信号检测论(有无法)

1、信号检测论（有无法）梁振宇20142014 级心理学 2 2 班 20147042172014704217摘要 本实验选取了岭南师范学院教科院 20142014 级心理学 2 2 班的一名女生作为被试，运用信号检测论的有 无法测量被试在先定概率下的辨别力指数和判断标准的大小，并绘制岀ROCROC 曲线，检验信号检测论的先定概率发生变化时，被试的击中率、虚报率、辨别力指数和判断标准是否受其影响。结果发现：（1 1）当先定概率增加时，辨别力指数变化较大，判断标准变化不大；（2 2）当先定概率增加时，被试的击中率和虚报率基本稳定。关键词 信号检测论 有无法 先定概率 判断标准B辨别力指数 d dRO

2、C曲线1、引言信号检测论（SignalSignal DetectionDetection TheoryTheory，简称 SDTSDT，是一种心理物理法，是关于人们在 不确定的情况下如何作出决定的理论。它是信息 论的一个重要分支，19541954 年，美国心理学家 W.P.TannerW.P.Tanner 和JASwetsJASwets 把它运用于人的知觉 过程，使心里物理学方信号检测论（有无法）法发展到一个新的阶段，它的出现彻底改变了以往人们对阈限的理解，将 客体客观的感受性和主观的动机、反应偏好等加 以区分，从而解决了传统心理物理学所无法解决 的问题。信号检测论有两个独立指标：一是感觉辨别

3、力指标（d=Z击中-Z虚报）表示感知能力，又称感觉敏 感性；另一个是反应偏向，可用判断标准（沪击 中率的纵坐标/ /虚报率的纵坐标）来表示，它包 括利益得失、动机、态度等因素。信号和噪音是信号检测论的基本概念。 信号 检测论实验一般是在信号和背景分不清的条件 下进行，对信号检测起干扰作用的背景称为 噪 音”。主试呈现的刺激，有时只呈现“噪音”刺 激（以 N N 表示）；有时在信号刺激呈现的同时呈 现噪音刺激（以 SNSN 表示），让被试对信号刺激做 出反应。在呈现刺激之前，主试告诉被试刺激N N 和 SNSN 各自出现的概率，这个概率称为先定概 率，同时对被试说明判定结果的奖惩办法。 每次 实

4、验呈现的无论是 N N 还是 SNSN 都是随机安排的。 主试在呈现刺激之前要给被是一个预备信号。在 信号检测论的实验中，被试对有无信号出现的判 定有四种结果：击中、虚报、漏报和正确否定。击中，是当信号出现时（SNSN，被告报告为 “有”，这称为击中，以 Y/SNY/SN 表示。这个判定的 概率被称为击中的条件概率，以 P P（Y/SN）表示。 虚报，是当只有噪音出现时（N N）, ,被试报告“有”， 这称为虚报。这个判定的概率被称为虚报条件概 率，以 P P（Y/NY/N）表示。漏报，是当信号出现时（N N）, 被试报告“无”，这称为漏报，以 n/SNn/SN 表示。这 种判定的概率被称为漏

5、报条件概率， 以 P P（ n/SNn/SN） 表示。正确否定，是当噪音出现时（SNSN,被试 报告“无”。这个判定的概率被称为正确否定概 率。用三线表表示如下：反应Yn刺激信号 SNfif2噪音 Nf3f4三线表中：fl为击中次数，f2为漏报次数，f3为 虚报次数，f4为正确否定次数，击中概率 P P（Y/SNY/SN） = =f1/（f1+f2），虚报概率 P P（Y/NY/N）= =f3/（f3+ f4）。主试 通过改变先定概率 P P（S SN N和 P P（N N）,改变判定 结果的奖惩方法以及改变指导语等来改变被试 采用的判断标准 尸击中率的纵坐标/ /虚报率的纵 坐标，而辨别力指

6、数d=Z击中-Z虚报，则不受情绪、动机等影响。显然被试会由于主试改变先定概率等 因素，而采取不同态度，即判断标准，进而影响 到实验结果（円被试掌握的标准较严，日说明被 试掌握的标准不严不松，B1 说明被试掌握的标准较松），d越大表示敏感性越高，d越小，表示敏感性越 低。信号检测论有三种方法：有无法、评价法和 迫选法。有无法的基本程序是当主试呈现刺激 后，让被试判定所呈现的刺激中有无信号， 并给 予口头报告，被试的反应很简单。被试对有无信 号出现的判断的四种结果：击中、虚报、漏报和 正确否定，但判断的条件概率一般只用击中的条 件概率和虚报的条件概率，因为其他的两个是这 两个条件概率的互补。ROC

7、ROC 曲线一一操作者特征曲线，又叫做等感 受性曲线，以虚报率为横坐标，击中率为纵坐标 绘出。ROROC C曲线的曲率代表着被试对信号的感受 性以及他（她）的反应指标。当信号本身的强度 很大时，ROCROC 曲线向左边弯得更高；当信号变弱， ROCROC 曲线就向 4545 度对角线靠拢。换句话说，即 ROCROC 曲线的曲率是由信号强度来决定的，与被试 的判断标准无关，它是由被试的感受性和信号强 度共同决定的。前人对应用信号检测论的研究有很多，但我 们现在的目的是通过重量鉴别，学习信号检测论 实验的有无法。2、实验方法2.1 被试被试是岭南师范学院教育科学学院 20142014 级心 理学（

8、师范）2 2 班一名女生，年龄 1919,智力正常，身体健康。2.2实验仪器和材料EPT512ZEPT512Z 腫量鉴别器中的 100100 克， 104104 克，108108 克，112112 克各一个，显示屏挡板一个2.3实验方法主试把 104104 克，108108 克和 112112 克分别让被试 和 10100 0克比较 1010 次，总共 3030 次，选出一个在 1010 次比较中 7 7次或 8 8 次觉得比 100100 克重的作为 信号刺激，最后选定了 108108 克。100100 克作为噪音。 主试按以下三种不同的SNSN 和 N N 出现的先定概率 安排实验顺序如下

9、：顺序(2 2)(3 3)先定概率P(SN) 205080P(N) 805020每种先定概率做 100100 次(分两轮，每轮 5050 次)， 主试做好实验记录。每 5050 次实验开始之前，主试先让被试熟悉 以下信号刺激(SN)SN)和噪音刺激(N)(N)的区别，同时 告诉被试这 5 50 0次中信号出现的概率和噪音出现 的概率。接着开始实验，主试给被试冲量刺激。 举例：记录表中第一大列0.500.50 概率。第一次主 试呈现刺激，被试回答“信号”，则主试记录“ + +”, 第二次呈现信号，被试回答“噪音”，则主试记 录“一”，第三次呈现噪音，被试回答“噪音”。 则记录“一”，第四次呈现噪

10、音，被试回答“信 号”，则记录“ + +”。第五次呈现信号，回答“噪 音”则记录“一”。总之，主试按随机原则呈现 信号和噪音，只要信号呈现满足先定概率即刻。 每做完 5050 次，休息 3 3 分钟，然后告诉被试下面 要做实验的先定概率及让其熟悉信号和噪音。再 按上述方法测试，直到做完 300300 次为止。两次呈 现刺激时间间隔应大于 3 3 秒。被试用优势手绕过迷宫的挡板接受刺激，被 试提举重量时，提的高低，快慢要前后一致，并根据自己的判断啊办稿“信号”和“噪音”。2.4 数据处理采用 ExcelExcel 数据分析软件对收集的数据进行分 析计算，通过查 P-Z-0P-Z-0 转换表找出相

11、应的数值计 算出判断标准B和辨别力指数d3、结果分析3.1 三种先定概率的实验结先定概率（0.2 ）报告 (Y)报告（n）SN173N2852表 1 1 先定概率 P P（ SNSN） 为 0.20.2 的实验结果先定概率（0.5 ）报告 (Y)报告（n）SN4010N1832(Y/N)表 2 2 先定概率 P(P( SN)SN)为 0.50.5 的实验结果先定概率(0.8 )报告(Y)报告(n)SN6911N812表 3 3 先定概率 P(P(SN)为 0.8的实验结果先定概率P(Y/SN)0.200.850.350.500.800.360.800.860.40表 4 4 不同先定概率 P

12、P (SN)SN)下的击 中率和虚报率3.2 不同先定概率下的辨别力指数d d和判断标准B根据不同先定概率下的击中率和虚报率， 查 找P-Z-0P-Z-0 转换表，计算出辨别力指数 d d 和判断 标准如下表先定概率P(SN) 0.200.500.80P Z O P Z O P Z OY/SNY/SN0.850.851.0361.0360.2330.2330.800.800.8410.8410.2800.280 0.860.86 1.081.080.2230.223Y/NY/N0.350.35-0.385-0.3850.3710.3710.360.36-0.358-0.3580.3740.37

13、40.400.40-0.253-0.2530.3860.3860.200.850.35d /0.6510.6510.4830.4833.3 根据不同先定概率下的击中率和虚报率绘制ROC 曲线10.8270.827130.5780.5780.628.6280.7490.749表 5 5不同先定概率下的辨别力指数d d和判断标准BROC Curve4、讨论当信号本身的强度很大时， 它容易被觉察， 因 此 ROROC C曲线向左弯得更高；当信号变弱时，ROCROC曲线就向 4545 度对角线靠拢。换句话说，即 ROCROC 曲线的曲率是有信号强度决定的，与被试的判断 标准无关。当然，信号增强也保证了

14、信号能更多 地被觉察，因此，ROCROC 曲线的曲率是有由被试的 感受性和信号强度所共同决定的。根据数据得到的 ROCROC 曲线离对角线（辨别力指数 d d =0=0）较近, 说明被试的感受性较低。每一个人的感受性是不 同的，不会影响判断标准。我们知道影响被试判断标准的因素主要有信 号出现的概率 P P（ SNSN）（先定概率）和对被试的 奖惩方法，在这里，我们主要讨论 SNSN 的先定概 率。当先定概率低时，被试不轻易回答有信号， 表明被试的判断标准高。当先定概率高时，被试 倾向于回多说信号，表明被试的判断标准低。换 句话说，即当信号不经常出现时，被试获得很强 的感觉才说有信号；而当信号频频发生时，被试 获得轻微的感觉就说有信号了。但是当几轮实验 中，从表 2 2 中可以看出，当先定概率不同时，被 试的辨别力指数dx并不稳定，发生较大的变 化， 说明结果并不符合理论上应为随着先定概率 增大，判断标准减小。说明本