Chapitre 3 : Psychophysique
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Questions and Answers

Quelle transformation mathématique est généralement utilisée pour afficher le spectre en fonction de la fréquence ?

  • Décomposition en exponentielles
  • Décomposition en carrés
  • Décomposition en cercles
  • Décomposition en fonctions sinus/cosinus (correct)
  • Quel est l'un des principaux avantages de l'utilisation de la transformée de Fourier dans l'analyse des ondes sonores ?

  • Elle simplifie le calcul de la puissance acoustique
  • Elle renvoie une représentation visuelle directe des fréquences
  • Elle permet d'afficher les ondes en temps réel
  • Elle permet d'approximer une forme d'onde en termes de sinus et cosinus (correct)
  • Parmi les fréquences suivantes, laquelle représenterait un signal d'une onde sonore spécifique pour les ondes acoustiques en première approximation ?

  • 10 Hz
  • 0 Hz
  • 1 Hz (correct)
  • 5 Hz
  • En utilisant la décomposition d'une onde sonore, quel type de fonction peut être intégré pour représenter cette onde ?

    <p>Fonctions sinus/cosinus (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la caractéristique essentielle d'une onde sonore lorsqu'elle est représentée mathématiquement ?

    <p>Sa forme peut varier de manière complexe (D)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle principal de la transformée de Fourier?

    <p>Décomposer une fonction dans l'espace en une somme de sinusoïdes (A)</p> Signup and view all the answers

    Dans quel type d'espace la transformée de Fourier représente-t-elle les fonctions?

    <p>Espace direct et espace réciproque (B)</p> Signup and view all the answers

    Quelles dimensions sont mesurées dans l'espace direct?

    <p>Longueur et intervalle de temps (B)</p> Signup and view all the answers

    Comment les valeurs des transformées de Fourier sont-elles interprétées?

    <p>Comme des amplitudes correspondant aux sinusoïdes (A)</p> Signup and view all the answers

    Quelle assertion est fausse au sujet de la fréquence dans la transformée de Fourier?

    <p>La fréquence représente une dimension temporelle (B)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la valeur prédictive positive (VPP) calculée dans ce contexte ?

    <p>0.16 (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la valeur prédictive négative (VPN) dans cette analyse ?

    <p>0.999 (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le rôle de la prévalence dans le calcul des valeurs prédictives ?

    <p>Elle influence la VPP et VPN. (B)</p> Signup and view all the answers

    Combien de patients de 1 000 sont diagnostiqués comme ayant la pathologie selon les caractéristiques fournies ?

    <p>19 (C)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la probabilité d'être effectivement atteint de la pathologie si un diagnostic positif est posé ?

    <p>0.16 (D)</p> Signup and view all the answers

    Qu'est-ce qui est plus représentatif des caractéristiques du test diagnostique dans ce contexte ?

    <p>La VPP et la VPN (A)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le nombre total de faux positifs (FP) parmi les 1 000 patients examinés ?

    <p>98 (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel seuil est requis pour établir la relation entre perception et stimulus selon la loi de Stevens ?

    <p>Un seuil arbitraire (A)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le lien entre l'espace direct et l'espace réciproque dans le contexte des oscillations?

    <p>L'espace réciproque mesure les fluctuations par unité de longueur. (B)</p> Signup and view all the answers

    Comment une oscillation complète est-elle définie en relation avec la distance?

    <p>1 oscillation pour 1 cm. (D)</p> Signup and view all the answers

    Qu'indique une forte compression d'image dans le format JPEG?

    <p>Peu de fréquences sont présentes. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel facteur détermine l'influence du bruit sur la détection d'un signal?

    <p>Les fréquences spatiales contenues dans le bruit. (D)</p> Signup and view all the answers

    À quelle fréquence spatiale correspond une oscillation de 1 cycle par cm?

    <p>1 cm-1 (C)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est l'unité utilisée pour mesurer les fréquences temporelles?

    <p>Hertz (s-1) (D)</p> Signup and view all the answers

    Dans une transformation de Fourier, quelles fréquences sont considérées?

    <p>Uniquement les fréquences positives. (A)</p> Signup and view all the answers

    Quel phénomène se produit lorsque beaucoup de fréquences sont présentes dans une image?

    <p>Compression minimale. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quelle caractéristique est essentielle pour une image à faible compression?

    <p>De nombreuses fréquences présentes. (B)</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'effet d'une compression élevée sur la qualité d'image?

    <p>Perte de certaines informations cruciales. (D)</p> Signup and view all the answers

    Quel type de signal peut être directement affecté par les fluctuations spatiales?

    <p>Les sons enregistrés. (A)</p> Signup and view all the answers

    Comment sont mesurées les fréquences spatiales?

    <p>En mètres inverses. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'impact d'un écart-type élevé dans la détection d'un signal?

    <p>Augmentation du bruit de fond. (D)</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'impact d'une décision médicale sur la sensibilité dans le diagnostic?

    <p>Un critère élevé diminue la sensibilité. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quelle méthode permet d'ajuster l'intensité d'un stimulus jusqu'à ce qu'il soit détectable?

    <p>Méthode d'ajustement (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel critère influence la spécificité d'un diagnostic médical?

    <p>La prévalence de la pathologie (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel type de seuil est défini par la plus petite quantité d'énergie nécessaire pour que le stimulus soit rapporté 50 % du temps?

    <p>Seuil absolu (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel aspect la théorie ROC mesure-t-elle dans le diagnostic médical?

    <p>La spécificité et la sensibilité (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'objectif principal lors de la prise de décisions diagnostic selon les critères de l'observateur?

    <p>Évaluer les impacts socioéconomiques de la pathologie. (C)</p> Signup and view all the answers

    Qu'indique une spécificité élevée dans un diagnostic médical?

    <p>Un grand nombre de patients sains correctement diagnostiqués. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel aspect est essentiel lors de l'analyse a posteriori d'une décision médicale?

    <p>L'effet de manquer une maladie maligne. (C)</p> Signup and view all the answers

    Dans quelle méthode de détermination de seuils le stimulus est-il présenté dans un ordre aléatoire?

    <p>Méthode des stimuli constants (B)</p> Signup and view all the answers

    Quelle combinaison de critères peut diminuer le taux de faux positifs dans un diagnostic?

    <p>Élever le critère de décision. (A)</p> Signup and view all the answers

    Quelle combinaison de maladies nécessite une attention particulière dans le cadre de la prise de décision en médecine?

    <p>Maladies malignes et rares. (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelle option décrit le critère de décision dans un contexte de diagnostic médical?

    <p>Une vaste évaluation basée sur les facteurs externes. (A)</p> Signup and view all the answers

    Quel élément n'est pas une méthode de détermination des seuils?

    <p>Méthode comparative (B)</p> Signup and view all the answers

    Quel est le but principal de la détection dans le contexte médical?

    <p>Minimiser les faux négatifs. (C)</p> Signup and view all the answers

    Quel facteur dépend de la volonté de rapporter la présence ou l'absence d'un stimulus ?

    <p>Le critère de décision (A)</p> Signup and view all the answers

    Qu'est-ce qui définit la sensibilité d'un test diagnostique ?

    <p>La probabilité d'un diagnostic positif lorsqu'une pathologie est présente (D)</p> Signup and view all the answers

    Que représente une courbe ROC idéale ?

    <p>Une sensibilité et spécificité égales à 1 (A)</p> Signup and view all the answers

    Quel facteur intervient dans le critère de décision concernant les résultats des diagnostics ?

    <p>La probabilité d'occurrence du stimulus (D)</p> Signup and view all the answers

    Qu'indique un AUC de 0,5 dans une courbe ROC ?

    <p>Un diagnostic aléatoire (D)</p> Signup and view all the answers

    Quelle est la relation entre sensibilité et spécificité dans les courbes ROC ?

    <p>Elles peuvent être optimisées à l'aide d'un critère de décision (D)</p> Signup and view all the answers

    Quel type de système correspond à une courbe ROC qui se situe proche de la diagonale ?

    <p>Système répondant au hasard (D)</p> Signup and view all the answers

    Quel énoncé décrit le mieux la spécificité d'un test diagnostique ?

    <p>C'est la proportion de vrais négatifs parmi les cas sans pathologie (B)</p> Signup and view all the answers

    Quel est l'effet d'augmenter le critère de décision sur la sensibilité et la spécificité ?

    <p>Sensibilité diminue, spécificité augmente (C)</p> Signup and view all the answers

    Pourquoi la courbe ROC est-elle utilisée dans l'évaluation des performances des diagnostics ?

    <p>Elle quantifie les performances en combinant sensibilité et spécificité (D)</p> Signup and view all the answers

    Quel type de résultats sont requis pour construire une courbe ROC ?

    <p>Des résultats proches de la vérité (gold standard) (B)</p> Signup and view all the answers

    Quel impact a une faible sensibilité sur les diagnostics ?

    <p>Augmente le risque de passer à côté de pathologies (B)</p> Signup and view all the answers

    Que signifie un critère de décision très bas dans une courbe ROC ?

    <p>Tous les patients sont diagnostiqués positifs (A)</p> Signup and view all the answers

    Comment le critère de décision influence-t-il le diagnostic dans les systèmes de santé ?

    <p>Il aide à trouver un équilibre entre le nombre de faux positifs et de faux négatifs (D)</p> Signup and view all the answers

    Flashcards

    Décomposition d'une onde sonore

    Une onde sonore complexe peut être décomposée en une somme de fonctions sinusoidales de fréquences différentes.

    Transformée de Fourier

    Transformation mathématique qui décompose un signal (comme une onde sonore) en ses fréquences constitutives.

    Spectre en fonction de la fréquence

    Représentation graphique de la décomposition d'un signal en fonction des fréquences composantes.

    Fonctions sinus/cosinus

    Fonctions mathématiques utilisées pour représenter des ondes sinusoidales, qui sont les éléments de base pour décomposer des ondes sonores complexes.

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    Onde sonore complexe

    Onde sonore qui peut être décomposée en plusieurs ondes sinusoïdales de fréquences différentes.

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    Espace direct

    Domaine des grandeurs physiques dépendant de l'espace et du temps (ex: longueur, intervalle de temps).

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    Espace réciproque

    Domaine des fréquences spatiales ou temporelles.

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    Fonction dans l'espace direct

    Fonction décrivant un phénomène dans l'espace et le temps.

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    Fréquence (transformée de Fourier)

    Amplitude des sinusoïdes dans l'espace réciproque. Elle représente les différentes fréquences composant la fonction

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    Fréquence spatiale

    Nombre d'oscillations par unité de longueur (ex: cm-1).

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    Signal périodique

    Signal qui se répète de manière régulière dans le temps ou dans l'espace.

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    Transformée de Fourier d'un signal périodique

    Donne un spectre de fréquences discret, c'est-à-dire avec des pics correspondant aux fréquences présentes dans le signal.

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    Compression d'image (JPEG)

    Réduit la taille d'une image en éliminant les fréquences spatiales les moins importantes.

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    JPEG: faible compression

    Conserve les fréquences spatiales haute et basse, rendant l'image plus détaillée.

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    JPEG: forte compression

    Elimine les fréquences spatiales hautes, rendant l'image plus floue.

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    Bruit d'image

    Variations aléatoires d'intensité dans une image, affectant la détection de signaux.

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    Détection de signal

    Capacité à distinguer un signal d'intérêt du bruit.

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    Influence des fréquences spatiales sur la détection

    Les fréquences spatiales du bruit peuvent masquer un signal, rendant sa détection difficile.

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    Fréquences spatiales du bruit

    Varient selon le type de bruit (ex: bruit de capteur, bruit de compression).

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    Détection de signal: choix de l'image

    L'image avec les fréquences spatiales les plus différentes du bruit permet une meilleure détection du signal.

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    Critère de décision en médecine

    Le critère de décision en médecine dépend de la connaissance a priori de la rareté de la maladie et de l'impact de la décision (p.ex: manquer une maladie maligne).

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    Seuils absolus

    La plus petite quantité d'énergie nécessaire pour que le stimulus soit détecté 50% du temps.

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    Méthodes des limites

    Présenter des stimuli d'intensités croissantes/décroissantes pour déterminer le seuil.

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    Méthode d'ajustement

    L'observateur ajuste l'intensité du stimulus jusqu'à ce qu'il soit à peine détectable.

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    Méthode des stimuli constants

    Présenter des stimuli proches du seuil dans un ordre aléatoire.

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    Diagnostic positif

    Le test indique la présence de la pathologie.

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    Diagnostic négatif

    Le test indique l'absence de la pathologie.

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    Pathologie présente

    La maladie est effectivement présente chez le patient.

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    Pathologie absente

    La maladie n'est pas présente chez le patient.

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    Spécificité

    Proportion de patients sains correctement diagnostiqués comme sains.

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    Sensibilité

    Proportion de patients malades correctement diagnostiqués comme malades.

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    Faux positif (FP)

    Un test positif alors que la pathologie est absente.

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    Faux négatif (FN)

    Un test négatif alors que la pathologie est présente.

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    Théorie ROC

    Mesure séparément la détectabilité et le critère de décision pour les diagnostics médicaux.

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    Prévalence

    La proportion de la population qui présente réellement la pathologie. Exprime la fréquence d'une maladie dans une population donnée.

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    Valeur Prédictive Positive (VPP)

    Probabilité que la personne soit réellement malade si le test est positif.

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    Valeur Prédictive Négative (VPN)

    Probabilité que la personne ne soit pas malade si le test est négatif.

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    Comment la prévalence influence VPP et VPN ?

    La VPP et la VPN dépendent de la prévalence. Plus la prévalence est élevée, plus la VPP sera élevée et la VPN sera basse. Inversement.

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    Loi de Stevens

    Une loi qui décrit la relation générale entre la perception d'un stimulus et son intensité.

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    Seuils de perception

    La méthode ROC (Receiver Operating Characteristic) permet de déterminer les seuils de perception pour un stimulus.

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    Transition progressive

    La transition entre la non-détection et la détection d'un stimulus est progressive, elle ne se fait pas brutalement.

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    Seuil de détection

    Point à partir duquel un stimulus devient détectable par un observateur. Il dépend à la fois de la performance de l'observateur et de l'intensité du stimulus.

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    Critère de décision

    Mesure la volonté de l'observateur de signaler la présence du stimulus. Il dépend de la probabilité d'apparition du stimulus et des conséquences de la décision.

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    Courbe ROC

    Représentation graphique des performances d'un test diagnostique en fonction de son seuil de décision. Elle montre les combinaisons possibles entre sensibilité et spécificité.

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    Système idéal (Courbe ROC)

    Un système idéal atteint une sensibilité et une spécificité de 1, c'est-à-dire qu'il identifie tous les malades et tous les sains correctement.

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    Système moyen (Courbe ROC)

    Un système moyen présente des performances intermédiaires, avec une sensibilité et une spécificité inférieures à 1.

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    Système au hasard (Courbe ROC)

    Un système au hasard ne permet pas de différencier les malades des sains, la sensibilité et la spécificité sont égales à 0.5. On ne distingue pas mieux que le hasard.

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    AUC (Area Under the Curve)

    La surface sous la courbe ROC. Elle quantifie la performance globale du test diagnostique. Plus l'AUC est élevée, meilleur est le test.

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    Influence du critère de décision

    Le critère de décision influence la sensibilité et la spécificité du test. Modifier le critère de décision permet d'obtenir un équilibre optimal entre les deux.

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    Diagnostic performant

    Un test diagnostique est performant lorsqu'il a une sensibilité et une spécificité élevées. La courbe ROC idéale offre une sensibilité et une spécificité de 1 (AUC=1).

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    Diagnostic aléatoire (AUC=0,5)

    Un diagnostic aléatoire ne permet pas de différencier les malades des sains, la sensibilité et la spécificité sont égales à 0.5 et l'AUC est nulle.

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    Gold Standard

    Un test ou une méthode reconnue comme la référence absolue pour identifier la présence ou l'absence d'une pathologie.

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    Study Notes

    Chapitre 3 : Psychophysique

    • Le chapitre porte sur la psychophysique, un module de cours de physique générale.
    • Le professeur est François Bochud.
    • Le module est B1.1 (FBM-BMed).

    Objectifs

    • Expliquer la transformation d'une fonction de l'espace direct en une fonction de l'espace réciproque.
    • Décrire les paramètres d'une courbe ROC et calculer les valeurs prédictives associées à un résultat diagnostique donné.
    • Définir et illustrer la relation entre un stimulus et sa perception, en s'appuyant sur la loi de Stevens.

    Les Cinq Sens

    • Les sens comprennent la thermoception (température), la proprioception (position corporelle), la nociception (douleur), l'équilibre et la mécanoréception (vibrations).
    • Ces sens incluent aussi les stimuli internes (sel, CO2, faim, soif, etc.).

    Activation des Neurones

    • La liaison d'une molécule avec un récepteur chimique provoque un potentiel d'action dans un neurone.
    • Les molécules en suspension dans l'air peuvent activer des récepteurs.

    Rayonnements Électromagnétiques

    • L’énergie d'un rayonnement électromagnétique (onde ou photon) dans un photorécepteur induit un potentiel d'action dans un neurone.
    • Le corps humain est doté de récepteurs permettant de percevoir plusieurs grandeurs physiques, incluant l'accélération et la température.
    • La vision permet de percevoir les rayonnements électromagnétiques dans une gamme de longueur d'onde de 380 à 780 nm.
    • L'audition permet de percevoir les ondes sonores (entre 20 et 20 000 Hz).

    Oreille

    • L'oreille externe capte l'onde de pression dans l'air.
    • L'oreille moyenne la transmet efficacement grâce au passage air-fluide.
    • L'oreille interne met en mouvement les cellules ciliées.
    • Le neurotransmetteur induit un potentiel d'action dans un neurone.

    Cellules Gustatives

    • Les cellules gustatives situées dans les papilles contiennent des chémorécepteurs capables d'induire un potentiel d'action dans un neurone.

    Mécanorécepteurs

    • Les mécanorécepteurs changent de forme sous l'action d'une force externe et induisent un potentiel d'action dans un neurone.

    Propagation du Potentiel d'Action

    • Dans tous les cas, le potentiel d'action se propage de la même manière.

    Stimulus et Perception

    • Un stimulus est une grandeur physique, chimique ou biologique mesurable.
    • La perception est une grandeur subjective.
    • La psychophysique relie stimulus et perception.

    Réponses à des Stimuli de Faibles Intensités

    • Détermination d'un seuil.

    Valeur de Seuil

    • La valeur de seuil est utile pour manipuler des produits chimiques toxiques en laboratoire.
    • La VME est la moyenne d'exposition à un polluant donné dans l'air (poste de travail).
    • Le SO est le seuil olfactif.

    Ondes Sonores

    • Une onde sonore peut avoir une forme quelconque.
    • La transformation mathématique habituelle lors de l'affichage du spectre en fonction de la fréquence est la décomposition en ondes sinus.
    • Les ondes sonores sont présentes dans une gamme de fréquences (20 à 20 000 Hz).

    Transformée de Fourier

    • La transformation de Fourier permet de passer d'un espace à un autre.
    • Elle permet de décomposer une fonction dépendant de l'espace en une fonction dépendant de la fréquence.
    • L'espace réciproque exprime la fréquence spatiale.

    Compression des Images

    • Le format JPEG permet une compression des images.
    • Chaque bloc de 8x8 pixels peut être obtenu par la somme des motifs.

    Courbe ROC

    • La courbe ROC (Receiver Operating Characteristic) relie la sensibilité et la spécificité.
    • Un critère de décision bas donne une sensibilité élevée et une spécificité faible, tandis qu'un critère de décision haut donne une sensibilité faible et une spécificité élevée.
    • Le système idéal est celui qui maximise à la fois la sensibilité et la spécificité ou qui correspond au point haut de la courbe.

    Valeurs Prédictives

    • La valeur prédictive positive (VPP) est la probabilité d'avoir la pathologie lorsqu'un diagnostic positif est posé.
    • La valeur prédictive négative (VPN) est la probabilité de ne pas avoir la pathologie lorsqu'un diagnostic négatif est posé.

    Exemple de Question d'Examen

    • Un patient est testé pour une maladie avec une prévalence de 50 %. Quelle est la probabilité d'avoir la maladie sachant que le résultat du test est positif, la sensibilité étant de 80 % et la spécificité de 99 % ?

    Autres

    • La perception d'un stimulus peut varier linéairement, logarithmiquement ou exponentiellement selon la loi de Stevens.
    • La loi de Stevens relie le stimulus à la perception par une relation mathématique de puissance.

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    Description

    Ce quiz explore la psychophysique, incluant la transformation entre l'espace direct et l'espace réciproque. Vous découvrirez également les paramètres d'une courbe ROC ainsi que la relation entre stimulus et perception selon la loi de Stevens. Testez vos connaissances sur les cinq sens et l'activation des neurones.

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