Reconnaissance des formes Flashcards
(74 cards)
1
Q
Qu’est-ce qu’une forme?
A
Il s’agit de l’objet porteur d’information (signal), d’où l’importance d’étudier la forme (et ses propriétés) en psychologie cognitive
2
Q
Par quoi est délimitée une forme?
A
Elle est délimitée par des contours
3
Q
Qu’est-ce qu’un contour?
A
Dénote les endroits dans l’espace où s’observent des contrastes associés à des changements de luminance (quantité de lumière retransmise par une surface) ou de couleur
Contour = changement dans l’espace
4
Q
Qu’est-ce qu’un contraste de luminance?
A
Passer de clair à sombre
5
Q
Qu’est-ce qu’un signal?
A
Aide à reconnaitre un objet
6
Q
Qu’est-ce qu’un bruit?
A
Nuit à la reconnaissance de l’objet
7
Q
Qu’est-ce qu’un bruit?
A
Nuit à la reconnaissance de l’objet
8
Q
Qu’est-ce que la reconnaissance?
A
Il s’agit de l’étape de traitement durant laquelle la forme est catégorisée ou identifiée
9
Q
Quelles sont les caractéristiques du système visuel humain lors de la tâche de reconnaissance?
A
Le système visuel humain est très flexible et efficace dans cette tâche; on peut rapidement et aisément reconnaître différents objets à travers diverses conditions de visionnement
10
Q
Pourquoi la tâche de reconnaissance est très difficile pour les ordinateurs?
A
Cette tâche demeure en revanche très difficile pour les ordinateurs, qui sont susceptibles aux moindres altérations du signal (de moins en moins vrai avec les algorithmes d’apprentissage profond)
11
Q
Quelles sont différentes conditions de visionnement auxquelles le système visuel humain est indifférent?
A
- Obstruction partielle
- Éclairage
- Rotation
- Changement des couleurs
12
Q
Puisque la reconnaissance des formes est tellement efficace chez l’humain, comment fait-on pour l’étudier?
A
- Utiliser les temps de réponses, car les sujets font trop peu d’erreurs (donc on les force à répondre rapidement)
- Ajouter beaucoup de bruit ou altérer le signal, afin d’entraîner la commission d’erreurs
13
Q
Pourquoi faut-il utiliser une combinaison de rapidité et précision pour évaluer le système visuel humain?
A
Rapide + précis = ajoute une difficulté car sinon c’est trop facile pour lui (donne une bonne idée des capacités humaines)
Si juste rapide = plus d’erreurs
Si juste précis = trop long
14
Q
Quelles sont les qualités d’une bonne théorie?
A
Vérifiabilité et parcimonie
15
Q
Qu’est-ce que la vérifiabilité?
A
Possibilité de valider (ou invalider) avec des faits observables
16
Q
Qu’est-ce que la parcimonie?
A
- Principe philosophique et scientifique qui consiste à n’utiliser qu’un minimum de causes explicatives pour expliquer un phénomène
- Autrement dit, on cherche la théorie qui expliquera un phénomène de la manière la plus simple possible
Aussi simple que possible en expliquant le plus de choses possibles
17
Q
Vrai ou faux: notre mémoire à long terme contient les représentations de nombreuses formes.
A
Vrai
18
Q
Comment s’effectue la catégorisation?
A
- La catégorisation s’effectue en comparant la « description visuelle » de la forme perçue à des représentations stockées en mémoire (ex: ce chien que je perçois est-il un labrador ou un berger Allemand?)
- Ici, nous nous intéressons à la manière avec laquelle les formes sont « décrites » par notre système cognitif
19
Q
Qu’est-ce que la théorie des gabarits?
A
Chaque forme perçue est mémorisée et devient un gabarit qui aidera à la reconnaissance des prochaines formes qui seront perçues
20
Q
Qu’est-ce que la principe d’appariement au gabarit?
A
C’est le processus par lequel un gabarit est superposé à une forme pour vérifier la correspondance entre les deux
21
Q
Pourquoi la théorie des gabarits est très rigide?
A
- Les gabarits sont très rigides, c.-à-d. que la forme perçue doit pratiquement être identique (de même taille, couleur, orientation, occlusion partielle) au gabarit pour qu’il y ait reconnaissance
- Un peu comme dans un casse-tête, où chaque pièce (forme) ne peut aller qu’à un seul endroit (être appariée qu’à un seul gabarit)
- Le match doit être parfait pour qu’on puisse reconnaître, pour reconnaître un objet il faudrait avoir exactement l’image dans notre tête, donc un seul match possible entre gabarit et forme
22
Q
Comment fonctionnent les systèmes de reconnaissance automatisée?
A
Les systèmes de reconnaissance automatisée (comme ceux utilisés pour lire les chèques) fonctionnent par appariement au gabarit
23
Q
Comment fait-on pour que les systèmes de reconnaissance automatisée (chèque) fonctionne?
A
- Pour ce faire, on maximise la dissimilitude entre les différents éléments (ici, les chiffres) afin de les rendre aussi distincts que possible et faciliter la reconnaissance
- Il s’agit d’un système très rapide et efficace, mais très peu flexible; car la moindre altération de la forme empêchera sa reconnaissance
- En conséquence, ces systèmes sont optimisés pour une seule tâche (ne peuvent pas être adapté à une autre tâche)
24
Q
Quels sont les problèmes liés à la théorie des gabarits?
A
- Parfois on utilise une même forme pour désigner différents objets (ex: I = 1, i, L), ce que la théorie ne permet pas d’expliquer
- La cognition humaine est très flexible et traite sans problème des altérations qui mettent à mal les systèmes qui fonctionnent par appariement au gabarit; la théorie n’explique pas comment cela est possible
- Un manque de parcimonie qui mène à l’absurde; le gabarit doit être identique à la forme, ce qui implique qu’il faille pratiquement une infinité de gabarits juste pour fonctionner au quotidien
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Qu’est-ce que la théorie des prototypes?
- Il s’agit d’une version plus souple de la théorie des gabarits
- Ici les formes rencontrées vont alimenter un prototype stocké en mémoire, c.-à-d. une représentation relativement abstraite qui peut être manipulée de manière élémentaire
- Cela confère une certaine flexibilité et rend possible la comparaison avec des formes non identiques (ex: différence de taille, de position spatiale, d’orientation, d’occlusion partielle)
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Quel est l’avantage de la théorie des prototypes?
Confère une certaine flexibilité dans la reconnaissance des formes, ex: A A A A A A A A A A A A A seraient tous suffisamment similaires au prototype de « la lettre A » pour être reconnues comme tel
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Quels sont les problèmes de la théorie des prototypes?
- N’explique toujours pas comment on parvient à utiliser une même forme pour dénoter différents objets
- Un manque de parcimonie, car la reconnaissance repose toujours sur une forme d’appariement au gabarit, soit entre le prototype et la forme perçue; requiert donc tout de même de nombreux prototypes
- Dans certains cas, des visages caricaturés sont mieux reconnus que des visages non caricaturés, ce que n’explique pas la théorie des prototypes
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Qu’est-ce qu’une caricature?
- Il s’agit d’une amplification d’un ou de plusieurs traits caractéristique d’une personne
- Traits qui sont importants/mis en valeur chez la personne
- Certains traits peuvent être absents, mais on est quand même en mesure de reconnaître la personne (ex: ride)
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Qu’est-ce que la théorie des caractéristiques?
- Selon cette théorie, les formes complexes seraient décrites avec des caractéristiques élémentaires
- Le système cognitif, lorsqu’il perçoit une forme, procéderait d’abord à une extraction des caractéristiques élémentaires, suivie d’une comparaison des caractéristiques de la forme à celles des représentations stockées en mémoire
- Il y aurait reconnaissance lorsque les caractéristiques de la forme et d’une représentation concordent
Ex: A = / \ -
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Vrai ou faux: la théorie des caractéristiques ne s’applique seulement qu’aux lettres.
Faux. Cette théorie a été développée pour la reconnaissance des lettres, mais des travaux suggèrent que la logique s’applique pour d’autres objets (ex: les visages, les expressions faciales).
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Vrai ou faux: la théorie des caractéristiques ne s’applique seulement qu’aux lettres.
Faux. Cette théorie a été développée pour la reconnaissance des lettres, mais des travaux suggèrent que la logique s’applique pour d’autres objets (ex: les visages, les expressions faciales).
32
Comment faisons-nous pour distinguer les lettres?
Les caractéristiques des lettres (Gibson, 1968-69)
L’idée, c’est que chaque lettre possède une combinaison de traits qui lui est propre
33
Qu'est-ce que la tâche de discrimination de lettres (Gibson , 1968-69)?
- Deux lettres apparaissent côte-à-côte (750 ms) et le participant doit dire s’il s’agit de la même lettre ou non
- Prédiction—plus deux lettres possèdent de caractères communs, plus elles devraient être difficiles à différencier
ex: G + W --> pareil ou différent?
34
Pourquoi certaines lettres sont plus faciles/difficiles à distinguer que d’autres?
- Chevauchement de caractéristiques = parfois une seule caractéristique différente ou aucune pareille (c’est ce qui permet de dire quelles lettres seront faciles à distinguer entre elles ou non, ex: XO ou MW)
- Plus les lettres possèdent de caractères communs, plus elles sont différenciées lentement
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Quels sont les résultats de la tâche de discrimination des lettre (Gibson, 1968-69)?
- Plus les lettres possèdent de caractères communs, plus elles sont différenciées lentement
- Au total, on observe une différence d’environ 110ms entre les lettres les plus différentes (460 ms) et les lettres les plus similaires (570 ms)
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Exemple théorie des caractéristiques avec les lettres G-W et P-R
G et W sont faciles à différencier et on voit qu’elles n’ont aucune caractéristique commune;
P et R sont en revanche difficiles à différencier et on voit qu’elles possèdent trois caractéristiques communes
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Comment se fait l’apprentissage des formes selon Gibson?
- Pour Gibson, apprendre à reconnaître une forme, c’est apprendre les caractéristiques de cette forme, de même que leur combinaison
- Une importance particulière est donnée à ce qu’on appelle les caractéristiques distinctives, c.-à-d. aux caractéristiques qui permettent de différencier deux formes
- Afin de faciliter leur apprentissage, surtout celles avec un haut degré de similitude, on devrait donner une attention particulière aux caractéristiques distinctives
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Quels sont les avantages de la théorie des caractéristiques?
- Permet une reconnaissance très flexible des formes, sans égard à la taille, la position ou l’occlusion (sauf si une caractéristique distinctive est complètement cachée)
- Il s’agit d’une théorie parcimonieuse; ce système réduit les représentations des formes à quelques caractéristiques de base avec lesquelles on peut construire n’importe quelle forme—une espèce d’alphabet des formes—ce qui représente une économie cognitive importante
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Quels sont les problèmes de la théorie des caractéristiques?
- La théorie des caractéristiques ne dit rien sur les relations entre les caractéristiques (ex., organisation); la conséquence de cette omission est que la théorie des prototypes prédit mieux les erreurs commises (70% de prédiction) que la théorie des caractéristiques (50% de prédiction)
- Des travaux ont montré que les erreurs d’omission (ex., voir un O plutôt qu’un Q) sont plus fréquentes que les erreurs d’hallucination (ex., voir un Q plutôt qu’un O); or, selon la théorie des caractéristiques, les deux types d’erreurs devraient avoir la même fréquence
40
Qu’est que l’expérience sur l’importance des relations entre les caractéristiques de lettres (Fiset, 2006) et quels sont les résultats?
Méthode:
Utilisation de la méthode des bulles afin d’identifier les traits qui, lorsque traités, facilitent la reconnaissance des lettres majuscules et minuscules
Résultats:
L’information diagnostique des lettres se trouve dans les terminaisons des traits, de même qu’aux jonctions entre les différents traits
41
Qu’est-ce que la théorie de la reconnaissance par composantes?
- Biederman s’intéresse particulièrement à la reconnaissance d’objets tridimensionnels
- Selon sa théorie, environ 35 à 40 géons (ions géométriques, c.-à-d. des formes géométriques simples) suffiraient à décrire toutes les formes dans l’environnement; comme une espèce d’alphabet des formes 3D
- On décompose les objets en forme géométrique
- Les géons sont malléables = agrandir, aplatir, tourner la forme pour qu’elle corresponde à un objet
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Quelles sont les étapes de traitement de la théorie de la reconnaissance par composantes?
1. Extraction des contours, basée sur des changements de luminance, de texture ou de couleur, sert à générer une esquisse (line drawing) de la forme
2. Identification des composantes, comprend une analyse de la configuration des différents géons de la forme
3. Appariement, soit une comparaison entre les composantes de la formes et les représentations d’objets stockées en mémoire
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Quelle est une prédiction importante de la reconnaissance par composantes?
Une prédiction importante de la RPC est que plus les composantes sont difficiles à identifier, plus la reconnaissance sera difficile, puisqu’on empêche aussi l’analyse de la configuration et donc, l’appariement
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Dans quelle condition observe-t-on les meilleurs résultats: dégradation visuelle de 65% des contours;
- Dans une première condition, les jonctions (configuration) sont préservées
- Dans une seconde condition, les jonctions sont altérées?
- Le taux d’erreur est beaucoup plus élevé lorsque les jonctions sont altérées (environ 60% taux d'erreur)
- Le taux d’erreur est beaucoup plus faible lorsque les jonctions sont préservées (environ 20% taux d'erreur)
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Quels sont les avantages de la théorie de la reconnaissance par composantes?
- Théorie parcimonieuse—relativement peu d’éléments pour décrire l’ensemble des formes
- Explique en quoi la reconnaissance visuelle est résistante à la dégradation visuelle—tant que les jonctions et donc, la relation entre les géons, peuvent être extraites, la reconnaissance sera facile
- Résistance au changement de point de vue—les géons et leurs relations peuvent être identifiés peu importe le point de vue (ex., de devant, derrière, etc.)
- Accorde une grande importance aux relations entre les composantes
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Vrai ou faux: le système cognitif possède une organisation hiérarchique de différents niveaux d’abstraction.
Vrai
47
Qu’est-ce que le traitement de bas niveau?
- Certains modules cognitifs sont spécialisés dans le traitement de bas niveau, c.-à-d. des propriétés brutes (ex., luminance, couleur, position), moins abstraites
- Plus on se rapproche des modalités, plus l’abstraction diminue (bas niveau)
48
Qu’est-ce que le traitement de haut niveau?
- D’autres modules cognitifs sont plutôt spécialisés dans le traitement de haut niveau, c.-à-d. des propriétés sémantiques (ex., ovale, visage, Justin), plus abstraites
- Plus on est loin de nos sens, plus c’est abstrait (haut niveau)
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Qu’est-ce que le traitement de haut niveau?
- D’autres modules cognitifs sont plutôt spécialisés dans le traitement de haut niveau, c.-à-d. des propriétés sémantiques (ex., ovale, visage, Justin), plus abstraites
- Plus on est loin de nos sens, plus c’est abstrait (haut niveau)
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Qu’est-ce que le traitement ascendant?
C’est lorsque l’information est traitée de manière hiérarchique (data-driven); mais l’information ne circule jamais à sens unique!
51
Qu’est-ce que le traitement descendant?
C’est l’effet du contexte ou de nos connaissances sur le traitement de l’information à des plus bas niveaux d’abstraction
Le traitement descendant explique comment deux objets identiques peuvent être identifiés de différente manière, selon le contexte
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Donnez des exemples de ce qui est altéré par le traitement descendant.
- La perception d’intensité lumineuse (pas juste une question de luminance)
- La perception des couleurs (pas juste une question de longueur d’ondes)
53
Les illusions perceptives dépendent de quel type de traitement?
Le traitement descendant (influence du contexte)
54
De quoi doit tenir compte une théorie qui prétend expliquer la reconnaissance des formes?
Une théorie qui prétend expliquer la reconnaissance des formes doit tenir compte de l’influence du traitement descendant et ne peut s’en tenir uniquement aux propriétés intrinsèques de l’objet
55
De quoi doit tenir compte une théorie qui prétend expliquer la reconnaissance des formes?
Une théorie qui prétend expliquer la reconnaissance des formes doit tenir compte de l’influence du traitement descendant et ne peut s’en tenir uniquement aux propriétés intrinsèques de l’objet
56
Sur quel principe se basent les théories structurales (Gestaltisme)?
Le système cognitif est indissociable de son environnement; il existe en conséquence un isomorphisme entre le monde et le système perceptif, c.-à-.d. qu’ils ont une structure et des principes d’organisation similaires
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Les théories structurales portent une importance particulière à quoi?
Importance accordée aux relations
La forme ne se réduit pas uniquement à ses caractéristiques, mais également à leurs relations, formalisées par des principes d’organisation
58
Quels principes découlent de l'importance accordée au relations dans les théories structurales?
Il y a des principes de regroupement, qui servent à amalgamer certains traits; puis il y a des principes séparation, qui servent à isoler l’objet de l’arrière-plan.
59
Quels sont les 5 principes des théories structurales?
- Principe de proximité
- Principe de similarité
- Principe de fermeture
- Principe de continuité
- Principe de symétrie
60
Qu’est-ce que le principe de proximité (théories structurales)?
Les caractéristiques rapprochées ont tendance à être regroupées
Ex: lll lll
61
Qu’est-ce que le principe de similarité (théories structurales)?
Les objets similaires tendent à être regroupés
62
Qu’est-ce que le principe de fermeture (théories structurales)?
Les caractéristiques formant une figure fermée sont regroupées
Ex: O#O –> on voit O et # et O (et non une forme en soi)
63
Qu’est-ce que le principe de continuité (théories structurales)?
Les objets sont regroupés de manière à minimiser les interruptions de lignes continues
Ex: on voit « X » comme deux lignes qui se croisent et non comme la conjonction de 4 traits
64
Qu’est-ce que le principe de symétrie (théories structurales)?
Les traits symétriques tendent à être perçus comme les contours d’une forme, ce qui la sépare de l’arrière-plan
Ex: visages ou coupe de vie
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Qu’est-ce que l’effet de supériorité du mot?
Les lettres sont plus facilement reconnues à l’intérieur d’un mot
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Qu’est-ce que l’expérience (et résultats) sur l’effet d’appréhension du mot?
- Présentation rapide (10 ms) de séries de lettres dans un format ABCD EFGH IJKL
- Lorsque les lettres sont aléatoires (ex., SIKA LADS MAES), les participants peuvent en moyenne nommer 4,5 lettres
- Lorsque les lettres forment des mots (ex., CAMP LOUP MOTS), les participants peuvent en nommer une douzaine
- Une lettre est donc plus facile à traiter à l’intérieur d’un mot que lorsque présentée parmi des lettres aléatoires; c’est l’effet d’appréhension du mot
67
Quelles sont des explications alternatives à l’effet d’appréhension du mot?
- D’une part, il est possible d’imaginer que les participants devinent les lettres qu’ils n’ont pas eu le temps de reconnaître lorsqu’elles sont à l’intérieur d’un mot
- Lorsque les lettres forment un mot, p.ex. RAM_, les chances de correctement deviner la lettre manquante (E) sont élevées
- D’autre part, il est également possible qu’un mot soit plus facile à mémoriser qu’une séquence de lettres aléatoires de même longueur
- Si le participant a mémorisé le mot, alors il n’a qu’à récupérer les lettres du mot en mémoire
68
Qu’est-ce que le phénomène mot-lettre?
- Présentations brèves (50 ms) de lettres que le participant doit identifier
- Les participants commettent en moyenne près de 40% d’erreurs, un taux équivalent à la condition non-mot
- Ainsi, une lettre est plus facilement reconnaissable à l’intérieur d’un mot que de manière isolée; c’est le phénomène mot-lettre
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Qu’est-ce que le modèle connexionniste d’activation interactive?
- Un modèle connexionniste est essentiellement un réseau neuronal artificiel, un programme informatique qui simule des processus cognitifs et est utile pour tester nos hypothèses sur leur fonctionnement
- L’activité des neurones du cerveau peut être excitatrice, c.-à-d. qu’elle va stimuler les neurones adjacents; ou inhibitrice, c.-à-d. qu’elle va calmer les neurones adjacents
- Les unités d’un modèle connexionniste fonctionnent de la même manière que les neurones, c.-à-d. qu’ils vont exciter ou inhiber d’autres unités
70
Quels sont les trois niveaux du modèle connexionniste d’activation interactive?
- Détecteurs de caractères, p.ex., la lettre W activera les unités des caractères \ /, mais inhibera les unités des caractères — | ( ), etc.
- Détecteurs de lettres, p.ex., les caractères \ / \ / exciteront l’unité de la lettre W, mais inhiberont l’unité de la lettre D
- Détecteurs de mots, p.ex., la lettre W activera l’unité du mot WORD ou du mot WORK, mais inhibera l’unité du mot FORK
71
Comment est-ce que le modèle connexionniste d’activation interactive explique l’effet de supériorité du mot?
- Le modèle d’activation interactive simule également le traitement descendant
- Ainsi, les caractères \ / \ / iront d’une part exciter l’unité de la lettre W par traitement ascendant
- Mais si, en plus, une unité de mot est activée (p.ex., le mot WORK), celle-ci ira également, par traitement descendant, stimuler l’unité de la lettre W
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Comment a-t-on vérifier les explications alternatives à l’effet d’appréhension du mot et quels sont les résultats?
Présentations rapides (50ms) de séquences de lettres (mot ou non-mot) et le sujet doit rapporter la lettre indiquée
RÉSULTATS
Mot > Non-mot
Indicateur pré > indicateur post
CONCLUSION
- Une lettre est mieux reconnue si elle est placée à l’intérieur d’un mot, malgré la même probabilité de correctement deviner
- De plus, une lettre est également mieux reconnue lorsqu’elle est placée à l’intérieur d’un mot, même lorsque le participant n’a pas à mémoriser l’ensemble des lettres
- Ces résultats montrent donc qu’une lettre est mieux reconnue à l’intérieur d’un mot que d’une séquence aléatoire de lettres et confirment donc l’effet d’appréhension du mot
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Comment a-t-on vérifier la possibilité de deviner dans l’effet d’appréhension du mot?
Afin de tester la possibilité de deviner la lettre, on donne deux choix de réponses au sujet
Si le participant devine, alors sa performance sera identique peu importe si la séquence forme un mot ou non, puisqu’il aura toujours 50% de chance de se tromper
74
Comment a-t-on vérifier la facilité de mémoriser le mot dans l’effet d’appréhension du mot?
Afin de tester cette possibilité, le choix de réponse est présenté soit avant la présentation des lettres (indicateur pré-stimulus; le sujet n’a à mémoriser qu’une lettre), ou après la présentation des lettres (indicateur post-stimulus; le sujet doit mémoriser toutes les lettres)
Si le participant mémorise le mot, mais pas la séquence de lettres aléatoires, l’indicateur pré devrait grandement améliorer la performance lorsque la séquence ne forme pas de mot
