信號(hào)檢測(cè)論 有無法

PAGEPAGE4信號(hào)檢測(cè)論（有無法）實(shí)驗(yàn)報(bào)告心理1001班學(xué)號(hào)1090080123李玉靜摘要：運(yùn)用信號(hào)檢測(cè)論“有無法”檢測(cè)被試辨別力、判斷標(biāo)準(zhǔn)和面對(duì)不同先定概率下的反應(yīng)偏向，測(cè)出被試對(duì)信號(hào)和噪音的辨別能力。通過ROC曲線測(cè)出被試對(duì)信號(hào)和噪音的辨別能力。關(guān)鍵詞：信號(hào)檢測(cè)論，辨別力，判斷標(biāo)準(zhǔn)，ROC曲線1.引言信號(hào)檢測(cè)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(duì)閾限的理解，將客體客觀的感受性和主觀的動(dòng)機(jī)、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(hào)和噪音是信號(hào)檢測(cè)論中最基本的兩個(gè)概念。在心理學(xué)領(lǐng)域，信號(hào)檢測(cè)論所指的信號(hào)可以理解為刺激。而噪音就是干預(yù)信號(hào)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(hào)。被試對(duì)有無信號(hào)出現(xiàn)的判斷有四種結(jié)果：擊中、虛報(bào)、漏報(bào)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(bào)的條件概率，因?yàn)槠渌膬蓚€(gè)是這兩個(gè)條件概率的互補(bǔ)。信號(hào)伴隨噪音，和單獨(dú)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(gè)分布：信號(hào)加噪音分布和噪音分布，前者也常常簡(jiǎn)稱為信號(hào)分布。由于信號(hào)總是疊加在噪音背景之上，因此總體上信號(hào)分別總是比噪音分布的心理感受更強(qiáng)些。信號(hào)分布和噪音分部間的距離也可以作為心理物理學(xué)實(shí)驗(yàn)中對(duì)被試感受性的衡量指標(biāo)，這被稱為辨別力指標(biāo)（d’）。信號(hào)檢測(cè)論假設(shè)，觀察者選擇某一個(gè)似然比的值作為產(chǎn)生“信號(hào)”、“噪音”兩種判斷反應(yīng)的分界點(diǎn)，或稱決策標(biāo)準(zhǔn)或判定標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)驗(yàn)只涉及單獨(dú)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(bào)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(duì)信號(hào)的感受性以及他（她）的反應(yīng)指標(biāo)。當(dāng)信號(hào)本身的強(qiáng)度很大時(shí)，ROC曲線向左邊彎得更高；當(dāng)信號(hào)變?nèi)酰琑OC曲線就向45度對(duì)角線靠攏。換句話說，即ROC曲線的曲率是由信號(hào)強(qiáng)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(hào)強(qiáng)度共同決定的。信號(hào)檢測(cè)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(shí)驗(yàn)。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(cè)的應(yīng)用等。前人對(duì)于應(yīng)用信號(hào)檢測(cè)論的研究很多，但我們本次實(shí)驗(yàn)的主要目的是：（1）通過測(cè)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(hào)檢測(cè)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(hào)檢測(cè)論（有無法）的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程。我們只有在學(xué)習(xí)掌握了信號(hào)檢測(cè)論的具體步驟過程和內(nèi)容后，才能在以后的實(shí)際操作中更好地應(yīng)用信號(hào)檢測(cè)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(jì)算機(jī)及PsyTech心理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。2.2.2材料：2種不同頻率聲音：信號(hào)（SN）,噪音（N）2.3程序2.3.1登錄并打開PsyTech心理實(shí)驗(yàn)軟件主界面，選中實(shí)驗(yàn)列表中的“信號(hào)檢測(cè)論（有無法）”單擊呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介。點(diǎn)擊“進(jìn)入實(shí)驗(yàn)”。2.3.2練習(xí)實(shí)驗(yàn)：練習(xí)實(shí)驗(yàn)，使用1號(hào)反應(yīng)盒。每次實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)將先后發(fā)出兩個(gè)不同頻率的聲音。請(qǐng)你判斷哪個(gè)聲音的頻率更高。如果你覺得第二個(gè)聲音比第一個(gè)聲音的頻率高，請(qǐng)按“＋”鍵；如果覺得第二個(gè)聲音比第一個(gè)聲音的頻率低，請(qǐng)按“－”鍵。練習(xí)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，被試即可進(jìn)入正式實(shí)驗(yàn)。2.3.3正式實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)語是：這個(gè)實(shí)驗(yàn)要測(cè)驗(yàn)?zāi)銓?duì)聲音頻率的辨別力，實(shí)驗(yàn)將逐個(gè)呈現(xiàn)一系列聲音。請(qǐng)你使用1號(hào)反應(yīng)盒，判定出現(xiàn)的聲音刺激是信號(hào)還是噪聲。是信號(hào)就按“＋”號(hào)鍵，是噪聲就按“－”號(hào)鍵，即使不能肯定也要憑感覺選擇。實(shí)驗(yàn)將做很多次，每100次為一組。每組信號(hào)和噪聲出現(xiàn)的概率可能是不同的。實(shí)驗(yàn)開始前請(qǐng)先分別按“信號(hào)”按鈕和“噪聲”按鈕熟悉兩者的區(qū)別，按“信號(hào)”按鈕將響一次信號(hào)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(shí)驗(yàn)的先定概率以及了解了信號(hào)與噪聲的區(qū)別后就可以點(diǎn)擊“開始本組實(shí)驗(yàn)”按鈕進(jìn)行實(shí)驗(yàn)了。2.3.4本實(shí)驗(yàn)有三個(gè)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(shí)要求被試去點(diǎn)擊“信號(hào)試聽”和“噪聲試聽”按鈕，以熟悉信號(hào)與噪聲的聲音區(qū)別。被試明確這兩點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)確完成實(shí)驗(yàn)非常重要。然后再點(diǎn)擊“正式實(shí)驗(yàn)”開始。做完后彈出實(shí)驗(yàn)結(jié)束提示語。2.3.5實(shí)驗(yàn)結(jié)束，數(shù)據(jù)被自動(dòng)保存。實(shí)驗(yàn)者可直接查看結(jié)果，也可換被試?yán)^續(xù)實(shí)驗(yàn)，以后在主界面的“數(shù)據(jù)”“擊中”和“正確否定”記為“Y”,“虛報(bào)”和“漏報(bào)”記為“N”.3.結(jié)果分析3.1三種先定概率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表1-1先定概率為0.2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果限定概率（0.2）報(bào)告(Y)報(bào)告（N）SN128N5426P擊中=0.6P虛報(bào)=0.675表1-2先定概率為0.5的實(shí)驗(yàn)結(jié)果限定概率（0.2）報(bào)告(Y)報(bào)告（N）SN3020N3020P擊中=0.6P虛報(bào)=0.6表1-3先定概率為0.8的實(shí)驗(yàn)結(jié)果限定概率（0.2）報(bào)告(Y)報(bào)告（N）SN4535N119P擊中=0.5625P虛報(bào)=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(xiàng)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?。涸谙榷ǜ怕蕿?.20時(shí)，其d’為-0.214；在先定概率為0.50時(shí)，其d’為0；在先定概率為0.80時(shí)，其d’為2.025。因而先定概率的不同對(duì)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(shí)，β為1.0802；在先定概率為0.50時(shí)，β為1.；在先定概率為0.80時(shí)，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(duì)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(duì)角線代表P(y/SN)=P(y/N),即被試的辨別力d’為0時(shí)，ROC曲線離這條線越遠(yuǎn)，表示被試辨別力越強(qiáng)，d’的值當(dāng)然就越大。因而，被試對(duì)聲音頻率的辨別力和感受力呈降低趨勢(shì)。原因可能是：被試自身的生理特點(diǎn)，環(huán)境中的不安靜因素造