信号检测论(再认)
信号检测论
Guangdong University of Education 实验报告名称：信号检测论课程名称：实验心理学学号：姓名：年级：专业名称：应用心理学实验名称：信号检测论摘要：本实验的目的在于通过重量鉴别，学习信号检测论实验的有无法；考察不同先定概率下被试的辨别力和判定标准；绘出受试者的操作特性曲线。
引言随着阈限理论和近代科学技术的发展，一种新的心理物理法——信号检测论诞生了。
信号检测论（或讯号侦察论、讯号觉察论）（signal detectiontheory，简称SDT）乃是信息论的一个分支，研究的对象是信息传输系统中信号的接受部分。
它最早用于通讯工程中，即借助于数学的形式描述“接受者”在某一观察时间将掺有噪音的信号从噪音中辨别出来。
信号检测论的形成有一个发展过程。
早在20世纪20年代末，就有人对信息传输的理论进行了讨论，引进信息量的概念，并取得初步的结果。
到了40年代初，人们便清楚地认识到，由于接受的信息带有某种随机的性质，因此，系统本身的结构也必须适应于它所接收和处理的信息这种统计性质。
1941～1942年，人们开始将统计方法应用于通讯系统研究中，从而建立了最佳线性滤波理论——维纳滤波理论（Wiener’s filter theory）。
从最小均方差准则出发，得出了对线性滤波器最佳传输函数的要求。
1943年，人们在雷达技术发展需要的推动下，在研究如何提高雷达检测能力时，提出了一种最佳线性滤波理论。
人们在同噪音进行斗争中总结出来的各种方法，实质上都是有意识地利用信号与噪音的统计特性来尽可能抑制噪音，从而提取信号的。
1946～1948年建立了基础信息论和潜在抗干扰理论。
后者是用概率方法研究高斯噪音中接收信号的理想接收机问题，将那种能够使错误判断概率为最小的接收机称为理想接收机。
申农（Shannon，1948）便认识到对消息的事先确定性这一点恰恰是在通信的对象的基础上建立起来了信息论的基础理论。
信号检测论
信号检测论（Signal Detection Theory，简称SDT），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。
在SDT实验中通常把刺激变量看作是信号，把刺激中的随机物理变化或感知处理信息中的随机变化看作是噪音。
常以SN（信号加噪音）表示信号，以N表示噪音。
信号检测了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。
信号和噪音是信号检测论中最基本的两个概念。
在心理学中，信号可以理解为刺激，噪音就是信号所伴随的背景。
编辑本段信号检测论是一种把通讯系统中雷达探测信号的原理用于人的感知觉研究的理论。
它是特纳和斯威茨在1954年引入心理学的。
信号检测论的提出改变了传统上人们对感觉阈限的理解。
20世纪50年代，实验心理学受行为主义思想的支配，以刺激一反应（S—R）为核心，认为所有的行为都是机体对刺激的反应，心理学只能研究那些能够直接观察和记录的外显反应，心理科学的任务就是把刺激与特定刺激有关的行为鉴别出来，发现对S—R联结可能有影响的各种因素。
起先，行为主义原则似乎很管用，在感觉阈限、语词学习、比较心理等研究领域取得了一系列重要成果。
可是，心理学家们渐渐意识到，人类行为是一系列复杂事件的最终表现，远不是用简单的S—R就能说清楚的。
这一改变很大程度上要归因于信号检测论的发展。
信号检测论把外部世界的刺激能量作为主体探测的对象，把人的内部表征看作是外部刺激与以前经验共同作用的结果。
它的引入为假设刺激能量与内部表征间的关系提供了必要的联系环节。
编辑本段信号检测论发展起来是从电子工程学和统计决策论中发展起来的。
第二次世界大战期间，工程师们创立了一种用来说明雷达设备搜寻探测飞行物过程的信号检测理论。
特纳和斯威茨认为，雷达系统搜索目标的过程和人类寻找信号进行反应的过程是类似的。
信号检测论的内容和意义
信号检测论的内容和意义1.引言1.1 概述引言部分的内容可以按照以下方式编写：概述：信号检测论是信号处理领域中的一个重要分支，主要研究如何判断和检测来自于复杂背景噪声中的信号。
在现实世界中，我们经常需要从噪声环境中提取出有用的信号，比如在无线通信中识别传输的信号、在雷达系统中探测目标、在卫星通信中接收地面站的信号等等。
信号检测论的研究内容和方法，为解决这些实际问题提供了有效的理论支持。
在具体的研究中，信号检测论主要关注两个重要问题：信号检测和估计。
信号检测是指在已知噪声统计特性的前提下，基于观测数据来判断是否存在感兴趣的信号。
而信号估计则是在已知噪声统计特性和信号存在的前提下，利用观测数据来对信号进行估计和分析。
这两个问题的解决对于提高信号的探测和鉴别能力以及准确性具有重要意义。
信号检测论的研究内容包括确定性信号检测和随机信号检测。
确定性信号检测主要研究如何从复杂噪声背景中检测出给定的确定性信号，而随机信号检测则研究如何从噪声背景中检测出具有一定概率分布的信号。
无论是确定性信号检测还是随机信号检测，都需要基于概率论和数理统计的方法来建立相应的数学模型和理论框架。
信号检测论在实际应用中有着广泛的应用领域，包括无线通信、雷达系统、卫星通信、医学图像处理等。
在无线通信中，信号检测论可以用来判断信道中是否存在其他用户的信号干扰，从而进行信号的多用户检测和干扰消除。
在雷达系统中，信号检测论可以用来对目标进行识别和追踪，从而实现精确的目标检测和定位。
在医学图像处理中，信号检测论可以用来提取医学图像中的重要特征，从而帮助医生进行疾病诊断和治疗。
综上所述，信号检测论的研究内容和方法对于提高信号的检测和估计能力具有重要意义。
通过建立数学模型和理论框架，信号检测论为解决实际问题提供了有效的工具和方法。
未来的发展方向将集中在改进信号检测和估计的准确性和鲁棒性，以应对日益复杂和多样化的噪声环境。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：在本文中，将按照以下结构来阐述信号检测论的内容和意义。
关于再认的实验报告
关于再认的实验报告弓欣（山西师范大学现代文理学院教育系心理1401班，山西临汾，041000）摘要：本实验用于研究被试对不同材料刺激再认的均值是否存在差异。
被试采用心理1401班48名同学，平均年龄20岁。
为了平衡顺序效应，被试按照学号分为单号组与双号组。
实验需要被试先学习一组材料，之后在给出的混合材料中（学习过的与没有学习过的）辨别出之前学习过的材料。
由电脑统计击中、虚报、漏报与正确拒绝的次数，并记录。
实验材料有两组，分别为汉字与抽象图形。
之后根据公式：保持量=（正确再认数-错误再认数）/总数×100%算出保持量，录入SPSS进行配对样本T检验。
得出汉字与图片材料的再认没有显著相关，均值无显著差异。
关键词：再认信号检测论1.前言对曾经感知过的事物再度感知的时候，觉得熟悉,认得它是从前感知过的，叫做再认。
再认和再现是记忆的基本过程，是和识记、保持两个过程相互联系、相互统一的记忆过程，也是识记和保持过程的表现和结果。
在心理学里，再认和再现被认为是评价记忆巩固水平的重要指标。
再认一直被实验心理学家用来测验人类记忆的效果。
再认有不同的速度和准确性，也常常出现再认错误或者完全不能再认的情况。
影响再认成绩的主要因素首先是识记与保持是否良好，其次是当前事物与感知过的事物相同与相似程度。
如果完全相同（原来的事物），再认会比较容易，但如果不是原事物而只是相似,则情况就会恰恰相反,即越相似则再认越困难，甚至发生错误。
还有时间间隔，主体的身心状态等因素影响再认结果。
信号检测论（Signal Detection Theory，简称SDT），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。
信号和噪音是信号检测论中最基本的两个概念。
在心理学中，信号可以理解为刺激，噪音就是信号所伴随的背景[1]。
信号检测实验中起干扰作用的所有背景都是噪音。
SDT有两个重要独立指标：（1）敏感性指标d′，是观察者对刺激的感受性的度量，d′越大，敏感性越高。
信号检测论 (2)
信号检测论的两种独立指标如上所述，信号检测论分离了两种指标：（1）辨别力指标d′，是观察者对刺激的感受性的度量；（2）判断标准，是观察者反应偏向的度量，常用似然比标准β或报告标准C来进行衡量。
（一）反应偏向反应偏向可用两种方法计算：一种是似然比值，另一种是报告标准。
1．似然比β似然比β的数学定义为：区分信号与噪音反应的心理感受水平Xc所对应的信号分布纵轴与噪音分布纵轴之比。
但是在信号检测论实验中，没有办法直接掌握心理感受水平Xc，因此β是通过间接方法计算得出的。
将被试在实验中的反应划分为四种：击中、虚报、漏报和正确拒斥。
表513对这四种反应的区分作了具体说明。
表5－13信号检测论实验中观察者的四种反应如图5－30所示：随着观察者掌握的判别标准Xc的变化，不但β值发生改变，与此同时改变的还有上述四种反应的概率。
当Xc右移，检测者的反应标准变得严格，于是击中率和虚报率均下降，而漏报率和正确拒斥率均上升，β值上升；当Xc左移，β值变低时，击中率和虚报率都会上升，而漏报率和正确拒斥率下降。
在图中还可以看到，四种反应概率之间存在如下关系：P(hit)+P(miss)=1P(fa)+P(cr)=1那么，可以通过四种反应概率的PZO转换得到Xc分别对应于信号分布和噪音分布上的纵轴长度O(SN)和O(N)。
而以上两者的比值就是β值了。
图5－30判断标准的变化（采自Gescheide，1997）举图5－31上A、B、C三种情况为例，说明β的具体计算方法。
图531A，击中概率为0．28，虚惊概率则是0．06，通过查PZO转换表，求得O击中的纵轴值为0．336 8，O虚惊的纵轴值为0．119 2。
则一般认为，β＞1说明被试掌握的标准较严。
图531B，击中概率为0．70，虚惊概率为0．30，查表得O击中的纵轴值为0．347 8，O虚惊的纵轴值为0．347 8，β值为β值接近或等于1，说明被试掌握的标准不严也不松。
图5－31C，击中概率为0．94，虚惊率为0．72，通过查表，求得O击中的纵轴值为0．119 2，O虚惊的纵轴值为0．336 8。
信号检测论
信号检测论摘要 本实验运用信号检测论检测被试的判断标准并通过ROC 曲线测出被试对信号和噪音的感受性水平。
关键词：信号检测论，感受性水平，判断标准，ROC 曲线 前言信号检测论(简称SDT)，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。
在SDT 实验中通常把刺激变量看作是信号，把刺激中的随机物理变化或感知处理信息中的随机变化看作是噪音。
常以SN(信号加噪音)表示信号，以N 表示噪音。
这个理论是1954年由坦纳与斯维茨引进到心理学实验当中的，在对感受性的测量上获得了成功。
至今已形成了一些基本方法，如有无法、评价法及迫选法等等。
它不仅在感受性的测量上，而且在记忆等研究中也起到了作用。
信号检测论（SDT ）用于实验时，把正确的反应分为“击中”、“正确否定”，把错误反应分为“漏报”、”虚报“。
对击中率P （y/SN ）、虚报率P （y/N ）的计算公式如下：反 应Y N刺SN激NP(y/SN) = f1/(f1+f2) P(y/N) = f3/(f3+f4)击中率和漏报率之间是有固定关系的。
我们可以通过已知的数据去推测判断标准。
在信号检测论中，判断标准β是由下面的公式来计算的：[ β = 击中率的纵坐标/虚报率的纵坐标 ]信号检测论中感受性的高低是如何表示的呢？由于信号检测论实验不仅测被试对信号刺激的反应，而且也测被试对噪音刺激的反应。
如果被试的感受性高即分辨能力强，实验结果会得到两个相距较远的正态曲线。
如果被试的感受性低，实验就会得到两个相距较近的正态曲线。
因此，我们可以用两个正态曲线的距离即两个正态分配的平均数之间的距离来作为感受性的指标。
为了便于在不同条件下进行比较，这个距离是以标准差为单位来表示的，长称d ’。
公式如下[ d ’ = Z N － Z SN ] 当判断标准发生变化时，击中率和虚报率都相应的发生变化，但分辨能力d ’保持不变，操作者特征曲线（ROC 曲线）又叫等感受性曲线。
实验心理学信号检测论
3. 优点：由于信号检测论能把感受性或心理辨别力的测量和被试的动机、态度等主观因素引起的反应偏向区分开，它能解决很多传统心理学方法不能解决的问题。 如：（1）精神分裂症患者大小恒常性的研究。在排除反应偏向后，比正常人低得多；（2）指导语对感觉阈限影响的实质的研究（Clark）。研究发现，阈限的变化由判断标准的变化造成。对于特定被试的诊断有重要意义。精神分裂症患者16名；32Hz信号，42Hz噪音；1600次；指导语1：“见到闪光就报告” ——促进性指导语指导语2：“确实有把握见到闪光再报告” ——抑制性指导语恒定刺激法结果：促进条件 36Hz； 抑制条件 33.3Hz信号检测论结果：促进条件 d’1.2 β1.3; 抑制条件 d’1.2 β2.14.适用条件：一般用于信号引起的感觉和干扰信号检测的噪音所引起的感觉不易分清的研究，或者主观倾向对实验结果影响较强的研究中。
心理学实验报告之信号检测论(用于再认实验)
心理学实验报告实验组次 _______ 执笔者_________ 时间 _____ 成绩_____________1.先定概率为0.1的刺激&反应矩阵 P(y/SN)= 0.8000P(y/N)=02.先定概率为0.3的刺激&反应矩阵 P(y/SN)= 0.8667P(y/N)=0.0286P(y/SN)=0.8857P(y/N)=0.06674.先定概率为0.9的刺激&反应矩阵 P(y/SN)= 0.8889P(y/N)=0.8000实验结果B = 0.3323 d ' =0.793.先定概率为0.7的刺激&反应矩阵根皤实验融顚同科桧制凶RO ㈣銭（區中四卒点从左到右依次为孵O.lffl, 03S. OJffi 、Q9ffi }1.分析本实验所得的ROC 曲线接受者操作特征曲线 （ROC 曲线），又称等感受性曲线 （本实验由 于精度误差不能完全做到理想上的等感受性），即在以虚报率为横轴、击中率为纵轴所组成的坐标图中，由被试在特定刺激条件下（如不同 的先定概率）由于采用不同的判断标准得出的不同结果画出的曲线。
本实验中即采用不同的先定概率作为不同的刺激条件，从图中可看 出：（1）随着先定概率的增加，被试（同一人）的判断标准B 呈现出 减小趋势，这与人们的一般决策习惯相一致，但变化幅度严重不均（尤 其是先定概率为 0.1时B 值很大），这与理论不完全相符，这可能是 由于实验的随机误差和实验所使用材料的限制；（2）曲线倾斜度和位置大体符合理论预期，说明被试参与性及其自身练习、疲劳等干扰因 子控制较好，但并未以大致 P=0.5的感受性曲线为距离随机斜线最远 的重心形成对称分布，这同样可能是本实验使用材料上的随机误差所 致；（3）本实验中的辨别力指数 d '并不完全恒定，而是随着先定概 率的增加，被试的辨别力指数呈微减趋势，除去随机误差的影响，这 可能是因为为随着先定概率的增加，被试的记忆任务越来越重因而影分 析与 讨 论响了其判断力（疲劳、压力等），但作为实验条件下的曲线分布其大致符合了等感受性曲线的分布规律。
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不同材料对被试计算信号检测的辨别力的影响
1、引言
信号检测论是信号量论的一个重要分支，1954年，美国心理学W.P.Tanner 和J.A.Swets把它应用于人的知觉过程，使心理物理学方法发展到一个新的阶段。
而现在已扩展到记忆、思维、个性等领域。
最早把SDT用于再认实验的是Egar，在1958年提出的。
2.实验目的
2.1了解信号检测论可以用于再认实验；
2.2学会计算信号检测论的辨别力指标d′和反应偏向指标β和C。
3实验方法
3.1被试
被试为本小组成员，两名男生，两名女生
3.2仪器与材料
EP2004型心理实验台及EPT801速示仪，具体图形卡片、抽象图形卡片、文字图形卡片各50张。
3.3实验程序
3.3.1将主机与附机EPT801速示仪连接好，打开电源，按<运行／待机>键。
3.3.2主试根据显示屏内容设置：联机模式→信号检测论→学号→姓名→A视场(2秒) →间隔(7秒) →测试(25)，主试把具体卡片中的“旧”卡片抽出随机排列好，把第1张插入A视场，讲完指导语后，按<确定>键，主机背后绿色指示灯亮，提示被试实验开始。
实验时屏幕上“>”指着间隔时，主试依次将“旧”卡片插入A视场，直至测试暂停，鸣响。
主试将看过的卡片与没有看过的“新”卡片混合，按卡片编号排列好，选再做一次设置中次数改为50次，其余不变，再次向被试呈现，直至做满50次，鸣响，黄色指示灯亮，第1材料实验结束。
稍事休息3分钟，主试选再做一次，按上述相同方法测试抽象卡片和词卡片。
3.3.3被试见绿色指示灯后，眼睛靠近观察窗口，手按附机上的《确定》键，测试即开始，当同样材料第二次呈现时，被试根据指导语作出反应，直至做满50次，鸣响，黄色指示灯亮，实验结束。
4实验结果
4.1计算辨别力指标d′和反应偏向指标β和C。
5分析与讨论
5.1从表一中不难看出不同材料对不同被试有不同的差异；
5.2由于平时我们习惯词的理解，所以词的击中比较高，而具体较抽象好理解；
5.3可能被试在当主试的时候看过图片，导致实验时不能很好的区分看过的和每看过的卡片。
6实验结论
6.1内容越简单越易于理解的卡片再认效果越好；
6.2不同被试实验时再认存在着明显的差异。
7.参考文献
朱滢. 实验心理学. 北京：人民教育出版社
附录
根据记录表，对照卡片上的新旧，分别统计出3种材料的击中次数、虚报次数、漏报次数和正确否定次数并填入下面矩阵中。
被试一
d’=Z击中—Z虚报=0.582—（—0.706）=1.288
式中击中概率p=18/25=0.72 查POZ转换表得1.582
虚报概率P=6/25=0.24 查POZ转换表得—0.706
C=I2—I1/d’*Z正确否定+I1
Z为最低刺激时正确否定概率的Z值P=19/25=0.76 查POZ转换表得Z为0.706
故C=1—0/1.288*0.706=0.548
数值0.548的判断轴上的位置靠I2，所以判断标准严一些。
d’=Z击中—Z虚报=0.358—（—0.582）=0.94
式中击中概率p=18/25=0.64 查POZ转换表得0.358
虚报概率P=7/25=0.28 查POZ转换表得—0.582
C=I2—I1/d’*Z正确否定+I1
Z为最低刺激时正确否定概率的Z值P=18/25=0.28查POZ转换表得Z为0.582 故C=1—0/0.94*0.582=0.619
数值0.619的判断轴上的位置靠I2，所以判断标准严一些。
抽象
d’=Z击中—Z虚报=0.253—（—0.467）=0.72
式中击中概率p=15/25=0.6 查POZ转换表得0.253
虚报概率P=8/25=0.32 查POZ转换表得—0.467
C=I2—I1/d’*Z正确否定+I1
Z为最低刺激时正确否定概率的Z值P=17/25=0.68查POZ转换表得Z为0.467 故C=1—0/0.72*0.467=0.649
数值0.649的判断轴上的位置靠I2，所以判断标准严一些。
被试2
词
d’=Z击中—Z虚报=0.358—（—0.994）=1.352
式中击中概率p=15/25=0.64 查POZ转换表得0.358
虚报概率P=8/25=0.16 查POZ转换表得—0.994
C=I2—I1/d’*Z正确否定+I1
Z为最低刺激时正确否定概率的Z值P=21/25=0.84查POZ转换表得Z为0.994 故C=1—0/1.352*0.994=0.735
数值0.735的判断轴上的位置靠I2，所以判断标准严一些。
d’=Z击中—Z虚报=0.467—（—0.841）=1.308
式中击中概率p=17/25=0.68查POZ转换表得0.467
虚报概率P=5/25=0.2 查POZ转换表得—0.841
C=I2—I1/d’*Z正确否定+I1
Z为最低刺激时正确否定概率的Z值P=17/25=0.8查POZ转换表得Z为0.841 故C=1—0/1.308*0.841=0.643
数值0.643的判断轴上的位置靠I2，所以判断标准严一些。
d’=Z击中—Z虚报=0.15—（—0.706）=0.856
式中击中概率p=15/25=0.56 查POZ转换表得0.150
虚报概率P=8/25=0.24 查POZ转换表得—0.706
C=I2—I1/d’*Z正确否定+I1
Z为最低刺激时正确否定概率的Z值P=17/25=0.76查POZ转换表得Z为0.706 故C=1—0/0.856*0.706=0.825
数值0.825的判断轴上的位置靠I2，所以判断标准严一些。
被试3
d’=Z击中—Z虚报=0.994—（—1.405）=2.399
式中击中概率p=21/25=0.84 查POZ转换表得0.994
虚报概率P=2/25=0.08 查POZ转换表得—1.405
C=I2—I1/d’*Z正确否定+I1
Z为最低刺激时正确否定概率的Z值P=17/25=0.68查POZ转换表得Z为1.405 故C=1—0/2.399*1.405=0.585
数值0.585的判断轴上的位置靠I2，所以判断标准严一些。
d’=Z击中—Z虚报=0.841—（—0.706）=1.547
式中击中概率p=20/25=0.8查POZ转换表得0.841
虚报概率P=6/25=0.24 查POZ转换表得—0.706
C=I2—I1/d’*Z正确否定+I1
Z为最低刺激时正确否定概率的Z值P=17/25=0.76查POZ转换表得Z为0.706 故C=1—0/1.547*0.706=0.456
数值0.456的判断轴上的位置靠I1，所以判断标准松一些。
抽象
d’=Z击中—Z虚报=0.253—（—0.467）=0.72
式中击中概率p=15/25=0.64 查POZ转换表得0.358
虚报概率P=8/25=0.28 查POZ转换表得—0.582
C=I2—I1/d’*Z正确否定+I1
Z为最低刺激时正确否定概率的Z值P=18/25=0.72查POZ转换表得Z为0.582 故C=1—0/0.72*0.582=0.619
数值0.619的判断轴上的位置靠I2，所以判断标准严一些。
被试4
词
d’=Z击中—Z虚报=0.15—（—0.467）=0.617
式中击中概率p=14/25=0.56 查POZ转换表得0.15
虚报概率P=8/25=0.32 查POZ转换表得—0.467
C=I2—I1/d’*Z正确否定+I1
Z为最低刺激时正确否定概率的Z值P=17/25=0.68查POZ转换表得Z为0.467 故C=1—0/0.617*0.467=0.757
数值0.757的判断轴上的位置靠I2，所以判断标准严一些。
d’=Z击中—Z虚报=0.253—（—0.467）=0.72
式中击中概率p=15/25=0.6 查POZ转换表得0.253
虚报概率P=8/25=0.32 查POZ转换表得—0.467
C=I2—I1/d’*Z正确否定+I1
Z为最低刺激时正确否定概率的Z值P=17/25=0.68查POZ转换表得Z为0.467 故C=1—0/0.72*0.467=0.649
数值0.649的判断轴上的位置靠I2，所以判断标准严一些。
抽象
d’=Z击中—Z虚报=0.5—（—0.253）=0.753
式中击中概率p=13/25=0.52 查POZ转换表得0.50
虚报概率P=10/25=0.4 查POZ转换表得—0.253
C=I2—I1/d’*Z正确否定+I1
Z为最低刺激时正确否定概率的Z值P=15/25=0.6查POZ转换表得Z为0.253 故C=1—0/0.753*0.253=0.335
数值0.335的判断轴上的位置靠I1，所以判断标准松一些。