第四节信号检测论(1)

一、实验目的1. 理解信号检测论的基本原理和概念。

2. 掌握信号检测论实验方法，包括实验设计、数据收集和分析。

3. 分析信号检测论在心理学研究中的应用，探讨其在不同领域中的价值。

二、实验背景信号检测论（Signal Detection Theory，简称SDT）是心理学中一种重要的理论和方法，主要研究个体在感知和判断过程中的心理机制。

该理论认为，人们在感知外界刺激时，总是受到噪声的干扰，而信号检测论旨在研究个体在噪声中如何识别和判断信号。

三、实验方法1. 实验设计实验采用2（刺激类型：信号与噪音）× 2（判断标准：接受信号、拒绝信号）的混合设计。

2. 实验材料实验材料包括信号、噪音、判断标准等。

3. 实验程序（1）被试随机分为两组，每组10人。

（2）实验开始前，主试向被试讲解实验目的、实验流程及注意事项。

（3）被试依次进行信号和噪音的判断，主试记录被试的判断结果。

（4）实验结束后，主试向被试表示感谢。

四、实验结果1. 数据收集根据实验记录，统计被试对信号和噪音的判断次数。

2. 数据分析（1）计算被试的辨别力指数（d'）：d' = Z(SN) - Z(N)，其中Z(SN)为信号判断的Z得分，Z(N)为噪音判断的Z得分。

（2）计算被试的判断标准（C）：C = Z(SN) - Z(N)，其中Z(SN)为信号判断的Z 得分，Z(N)为噪音判断的Z得分。

五、讨论1. 实验结果分析根据实验结果，我们可以发现：（1）被试在信号和噪音的判断上存在差异，表明信号检测论在心理学研究中的应用具有一定的价值。

（2）被试的辨别力指数和判断标准在不同刺激类型和判断标准下存在差异，表明信号检测论可以揭示个体在感知和判断过程中的心理机制。

2. 信号检测论的应用信号检测论在心理学研究中具有广泛的应用，例如：（1）认知心理学：研究个体在感知、记忆、思维等认知过程中的心理机制。

（2）临床心理学：评估个体的认知功能，为心理疾病的诊断和治疗提供依据。

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。

信号检测论一、信号检测论简介⏹信号检测论（signal detection theory，SDT）是信息论的一个重要分支。

⏹1954年，美国心理学家WP. Tanner 和JA. Swets把它应用于人的知觉过程它的出现彻底改变了以往人们对阈限的理解，将个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。

使心理物理学方法发展到一个新的阶段。

⏹信号检测论已经被运用于从感觉实验到临床研究的各个领域。

最为突出的就是认知领域。

⏹如大麻对记忆的损害。

研究发现：大麻降低了再认记忆的分辨力和再认记忆的判断标准。

⏹抑郁使再认记忆的判断标准升高⏹自身攻击性强的青少年，在问卷调查中对攻击行为的辨别力较低。

二、信号检测论的原理⏹信号和噪音⏹信号: 就是刺激SN⏹噪音：信号所伴随的背景N⏹对信号起着干扰作用的因素都可以当作噪音⏹两个假设⏹第一个假设认为：重复呈现同一刺激并不产生相同的感觉量，因此，多次呈现同一刺激就会形成一个感觉分布，而且由SN和N引起的感觉分布是正态的，两个分布的标准差相等，SN分布的平均数要大于N 分布的平均数。

⏹（1）信号分布的均值总是大于噪音分布的均值⏹（2）呈正态：信号和噪音的感觉强度都受各种随机因素的影响⏹（3）有重叠：这一强度范围的感觉可能由信号导致，也可能由噪音导致⏹（4）两分布的距离：可用来衡量被试的感受性，被称为辨别力指标d′第二个假设认为被试在决定某一感觉是由信号还是噪音引起时，是根据自己的主观标准，即决策来判定的。

⏹问题：⏹一个朋友给你安排了一次约会，这个约会对象是你从来没有见过的，对她（他）的情况你一无所知，请问你要去参加约会吗？⏹问题：⏹家里要求你回去结婚，这个结婚对象是你从来没有见过的，对她（他）的情况你一无所知，请问你要去结婚吗？按照决策理论的观点：当一个人考虑结婚时，我们中的大部分人是保守的决策者；但当考虑与一个陌生的人约会时，则是大胆的决策者。

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1 引言信号检测论又称现代心理物理学方法或SDT，是信息论的一个重要分支，1954年美国心理学家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定阶段。

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，因而能够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学方法的地方。

信号检测论有两种实验方法，分别是有无法和评价法。

有无法要求事先选定SN刺激和N刺激，并规定SN和N出现的概率，然后以随机方式呈现SN或N，要求被试回答，刚才的刺激是SN还是N。

评价法不仅要求被试对有无信号作出判断，还要求按规定的等级作评价，即说明每次判断的把握有多大。

本次实验使用的是有无法。

本次实验的目的是检测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2.1 被试某大学本科生一名，男，20岁。

2.2 材料两个数字总体（SN和N）卡片正面写着1或2位的数字。

两个数字的总体分布见表1：2.3 程序①确定五种先验概率，分别为10%、30%、50%、70%、90%。

②主试将P（SN）=0.9，P(N)=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；最后将抽出的50张总体洗匀。

③让被试仔细研读表1数据。

在被试表示阅读充分后，进行试验：告诉被试，这轮试验的先验概率是10%，即50张卡片中有45张是噪音，5张是信号。

在每次看到一张卡片时被试就必须判断它是SN还是N。

主试记下被试的回答。

④在本轮结束后，让被试休息2分钟，进行下一轮实验。

⑤主试依照前面的程序，进行先验概率分别为30%、50%、70%、90%的实验。

3 结果在本次实验中依照计算公式：击中率P(y/SN)=击中次数/(击中次数+漏报次数)；虚报率P(y/N)=虚报次数/(虚报次数+正确否定次数)，计算五次实验的击中率和虚报率。