La définition de Signal

Un signal désigne une variation de l'environnement qui se détache sur le bruit de fond. Dans ce sens, le mot signal est utilisé en opposition avec celui de bruit.

La distinction entre le bruit et le signal

Techniquement parlant, le bruit est une suite de variations aléatoires, transmises le long d'un canal de communication. Il demeure à l'intérieur de certaines limites de valeurs et peut être décrit au moyen d'une distribution probabiliste. Pour la psychologie cognitive, le bruit est constitué par l'ensemble des variations de l'environnement qui sont saisissables par l'un des récepteurs sensoriels et qui servent de fond à la perception des stimulus. Le bruit peut être sonore, mais tout aussi bien visuel, tactile, etc...
Le signal s'en distingue comme une variation dont l'ampleur excède celles du bruit de fond, mais de façon probabiliste. Par exemple, une très forte variation excédera toutes les valeurs prises jusque-là par le bruit. On pourra donc lui attribuer une très faible probabilité d'être du bruit et une très forte probabilité d'être un signal. Mais une variation moins forte pourra n'excéder que 95% ou 90% ou 80% des valeurs prises jusque-là par le bruit. Elle aura donc une probabilité d'autant plus faible d'être un signal. Si la variation est trop faible, elle sera confondue avec le bruit.

Les théories de la détection du signal

Dans les théories de la détection du signal, ces valeurs sont idéalisées sous la forme d'une distribution probabiliste et d'un critère de décision. L'organisme décide, en principe de façon automatique et non consciente, que toute variation de l'environnement qui excède une certaine valeur du bruit est un signal. Il le fait à partir de la probabilité qui est associée à cette valeur.
Les théories du traitement de l'information qui intègrent la théorie de la détection du signal considèrent que tout stimulus perçu et utilisé par l'organisme est détecté et identifié de cette façon, puis interprété à partir de là comme porteur d'une information. Aussi, les contextes dans lesquels les variations surviennent modulent ces décisions.

Le signal en éthologie

En éthologie, un signal désigne un stimulus ou une configuration stimulante spécifique d'une espèce capable de déclencher un acte ou un comportement instinctif. Plus précisément, signal est le terme de l'éthologie classique qui désigne les configurations perceptives efficaces pour déclencher les réponses instinctives.
Le signal peut être un leurre parfois grossier d'un stimulus naturel. Il peut également être plus efficace que celui-ci. On le qualifie alors de supranormal.

La détection du signal

Il s'agit d'un modèle psychophysique fondé sur une théorie de la décision. Selon ce modèle, élaboré par des auteurs comme David Green, John Swets et Wilson Tanner, la sensibilité est déterminée seulement par le rapport existant entre l'intensité du signal et celle du bruit de fond dans lequel il apparaît. La réponse portant sur la détection de la présence ou de l'absence du signal dépendrait, elle, d'un critère de décision fondé sur un rapport de vraisemblance. La valeur de ce rapport serait déterminée par la fréquence d'apparition du signal et par la fonction de coût (la valeur) attachée aux différentes réponses.
À la présentation du bruit seul correspond une fonction hypothétique de répartition d'états d'observation. Cette distribution est gaussienne et normalisée de manière que sa moyenne soit 0 et son écart type 1. À la présentation du signal correspond une autre distribution d'égale variance dont la moyenne diffère de la précédente d'une quantité d' qui estime la sensibilité. Cet indice d' est donc exprimé en unités d'écart réduit. À chaque essai, l'individu doit détecter si oui ou non le signal a été présenté. Le modèle présume que le critère de réponse de l'individu est un certain état d'observation en deçà duquel l'individu répond toujours non (réponse équivalente à bruit seul) et au-delà duquel il répond toujours oui (réponse équivalente à signal). La position de ce critère (B) est indépendante de la valeur d', mais est déterminée, par exemple, par l'importance relative que l'individu accorde aux omissions (répondre non alors que le signal est présent) et aux fausses alarmes (répondre oui alors que seul le bruit est présent). Toutefois, l'indépendance des deux indices n'est obtenue qu'en cas d'égalité des variances des distributions.