信號(hào)檢測(cè)論實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、信號(hào)檢測(cè)論有無(wú)法實(shí)驗(yàn)報(bào)告摘要：運(yùn)用信號(hào)監(jiān)測(cè)論的“有無(wú)法”檢測(cè)大學(xué)生辨別力、判斷標(biāo)準(zhǔn)和面對(duì)不同先定概率下的反映偏向，比較兩被試的對(duì)信號(hào)和噪音的辨別能力。被試為石河子大學(xué)本科生3名。實(shí)驗(yàn)運(yùn)用信號(hào)檢測(cè)論有無(wú)法，在不同先定概率0.5、0.2、0.8的情況下，對(duì)被試所呈現(xiàn)信號(hào)和噪音的擊中率和虛報(bào)率，計(jì)算其辨別力d和反應(yīng)偏向，并繪制出操作性曲線。關(guān)鍵詞:信號(hào)檢測(cè)論；有無(wú)法；roc曲線；辨別力；反應(yīng)傾向1. 引言 信號(hào)檢測(cè)論（signal detection theory，簡(jiǎn)稱sdt，或稱信號(hào)偵察論、信號(hào)覺(jué)察論）的研究對(duì)象是信息傳輸系統(tǒng)中信號(hào)的接收問(wèn)題。在心理學(xué)中，它是借助于數(shù)學(xué)的形式描述“接收者”在某一觀

2、察時(shí)間內(nèi)將摻有噪音的信號(hào)從噪音中辨別出來(lái)。 信號(hào)檢測(cè)論最初是信息論在通訊工程中的應(yīng)用成果，專門處理噪音背景下對(duì)信號(hào)進(jìn)行有效分離的問(wèn)題，其過(guò)程本質(zhì)上是一種統(tǒng)計(jì)決策程序。在信號(hào)檢測(cè)論引入心理學(xué)研究領(lǐng)域后，一些原先的基本概念、思想和假設(shè)被移植到心理物理學(xué)情境中來(lái)。信號(hào)檢測(cè)論應(yīng)用于心理學(xué)中的基本原理是：將人的感官、中樞分析綜合過(guò)程看作是一個(gè)信息處理系統(tǒng)，應(yīng)用信號(hào)檢測(cè)論中的一些概念、原理對(duì)它進(jìn)行分析。信號(hào)檢測(cè)論在心理學(xué)中具體應(yīng)用時(shí)，常把刺激變量當(dāng)作信號(hào)，把對(duì)刺激變量起干擾作用的因素當(dāng)作噪音，這樣就可以把人接收外界刺激時(shí)的分辨問(wèn)題等效于一個(gè)在噪音中檢測(cè)信號(hào)的問(wèn)題，從而便可應(yīng)用信號(hào)檢測(cè)論來(lái)處理心理學(xué)中的實(shí)驗(yàn)

3、結(jié)果。信號(hào)檢測(cè)論的理論基礎(chǔ)是統(tǒng)計(jì)決策。信號(hào)檢測(cè)論本身就是一個(gè)以統(tǒng)計(jì)判定為根據(jù)的理論。它的基本原理是：根據(jù)某一觀察到的事件，從兩個(gè)可供選擇的方面中選定一個(gè)。人們要想作這樣的決策，必須有一個(gè)選擇的標(biāo)準(zhǔn)。由于事物之間的區(qū)別并不那么明顯，人在作選擇決策時(shí)往往不是對(duì)就是錯(cuò)，因此當(dāng)刺激超過(guò)這一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)被試就以有信號(hào)反應(yīng)，當(dāng)刺激達(dá)不到這一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)被試就以無(wú)信號(hào)反應(yīng)。2.研究方法一、被試：石河子大學(xué)本科生1名 二、材料和儀器：高2厘米、直徑4厘米的圓柱體一套，這套圓柱體的重量要求 為：100克、104克、108克和112克的重量各1個(gè)；三、程序： 1、準(zhǔn)備工作把104、108和112克的重量與100克的重量各比較

4、10次，選出一個(gè)在10次比較中有7次或8次覺(jué)得比100克重的重量作為信號(hào)刺激（sn），100克的重量作為噪音（n）。主試按下列3種不同的sn、n出現(xiàn)的概率安排實(shí)驗(yàn)順序： （1） （2） （3）p（sn） 0.20 0.50 0.80p（n） 0.80 0.50 0.20 2、正式實(shí)驗(yàn)a、在每50次實(shí)驗(yàn)開始前，先讓被試熟悉一下信號(hào)和噪音的區(qū)別，并告訴被試在這50次中信號(hào)出現(xiàn)的概率。b、主試按順序呈現(xiàn)刺激，每種先定概率做100次，其中信號(hào)在前和信號(hào)在后各50次。50次中信號(hào)和噪音出現(xiàn)的順序按隨機(jī)原則排列。哪一次呈現(xiàn)信號(hào)，哪一次呈現(xiàn)噪音務(wù)必搞清楚。兩次呈現(xiàn)刺激的時(shí)間間隔至少3秒，千萬(wàn)不要為了趕進(jìn)度連

5、續(xù)不斷地呈現(xiàn)刺激。c、被試提舉重量時(shí)，提得高低、快慢要前后一致。提舉后，若判斷為信號(hào)就回答“信號(hào)”，主試就在記錄表上相應(yīng)的（ ）內(nèi)記下“+”號(hào)；若判斷為噪音就回答“噪音”，主試就記“”號(hào)。每做完50次休息2分鐘。d、按上述方法，直到做完300次為止。e、換被試重做上述實(shí)驗(yàn)。3. 結(jié)果表1 被試實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)（反應(yīng)次數(shù)） 先定概率刺激性質(zhì)被試p=0.5 sn 41 n 21p=0.2 sn 19 n 55p=0.8 sn 72 n 8 表2 信號(hào)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理 p(cn)205080pzopzopzoy/sn0.650.3850.37050.84o.994o.24340.9251.42350.1

6、451y/n0.2375-0.7140.30920.26-0.6430.32450.4-0.2530.3864d1.0991.6371.67651.198250.75010.3755公式：d=z擊中 z虛驚 根據(jù)所估計(jì)的兩對(duì) p(y/sn)和 p（y/n）的數(shù)值，以虛驚概率p(y/n) 為橫坐標(biāo)，以擊中概率p(y/sn)為縱坐標(biāo)，畫出被試的roc曲線圖。圖一 被試的roc曲線4.分析與討論1.感受性d會(huì)受先定概率的影響。從圖一中可以觀察到被試的roc曲線與偶然事件直線的距離都相距得比較遠(yuǎn)，可知被試的感受性d都是比較高的，但由于實(shí)驗(yàn)器材的缺陷，其中的誤差也是不小的。從表2中可知，被試的感受性d則

7、隨著先定概率的增大而先減少再增大。按照理論分析，當(dāng)先定概率處于中間（0.5）時(shí)，信號(hào)與噪音出現(xiàn)的頻率一樣，被試通過(guò)猜測(cè)回答正確的概率會(huì)下降，期望效應(yīng)的作用不大，所以說(shuō)被試的感受性是最低的。當(dāng)先定概率向兩極延伸時(shí)，被試將更有可能猜中結(jié)果，因此被試的感受性會(huì)升高。2.判定標(biāo)準(zhǔn)會(huì)受先定概率的影響從表2中可知，被試的判斷標(biāo)準(zhǔn)都隨著先定概率的增大開始變得嚴(yán)格，隨后又變的寬松，這與理論被試的判斷標(biāo)準(zhǔn)都隨著先定概率的增大而變得越來(lái)越寬松不符。根據(jù)理論分析，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中很多的時(shí)候，被試僅僅憑借自己的感覺(jué)是很難分辨出哪個(gè)是信號(hào)哪個(gè)是噪音，作出肯定回答的，在這些模棱兩可的情況下，被試往往會(huì)加入自己的主觀感情去猜測(cè)

8、。因?yàn)槠谕?yīng)，所以當(dāng)先定概率較低的時(shí)候，被試會(huì)傾向于猜測(cè)“無(wú)信號(hào)”，而當(dāng)先定概率較高的時(shí)候，被試則會(huì)傾向于猜測(cè)“有信號(hào)”。 3 .產(chǎn)生誤差的原因（1）噪音干擾，由于實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的時(shí)候，實(shí)驗(yàn)室里還有多個(gè)小組同時(shí)也在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，多個(gè)被試都在作報(bào)告，造成實(shí)驗(yàn)室內(nèi)比較吵鬧，由此被試的情緒、判斷能力可能會(huì)受到一定的影響。（2）實(shí)驗(yàn)者的影響，本次實(shí)驗(yàn)中被試在辨別重量的時(shí)，有些時(shí)候可以通過(guò)主試放物體的節(jié)奏和器材接觸桌面發(fā)出的響聲大小來(lái)進(jìn)行猜測(cè)，導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)結(jié)果有作假的可能。（3）疲勞效應(yīng)，由于整個(gè)實(shí)驗(yàn)需要做300次之多，而實(shí)驗(yàn)的時(shí)間又有限，被試得不到充分的休息，這造成了被試反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果受到影響。另外被試的態(tài)度對(duì)

9、實(shí)驗(yàn)結(jié)果也有很大影響，被試可能因?yàn)閷?shí)驗(yàn)次數(shù)過(guò)多而覺(jué)得不耐煩，因?yàn)橄Ｍ焖俳Y(jié)束實(shí)驗(yàn)而不認(rèn)真作答。（4） 練習(xí)效應(yīng)，在實(shí)驗(yàn)剛開始的時(shí)候，被試可能會(huì)由于對(duì)信號(hào)與噪音的記憶不深，所以回答的正確率較低。但隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，通過(guò)不斷地接受信號(hào)和噪音刺激，被試對(duì)兩者的記憶會(huì)越來(lái)越深，因此回答的成績(jī)也會(huì)在一定范圍內(nèi)慢慢升高實(shí)驗(yàn)環(huán)境的干擾。 結(jié)論1.實(shí)驗(yàn)中測(cè)出了被試在不同先定概率中對(duì)重量差別的感受性d和判定標(biāo)準(zhǔn)。2.根據(jù)分析可知，先定概率確實(shí)對(duì)被試的反應(yīng)結(jié)果存在影響。感受性d在先定概率為0.5時(shí)為最小，隨著先定概率的大小向兩極延伸，感受性d會(huì)升高。通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)了根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制roc曲線。3.經(jīng)過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)了信號(hào)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的有無(wú)法，已掌握信號(hào)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的基本原理及操作流程，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。參考文獻(xiàn)1.楊治良主編.實(shí)驗(yàn)心理學(xué).甘肅人民出版社，1988，122-127，146-1482.楊博民主編.實(shí)驗(yàn)心理綱要.北京大學(xué)出版社，1989，51-543.赫葆源等主編.實(shí)驗(yàn)心理學(xué).北京