信号检测法 - 实验报告

信号检测法 - 实验报告

信号检测法实验报告

天津师范大学外国语学院08级英语系费婕

1 摘要

本次实验旨在通过被试辨别重量，学习信号检测法实验的有无法。通过研究可得到以

下结论：被试对于辨别重量的感受性波动较大，且被试掌握的判定标准随先定概率的增大

而变得严格。所得结论与一般规律相违背，主要是因为实验操作时没有严格控制好主客观

因素，造成较大误差。

2 引言

传统心理物理学的研究自感觉阈限的测量开始。感觉阈限（sensory threshold），

简称阈限，包括两方面：绝对阈限和差别阈限。其中，绝对阈限（Reiz Limen，简称RL）指刚刚引起心理感受的物理刺激量。

自从费希纳开创了心理物理学的研究之后，此领域受到众多心理学家的关注并在理论

和方法上取得了重大的突破，最终形成了现代心理物理学，其中一个重要方面的内容就是

信号检测法。

信号检测论可以将感觉测量实验中被试的辨别力和反应偏向分离，从而解决了传统阈

限测量中客观感受性和主观干扰因素相混淆的问题。

本实验的目的是：测定被试对重量辨别的感受性；学习信号检测法实验中的有无法；

学会对整理实验数据。

3 方法 3.1 被试

应用心理学专业在校大学生1名，女性，20岁，身体健康。应用心理学专业在校大学生1名，男性，20岁，身体健康。 3.2 仪器和材料

JGW――B心理实验台操作箱，100g、104g、108g、112g的重量砝码各一个，记录纸。

3.3 实验程序

1）在正式实验开始前，把其余三种重量分别与100g的重量比较10次，选出一个在

10次比较中7或8次令被试觉得比100g重的重量作为信号刺激，100g作为噪音。

令SN先验概率分辨为20，50，80，每种先验概率做50次测试，其中信号和噪音出现

的顺序按照随机原则排列，并列表作为实验准备。

2）要求被试在实验位置就坐，把手伸进操作箱袖套，确定被试不能看到刺激点。主

试向被试陈述指导语，先让被试熟悉一下信号和噪音的区别，要求被试在排除视觉的情况

下根据感觉报告哪一个重量比较重，分不清可以猜测（仅两种报告结果）。在被试的非实

验区试测几次后，进入正式实验。

3）主试按照预先列表的顺序呈现刺激，并告知被试在这50次中信号出现的概率。被

试用拇指和食指拿着圆柱体慢慢上举，使之离开测试面约2cm，2秒后放下，若判断该重

量为信号则报告“信号”，此时主试在记录表上相应的（）内记下“+”；若被试报告

“噪音”则记录“-”。两刺激间隔至少三秒，每做完50次休息5分钟。按照上述方法继续，直到一位被试测完150次。

实验过程中主试不要提示被试报告正确与否，也不要做出任何暗示。 4 结果

4.1 根据实验结果，对信号检测法所得的实验数据进行统计并计算，得到下表：

具体运用到的公式有：

P（H）=击中次数／（击中次数+漏报次数） P(FA)=虚报次数／（虚报次数+正拒次数）d’=Z击中-Z虚报β=O击中／O虚报

1）先验概率=0.2 报告信号实际信号（被试一；被试二）： 2；9 噪音（被试一；被试二）8；1 （被试一；被试二）25；32 噪音（被试一；被试二）15；8 被试一：P(Y/SN)=2/10=0.2 P(Y/N)=15/40=0.375 被试二：P(Y/SN)=9/10=0.9 P(Y/N)=8/40=0.2 2）先验概率=0.5

报告信号噪音实际信号（被试一；被试二）20；19 （被试一；被试二）5；6

噪音（被试一；被试二）10；6 （被试一；被试二）15；19 被试一：

P(Y/SN)=20/25=0.8 P(Y/N)=10/25=0.4 被试二：P(Y/SN)= 19/25=0.76

P(Y/N)=6/25=0.24 3）先验概率=0.8 报告信号噪音实际信号（被试一；被试二）29；

30 （被试一；被试二）11；10 噪音（被试一；被试二）1；4 （被试一；被试二）9；6 被试一：P(Y/SN)=29/40=0.725 P(Y/N)=1/10=0.1

被试二：P(Y/SN)=30/40=0.75 P(Y/N)=4/10=0.4

4.2 根据以上的6对P(Y/SN)和P(Y/N)，得到一下ROC曲线： 1）被试一：

2）被试二：

4.3 ROC曲线通过转化得：

1）被试一项目0.2 P y/SN 0.2 y/N 0.375 d’ -0.525 β 0.736 Z O P 0.5 Z O

P 0.8 Z O -0.845 0.279 0.8 0.845 0.279 0.725 0.60 0.333 -0.32 0.379 0.4 -0.255 0.386 0.1 -1.285 0.174 1.885 1.914 1.1 0.723 β（80%）>1, 1>β（20%）>β（50%）

1）被试二项目 P 0.2 Z O 0.5 P y/SN 0.9 1.285 0.174 0.76 y/N 0.2 -0.845

0.279 0.24 d’ β 2.13 0.624 1.41 1 Z O P 0.8 Z O 0.705 0.311 0.75 0.675 0.317 -0.705 0.311 0.4 -0.255 0.386 0.93 0.821 β（50%）=1, 1>β（80%）>β（20%）

从结果可得，被试一的辨别力随先定概率的增大而增强，而被试二的辨别力则随先定

概率的增强而减弱。

另外，被试一的标准与先验概率之间不存在明显的线性关系，当先定概率增大到0.8时，被试的标准突然严格了许多；总体来说被试二的标准是比较松的。实验的准确性不高。

5 讨论

1）说明被试重量辨别的感受性

根据实验设计，SN分布曲线和N分布曲线的重叠程度是随先定概率的增大而减小的，也就是说，被试的感受性应该是增强的。从这一点看来，被试一的实验结果符合规律，而

被试二的结果与规律相悖的原因有以下几点：

（1）被试受到疲劳误差影响。由于实验时间有限，所以被试在实验过程中的休息时

间不充足。

（2）实验时，环境不安静，偶尔有同学观看，其他同学的表情与言语反应影响了被

试判断。在以后的实验当中必须注意这两点，以减少误差。

2）SN先验概率对被试判断标准的影响

一般来说，β越大，则被试越不容易倾向于报告“信号”，而β越小则越容易虚报。则被试一在先定概率为0.8时的虚报概率大大低于前两种水平的先定概率，符合实际结果；被试二的

先验概率的增大，会使被试更容易倾向于报告“信号”，即越容易虚报。但从结果看来，被试一的标准越来越严格，被试二的标准与先验概率之间的相关性较低。造成这一重

大误差的原因有以下几点：