信號檢測論（有無法）實驗報告

韋琳 廖倩 黃彬芯

1 前言

信號檢測論（Signal Detection Theory，簡稱SDT），是一種心理物理法，是關(guān)于人們在不確定的情況下如何作出決定的理論。它是信息論的一個重要分支。常以SN（信號加噪音）表示信號，以N表示噪音[1]。在心理學(xué)領(lǐng)域，信號檢測論所指的信號可以理解為刺激。在信號檢測論中，噪音就是對信號檢測起干擾作用的所有背景。

信號檢測論將個體客觀的感受性和主觀的動機、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。它將辨別力和判斷標準分離，使實驗者可以用一些方法測量反應(yīng)的傾向性，并使測得的被試的辨別力不受反應(yīng)傾向性的影響。通過信號檢測論可以排除主觀標準設(shè)定的變動，求得感覺系統(tǒng)對某一強度刺激的感受性，信號檢測論多選用辨別力指標d來作為反映客觀感受性的指標；用似然比β或報告標準C來對反應(yīng)傾向進行衡量[2]。

信號檢測論增進人們對于閾限的理解以及提供傳統(tǒng)和現(xiàn)代心里物理學(xué)整合的可能性。

2 方法

2.1 被試

大二學(xué)生，女，20歲。

2.2 實驗儀器和材料

本實驗采用成都中醫(yī)藥大學(xué)信號檢測論—有無法實驗程序，根據(jù)給定的各種文字或圖形材料定義實驗參數(shù)。

2.3 實驗程序

進入實驗操作后在“信號+噪音數(shù)量”后面選擇信號與噪音的總數(shù)量為80，在“先驗概率P（SN）”中定義信號呈現(xiàn)的先驗概率，本實驗中，先驗概率依次為0.1，0.3，0.5，0.7，0.9。選擇“提取圖片”按鈕，之后再預(yù)覽圖片，然后單擊“保存圖片”按鈕，保存圖片材料。

準備進行正式實驗。 以0.5先驗概率為例，主試選擇主界面“正式實驗”菜單中，選擇“給定圖形材料”。被試開始進行實驗，屏幕出現(xiàn)指導(dǎo)語：下面是一個測驗?zāi)愕谋鎰e能力的實驗。實驗開始時，首先在屏幕中心一次呈現(xiàn)一系列的圖片材料，要求你盡量記住這些材料，呈現(xiàn)完這些材料之后，計算機將呈現(xiàn)兩倍數(shù)量的圖片，其中部分是剛才呈現(xiàn)過的，并要求你判斷哪一個呈現(xiàn)過，哪一個沒有呈現(xiàn)過。如果呈現(xiàn)過按“Y”鍵，如果沒有呈現(xiàn)過按“N”鍵。正式實驗開始前，先做練習(xí)實驗，明白上述指導(dǎo)語后按“開始實驗“鍵進行。被試仔細閱讀指導(dǎo)語，并按照指導(dǎo)語進行實驗。最后收集實驗結(jié)果數(shù)據(jù)。

3 實驗結(jié)果

3.1根據(jù)五種先定概率得到的實驗結(jié)果，可計算擊中概率與虛驚概率，再由所得的擊中概率和虛驚概率，可求出不同概率下的d值和β值，見表1

注：d=Z擊中—Z虛驚，β=O擊中/O虛驚

從表1可以得出，被試在先定概率為0.1、0.3、0.5、0.7、0.9的條件下，辨別力d分別為4.625、3.803、4.379、4.625、4.625，判定標準β分別為1、1.781、0.552、1、1。

3.3 以P（y/N）為橫坐標，以P（y/SN）為縱坐標，繪制ROC曲線，見圖1

4 討論

4.1實驗實施

4.1.1實驗實施的不足

疲勞效應(yīng)，在實驗中，由于被試需要做400多次實驗，實驗時間又有限，被試得不到充分的休息，造成疲勞效應(yīng)。 練習(xí)效應(yīng)，在剛開始時，被試可能對信號和噪音的記憶不深刻，所以回答的正確率較低。但隨著實驗的進行，通過不斷地接收信號和噪音刺激，被試會逐漸加深印象，正確率提高。

4.1.2誤差

為避免疲勞效應(yīng)，中途休息了10分鐘，但是由于第一次與第二次信號概率差異明顯，被試在做先定概率為0.3的時候出現(xiàn)了疲勞誤差；在先定概率為0.5的時候出現(xiàn)了練習(xí)誤差。

4.2對被試的擊中率、虛報率、d和β值的討論

本實驗從表可以看出隨著噪音與信號的呈現(xiàn)比率（即先定概率）的變化，被試的判斷標準也會發(fā)生相應(yīng)的改變，而辨別力d的波動也較大，結(jié)果并不符合理論上應(yīng)為隨著先定概率增大，判斷標準減小。先定概率低時，被試不輕易回答有信號，表明被試有了高的判斷標準。當(dāng)先定概率高時，被試容易回答有信號，表明被試有了低的判斷標準。在幾輪實驗中辨別力d并不穩(wěn)定，這說明被試客觀感受性變化較大。本實驗中判斷標準，說明被試的判斷標準嚴松不一。

4.3對ROC曲線的討論

接受者操作特征曲線（ROC曲線），又稱等感受性曲線（本實驗由于精度誤差不能完全做到理想上的等感受性），即以虛報率為橫軸、擊中率為縱軸所組成的坐標圖中，由被試在特定刺激下（如不同的先定概率）由于采用不同的判斷標準得出的不同結(jié)果畫出的曲線。本實驗即采用不同的先定概率作為不同的刺激條件，從圖中可以看出：隨著先定概率的增加，被試的判斷標準β變化幅度不均，這與理論不符。

5 結(jié)論

被試的擊中率和虛報率并沒有隨著先定概率的增加而增加，這與前人經(jīng)典實驗結(jié)果不符。實驗測出了不同先定概率下當(dāng)呈現(xiàn)信號和噪音的先定概率發(fā)生變化時，對被試辨別力（d）和判斷標準（β）均有影響。

參考文獻：

[1]陳曉惠. 心理學(xué)研究中信號檢測論實驗綜述[J]. 教育教學(xué)論壇， 2013（44）.

[2]郭秀艷.實驗心理學(xué)[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，2013