信号检测论的原理

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1、第三节信号检测论问题：非感觉的因素对阈限的影响：如最小变化法中的期望和习惯误差；恒定刺激法测差别阈限时的自信心——如何把反应倾向从阈限测定中分离出来？检测器对光电传感器输出信号的判断：噪音，信号，反应标准，虚报，漏报；击中概率会随反应标准而变化，但电子侦察系统的辨别能力不变。一、信号检测论概述1.含义：在心理学中，信号检测论是一种既能测量被试的反应倾向，又能测量被试的辨别能力的现代心理物理法。信号检测的实质是有意识地利用信号和噪音的统计特性尽可能地抑制噪音，从而提取信号。2.由来：最早用于通讯工程，如雷达、声纳等电子侦察系统中。通过该技术，可以借助

2、数学的形式描述侦察员在某一时间将掺有噪音的信号从背景中辨别出来的情况。该法后来又在多种领域得到了广泛的应用，包括：地震学、天文学、生物物理学、气象学、心理学等。信号检测论最早于1954年由密西根大学的特纳和斯韦茨（Tanner&Swets）用于心理学研究。其理由是：人的感知系统可以看作一个信息处理系统；可以把感觉刺激看作是信号，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。因此，人对刺激的辨别问题可等效于一个在噪音中检测信号的问题。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

3、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’1.2β1.3;抑制条件d’1.2β2.14.适用条件：一般用于信号引

4、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。如：假设有三个色子，其中两个是正常的，六面分别是1、2、3、4、5、6。第三个色子则不同，其中三个面是“3”，另三个面是“0”。三个色子抛完一次后，只告诉三个色子的总点数，要求根据总点数的数值判断第三个色子出现的是“3”还是“0”。猜对给予奖励，猜错则予以惩罚。总点数T23456789101112131415“0”的次数12345654321000“3”的次数00012345654321“0”的概率f(0)100100100807167564433292

5、0000“3”的概率f(3)0002029334456677180100100100信号检测论就是通过信号和噪音的两个概率分布来求被试的反应偏向和辨别能力的。其他类似分布:考试成绩（某得分的人数-通过率）根据“次数”形成分布“0”的次数分布“3”的次数分布二、信号检测论的数学基础信号检测论：反应偏向、辨别力指标主要术语：击中概率、虚报概率、漏报概率、正确否定概率分布统计判断标准二择一的刺激情境一定范围内的模糊感觉（弱-强）判断为SN的概率判断为N的概率辨别能力判断标准由N引起的感觉分布由N+SN引起的感觉分布N分布和SN分布的横轴和纵轴分别代表什么

6、？——横轴代表由刺激（N或N+SN）强度引发的感觉印象的强度；纵轴代表感觉印象的频率，即特定感觉印象出现的次数。三、信号检测实验的术语1.信号：呈现在噪音背景上的刺激（SN）。2.噪音：一切对信号起干扰作用的因素都可当作“噪音”（N）。3.先定概率（先验概率）：是指在呈现刺激前，主试事先告诉被试的SN和N各自出现的概率。4.对有无信号出现判定的四种结果：信号是否出现被试报告情况判定概率及表示方法击中有（SN）有（y）击中条件概率，P（y/SN）虚报无（N）有（y）虚报条件概率，P（y/N）漏报有（SN）无（n）漏报条件概率，P（n/SN）正确否定无

7、（N）无（n）正确否定条件概率，P（n/N）SN击中漏报N虚报正确否定反应刺激yn两择一判决矩阵四、信号检测论的两个独立指标（一）似然比（β）1.似然比的含义：似然比是信号检测论中用以表示反应偏向的一个指标，是指信号加噪音引起的特定感觉的条件概率与噪音引起的条件概率的比值。具体表示为在特定的刺激值（XC）上，信号分布的纵轴与噪音分布的纵轴之比。公式为：β=纵轴击中/纵轴虚报=O击中/O虚报2.似然比的影响因素：（1）先定概率的影响；（2）奖惩办法或支付矩阵的影响。支付矩阵是指在一定的信号和噪音出现的先定概率条件下，对被试判断结果的奖惩办法。β值和先

8、定概率P（SN）、P（N）以及支付矩阵的关系可用如下公式表示：β=P（N）VnN+（VyN）P（SN）VyS+（VnS）×