Overview
מקור: המעבדה של ג'ונתן פלומבאום – אוניברסיטת ג'ונס הופקינס
איך אנשים מוצאים אובייקטים בסצנות חזותיות עמוסות? חשבו, למשל, לחפש מפתחות על שולחן מבולגן, למצוא את הפרי הבשל ביותר בחנות המכולת, לאתר את המכונית שלכם כשאתם לא ממש זוכרים איפה החניתם אותה, או למצוא חבר ותיק בשער יציאה משדה התעופה. ברור, הבנה של תפיסה חזותית הולכת לשחק תפקיד בכל תשובות, וליתר דיוק, הבנה של תשומת לב חזותית תהיה קריטית.
תשומת לב חזותית מתייחסת ליכולת להתמקד רק בחלק מהתמונה, לאצור את משאבי העיבוד באופן סלקטיבי כדי לקבוע אם הדבר שמחפשים – היעד, בז'רגון הניסויי הסטנדרטי – קיים. כדי לחקור חיפוש ותשומת לב, פסיכולוגים ניסיוניים פיתחו פרדיגמה נפוצה הידועה (באופן לא מפתיע) כחיפוש חזותי.
פסיכולוגים גם הניעו מחקר רב על ידי האינטואיציה כי כל תיאוריה טובה של חיפוש הולך להיות, כדי להסביר מדוע כמה דברים קל למצוא ואחרים קשה למצוא. אז בהקשר של פרדיגמת החיפוש החזותי, פסיכולוגים תפיסתיים התמקדו לעתים קרובות בחיפושים קלים מנוגדים עם אלה קשים יותר. הניגוד המשפיע ביותר הוא בין מה שהחוקרים מכנים חיפוש תכונות לבין חיפוש בשילוב.
Procedure
1. עיצוב גירוי
- הניסוי כולל שני סוגים של ניסויים. במחצית מהניסויים – ניסויי החיפוש בתכונות – המשתתפים יתבקשו למצוא פס אדום בין הכחולים. אז תעבדו קבוצה של 40 צגים, שממקמים את הפס האדום באופן אקראי בכל אחד מהם, וממקמים באופן אקראי גם 3, 6, 9 או 12 פסים כחולים. מספר הפסים הכחולים הוא עומס מסיח הדעת. יהיו מספר שווה של ניסויים (10 במקרה זה) עבור כל עומס.
- הניסוי דורש גם ניסויים בהיעדר מטרות, ניסויים שאינם כוללים את יעד החיפוש, במקרה זה, את הסרגל האדום. הפוך 40 כאלה גם כן, שוב, כולל 10 עבור כל עומס מסיח דעת. היעד הנוכחי וההיעדר מבחנים, לפי עומס, אמור להיראות כמו הדוגמאות המוצגות באיור 1.
איור 1: תצוגות לדוגמה לחיפוש חזותי מוקפץ. השורה העליונה מציגה ניסיונות עם מטרה, פס אדום יחיד, נוכח. השורה התחתונה מציגה ניסויים ללא מטרה, או יעד נעדר. מספר הלא-מטרות, שהן מסיחי דעת, גדל משמאל לימין. - החצי השני של הניסויים יכלול חיפוש צירוף. במקרה זה, משקיפים יחפשו פס אדום שמכוון למינוי 45°,כלומר,מוטה שמאלה, במקום ימינה). שוב, עומס מסיח הדעת ישתנה, כולל 3, 6, 9 או 12. אבל במקרה זה, מסיחי הדעת יגיעו בשני סוגים: פסים כחולים בזווית של -45°, ומוטות אדומות בזווית +45°(כלומר,מוטות ימינה). כל משפט יכלול שני סוגי מסיחי דעת, ושוב, יהיו גם ניסויים בהיעדר יעד (איור 2).
איור 2: תצוגות לדוגמה לחיפוש חזותי בשילוב. השורה העליונה מציגה ניסיונות עם מטרה, פס אדום מכוון שמאלה, נוכח. השורה התחתונה מציגה ניסויים ללא מטרה, או יעד נעדר. מספר הלא-מטרות, שהן מסיחי דעת, גדל משמאל לימין.
2. הליך
- הפעל את ניסויי החיפוש והחיבור של התכונות בבלוקים נפרדים. חלק מהמשתתפים מבצעים תכונה ראשונה, והאחרים מבצעים צירוף מילים ראשון. ההליך הבסיסי זהה עבור שני סוגי הניסויים.
- כדי לרצף את הניסוי, ישלבו באופן אקראי ניסויים בהווה/נעדרים ועומסי מסיחי דעת, כך שהניסוי יכלול רצף של ניסויים בלתי צפויים.
- בכל ניסוי, הצג גירויים עד שהמשתתף מציין אם יעד קיים או נעדר בניסוי זה. הקצה מפתח אחד, מקש 'M' להצגת תגובות ומקש 'Z' לתגובות חסרות.
- יש המשתתף להגיב מהר ככל האפשר, אבל בלי לעשות טעויות.
- שימוש בחבילת תוכנה ניסיונית, כגון ePrime או סביבת תכנות כגון MATLAB, תיעד את תגובת המשתתף בכל ניסוי, יחד עם זמן התגובה שלו. בדרך זו, אתה יכול לבדוק כי המשתתף ענה כראוי, וגם לראות כמה זמן הם לקחו.
3. ניתוח
- בסוף הניסוי, פלט את הנתונים לגיליון אלקטרוני. כלול אם המשתתפים ענו כראוי, זמן התגובה שלהם, ואת הפרמטרים של כל ניסוי, כלומר, היה זה הווה או ניסיון נעדר, בתכונה או בלוק החיפוש בשילוב, ועם כמה מסיחי דעת.
- ממוצע זמני התגובה של המשתתף בכל הניסויים הנוכחיים של היעד, כפונקציה של תנאי (תכונה לעומת צירוף) ועומס מסיח דעת.
- שים לב כי התוצאות של ניסויים נעדר היעד לא מקבלים מנותח. אלה כלולים כי, אחרת, המשתתף יכול פשוט להכות "נוכח" על כל משפט מבלי למצוא את היעד. אבל תסתכל על הביצועים הכלליים, כדי לוודא שהמשתתף שם לב ומנסה כמיטב יכולתו. בדרך כלל, אם משתתף הוא פחות מ 75% נכון על ניסויים נעדרים, נתוני זמן התגובה שלהם אינם מנותחים.
- השאלות האנליטיות העיקריות נוגעות להבדלים בזמן התגובה בין צירוף לבין ניסויי חיפוש תכונות. זמני התגובה צריכים להיות ארוכים בהרבה עבור ניסויי חיפוש בשילוב ככל שעומס מסיחי הדעת גדל. אבל הם צריכים להיות מושפעים יחסית בניסויי חיפוש תכונה.
תשומת לב חזותית מתייחסת ליכולת להתמקד רק בחלק מהתמונה. כדי לחקור כיצד אנשים מטפלים באובייקטים בסצנות חזותיות עמוסות, פסיכולוגים משתמשים בפרדיגמה המכונה חיפוש חזותי.
לעתים קרובות, ניסויי חיפוש חזותיים יכולים לעזור לחוקרים להסביר מדוע אובייקטים מסוימים קלים לאיתור ואחרים קשים יותר.
באמצעות פרדיגמת החיפוש החזותי, וידאו זה ידגים כיצד לעצב ולזהות גירויים לניסויים, כמו גם לבצע, לנתח ולפרש תוצאות.
כדי לעצב את הגירויים, לחבר זוג תנאים דומים מאוד במונחים של תוכן התצוגה, אבל משתנים במונחים של קושי החיפוש. שקול את הדוגמה המנוגדת הקלאסית בין 'חיפוש תכונות' ו'חיפוש צירוף מילים'.
במצב חיפוש תכונות, ניסויי עיצוב שבהם תכונה אחת מבדילה יעד בין שכנותיה, המכונה מסיחי הדעת. כאן, המטרה היא פס אדום, וכל מסיחי הדעת הם פסים כחולים. המשתתף צריך למצוא ביעילות את היעד, כפי שהוא "קופץ החוצה" במהירות, גם כאשר עומס מסיח הדעת גדל משלושה, שישה, תשעה, או 12 פסים כחולים.
במצב חיפוש שילוב, ניסויי עיצוב שבהם היעד משתף קווי דמיון עם מסיחי דעת. כאן, פס יעד אדום מכוון למינוי 45°, ומסיחי דעת אדומים וכחולים מכוונים ל-+45°. במקרה זה, המשתתף צריך למצוא את החיפוש קשה יותר כי הדמיון אינו מספק אפקט "pop out".
בתוך כל תנאי חיפוש, צור שתי קבוצות של 40 ניסויים שבהם היעד קיים או נעדר. הקפד לכלול 10 ניסויים עם כל עומס מסיח דעת של שלושה, שישה, תשעה או 12 פסים. שלל באופן אקראי את כל הניסויים כדי להבטיח רצפים בלתי צפויים עבור כל סוג חיפוש.
כדי להתחיל בניסוי, התחל על-ידי הפעלת המשימות חיפוש תכונות וחיפוש שילוב. השתמש בעיצוב מאוזן נגדי, כך שחלק מהמשתתפים יתחילו בחיפוש תכונות, בעוד שאחרים ישלימו תחילה את חיפוש החיבור.
כאשר המשתתף יושב ליד המחשב, הקצה את מקש 'M' כדי לייצג את התגובות הנוכחיות של היעד ואת מקש 'Z' עבור תגובות חסרות יעד. ציין למשתתף כי עליו ללחוץ על המקשים המתאימים כדי להשלים כל ניסיון במהירות האפשרית, בניסיון לא לעשות טעויות.
במהלך כל ניסיון, צלם אם תגובת המשתתף הייתה נכונה או שגויה, כמו גם את זמן התגובה. פלט את התוצאות בגיליון אלקטרוני.
לאחר שהמשתתף השלים את שני סוגי החיפוש, בדוק את הביצועים הכוללים של הניסויים החסרים ביעד כדי לוודא שהמשתתף שם לב. אל תכלול כל משתתף שמבצע פחות מ-75% נכון בניסויים אלה.
לאחר אימות ביצועי הקריטריון, ממוצע זמני התגובה של כל משתתף עבור כל הניסויים הנוכחיים של היעד, כפונקציה של תנאי חיפוש (תכונה לעומת צירוף) ועומס מסיח דעת.
לאחר מכן הנתונים גרף על-ידי התוויית זמני התגובה הממוצעים על-פני עומסי מסיחי דעת עבור התכונה ותנאי החיפוש של צירוף. זמני התגובה עבור משימת חיפוש התכונות אינם מושפעים יחסית מעומס מסיח דעת. לעומת זאת, זמני התגובה של חיפוש צירוף מילים גדלים באופן ליניארי עם עומס מסיח דעת. בנוסף, שני החיפושים לוקחים כ -200 אלפיות שני עם מינימום של שלושה מסיחי דעת נוכחים. זה מרמז כי כמות אחידה של זמן יש צורך להתחיל לחפש ולעשות תגובה.
כעת, כאשר אתם מכירים את הגדרת ניסוי חיפוש חזותי, תוכלו ליישם גישה זו כדי לענות על שאלות מחקר ספציפיות יותר.
אחד האתגרים העיקריים העומדים בפני מערכת הראייה שלנו כרוך בשילוב המורכב של תכונות חזותיות מרובות. מציאת פס אדום בין כל הכחולים היא קלה מכיוון שרק מידע צבע רלוונטי.
עם זאת, בעת איתור אובייקט בעל מספר תכונות שונות, כגון כיוון וצבע, יש להשתמש בתשומת לב רבה יותר כדי לאגד תכונות אלה יחד.
לדוגמה, חוקרים מיישמים תכונות חיפוש חזותיות כדי לשפר את האופן שבו רופאים מחפשים סימנים מסוימים כאשר הם מסתכלים על צילום רנטגן או סריקת MRI.
בנוסף, גישת החיפוש החזותי משפיעה על האופן שבו אנשי TSA מחפשים באמצעות סריקות של כבודת נוסעים בשדה התעופה.
הרגע צפית בהקדמה של ג'וב על עריכת ניסוי חיפוש חזותי. עכשיו אתה צריך הבנה טובה של איך לעשות גירויי חיפוש חזותי עבור שני סוגים שונים של תנאי חיפוש חזותיים, איך לנהל את הניסוי, ולבסוף איך לנתח ולפרש את התוצאות.
אתה צריך גם מושג על סוג תשומת הלב הנדרשת כאשר אתה מחפש מפתחות על שולחן מבולגן או למצוא את הפרי הבשל ביותר למראה במכולת.
תודה שצפיתם!
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Results
שים לב שפעמים התגובה בניסויי חיפוש תכונות אינן מושפעות יחסית מעומס מסיחי דעת(איור 3). לעומת זאת, זמני התגובה לחיפוש בשילוב גדלים באופן ליניארי. למעשה, השיפוע של פונקציה זו מתאר את כמות זמן החיפוש הנוסף שלוקח, בממוצע, עבור כל מסיח דעת נוסף בסצנה. במקרה זה, זה נראה כמו כ 50 ms לפריט. באופן דומה, שני החיפושים לוקחים כ -200 ms עם רק שלושה מסיחי דעת נוכחים. זה מצביע על כך שיש צורך בכמות אחידה של זמן כדי לקבל חיפוש הולך ולעשות תגובה.
ההבדל בין חיפוש תכונה וצירוף מצביע על האופן שבו אחד האתגרים העומדים בפני מערכת הראייה האנושית כרוך בהרכבת סוגים שונים של מידע. קל למצוא פס אדום בין כל הכחולים – הוא קופץ החוצה – מכיוון שרק סוג אחד של מידע רלוונטי: צבע. אך מציאת משהו המוגדר על-ידי סוגים רבים ושונים של תכונות – במקרה זה, כיוון וצבע – דורשת תשומת לב ממוקדת כדי לעזור לאגד תכונות אלה יחד.
איור 3: זמני תגובה כפונקציה של עומס מסיח דעת בניסויים הנוכחיים של היעד. תנאי חיפוש תכונות וצירוף מוצגים בעיגולים ירוקים ובמשולשים צהובים, בהתאמה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Applications and Summary
בעולם האמיתי, הבנת אופן הפעולה של חיפוש חזותי כוללת יישומים חשובים רבים. לדוגמה, תוכניות מחקר גדולות מיישמים כעת הבנה של חיפוש חזותי במעבדה כדי להבין ולשפר את האופן שבו רופאים מחפשים חתימות מסגירות מסוימות כאשר הם מסתכלים על צילום רנטגן או סריקת MRI. תוכניות מחקר דומות בוחנות כיצד אנשי TSA מחפשים באמצעות סריקות של כבודת נוסעים בשדה התעופה, ואפילו כיצד ספורטאים מאתרים את חבריהם לקבוצה על מגרש.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
