What is the difference between feature search and conjunction search?

Feature search involves finding a target distinguished by a single feature, like a red bar among blue bars, where the target pops out quickly regardless of distractor load. Conjunction search requires finding a target sharing similarities with distractors, such as a red bar at -45° among red and blue bars at +45°, making the search more difficult and dependent on distractor quantity.

How does distractor load affect response times in visual search tasks?

In feature search, response times remain relatively unaffected as distractor load increases from three to twelve items. However, in conjunction search, response times increase linearly with distractor load. Both tasks require approximately 200 milliseconds with minimal distractors, suggesting a baseline time needed to initiate searching and respond.

What is visual attention and why is it important for visual search?

Visual attention is the ability to focus on just part of an image, selectively directing processing resources to determine whether a target is present. It is crucial for understanding why some objects are easy to find in cluttered scenes while others are difficult, making it fundamental to studying visual search paradigms.

How should you design stimuli for a visual search experiment?

Create two similar conditions that vary in search difficulty: feature search with a single distinguishing feature, and conjunction search where the target shares similarities with distractors. For each condition, generate 40 trials with target present or absent, including 10 trials at each distractor load of three, six, nine, or twelve items, randomly interleaved.

What performance criteria should you use to validate participant attention during visual search?

Examine overall performance on target absent trials to ensure participants were paying attention. Exclude any participant scoring below 75% correct on these trials. This criterion ensures data quality before averaging response times across search conditions and distractor loads for analysis.

Why is feature binding important in complex visual search tasks?

Feature binding involves integrating multiple visual features, such as color and orientation, to locate a target. Finding a red bar among blue ones requires only color information, but searching for an object with multiple features demands more attention to bind those features together, increasing search difficulty and response time.

What real-world applications does visual search research have?

Visual search principles improve how physicians search for diagnostic signs in X-rays and MRI scans, and how TSA personnel search baggage scans at airports. The paradigm also explains everyday visual tasks like finding keys on a messy desk or locating a friend in a crowded airport.

Wizualne wyszukiwanie cech i spójności

0 wyświetleń05:42 min

1. Projekt bodźca

Eksperyment obejmuje dwa rodzaje prób. W połowie prób – próbach wyszukiwania funkcji – uczestnicy zostaną poproszeni o znalezienie czerwonego paska wśród niebieskich. Wyrenderuj więc zestaw 40 wyświetlaczy, umieszczając losowo czerwony pasek w każdym z nich i losowo umieszczając 3, 6, 9 lub 12 niebieskich pasków. Liczba niebieskich pasków to obciążenie dystraktora. Dla każdego ładunku będzie taka sama liczba prób (w tym przypadku 10).
Eksperyment wymaga również prób bez celu, prób, które nie obejmują celu wyszukiwania, w tym przypadku czerwonego paska. Wykonaj również 40 z nich, w tym 10 na każde obciążenie dystraktora. Docelowe próby obecne i nieobecne, według obciążenia, powinny wyglądać mniej więcej tak, jak w przykładach pokazanych na rysunku 1.

Rysunek 1: Przykładowe ekrany do wyszukiwania wizualnego w wyskakującym okienku. Górny wiersz pokazuje próby z obecnym celem, pojedynczym czerwonym paskiem. Dolny wiersz pokazuje próby bez celu lub element docelowy jest nieobecny. Liczba obiektów niebędących celami, które są dystraktorami, zwiększa się od lewej do prawej.
Druga połowa badań będzie polegała na poszukiwaniu spójników. W tym przypadku obserwatorzy będą szukać czerwonego paska, który jest zorientowany pod kątem -45° (tj. nachylony w lewo, a nie w prawo). Ponownie, obciążenie dystraktora będzie się różnić, w tym 3, 6, 9 lub 12. Ale w tym przypadku dystraktory będą dostępne w dwóch typach: niebieskie paski pod kątem -45° i czerwone paski pod kątem +45° (tj. nachylone w prawo). Każda próba będzie zawierała oba rodzaje dystraktorów, a także próby bez celu (Rysunek 2).

Rysunek 2: Przykładowe wyświetlacze do wyszukiwania wizualnego w spójniku. Górny rząd pokazuje próby z celem, czerwonym paskiem zorientowanym w lewo, obecnym. Dolny wiersz pokazuje próby bez celu lub element docelowy jest nieobecny. Liczba obiektów niebędących celami, które są dystraktorami, zwiększa się od lewej do prawej.

2. Procedura

Uruchom próby wyszukiwania funkcji i wyszukiwania spójników w osobnych blokach. Niektórzy uczestnicy najpierw wykonują funkcję, a inni najpierw dokonują koniunkcji. Podstawowa procedura jest taka sama dla obu rodzajów badań.
Aby zsekwencjonować eksperyment, należy losowo przeplatać obecne/nieobecne próby i obciążenia rozpraszające, tak aby eksperyment składał się z sekwencji nieprzewidywalnych prób.
W każdym badaniu wyświetlaj bodźce, dopóki uczestnik nie wskaże, czy cel jest obecny, czy nieobecny w tym badaniu. Przypisz jeden klawisz, klawisz "M" do prezentowania odpowiedzi i klawisz "Z" do nieobecnych odpowiedzi.
Niech uczestnik odpowie tak szybko, jak to możliwe, ale bez popełniania błędów.
Korzystając z eksperymentalnego pakietu oprogramowania, takiego jak ePrime, lub środowiska programistycznego, takiego jak MATLAB, rejestruj odpowiedź uczestnika na każde badanie wraz z czasem odpowiedzi. W ten sposób możesz sprawdzić, czy uczestnik odpowiedział poprawnie, a także zobaczyć, ile czasu mu to zajęło.

3. Analiza

Na koniec eksperymentu wyprowadź dane wyjściowe do arkusza kalkulacyjnego. Uwzględnij, czy uczestnicy udzielili poprawnej odpowiedzi, ich czas odpowiedzi i parametry każdej próby, tj. czy była to próba obecna, czy nieobecna, w bloku wyszukiwania funkcji lub spójnika oraz z iloma dystraktorami.
Uśrednij razem czasy odpowiedzi uczestnika we wszystkich docelowych obecnych próbach, w funkcji warunku (cecha vs. koniunkcja) i obciążenia dystraktora.
Należy pamiętać, że wyniki prób docelowych nie są analizowane. Są one uwzględnione, ponieważ w przeciwnym razie uczestnik mógłby po prostu kliknąć "obecny" w każdej próbie, nigdy nie znajdując celu. Spójrz jednak na ogólną wydajność, aby upewnić się, że uczestnik zwracał uwagę i starał się jak najlepiej. Ogólnie rzecz biorąc, jeśli uczestnik ma mniej niż 75% poprawnych w nieobecnych badaniach, jego dane dotyczące czasu odpowiedzi nie są analizowane.
Główne pytania analityczne dotyczą różnic w czasie odpowiedzi między próbami wyszukiwania w połączeniu i z wyszukiwaniem funkcji. Czas odpowiedzi powinien znacznie się wydłużyć w przypadku prób wyszukiwania spójniczego wraz ze wzrostem obciążenia dystraktora. Ale powinny być one stosunkowo nienaruszone w próbach wyszukiwania funkcji.

Uwaga wzrokowa odnosi się do zdolności skupienia się tylko na części obrazu. Aby zbadać, w jaki sposób ludzie zwracają uwagę na przedmioty w zagraconych scenach wizualnych, psychologowie używają paradygmatu znanego jako wyszukiwanie wizualne.

Często eksperymenty z wyszukiwaniem wizualnym mogą pomóc naukowcom wyjaśnić, dlaczego niektóre obiekty są łatwe do znalezienia, a inne trudniejsze.

Korzystając z paradygmatu wyszukiwania wizualnego, ten film pokaże, jak projektować i identyfikować bodźce do eksperymentów, a także wykonywać, analizować i interpretować wyniki.

Aby zaprojektować bodźce, skomponuj parę warunków, które są bardzo podobne pod względem wyświetlanej treści, ale różnią się pod względem trudności wyszukiwania. Rozważmy klasyczny przykład kontrastu między "wyszukiwaniem funkcji" a "wyszukiwaniem spójników".

W warunku Wyszukiwanie cech wykonywane są próby projektowe, w których pojedyncza cecha odróżnia obiekt docelowy od sąsiadów, nazywanych dystraktorami. Tutaj celem jest czerwony pasek, a wszystkie dystraktory są niebieskimi paskami. Uczestnik powinien sprawnie odnaleźć cel, ponieważ szybko "wyskakuje", nawet gdy obciążenie dystraktora wzrasta z trzech, sześciu, dziewięciu lub 12 niebieskich pasków.

W warunku Wyszukiwanie spójnika umożliwia zaprojektowanie prób, w których element docelowy jest podobny do dystraktorów. Tutaj czerwony pasek celu jest zorientowany pod kątem -45°, a zarówno czerwony, jak i niebieski dystraktor są zorientowane pod kątem +45°. W takim przypadku wyszukiwanie powinno być trudniejsze dla uczestnika, ponieważ podobieństwa nie zapewniają efektu "wyskakującego".

W ramach każdego warunku wyszukiwania utwórz dwa zestawy po 40 prób, w których cel jest obecny lub nieobecny. Upewnij się, że dołączyłeś 10 prób z każdym obciążeniem dystraktora wynoszącym trzy, sześć, dziewięć lub 12 prętów. Losowo przeplataj wszystkie próby, aby zagwarantować nieprzewidywalne sekwencje dla każdego typu wyszukiwania.

Aby rozpocząć eksperyment, należy rozpocząć od uruchomienia zadań Wyszukiwanie obiektów i Wyszukiwanie spójników. Użyj projektu z przeciwwagą, tak aby niektórzy uczestnicy zaczynali od wyszukiwania obiektów, podczas gdy inni najpierw ukończyli wyszukiwanie spójników.

Gdy uczestnik siedzi przy komputerze, przypisz klawisz "M", aby reprezentował obecne odpowiedzi celu, a klawisz "Z" oznaczał odpowiedzi nieobecne w celu. Wskaż uczestnikowi, że powinien naciskać odpowiednie klawisze, aby jak najszybciej ukończyć każdą próbę, starając się nie popełniać błędów.

Podczas każdej próby uchwyć, czy odpowiedź uczestnika była poprawna, czy nieprawidłowa, a także czas odpowiedzi. Wyślij wyniki do arkusza kalkulacyjnego.

Po tym, jak uczestnik wykona oba typy wyszukiwania, sprawdź ogólną wydajność docelowych prób bez udziałów, aby upewnić się, że uczestnik zwraca uwagę. Wyklucz każdego uczestnika, który uzyska mniej niż 75% poprawnych wyników w tych próbach.

Po zweryfikowaniu skuteczności kryterium, uśrednij razem czasy odpowiedzi każdego uczestnika dla wszystkich docelowych obecnych prób, w funkcji warunków wyszukiwania (cecha vs. koniunkcja) i obciążenia dystraktora.

Dane są następnie przedstawiane na wykresie poprzez wykreślenie średnich czasów odpowiedzi dla obciążeń dystraktora dla warunków wyszukiwania funkcji i spójnika. Obciążenie dystraktora nie ma wpływu na czasy odpowiedzi dla zadania Wyszukiwanie obiektów. W przeciwieństwie do tego, czasy odpowiedzi wyszukiwania koniunkcyjnego rosną liniowo wraz z obciążeniem dystraktora. Ponadto oba wyszukiwania trwają około 200 ms przy obecności co najmniej trzech dystraktorów. Sugeruje to, że do rozpoczęcia wyszukiwania i udzielenia odpowiedzi potrzebna jest taka sama ilość czasu.

Teraz, gdy jesteś już zaznajomiony z konfiguracją eksperymentu wyszukiwania wizualnego, możesz zastosować to podejście, aby odpowiedzieć na bardziej szczegółowe pytania badawcze.

Jednym z głównych wyzwań, przed którymi stoi nasz system wizualny, jest złożona integracja wielu funkcji wizualnych. Znalezienie czerwonego paska spośród wszystkich niebieskich jest łatwe, ponieważ istotne są tylko informacje o kolorze.

Jednak podczas znajdowania obiektu, który ma kilka różnych cech, takich jak orientacja i kolor, należy poświęcić więcej uwagi, aby powiązać te cechy ze sobą.

Na przykład naukowcy stosują właściwości wyszukiwania wizualnego, aby poprawić sposób, w jaki lekarze szukają pewnych charakterystycznych objawów, gdy patrzą na skan rentgenowski lub MRI.

Ponadto podejście oparte na wyszukiwaniu wizualnym wpływa na sposób, w jaki personel TSA przeszukuje skany bagażu pasażerów na lotnisku.

Właśnie obejrzałeś wprowadzenie JoVE na temat przeprowadzania eksperymentu z wyszukiwaniem wizualnym. Teraz powinieneś dobrze zrozumieć, jak tworzyć bodźce wyszukiwania wizualnego dla dwóch różnych typów warunków wyszukiwania wizualnego, jak przeprowadzić eksperyment i wreszcie, jak analizować i interpretować wyniki.

Powinieneś również mieć pojęcie o tym, jaki rodzaj uwagi jest wymagany, gdy szukasz kluczy na zabałaganionym biurku lub znajdujesz najdojrzalszy owoc w sklepie spożywczym.

Dzięki za oglądanie!