Object Substitution Masking

Quelle: Labor von Jonathan Flombaum, Johns Hopkins University

Visuelle Maskierung ist ein Begriff von Wahrnehmungs Wissenschaftler verweisen auf eine, die Vielzahl von Phänomenen in der in einem Bild dargestellt ist aber nicht wegen der Präsentation ein zweites Bild von einem Beobachter wahrgenommen. Es gibt verschiedene Arten von Masken, viele davon relativ intuitiv und nicht überraschend. Aber eine überraschende und wichtige Art der Maskierung heißt Objekt Substitution Maskierung. Es ist seit ein Schwerpunkt der Forschung in der Vision Wissenschaft, verhältnismäßig vor kurzem, um 1997 von Enns und Di Lollo entdeckt wurde. ¹

Dieses Video veranschaulicht Standardverfahren zur Durchführung eine Objekt-Substitution zu experimentieren, wie man die Ergebnisse zu analysieren und es wird auch erklärt, dass die hypothetischen Ursachen für diese ungewöhnliche Form der Maskierung.

(1) Reize und design

1. Um das Experiment auszuführen, benötigen Sie eine Programmierumgebung wie MATLAB oder experimentelle Sequenzer-Software wie z. B. E-Prime.
2. Jede Prüfung besteht aus vier grundlegenden Komponenten: eine Fixierung Kreuz, eine Form Reiz Anzeige (die Zielanzeige genannt), eine Maske (vier Punkte), und eine Antwort Anzeige. Abbildung 1 zeigt die vier Hauptelemente in jeder Prüfung.
   1. Die Display-Hintergrund wird immer weiß sein.
   2. Die Fixierung Kreuz ist ein kleines Kreuz in der Mitte des Displays, mit jedem Arm des Kreuz Mess 0,25 cm. Die Fixierung Kreuz werden aller Zeiten, außer wenn die Antwort angezeigt.
   3. Die Antwort-Anzeige besteht aus einem schwarzen Umriss ein Quadrat, einen Kreis, eines Diamanten und einem Dreieck angeordnet, horizontal und in der Mitte des Bildschirms. Die Formen sollten jeweils in einem unsichtbaren Kreis mit einem Radius von 0,75 cm eingeschrieben werden.
   4. Die Zielanzeige umfasst acht Formen, auf jede Prüfung aus dem Satz von vier zufällig ausgewählt: ein schwarzer Umriss von einem Kreis, Quadrat, Diamant und Dreieck. Nicht alle Formen müssen in jeder Prüfung und natürlich Formen erscheinen kann (und wird wiederholt) in einer bestimmten Studie. Wiederum werden die Formen jeweils 0,75 cm Radius sein. Sie werden in zufälligen Positionen auf einem unsichtbaren Kreis mit einem Radius von 1,5 cm von der Fixierung Kreuz in der Mitte des Bildschirms angezeigt.
   5. Die Maske wird vier schwarzen Scheiben (Punkte) mit einem Radius von 0,25 cm sein. Die Punkte sollten angeordnet werden, um die vier Ecken eines Quadrates bilden gerade groß genug, um alle vier Zielformen innerhalb einzuschließen.

Abbildung 1: Hauptelemente einer Unterstation Objektanzeige. Jede Prüfung startet mit Fixierung Display, und Teilnehmer angewiesen, das Kreuz zu fixieren, bevor eine Studie initiiert. Jede Prüfung endet mit einem Antwort-Display, in dem der Teilnehmer wählen wird die Form, die erinnert sie sich zwischen den vier Punkten zu sehen. Zwischen der Fixierung und Antwort Display eine Ziel-Anzeige zeigt einen Ring aus acht Formen und eine Maske von vier Punkten erscheint auch in der Lage, die Umgebung eines der Shapes. Wie in dem Verfahren näher beschrieben, die Maske und Ziel-Anzeige kann in unterschiedlicher Reihenfolge erscheinen, aber jeder bleibt für 30 ms.

3. Die Abfolge der Ereignisse in jeder Prüfung startet mit einem Fixierung-Bildschirm bleibt vorhanden, bis der Teilnehmer die Leertaste drückt und 200 MS nach.
4. Eine Testversion endet immer mit einem Antwort-Display, das bleibt vorhanden, bis der Teilnehmer tritt eine Reaktion (durch Klicken auf das Shape, das sie glaubt, dass sie zwischen den vier Punkten auf diese Prüfung sah.)
5. Zwischen die Fixierung und Antwort anzeigen werden ein Ziel-Anzeige und eine Maske jeweils für 30 ms angezeigt, dass die Maske die Position einer zufällig ausgewählten Ziel Form in jeder Prüfung umgeben wird.
6. Kritische unabhängige Variable in diesem Experiment ist der Reiz Beginn Asynchronie (SOA). Dies ist definiert als die Zeit zwischen dem Beginn der zwei Reize, bei diesem Experiment, die Maske und die Zielanzeige. SOA ist somit der Zeitpunkt des Auftretens des Ziels abzüglich der Zeitpunkt des Auftretens der Maske Anzeige. Abbildungen 2-4 schematisiere mehrere Studien das Experiment mit verschiedenen SOAs.
   1. Wenn die SOA 0 ist, bedeutet, dass die Reize zusammen erscheinen (und da jeder zuletzt für 30 ms, sie zusammen als auch verschwinden).
   2. Wenn die SOA negativ ist, bedeutet dies, dass die Maske vor der Ziel-Anzeige erschien.
   3. Wenn die SOA positiv ist, bedeutet dies, dass die Maske nach der Ziel-Anzeige erschienen.
   4. Das Experiment enthält 15 verschiedene SOAs, 0ms sowie positive und negative: 10, 30, 50, 70, 90, 150 und 300 ms.

Abbildung 2: Stimulus Onset Asynchrony von 0 Ms. In einer Studie mit einer SOA von 0 ms die Maske und die Ziele gleichzeitig angezeigt. Da jeder programmiert ist, für 30 ms vorhanden bleiben, sie sind vorhanden und auch zusammen verfallen.

Abbildung 3: Stimulus Onset Asynchrony von 50 ms Eine SOA von 50 ms bedeutet ob negativ oder positiv, dass ein Reiz wird Beginn 50 ms nach dem anderen. Aber diese Reize sind so programmiert, dauern nur 30 ms, was bedeutet, dass eine SOA von 50 20 ms mit einem leeren Display (mit Ausnahme der Fixierung Kreuz) verlassen wird. Für dieses Experiment haben wir definiert SOA als Ziel einsetzen-Maske auftreten, was bedeutet, dass SOA Negativwerte stehen im Zusammenhang mit der Maske zuerst angezeigt, und positive Werte sind, wenn die Maske zweite erscheint.

Abbildung 4: Stimulus Onset Asynchrony von 10 ms Mit Masken und Ziele so programmiert, dass bei 30 ms anwesend bleiben verlassen SOAs von 10 ms 20 ms, in denen die Maske und das Ziel überlappen.

7. Sequenz das Experiment 20 Studien mit jeweils 15 SOAs, nach dem Zufallsprinzip Durchmischung all die verschiedenen Arten von Prüfungen enthalten.
8. Ein kritischer Faktor ist, dass der Teilnehmer nicht weiß, wo die Punkte in jeder Prüfung, also erscheint sicher sein, dass die Punkte von Studie zu Studie unvorhersehbar auftreten.
9. Achten Sie darauf, dass das experimentelle Programm ausreichende Informationen über jeden Versuch gibt, damit Sie die Ergebnisse später analysieren können. Die relevante Informationen für jeden Versuch ist: der Versuch Nummer, die SOA auf diese Prüfung der Form zwischen die Maske und die Form Antwort der Teilnehmer gezeigt.

2. Durchführung des Experiments

1. Um das Experiment auszuführen, sollten Sie 10 Teilnehmer, die Prüfung jeder einzeln in einem ruhigen Raum zu rekrutieren.
2. Kommt ein Teilnehmer für das Experiment, Sitz ihnen 60 cm weg von dem Test Computer-Monitor.
3. Das Bild auf dem Bildschirm sollte der Ziel-Anzeige mit einer Maske. Verwenden Sie dieses Bild, um die Anweisungen wie folgt erklären:
   1. In jeder Studie dieses Experiments sehen Sie einen Ring Formen, wie die hier gezeigte [Hinweis]. Darüber hinaus werden Sie vier Punkte, wie Sie hier sehen. Manchmal werden sie wie in diesem Bild überlappen. Aber manchmal könnte man den anderen vorausgehen. Unabhängig von ihrer Reihenfolge des Erscheinens ist Ihre Aufgabe einfach zu versuchen, sehen und denken Sie daran, die Form, die im Raum zwischen den vier Punkten erscheint. Sinn das macht?"
   2. Wunderbar. Manchmal fühlt es sich schwer-man könnte glauben, wie Sie die Antwort nicht kennen. In diesen Fällen nur zu erraten. Ein paar andere Dinge. Jede Prüfung wird mit einem Display nur ein Kreuz, wie in der Mitte, hier beginnen. Bevor Sie einen Prozess starten, stellen Sie sicher, Sie sind das Kreuz fixieren, und versuchen Sie Ihr Bestes, um Ihre Augen bewegen sich nicht. Wenn Sie bereit sind, werden Sie die Leertaste, um eine Testversion zu starten drücken."
4. Starten Sie nach den Anweisungen, um den Teilnehmer zu erklären das Experiment zu, und beobachten Sie die Teilnehmer für vier oder fünf Versuche, um sicherzustellen, dass sie die Anweisungen verstanden haben. Dann lassen Sie sie, um das Experiment zu beenden.

3. Analyse der Ergebnisse

1. Um die Ergebnisse zu analysieren, sollten Sie zuerst Antwort Genauigkeit individuell für jedes Thema und SOA zu berechnen.
2. Als nächstes können Sie zusammen durchschnittlich Antwort Genauigkeit von SOA, über Themen.
3. Um festzustellen, ob eine erhebliche Auswirkungen von SOA auf Leistung, führen Sie eine Messwiederholung ANOVA auf Genauigkeit als Funktion der SOA mit MATLAB oder Statistikpakete wie SPSS.

Abbildung 5 Grafiken durchschnittliche Antwort Genauigkeit über Teilnehmer als Funktion von SOA. Wie die Grafik deutlich machen sollte, würde eine ANOVA Analyse dieser Ergebnisse wahrscheinlich einen signifikanten Effekt der SOA zeigen. Zeigt welche Wirkung es? Es scheint, dass mit sehr großen SOAs, negativ oder positiv, die Maske tut nichts-Performance in der Aufgabe sehr gut. Wenn durch 150 oder 300 ms getrennt, sind die Maske und der Zielreiz wirklich nur getrennte Ereignisse. Aber diese sind kritische Zustände, weil sie zeigen, dass die Zielformen wahrgenommen werden können, auch im Zusammenhang mit der Position der vier Punkte in 30 ms der Exposition. Das heißt, zeigen sie, dass zu schnell über diese Präsentationszeiten gibt es nichts von Natur aus. Ebenso ist die Leistung mit negativen SOAs, meist ziemlich gut. Das sind Studien, in denen die Maske der Zielreiz vorausgeht. Sogar mit einer SOA -10 und 0 ist Leistung 50 % oder besser und die Maske und Stimulus Überlappung während dieser SOAs für 20 bis 30 ms.

Abbildung 5: Ergebnisse der Maskierung Objekt Substitution experimentieren. Die Ergebnisse dargestellt sind durchschnittliche Antwort Genauigkeit als Funktion von SOA. Da in jeder Prüfung gab es vier Formen, würde raten eine durchschnittliche Genauigkeit von 25 %, gekennzeichnet durch die rote Linie markiert die Chance produzieren. Wenn die Maske steht der Zielreiz (wenn die SOA negativ ist), Leistung sehr gut, werden tendenziell besser als 50 % und oft besser als 80 %. Und zwar deshalb, weil diese Art von Maske nach einem Ziel zu kommen, um es zu verschleiern muss. Mit SOA im Bereich von 10 bis 90 ms ist aber Genauigkeit überraschend niedrig, zeitweise fiel auf 25 %. Dies ist der Bereich SOAs, während dessen ein Objekt Substitution Maske funktioniert.

Die kritische SOAs sind zwischen 10 und 90 Ms. an der diese SOAs, Leistung ist sehr schlecht, fallen so niedrig wie Chance-was jemand tun würde, wenn sie nur raten waren. Leistung bei diesen SOAs zeigt, dass Objekt maskieren Substitution stattfindet. Warum?

Denken Sie daran, dass die vier Punkte nicht überlappen oder irgendwelche der maskierte Form abdecken. Aber der Raum, den sie vollständig umgibt die Form. Die Erklärung für dieses Phänomen ist, dass für einen Reiz bewusst wahrgenommen werden, es braucht mehr als nur die Netzhaut stimulieren zu tun; Es muss verarbeitet und aufbereitet werden. Bewusster Wahrnehmung ist etwas, das unser Gehirn zu erstellen dauert. Die vier Punkte erscheinen, eine Position zu umgeben, die gerade besetzt war dazu dienen, das Gehirn effektiv zu verwechseln; Sie stoppen die Wiederaufbereitung von der ursprünglichen Reiz, der für sie zu machen, ins Bewusstsein notwendig wären.

Unter den vielen Anwendungen Objekt maskieren Substitution in den letzten Jahren sind Studien, die es in Verbindung mit neurophysiologischen Techniken genutzt haben, um Hirnschaltkreisen an der Herstellung der bewussten Erfahrung zu isolieren. Hirose und Kollegen² im Jahr 2005 führte ein Experiment mit einer Technik bekannt als wiederholt transkranielle Magnetstimulation (rTMS): Forscher verwenden eine Magnetspule, um kleine elektrische Potentiale im Gehirn eines Subjekts zu induzieren, und wiederholte Induktion kann dazu führen, dass einen kleinen Teil des Kortex, für einen kurzen Zeitraum zu deaktivieren. Sie deaktiviert in der Hirose Et Al. Studie, eine Region des visuellen Kortex genannt V5 / MT +. Der Effekt war, dass diese verhindert Objekt Substitution Maskierung-positiven SOA Dot Präsentationen nicht verhindern, Wahrnehmung der Reize dass. V5 / MT + ist bekannt für eine große Rolle in der Wahrnehmung der Bewegung. Diese Studie vorgeschlagen, dass seine Rolle breiter, Teilnahme an Momente in Wahrnehmungserfahrung verbinden könnte. Wenn gestört, die Maske und der Zielreiz nicht als Teil des gleichen Ereignisses betrachtet werden, und infolgedessen die Maske nicht zu maskieren.

Eine weitere Möglichkeit, Objekt Substitution Maskierung verwendet wurde ist zu untersuchen Fragen ob Reize müssen es in Bewusstsein zu machen, um das Verhalten beeinflussen. Zum Beispiel ist ein Wort, das maskiert wird nicht durch einen Beobachter meldepflichtig. Wird es jedoch einen Priming-Effekt haben? Einige Untersuchungen zeigen, dass dies der Fall ist. ³

1. Enns, J. T., & Di Lollo, V. (1997). Object substitution: A new form of masking in unattended visual locations. Psychological Science, 8(2), 135-139.
2. Hirose, N., Kihara, K., Tsubomi, H., Mima, T., Ueki, Y., Fukuyama, H., & Osaka, N. (2005). Involvement of V5/MT+ in object substitution masking: evidence from repetitive transcranial magnetic stimulation. Neuroreport,16(5), 491-494.
3. Goodhew, S. C., Visser, T. A., Lipp, O. V., & Dux, P. E. (2011). Implicit semantic perception in object substitution masking. Cognition, 118(1), 130-134.