信号检测论的原理教材共16页
信号检测估计 第0章
检测分类
主讲:刘颖
Level 3: Random signal in noise Detection theory: (1) Digital communication over scatter link (2) Passive sonar (3) Seismic detection system (4) Radio astronomy (detection of noise sources) 说明： 说明： 随机信号的检测：这类检测问题解决起来相对最困难。 随机信号的检测：这类检测问题解决起来相对最困难。例 如随机时变信道中数字通信系统中的信号检测问题， 如随机时变信道中数字通信系统中的信号检测问题，使用 地震波找矿，无源雷达或声纳中的检测问题等等。 地震波找矿，无源雷达或声纳中的检测问题等等。 随机信号的检测方式是针对观测值的处理方式而言， 随机信号的检测方式是针对观测值的处理方式而言， 可以分为固定观测样本值方式和非固定观测样本值方式 固定观测样本值方式。 可以分为固定观测样本值方式和非固定观测样本值方式。
主讲:刘颖 Prof. Liu Ying Email: liuying@
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参考教材
主讲:刘颖
[1]景占荣，羊彦编著,信号检测与估计. [1]景占荣，羊彦编著,信号检测与估计. 化学工业出版社 景占荣 2004 [2]赵树杰 [2]赵树杰 赵建勋 编著 信号检测与估计理论 清华大学出 版社 2005 [3]Harry L.Van Trees, Detection ,Estimation and Modulation Theory, 科学工业出版社 2003 [4]李道本著，信号的统计检测与估计理论. 科学出版社 [4]李道本著，信号的统计检测与估计理论. 李道本著 2004.9（第二版） 2004.9（第二版）
信号检测论的原理及其在心理实验中的应用
信号检测论的原理及其在心理实验中的应用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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1.2 文章结构。
信号检测理论
雷玉菊
测量阈限的三种方法的比较
• 测量阈限的三种方法各有自己的特点
–最小变化法的实验程序和计算过程都具体地说明了感 觉阈限的含义，但它会因其渐增和渐减的刺激系列而 产生习惯误差与期望误差。 –恒定刺激法的实验结果可以应用各种数学方法加以处 理，因而便于与其它测定感受性的方法进行比较。在 应用3类反应的实验程序时，被试的态度会对差别阈限 值有较大影响。 –平均差误法的特点是求等值，它的实验程序容易引起 被试的兴趣，但对不能连续变化的刺激则不能用平均 差误法来测其差别阈限。
MN
MSN
MSN-MN MSN MN d’= ——— = — - — = Z击中-Z虚惊
σ
σ
σ
99%击中？
d’=Z击中-Z虚惊=2.326-(-2.326)=4.63
95%击中？
d’=Z击中-Z虚惊=1.645-(-1.645)=3.29
93%击中
d’=Z击中-Z虚惊=1.476-(-1.476)=2.95
2.评价法-1
• 有无法仅采用二级计分（有或无），评价法 则允许多级计分
确信程度 第6等 第5等 第4等 第3等 第2等 第1等 含义 十分肯定有信号出现 肯定有信号出现 可能有信号出现 可能没信号出现 肯定没信号出现 十分肯定没信号出现 相应的概率判断 100%有信号出现 80%有信号出现 60%有信号出现 40%有信号出现 20%有信号出现 0%有信号出现
?判断结果的奖惩价值多少来源于噪声的收益来源于信号的收益pnpsvcrcfavhcmpnps正确拒绝的奖励数虚报的惩罚数报准的奖励数漏报的惩罚数支付矩阵sn1n111刺激yn反应刺激sn2020n11sn11n3030反应刺激支付代价小支付代价大影响的因素?信号和噪声的先验概率?判断结果的奖惩价值多少?被试要达到的目追求准确率报准率虚报等?其它一些有关因素影响的因素的其它因素?速度于准确性权衡随可利用信息变化而不断变化?有关试验的知识于经验基于被试对基础感觉强度分布性质的判断基于被试对基础感觉强度分布性质的判断?主观预期概率根据前一测查情况预测下一测查为哪一刺激的概率?系列跟随效应当前判断受前面多次反应和的反应和的影响二反应偏向指标?似然比值决策标准?报告标准c是被试选择的反应标准相对应的物理强度cz1i1i2i1di2i1dd二反应偏向指标?似然比值决策标准?报告标准c是被试选择的反应标准相对应的物理强度iii2i1di2ccz1i1i2i1di2i1dz1i2i1dci1ci2z2ci1i2i1dz2z1i2i1i2cz2d?c躁声强度d正确拒斥率z值?c信号强度d报准率z值cz1i1i2i1dci2z2i2i1d二择一的刺激情境一定范围内的模糊感觉弱强判断为sn的概率判断为n的概率辨别能力判断标准nnsnsnxcnsnnsn三操作者特性曲线?虚报率作为横坐标击中率作为纵坐标随着标准的变化击中率与虚报率的关系?这个曲线上各点代表在特?这个曲线上各点代表在特定刺激条件下被试所采用的各种反应方式所以叫做接受者操作特点特征曲线receiveroperatingcharacteristiccurveroc
信号检测论
信号检测论摘要目的经过重量辨别，掌握信号检测实验的基本原理以及研究在不同给定概率的情况下，被试判断信号和噪音的情况。
方法被试一人，选用112克的重量作为信号，100克的重量作为噪音，分别给定先定概率为0.2，0.5，0.8，分别做100次。
结果被试在不同给定概率下结果不同，其中给定概率越大，判断信号的可能性越大。
结论不同的先定概率下，决策会不同。
关键词先定概率决策信号噪音1.前言信号检测论（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这根据的理论。
它的基本原理是：根据某一个观察到的事件，从两个可供选择的方面中选定一处。
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。
在信号检测实验中，被试对有无信号出现的判断可以有4种结果：击中。
当信号出现时（SN）被试报告为“有”，这称为击中（hit），以y/SN表示。
我们把这个判断的条件概率称击中的条件概率，以P（y/SN）表示。
虚报。
当只有噪音出现时（N），被试报告为“有”，这称为“虚报”，以y/N表示。
我们把这个判断的条件概率称为虚报条件概率，以P（y/N）表示。
漏报。
当有信号出现时，被试报告为“无”，这称为“漏报”，以n/SN表示。
第二节 信号检测论 - 实验教学
评价法信号检测实验实例分析
某企业在业务员考核中，要求其将30件次品与30件合格品区分开
来，并且考核中要求参加者给出每次反应的信心水平。下边是一业
务员完成的情况：
100％肯 定次品
合格品30
25 ％肯定 合格
50 ％肯定 合格
75 ％肯定 合格
100％肯定 合格
1
3
2
7
17
次品30
20
4
3
1
2
请练习：在各种不同判断标准上的击中概率、虚报概率；似然比、辨
率等等。（3）噪音感觉分布与信号感觉分布重叠的越多 ，距离
越小，越难区分；相距越远则越容易辨别，因此可以用两个感觉 强度的正态分布的距离作为辨别力指数。
OK上 ! 班 铁 桌 山 课 物 汽 教学 马 历 政 首 四 哲 黄 深 电 长 淮 大 武 教 杭州 校 宾 商 广 高 车 街道 路 子 林 桌 理 车 史 治 先 川 学 圳 脑 江 河 桥 汉 师 园 馆 场 州 楼 站
3. 信号接收者操作特征曲线
很明显，在信号检测判断中，被试的判断受到多种主客观因 素的影响和制约。主观方面包括检测者的信号分辨能力、态度或 动机、个性特征等等；客观方面包括信号的先定概率、信号的可 分辨性、反应正误所引起的利害关系等等。有人研究得到下列似 然比与其他因素的关系式：
公式显示：先定概率越大，似然比越小；正确否定奖励数和虚报 处罚数越多，似然比越大；击中奖励数越多、漏报处罚数越多， 似然比越小。
请您判断下表中的哪些词是刚才学习过的、哪些是刚才没有学习过的，分别 用Y和N表示。
利用信号检测方法分析信息检测者的判别特征的步骤：
第一步：根据信号检测原始记录求出击中概率和虚报概率；
信号检测论
信号检测论1 引言信号侦查论不仅测定人对信号的反应，也测定人对噪音的反应，因而能将人的感受性与其判断标准区分开，并且用不同的数量来表达，这是它优于古典心理物理法的地方。
信号侦查论有三个基础实验程序，即有无法、迫选法和评价法。
其中，评价法可以在相同的时间内获得被试更多的信息。
在评价法中，不仅要求被试对有无信号做出判断，还要求按规定的等级做出评价，及说明每次判断的把握有多大。
这样被试就有了几个判断标准，因而用一轮实验的结果就可以绘制ROC曲线。
本次实验使用的是有无法，在信号检测实验中，被试对有无信号出现的判断可以有4种结果：击中。
当信号出现时（SN）被试报告为“有”，这称为击中，以y/SN表示。
虚报。
当只有噪音出现时（N），被试报告为“有”，这称为“虚报”，以y/N表示。
漏报。
当有信号出现时，被试报告为“无”，这称为“漏报”，以n/SN表示。
正确否定。
当无信号而只有噪音出现时，被试报告为“无”，这称为正确否定，以n/N表示。
旨在检验当呈现信号和噪音的先定概率发生变化时，对被试的辨别力（d，）和判定标准（β）是否都有影响，并学习绘制ROC曲线。
本次实验目的为检验当呈现信号和噪音的先定概率发生变化时，对被试的辨别力（d，）和判定标准（β）是否都有影响，并学习绘制ROC曲线。
2 方法2.3 程序首先，主试将P(SN)=0.9，P(SN)=0.1分别从总体SN和N中随机取样，形成一个n=50的样本。
抽取方法：将总体SN洗匀，顺次取出45张，再将总体N洗匀，顺次取出5张；最后将取出的50张卡片洗匀就可以用了。
其次，将A和B的数字分布表（表1）给被试看，并对他说：“这是两个数字分布表，B分布中的一部分数字和A分布中的一部分数字是相同的。
实验时我每一次给你看一个数字，要你判断它是来自哪一个分布。
也就是要求你回答A或B。
现在你先看看这两个分布有哪些相同和不同的地方。
给你5分钟时间看。
”再次，5分钟后，主试收回分布表，再对被试说：“下面我要连续给你看50张卡片，这50个数目中有45个来自B总体，只有5个来自A总体。
信号检测论
信号检测论江苏师范大学1 引言信号检测论不仅测定人对信号的反应，也测定人对噪音的反应，因而能将人的感受性与其判断标准区分开，并且分别用不同的数量来表达，这是它优于古典心理物理法的地方。
信号检测论有两个相关假设：1.当人们去检测信号时，噪音总是存在的，重复呈现同一刺激并不产生相同的感觉量，而是呈正态分布；2.知觉有两个内部过程：①接受者对信号或刺激的感觉；②接受者判断是否收到信号或刺激的决策过程。
信号检测论有三个基础实验程序，即有无法、迫选法和评价法。
本次实验使用的是有无法，目的是检验当信号和噪音的先验概率发生变化时，对被试的辨别力（d'）和判断标准（β）是否都有影响，并学习绘制ROC曲线。
2 方法2.1 被试本次试验的被试是一名某高校的大二女生，20岁，视力正常。
2.2 材料两个数字总体（SN和N）卡片正面写有1或2位的数字。
二个数字总体分布表见表1。
表1 数字分布表A(N) B(SN)数字 f 数字 f20 1 24 119 1 23 118 3 22 317 6 21 616 12 20 1215 17 19 1714 20 18 2013 17 17 1712 12 16 1211 6 15 610 3 14 39 1 13 18 1 12 1n 100 100 平均数14 18标准差 2 22.3 实验程序1.确定五种SN呈现的先验概率，顺序为10%、30%、50%、70%和90%。
2. 主试将P(SN)=0.1，P(N)=0.9分别从总体SN 和N 中随机取样，形成一个n=50的样本。
※抽取方法：将总体SN 洗匀，顺次取出5张，再将总体N 洗匀，顺次取出45张，最后将取出的50张卡片洗匀就可以用了。
3. 将A 和B 数字分布表（表1）给被试看，并对他说：“这是两个数字分布表，B 分布中的一部分和A 分布中的一部分是相同的。
实验时我每一次给你看一个数字，要你判断它是来自哪一个分布。
第章信号检测
分类
电感式传感器
自感型
可变磁阻型
互感型
涡流式
第四章 信息检测
1.自感型—可变磁阻式
变气隙型、变面积型、可动铁心型(螺管型)… 1)变气隙型 铁心、衔铁材料和结构、线圈匝数一定，保持A不变
，L为的单值函数——变气隙型传感器工作原理。
电子称
第四章 信息检测
原理
重量通过悬臂梁转化结构 变形，通过应变片转化为 电量输出。
1.检测示意图
第四章 信息检测 点名系统
2.工作原理 在每张椅子坐垫下面放一个应变片，当坐下时达到一定 的压力(25kg以上)应变片就能感到应变的变化，给显示仪 发信号，做计录。每张椅子都一样，只要椅子受到一定的 压力应变片就会有信号。经过处理把信号累加，用数字显 示出来，即可知道现场的人数。
第四章 信息检测
Cx C0
x
R3
Rw R4
3)调节Rw，使电桥恢复平衡。在新平衡位置上有
C0 CR4 Rw
C0
R3
整理得
Rw
R3 C0
CR3 C0
k1x
因指针与Rw电刷同轴连接，设 =k2 Rw，则
k2Rw
k1k2
R3 C0
x
第四章 信息检测
电容式位移传感器 差动式电容压力传感器
第四章 信息检测
第四章 信息检测
4. 选择使用传感器注意问题 1.灵敏度 2. 线性 3. 动态响应特性 4. 精度 5. 稳定性 6. 测量方式
7. 其他
第四章 信息检测
一、电阻式传感器
桥梁固有频率测量
原理
桥中设置一障碍物，利用汽车过碍 碍时的冲击对桥梁进行激励，通过 应变片测量桥梁动态变形，得到桥 梁固有频率。