信号检测论 有无法

信号检测论（有无法）实验报告

心理1001班学号1090080123 李玉静

摘要：运用信号检测论“有无法”检测被试辨别力、判断标准和面对不同先定概率下的反应偏向，测出被试对信号和噪音的辨别能力。通过ROC 曲线测出被试对信号和噪音的辨别能力。

关键词：信号检测论，辨别力，判断标准，ROC 曲线

1.引言

信号检测论是现代心理物理学最重要的内容之一，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。

信号和噪音是信号检测论中最基本的两个概念。在心理学领域，信号检测论所指的信号可以理解为刺激。而噪音就是干预信号的另外的刺激。

有无法的基本程序是：注释呈现刺激后，让被试判定所呈现的刺激中有无信号。被试对有无信号出现的判断有四种结果：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。

信号伴随噪音，和单独出现噪音这两种情况下，分别可以在心理感受量值上形成两个分布：信号加噪音分布和噪音分布，前者也常常简称为信号分布。由于信号总是叠加在噪音背景之上，因此总体上信号分别总是比噪音分布的心理感受更强些。信号分布和噪音分部间的距离也可以作为心理物理学实验中对被试感受性的衡量指标，这被称为辨别力指标（d’）。信号检测论假设，观察者选择某一个似然比的值作为产生“信号”、“噪音”两种判断反应的分界点，或称决策标准或判定标准。本实验只涉及单独出现噪音的情况。

ROC曲线——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。ROC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，ROC曲线向左边弯得更高；当信号变弱，ROC曲线就向45度对角线靠拢。换句话说，即ROC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。

信号检测论作为一种新的心理物理学方法，已逐步被应用于各种心理学实验。如再认记忆的应用、在临床抑郁症和老年痴呆患者表现出的记忆力衰退检测的应用等。

前人对于应用信号检测论的研究很多，但我们本次实验的主要目的是：（1）通过测定和比较不同频率声音的辨别力和判定标准，学习信号检测论——有无法；（2）考察不同先定概率下被试的辨别力和判定标准；（3）掌握信号检测论（有无法）的实验设计过程。我们只有在学习掌握了信号检测论的具体步骤过程和内容后，才能在以后的实际操作中更好地应用信号检测论的方法去进行研究。

2 方法

2.1被试：山西师范大学现代文理学院教育系心理学1001班学生（自己）2.2仪器与材料

2.2.1仪器：计算机及PsyTech心理实验系统。

2.2.2材料：2种不同频率声音：信号（SN）,噪音（N）

2.3程序

2.3.1登录并打开PsyTech心理实验软件主界面，选中实验列表中的“信号检测论（有无法）”单击呈现实验简介。点击“进入实验”。

2.3.2练习实验：

练习实验，使用1号反应盒。每次实验计算机将先后发出两个不同频率的声音。请你判断哪个声音的频率更高。如果你觉得第二个声音比第一个声音的频率高，请按“＋”键；如果觉得第二个声音比第一个声音的频率低，请按“－”键。

练习实验结束后，被试即可进入正式实验。

2.3.3正式实验指导语是：

这个实验要测验你对声音频率的辨别力，实验将逐个呈现一系列声音。请你使用1号反应盒，判定出现的声音刺激是信号还是噪声。是信号就按“＋”号键，是噪声就按“－”号键，即使不能肯定也要凭感觉选择。实验将做很多次，每 100次为一组。每组信号和噪声出现的概率可能是不同的。实验开始前请先分别按“信号”按钮和“噪声”按钮熟悉两者的区别，按“信号”按钮将响一次信号声，按“噪声”按钮将响一次噪声。可以多按几次试听。当你明确了下面实验的先定概率以及了解了信号与噪声的区别后就可以点击“开始本组实验”按钮进行实验了。

2.3.4本实验有三个先定概率，不同先定概率刺激的呈现按如下顺序进行： 0.20、0.50、0.80，同时要求被试去点击“信号试听”和“噪声试听”按钮，以熟悉信号与噪声的声音区别。被试明确这两点对准确完成实验非常重要。然后再点击“正式实验”开始。做完后弹出实验结束提示语。

2.3.5实验结束，数据被自动保存。实验者可直接查看结果，也可换被试继续实验，以后在主界面的“数据”菜单中查看。

“击中”和“正确否定”记为“Y”,“虚报”和“漏报”记为“N”. 3.结果分析

3.1三种先定概率的实验结果

表1-1 先定概率为0.2的实验结果

限定概率（0.2）报告(Y) 报告（N）

SN 12 8

N 54 26

P击中=0.6 P虚报=0.675

表1-2 先定概率为0.5的实验结果

限定概率（0.2）报告(Y) 报告（N）SN 30 20

N 30 20

P击中=0.6 P虚报=0.6

表1-3 先定概率为0.8的实验结果

限定概率（0.2）报告(Y) 报告（N）

SN 45 35

N 11 9

P击中=0.56 25 P虚报=0.55

3.2根据上面所得的击中率和虚惊率，求出不同先定概率下的ｄˊ值和β值：

3.3根据不同先定概率下的击中率和虚惊率绘制ROC曲线

4讨论

4.1比较不同先定概率下ｄˊ值的大小：在先定概率为0.20时，其d’为-0.214；在先定概率为0.50时，其d’为0；在先定概率为0.80时，其d’为2.025。因而先定概率的不同对被试的辨别力有显著影响。

4.2比较不同先定概率下β值的大小：在先定概率为0.20时，β为1.0802；在先定概率为0.50时，β为1.；在先定概率为0.80时，β为0.9967。一般认为，β>1说明被试掌握的标准较严。因而，被试对标准的掌握是由严到松。

4.3由ROC曲线结果分析：ROC曲线的曲率反应敏感性指标d’：图中的对角线代表P(y/SN)=P(y/N),即被试的辨别力d’为0时，ROC曲线离这条线越远，表示被试辨别力越强，d’的值当然就越大。因而，被试对声音频率的辨别力和感受力呈降低趋势。原因可能是：被试自身的生理特点，环境中的不安静因素造成了被试对于信号和噪音的辨别力下降，还有可能是因为本实验过程较繁琐，需被试听大量枯燥无味的纯音刺激，被试可能在实验过程中出现分心和注意力不集中的情况，从而导致了现在的实验结果。

5.结论：先定概率的不同对被试的辨别力有显著影响，本实验中，被试的辨别力呈下降趋势，对标准的掌握也是由严到松。

在以后的实验中，我们要多注意对控制变量的把握。