAPITRE II:La psychophysique

• I/ LE CADRE THEORIQUE– 1/ Définition

– 2/ Domaine physique et domaine sensoriel

– 3/ Réponse du sujet

• II/ LES MESURES DE SEUILS– 1/ Définitions théoriques

– 2/ Définitions opérationnelles

– 3/ Méthodes de mesures des seuils

• III/ LES LIMITES DE LA NOTIONS DE SEUIL

• IV/ LA THEORIE DE LA DETECTION DU SIGNAL– 1/ Situation expérimentale type

– 2/ Un exemple d ’application

– 3/ Les courbes ROC

– 4/ Aperçu théorique de la TDS

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REPONSE DU SUJET

Sensation ou réponse sensorielle

(Rs)Stimulus (S)

Réponse de jugement (Rj)

Relation directe et constante ?

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UN EXEMPLE DE MESURE DE SEUIL

Valeur du stimulus Lucien Caroline

% de réponses OUI

123456789

10

06

133363879598

100100

00049

21468096

100

0

20

40

60

80

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Intensité

% d

e ré

pons

e ou

i

Lucien Caroline

0

20

40

60

80

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Intensité

% d

e ré

pons

e ou

i

50

Seuil Lucien Seuil Caroline

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CHAPITRE II:La psychophysique

• I/ LE CADRE THEORIQUE– 1/ Définition

– 2/ Domaine physique et domaine sensoriel

– 3/ Réponse du sujet

• II/ LES MESURES DE SEUILS– 1/ Définitions théoriques

– 2/ Définitions opérationnelles

– 3/ Méthodes de mesures des seuils

• III/ LES LIMITES DE LA NOTIONS DE SEUIL

• IV/ LA THEORIE DE LA DETECTION DU SIGNAL– 1/ Situation expérimentale type

– 2/ Un exemple d ’application

– 3/ Les courbes ROC

– 4/ Aperçu théorique de la TDS

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THEORIE DE LA DETECTION DU SIGNAL

STIMULATIONS

BRUIT SIGNAL + bruit

OUI

NONRE

PO

NS

ES Fausse Alarme

FA

Rejet correct Omission

Détection CorrecteDC

Nombre de présentations du stimulus

BRUIT

Nombre de présentations du stimulus

SIGNAL + BRUIT

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EXEMPLE DE CALCULS

OUI

NON

43

166

209 625

540

85

B S + B% de FA =

43

209= 20.6 %

540% de DC = = 86.4 %

625

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SENSIBILITE ET STRATEGIE

Lucien (Ln)

% FA = 40 %% DC = 90 %non

oui

Bruit B + S40

(FA)

60

100 100

10

90(DC)

non

oui

Bruit B + S10

(FA)

90

100 100

40

60(DC) % FA = 10 %

% DC = 60 %

Caroline (Cn)Jugement spontané

Pour augmenter les gains, il s ’agit de faire un maximum de DC. Le sujet va être alors amené à répondre oui plus souvent ce qui l ’amènera parallèlement à augmenter son taux de FA.

Caroline (Cl): FA=90%DC=98%

Lucien (Ll): FA=95%DC=99%

Jugement libéral

Gains• O: - 10 Fs

•FA: -10 Fs

• RC: 10 FsCoûts

• DC: 100 Fs

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SENSIBILITE ET STRATEGIE

Lucien (Ln)

% FA = 40 %% DC = 90 %non

oui

Bruit B + S40

(FA)

60

100 100

10

90(DC)

non

oui

Bruit B + S10

(FA)

90

100 100

40

60(DC) % FA = 10 %

% DC = 60 %

Caroline (Cn)Jugement spontané

Jugement conservateur

Jugement neutre

• DC: 100 Fs• RC: 10 Fs• FA: -10 Fs• O: - 10 Fs

• DC: 100 Fs• RC: 10 Fs• FA: -10 Fs• O: - 10 Fs

Jugement libéral

• DC: 100 Fs• RC: 10 Fs• FA: -10 Fs• O: - 10 Fs

Lucien (Ll): FA=95%DC=99%

Caroline (Cl): FA=90%DC=98%

Caroline (Cn): FA=20%DC=75%

Lucien (Ln): FA=50%DC=92%

Caroline (Cc): FA=1%DC=10%

Lucien (Lc): FA=6%DC=50%

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COURBES ROC

L

Lc

Ll

C

Cl

Cc

Cn

Ln

Libéral

Conservateur

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ASPECTS THEORIQUES DE LA TDS

Zone 2:

C ’est la zone d ’incertitude. Le sujet se fixe un niveau de sensation (le point A) quelque part dans cette zone: c ’est le critère.

Toute sensation de niveau inférieur à A est attribué au bruit et toute sensation de niveau supérieur à A au Signal.

Zone 3:

Toute sensation dont le niveau appartient

à cette zone est attribué au signal par le sujet

Zone 1:

Toute sensation dont le niveau appartient à cette zone est

attribué au bruit par le sujet.

Bruit Signal + Bruit

A

Niveau de sensation

Dis

trib

uti

on d

e p

rob

abil

ité

1 2 3

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CALCUL DU d ’

Le signal est très difficile à distinguer du bruit => Les distributions sont voisines avec un

recouvrement important

Le signal est très difféent du bruit=> Les distributions sont éloignées et leur

recouvrement est négligeable.

B)A) d ’d ’

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CALCUL DES PARAMETRES D ’ et ß

ß = AH / AK

K

HSignal + BruitBruit

M1 M2

d ’ = M1A + AM2

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CALCUL DES PARAMETRES D ’ et ß

ß = AH / AK

K

H

Niveau de sensation

Dis

trib

uti

on d

e p

rob

abil

ité

Signal + BruitBruit

M1 M2

d ’ = M1A + AM2

H

K

A

ß = AH / AK

ß > 1 (prudent)

ß < 1 (aventureux)

ß = 1 (neutre)

H

K

A

K

A

H

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CALCUL DES PARAMETRES D ’ et ß

Niveau de sensation

Signal + BruitBruit

ß = AH / AK

M1

Dis

trib

uti

on d

e p

rob

abil

ité

M2A

K

H

d ’ = M1A + AM2

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CALCUL DES PARAMETRES D ’ et ß

% FA

Signal + Bruit

% DC

H

A M2 M1 A

K

Bruit

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