信號檢測論 有無法

PAGEPAGE4信號檢測論（有無法）實驗報告心理1001班學(xué)號1090080123李玉靜摘要：運用信號檢測論“有無法”檢測被試辨別力、判斷標(biāo)準(zhǔn)和面對不同先定概率下的反應(yīng)偏向，測出被試對信號和噪音的辨別能力。通過ROC曲線測出被試對信號和噪音的辨別能力。關(guān)鍵詞：信號檢測論，辨別力，判斷標(biāo)準(zhǔn)，ROC曲線1.引言信號檢測論是現(xiàn)代心理物理學(xué)最重要的內(nèi)容之一，它的出現(xiàn)徹底改變了以往人們對閾限的理解，將客體客觀的感受性和主觀的動機、反應(yīng)偏好等加以區(qū)分，從而解決了傳統(tǒng)心理物理學(xué)所無法解決的問題。信號和噪音是信號檢測論中最基本的兩個概念。在心理學(xué)領(lǐng)域，信號檢測論所指的信號可以理解為刺激。而噪音就是干預(yù)信號的另外的刺激。有無法的基本程序是：注釋呈現(xiàn)刺激后，讓被試判定所呈現(xiàn)的刺激中有無信號。被試對有無信號出現(xiàn)的判斷有四種結(jié)果：擊中、虛報、漏報和正確否定，但判斷的條件概率一般只用擊中的條件概率和虛報的條件概率，因為其他的兩個是這兩個條件概率的互補。信號伴隨噪音，和單獨出現(xiàn)噪音這兩種情況下，分別可以在心理感受量值上形成兩個分布：信號加噪音分布和噪音分布，前者也常常簡稱為信號分布。由于信號總是疊加在噪音背景之上，因此總體上信號分別總是比噪音分布的心理感受更強些。信號分布和噪音分部間的距離也可以作為心理物理學(xué)實驗中對被試感受性的衡量指標(biāo)，這被稱為辨別力指標(biāo)（d’）。信號檢測論假設(shè)，觀察者選擇某一個似然比的值作為產(chǎn)生“信號”、“噪音”兩種判斷反應(yīng)的分界點，或稱決策標(biāo)準(zhǔn)或判定標(biāo)準(zhǔn)。本實驗只涉及單獨出現(xiàn)噪音的情況。ROC曲線——操作者特征曲線，又叫做等感受性曲線，以虛報率為橫坐標(biāo)，擊中率為縱坐標(biāo)繪出。ROC曲線的曲率代表著被試對信號的感受性以及他（她）的反應(yīng)指標(biāo)。當(dāng)信號本身的強度很大時，ROC曲線向左邊彎得更高；當(dāng)信號變?nèi)?，ROC曲線就向45度對角線靠攏。換句話說，即ROC曲線的曲率是由信號強度來決定的，與被試的判斷標(biāo)準(zhǔn)無關(guān)，它是由被試的感受性和信號強度共同決定的。信號檢測論作為一種新的心理物理學(xué)方法，已逐步被應(yīng)用于各種心理學(xué)實驗。如再認(rèn)記憶的應(yīng)用、在臨床抑郁癥和老年癡呆患者表現(xiàn)出的記憶力衰退檢測的應(yīng)用等。前人對于應(yīng)用信號檢測論的研究很多，但我們本次實驗的主要目的是：（1）通過測定和比較不同頻率聲音的辨別力和判定標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)習(xí)信號檢測論——有無法；（2）考察不同先定概率下被試的辨別力和判定標(biāo)準(zhǔn)；（3）掌握信號檢測論（有無法）的實驗設(shè)計過程。我們只有在學(xué)習(xí)掌握了信號檢測論的具體步驟過程和內(nèi)容后，才能在以后的實際操作中更好地應(yīng)用信號檢測論的方法去進(jìn)行研究。2方法2.1被試：山西師范大學(xué)現(xiàn)代文理學(xué)院教育系心理學(xué)1001班學(xué)生（自己）2.2儀器與材料2.2.1儀器：計算機及PsyTech心理實驗系統(tǒng)。2.2.2材料：2種不同頻率聲音：信號（SN）,噪音（N）2.3程序2.3.1登錄并打開PsyTech心理實驗軟件主界面，選中實驗列表中的“信號檢測論（有無法）”單擊呈現(xiàn)實驗簡介。點擊“進(jìn)入實驗”。2.3.2練習(xí)實驗：練習(xí)實驗，使用1號反應(yīng)盒。每次實驗計算機將先后發(fā)出兩個不同頻率的聲音。請你判斷哪個聲音的頻率更高。如果你覺得第二個聲音比第一個聲音的頻率高，請按“＋”鍵；如果覺得第二個聲音比第一個聲音的頻率低，請按“－”鍵。練習(xí)實驗結(jié)束后，被試即可進(jìn)入正式實驗。2.3.3正式實驗指導(dǎo)語是：這個實驗要測驗?zāi)銓β曇纛l率的辨別力，實驗將逐個呈現(xiàn)一系列聲音。請你使用1號反應(yīng)盒，判定出現(xiàn)的聲音刺激是信號還是噪聲。是信號就按“＋”號鍵，是噪聲就按“－”號鍵，即使不能肯定也要憑感覺選擇。實驗將做很多次，每100次為一組。每組信號和噪聲出現(xiàn)的概率可能是不同的。實驗開始前請先分別按“信號”按鈕和“噪聲”按鈕熟悉兩者的區(qū)別，按“信號”按鈕將響一次信號聲，按“噪聲”按鈕將響一次噪聲?？梢远喟磶状卧嚶?。當(dāng)你明確了下面實驗的先定概率以及了解了信號與噪聲的區(qū)別后就可以點擊“開始本組實驗”按鈕進(jìn)行實驗了。2.3.4本實驗有三個先定概率，不同先定概率刺激的呈現(xiàn)按如下順序進(jìn)行：0.20、0.50、0.80，同時要求被試去點擊“信號試聽”和“噪聲試聽”按鈕，以熟悉信號與噪聲的聲音區(qū)別。被試明確這兩點對準(zhǔn)確完成實驗非常重要。然后再點擊“正式實驗”開始。做完后彈出實驗結(jié)束提示語。2.3.5實驗結(jié)束，數(shù)據(jù)被自動保存。實驗者可直接查看結(jié)果，也可換被試?yán)^續(xù)實驗，以后在主界面的“數(shù)據(jù)”“擊中”和“正確否定”記為“Y”,“虛報”和“漏報”記為“N”.3.結(jié)果分析3.1三種先定概率的實驗結(jié)果表1-1先定概率為0.2的實驗結(jié)果限定概率（0.2）報告(Y)報告（N）SN128N5426P擊中=0.6P虛報=0.675表1-2先定概率為0.5的實驗結(jié)果限定概率（0.2）報告(Y)報告（N）SN3020N3020P擊中=0.6P虛報=0.6表1-3先定概率為0.8的實驗結(jié)果限定概率（0.2）報告(Y)報告（N）SN4535N119P擊中=0.5625P虛報=0.553.2根據(jù)上面所得的擊中率和虛驚率，求出不同先定概率下的ｄˊ值和β值：表1-3不同限定概率下的ｄˊ和β項目y/SNy/Nｄˊβ0.2P0.60.675-0.2141.0802Z0.2530.467O0.38640.35770.5P0.60.601Z0.2350.235O0.38640.38640.8P0.56250.550.0250.9967Z0.1500.125O0.39450.39583.3根據(jù)不同先定概率下的擊中率和虛驚率繪制ROC曲線4討論4.1比較不同先定概率下ｄˊ值的大小：在先定概率為0.20時，其d’為-0.214；在先定概率為0.50時，其d’為0；在先定概率為0.80時，其d’為2.025。因而先定概率的不同對被試的辨別力有顯著影響。4.2比較不同先定概率下β值的大?。涸谙榷ǜ怕蕿?.20時，β為1.0802；在先定概率為0.50時，β為1.；在先定概率為0.80時，β為0.9967。一般認(rèn)為，β>1說明被試掌握的標(biāo)準(zhǔn)較嚴(yán)。因而，被試對標(biāo)準(zhǔn)的掌握是由嚴(yán)到松。4.3由ROC曲線結(jié)果分析：ROC曲線的曲率反應(yīng)敏感性指標(biāo)d’：圖中的對角線代表P(y/SN)=P(y/N),即被試的辨別力d’為0時，ROC曲線離這條線越遠(yuǎn)，表示被試辨別力越強，d’的值當(dāng)然就越大。因而，被試對聲音頻率的辨別力和感受力呈降低趨勢。原因可能是：被試自身的生理特點，環(huán)境中的不安靜因素造