信号检测论实验报告.doc

信号检测论有无法实验报告摘要：运用信号监测论的“有无法”检测大学生辨别力、判断标准和面对不同先定概率下的反映偏向，比较两被试的对信号和噪音的辨别能力。被试为石河子大学本科生3名。实验运用信号检测论有无法，在不同先定概率0.5、0.2、0.8的情况下，对被试所呈现信号和噪音的击中率和虚报率，计算其辨别力d和反应偏向，并绘制出操作性曲线。关键词:信号检测论；有无法；roc曲线；辨别力；反应倾向1. 引言 信号检测论（signal detection theory，简称sdt，或称信号侦察论、信号觉察论）的研究对象是信息传输系统中信号的接收问题。在心理学中，它是借助于数学的形式描述“接收者”在某一观察时间内将掺有噪音的信号从噪音中辨别出来。 信号检测论最初是信息论在通讯工程中的应用成果，专门处理噪音背景下对信号进行有效分离的问题，其过程本质上是一种统计决策程序。在信号检测论引入心理学研究领域后，一些原先的基本概念、思想和假设被移植到心理物理学情境中来。信号检测论应用于心理学中的基本原理是：将人的感官、中枢分析综合过程看作是一个信息处理系统，应用信号检测论中的一些概念、原理对它进行分析。信号检测论在心理学中具体应用时，常把刺激变量当作信号，把对刺激变量起干扰作用的因素当作噪音，这样就可以把人接收外界刺激时的分辨问题等效于一个在噪音中检测信号的问题，从而便可应用信号检测论来处理心理学中的实验结果。信号检测论的理论基础是统计决策。信号检测论本身就是一个以统计判定为根据的理论。它的基本原理是：根据某一观察到的事件，从两个可供选择的方面中选定一个。人们要想作这样的决策，必须有一个选择的标准。由于事物之间的区别并不那么明显，人在作选择决策时往往不是对就是错，因此当刺激超过这一标准时被试就以有信号反应，当刺激达不到这一标准时被试就以无信号反应。2.研究方法一、被试：石河子大学本科生1名 二、材料和仪器：高2厘米、直径4厘米的圆柱体一套，这套圆柱体的重量要求 为：100克、104克、108克和112克的重量各1个；三、程序： 1、准备工作把104、108和112克的重量与100克的重量各比较10次，选出一个在10次比较中有7次或8次觉得比100克重的重量作为信号刺激（sn），100克的重量作为噪音（n）。主试按下列3种不同的sn、n出现的概率安排实验顺序： （1） （2） （3）p（sn） 0.20 0.50 0.80p（n） 0.80 0.50 0.20 2、正式实验a、在每50次实验开始前，先让被试熟悉一下信号和噪音的区别，并告诉被试在这50次中信号出现的概率。b、主试按顺序呈现刺激，每种先定概率做100次，其中信号在前和信号在后各50次。50次中信号和噪音出现的顺序按随机原则排列。哪一次呈现信号，哪一次呈现噪音务必搞清楚。两次呈现刺激的时间间隔至少3秒，千万不要为了赶进度连续不断地呈现刺激。c、被试提举重量时，提得高低、快慢要前后一致。提举后，若判断为信号就回答“信号”，主试就在记录表上相应的（ ）内记下“+”号；若判断为噪音就回答“噪音”，主试就记“”号。每做完50次休息2分钟。d、按上述方法，直到做完300次为止。e、换被试重做上述实验。3. 结果表1 被试实验结果统计（反应次数） 先定概率刺激性质被试p=0.5 sn 41 n 21p=0.2 sn 19 n 55p=0.8 sn 72 n 8 表2 信号检测实验结果处理 p(cn)205080pzopzopzoy/sn0.650.3850.37050.84o.994o.24340.9251.42350.1451y/n0.2375-0.7140.30920.26-0.6430.32450.4-0.2530.3864d1.0991.6371.67651.198250.75010.3755公式：d=z击中 z虚惊 根据所估计的两对 p(y/sn)和 p（y/n）的数值，以虚惊概率p(y/n) 为横坐标，以击中概率p(y/sn)为纵坐标，画出被试的roc曲线图。图一 被试的roc曲线4.分析与讨论1.感受性d会受先定概率的影响。从图一中可以观察到被试的roc曲线与偶然事件直线的距离都相距得比较远，可知被试的感受性d都是比较高的，但由于实验器材的缺陷，其中的误差也是不小的。从表2中可知，被试的感受性d则随着先定概率的增大而先减少再增大。按照理论分析，当先定概率处于中间（0.5）时，信号与噪音出现的频率一样，被试通过猜测回答正确的概率会下降，期望效应的作用不大，所以说被试的感受性是最低的。当先定概率向两极延伸时，被试将更有可能猜中结果，因此被试的感受性会升高。2.判定标准会受先定概率的影响从表2中可知，被试的判断标准都随着先定概率的增大开始变得严格，随后又变的宽松，这与理论被试的判断标准都随着先定概率的增大而变得越来越宽松不符。根据理论分析，在实验过程中很多的时候，被试仅仅凭借自己的感觉是很难分辨出哪个是信号哪个是噪音，作出肯定回答的，在这些模棱两可的情况下，被试往往会加入自己的主观感情去猜测。因为期望效应，所以当先定概率较低的时候，被试会倾向于猜测“无信号”，而当先定概率较高的时候，被试则会倾向于猜测“有信号”。 3 .产生误差的原因（1）噪音干扰，由于实验进行的时候，实验室里还有多个小组同时也在进行实验，多个被试都在作报告，造成实验室内比较吵闹，由此被试的情绪、判断能力可能会受到一定的影响。（2）实验者的影响，本次实验中被试在辨别重量的时，有些时候可以通过主试放物体的节奏和器材接触桌面发出的响声大小来进行猜测，导致了实验结果有作假的可能。（3）疲劳效应，由于整个实验需要做300次之多，而实验的时间又有限，被试得不到充分的休息，这造成了被试反应的实验结果受到影响。另外被试的态度对实验结果也有很大影响，被试可能因为实验次数过多而觉得不耐烦，因为希望快速结束实验而不认真作答。（4） 练习效应，在实验刚开始的时候，被试可能会由于对信号与噪音的记忆不深，所以回答的正确率较低。但随着实验的进行，通过不断地接受信号和噪音刺激，被试对两者的记忆会越来越深，因此回答的成绩也会在一定范围内慢慢升高实验环境的干扰。 结论1.实验中测出了被试在不同先定概率中对重量差别的感受性d和判定标准。2.根据分析可知，先定概率确实对被试的反应结果存在影响。感受性d在先定概率为0.5时为最小，随着先定概率的大小向两极延伸，感受性d会升高。通过实验学会了根据实验结果绘制roc曲线。3.经过本次实验，学习了信号检测实验的有无法，已掌握信号检测实验的基本原理及操作流程，达到了实验目的。参考文献1.杨治良主编.实验心理学.甘肃人民出版社，1988，122-127，146-1482.杨博民主编.实验心理纲要.北京大学出版社，1989，51-543.赫葆源等主编.实验心理学.北京