信号检测论有无法
西南大学心理学院学生实验报告
姓 名 王翠翠 学 号
课 程 实验心理学 专 业 应用心理学 年 级 10级 实验时间 9月1号
成 绩 同组人姓名 杨丹妮 张雅丽
信号检测论有无法的实验研究报告
王翠翠 杨丹妮 张雅丽
（西南大学心理学院2010级应用班 重庆 400715）
摘要 本实验旨在通过重量辨别，学习信号检测论中的有无法。被试为西南大学心理学院应用心理班的一名学生，实验在西南大学心理学院的实验室进行，采用遮光镜、100克、104克、108克和112克的重量砝码各一个，要求被试辨别感触到的砝码是信号还是噪音，实验结果显示,被试的辨别力指标较强，所以通过实验我们更加深了对信号检测论有无法的理解。此次实验假设被试的辨别力指标较弱。
关键词 重量辨别 信号检测论 信号 噪音
1、引言 信号检测论 (SignalDetection Theory, 简称 SDT) 属于信息论的一个分支 , 研究对象是信号传输系统中的信号接收部分。它借助于数学形式 , 分析信号接收者如何把信号从噪声中提取出来[1]。1954年 , 美国密歇根大学的 Tanner和 Swets首先在心理学的研究中引进 SDT, 用于研究知觉过程 , 现已扩展到记忆、思维、人格研究等领域。在心理学领域 , 人的感觉器官和中枢神经系统可以看作一个信息处理系统 , 把刺激看作信号 , 把刺激中的随机物理变化和感知过
程中的随机变化看成噪音 , 这样人对刺激的分辨问题就等效于在噪音中检测信号的问题。随着机器系统的日益自动化 , 人 ———机界面中人的任务越来越倾向于对一些物理声光信号的不同类别进行判别并做出不同的反应。可见 , SDT并不严格地关注感觉过程 , 而是强调刺激事件出现与否的决策判断过程。关于信号检测论的基本思想为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（distribution）：信号加噪音（SN）分布和噪音（N）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，因此总体上信号分布总是比噪音分布的心理感受更强些。信号的心理感受强度可以用两个分布之间的距离来描述（Gescheide,1997），同样信号分布和噪音分布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’）[2]。在信号检测论中，被试的反应有四种：（1）刺激出现并报告“有”，这种反应被称为“击中”（hit）；（2）刺激出现并报告“无”，这种反应被称作“漏报”（miss）；（3）刺激没有出现并报告“有”，这种反应被称作“虚惊”（false alarm）；（4）刺激没有出现并报告“无”，这种反应被称作“正确拒斥”（correct rejection）。信号检测论有无法指的是信号出现，报告“有”，信号没出现，报告“无”，而且本实验还可以加深被试（学生）对信号检测论有无法的了解与运用。
2、方法
2、1 被试
此次实验的被试是西南大学心理学院2010级应用心理学专业的一名学生（女，19岁）
2、2 仪器和材料
遮光镜，100克、104克、108克和112克的重量砝码各一个。
2、3 实验设计
此次试验采用被试内单因素设计，使得被试的个体差异得到有效的控制
2、4 实验程序
把104、108和112克的重量分别和100克的重量比较10次，选出一个在10次比较中有7次觉得比100克重的重量作为信号刺激；100克的重量作为噪音，主试按下列三种不同的SN和N出现的概率安排实验顺序
然后每种先定概率做100次，每50次实验中信号和噪音出现的顺序按随机原则排列。在正式实验时，在每50次实验开始前，先让被试熟悉一下信号和噪音的区别，并告诉被试在这50次中信号出现的概率。主试按安排好顺序呈现刺激，哪一次呈现信号，哪一次呈现噪音务必搞清楚。两次呈现的时间间隔至少3秒千万不要为了赶进度不断地呈现刺激。被试提举重量时，提的高低，快慢要前后一致，提手后若判断为信号就回答“信号”，主试就在记录表上相应的地方记下“十”号，若判断为噪音就回答为“噪音”，主试就记“一”号，每做完50次休息5分钟，按上述方法继续，直到做完300次为止。
3、结果
根据实验数据得出以下实验统计结果
先定概率为0.5时的统计情况：
SN N
SN
N
P(Y/SN)=0.78
P(Y/N)=0.42
先定概率为0.2时的统计情况：
SN N
SN
N
P(Y/SN)=0.
65
P(Y/N)=0.25
先定概率为0.8时的统计情况：
SN N
SN
N
P(Y/SN)=0.83
P(Y/N)=0.2
从以上的统计情况可以看出，当先定概率为0.8时，击中的条件概率
较大，而当先定概率为0.2时，击中的条件概率较小，即随着先定概率的增加，击中率也在增加，而虚惊率没有出现这种规律。这表明击中的条件概率与先定概率有着密切的关系。
根据上述数据统计不同先定概率下的d'和β
项目
0.2 P
Z
O
0.5 P
Z
O
0.8 P
Z
O y/SN 0.65 0.385 0.370 0.78 0.772 0.296 0.83 0.954 0.253 y/N 0.35 -0.385 0.370 0.42 -0.201 0.390 0.2 -0.841 0.280 1,795 0.904 0.973 0.758 d' 0.77 β 1
从反应偏向β来看，三种先定概率下，被试的判断标准有一定差异。先定概率0.2时β=1,0.5时β=0.758,0.8时β=0.904。一般认为，β>1说明被试掌握的标准较严，β值接近或等于1，说明被试掌握的标准不严也不松。所以，被试在先定概率为0.2和0.8下，判断标准不严也不松，而0.5时判断标准则较松。但三种情况下β值都没超过1，说明被试判断标准都不算严格。从辨别力d'来看，在0.2和0.5的先定概率下，被试敏感性显著低于先定概率为0.8的情况。说明被试在0.8的先定概率下，对输入感觉刺激较敏感，击中率较高。
运用Excel画出ROC曲线
ROC曲线的曲率是由信号强度决定的，与被试的判断标准无关，当ROC曲线离对角线越远，表示被试的辨别力越强，从上述ROC曲线的情况可以看出，被试的辨别力受先定概率的影响较大。
4、讨论
通过此次试验中，我们了解到被试对信号检测论的有无法掌握的比较透彻，但是实验数据所画出的ROC曲线与预期相差较大，所得结果不同于前人实验。我认为有以下几种原因：（1）被试人数只有一人，实验数据易受被试个人影响，形成一些极端数据（2）由雷文斌（2011.15）提出，人在决策时倾向于在最高和较低自信下失误，中等自信下有利于决策正确；在最低评价等级下，正效价情绪下有利于决策正确，负效价情绪下倾向于决策失误。被试对信号的判断虽然受到先定概率的影响，但若被试对于自己的判断能力自信则在作出判断时受到先定概率的影响可能会减小。使得反应偏向β的值随先定概率的变化的变化不明显。（3）没有对被试判断进行奖惩制，无论被试的判断是否正确，对被试来说都没有任何影响。如果漏报一个信号会造成严重后果, 而
虚报一个信号也不会造成太多损失, 那么观测者判断信号的标准会较宽, 在信号不清晰时会倾向于报告一个信号, 采取宁虚报也不漏报的态度。反过来看, 如果虚报信号会造成太多损失而漏报信号的损失较小, 则观测者判断信号的标准将较严格, 不轻易报告一个信号, 会采取宁漏报也不虚报的态度。可见, 判断信号正确与否的后果直接影响着观测者内心对判断标准的设定。（张铎。2006.4）
但是此次实验有着重大的意义，它让我们更加熟悉并掌握了信号检测论的基本思想与内容，并学会了运用，信号检测论可应用于预警、心理战、教育等领域。此次实验研究中也有很多的干扰因素，比如：实验中被试的疲劳程度、被试对重量的感知能力的强弱程度、环境因素对被试的影响，被试对信号检测论有无法的理解与掌握程度，主试是否严格按照实验标准与程序来进行此次试验，主试是否对被试有无意识的暗示，其他组成员讨论实验结果的内容是否影响本组实验的进行，天气因素是否影响着实验者的心情等等。另外，我们的实验研究也有诸多需要改进的地方，比如：试验次数太多，我们是否可以稍微减少试验次数来保证被试有着充足的精神面貌来进行试验；为了免受环境的影响，我们是否可以在相对组数较少、环境比较静的实验室来进行试验；另外，实验过程中，主试人员确保不能对被试有某种暗示，而且必须严格按照实验程序操作实验。
另外，信号检测论也有着广泛的应用：（1）在认知领域的应用。信号检测论被用于再认记忆、内隐记忆等心理实验中。信号检测论的理论对这些研究结果有良好的解释，使实验有重大进展。（2）在刑侦中的
应用。乐国安，李安（2004.6）提出在一定程度上，运用信号检测论来解释认证过程比理想化地假设法官是理性的更切合实际。信号检测论是以数学统计决策理论为基础、可应用于个体的信号检测的信息论,所以从信号检测论这一视角来审视两者关系,不仅可以解释宏观的刑事诉讼的可错性,而且还可以为实现个体正义提供决策思路。（乐国安，李安.2004.9）
5、结论
先定概率虽然对被试的判断标准产生了影响，但是被试通过实验熟悉的掌握了信号检测论的有无法，并且被试的辨别能力较强。
参考文献
[1] 龚自方. 关于信号检测论原理的讨论 [J]. 心理科学 , 1995 ( 18 ).
[2]郭秀艳，《实验心理学》，人民教育出版社，2004
[3]雷文斌.视觉情绪记忆的判断标准变化。价值工程。2011.15
[4]张铎.信号检测论在船舶了望中的应用。青岛远洋船员学院学报。2006.4
[5]乐国安，李安.信号检测论在刑事诉讼认定证据中的应用。政法学刊。2004.6
[6]乐国安，李安.惩罚犯罪与保障无辜的信号检测论分析。杭州师范学院学报（社会科学版）。