信号检测论的应用

地震减灾范例



1976年7月28日凌晨3点42分，河北省唐山市发生7.8级地震，灾后统计 超过24万人丧生。与之形成鲜明对比的是，距离唐山115公里的青龙县， 由于实现了地震预防，全县直接死于地震灾害的只有1人。青龙在震中 损坏房屋18万间，其中倒塌7300多间。 县地震办公室王春青：国家地震局在唐山召开的京津唐渤张地区群测群 防经验交流会（21日结束）；国家地震局华北组组长汪成民说7月22日 至8月5日之间，京津唐渤张地区将有5级以上的地震，下半年至明年， 华北可能出现8级地震。 24日县委冉广歧… 当被追问“您作为一把手发布临震预报，到底有啥压力”时，他的回答 发人深思： “我也有老婆孩子，也有自己的事业。我心里头，一边是县委书记的 乌纱帽，一边是47万人的生命，反反复复掂哪。不发警报而万一震了 呢？我愧对这一方的百姓。嘴上可能不认账，心里头过不去…….”

传统的心理物理法公认，提示能提高耐痛阈，并 且这种提高是由痛觉的减轻导致的；而信号检测 论的研究结果完全否定了这种解释，认为提示的 唯一作用是使被试提高痛阈报告的标准。
信号检测论与上帝是否存在



证据主义的核心原则：“无论是谁，无论在哪， 只要相信没有充分证据的东西，就会大错特错。” （Clifford ） “除非得到充分的证明，则绝对不能信”的极端 观点只适用于某些特定领域，如科学研究，而如 果将其不假思索得推广到人生的所有领域就很有 可能让我们错过生命中非常重要的东西，甚至是 关于生命的绝对真理。（William James ） 有没有一些信念我们是可以不借助充分的证据就 应当坚定的接受并加以持守呢？
事实
上帝是存在的
上帝是不存在的
有神论 永恒真理的机会
“证据主义”认为一类错误比较严重，而“改革宗认识论”则认为二类 错误比较严重。 当我们面对生活，面对生命，面对朋友亲人的时候，用“改革宗认识论” 比较妥当。因为你的生命是有限的，不够用来反复做实验搜集证据。而 且你的风险太大了。 ——神学的认识论
信号检测论
（一）信号检测论在心理物理法中的作用

主要用于被试感觉辨别能力的测量



例：重量辨别能力的测量 实验刺激：通过预备实验选取两个刺激，选择 其中一个作为信号刺激，另一个为噪音刺激。 实验过程：以有无法为例，确定3-5个先定概 率，规定每种概率的实验次数和呈现顺序，并 按规定实施实验。记录反应结果。 实验结果：根据各种先验概率下的P（y/SN） 和P（y/N），求出d’和β。
（四）信号检测论在心理学其他领域的应用

1.司法心理学有关目击证人证词正确性的研究 见证人对犯罪嫌疑人的辨认也属于信号检测 问题。判断标准的高低将导致不同的后果。

有关研究得出的启示：肯定回答并很有信心 的人实际上比不太肯定的人敏感性更低；告 诉见证人罪犯可能不在“队列”中，能使反 应偏向接近最佳水平。
信号检测论在内隐记忆研究中的应用举例
研究题目：有关内隐学习规律的研究 实验设计：两因素多水平设计。第一个自变量是“有无回忆”， 为被试内变量，分成两个系列：A系列要求被试在记忆字母 串后做三次连减“3”的心算题目，当屏幕上出现“A”时， 回忆出整个字符串，每次回忆后有正确答案进行核对，以 保证记忆效果；B系列也要求被试在记忆字母串后做连减 “3”的心算题目，当屏幕上出现“B”时，要求回答算术答 案。第二个自变量为“信号与噪音的比例大小”。信号是 指含有“SCT”的字符串；噪音为不含有“SCT”的字符串。 该自变量有六个水平，即A、B两个系列中所含的“SCT”的 比例有6种，为被试间变量，所以有6个被试组。研究的主 要问题是A、B系列的再认指标d’是否与SCT的含量有关。

3.西宁0.24 8.乌鲁木齐0.19 13.福州0.16 17.银川0.14 21.长春0.13


14.哈尔滨0.16 18.济南0.14 22.沈阳0.13 26.武汉0.11



23.呼和浩特0.13 27.天津0.11 江门（0.25）
25.广州0.11

28.北京0.11
29.重庆0.10
中国部分城市地震危险度排名

(UERDI值，指数越高风险越大) 1.石家庄0.35 6.南昌0.22 11.南京0.18 15.太原0.16 19.贵阳0.13 2.合肥0.25 7.杭州0.21 12.兰州0.17 16.西安0.15 20.南宁0.13 24.昆明0.11
—— 先定概率
4.海口0.23 9.成都0.18 5.长沙0.22 10.郑州0.18
信号检测论在再认研究中的应用举例
研究题目：识记材料类型对再认效果的影响 研究方法：信号检测论的有无法或评价法（讨论：具体如何实 施？），把学过的词或图形，即“旧”的刺激作为信号， 把没学过的词或图形，即“新”的刺激作为噪音。 实验设计：采用单因素完全随机设计。自变量为识记材料的类 型，分三个水平：具体事物图形，抽象图形，具体事物的 名词。 实验材料：包括各种类型的新旧图形各25张。（如果采用有 无法，考虑先定概率，实验材料可做如何安排？）
（二）信号检测论在再认研究中的应用
1. SDT可用于再认研究的原因：再认任务中被试所面临的问 题实际上把当前的刺激与记忆痕迹进行比较，检测当前刺 激是否是曾经学过的词，用“是”或“不是”做反应。而 这种实验任务是典型的信号检测问题。 2. SDT用于再认研究的优点： （1）传统再认测验法的实验结果可能受到各种主观因素或 反应偏向的影响，而SDT可分离出这些因素的影响； （2）SDT的再认研究中，错误反应包括漏报和虚报，有利 于进一步分析错误原因； （3） 因变量d’比传统的再认法指标正确率和错误率更灵敏。
法律判决中的信号检测论应用
法律的宗旨：惩罚犯罪；保障无辜 犯罪嫌疑人——击中：职权侦查、法定起诉； /漏判：逍遥法外 被告 无辜者——正确否定：无罪推定，释放；/错判：冤假错案 米兰达规则包含判决的可错性
判决的可错性：在特定的时效内和既定的科学认识水平下，法律裁判的错误性无法完 全避免。 “法律人在判断犯罪嫌疑人（被告人、罪犯）与无辜时，其心理确信程度可视为一个 有强度差异的连续体。” ——模糊感觉连续体 分布: 无辜者构成犯罪的可能性的分布也会接近正态（无辜者全体的分布）; “犯罪 嫌疑人”构成犯罪（法定）的可能性的分布也会接近正态的（嫌疑人群体的分布） 犯罪嫌疑人中存在无罪者，无辜中存在犯罪嫌疑人（两种分布交叉，可错性的实质）。 ——如何获得击中概率和虚报概率？ （乐国安，李安：信号检测论在刑事诉讼认定证据中的应用）
实验过程：首先呈现指导语。然后进行练习。接着进行 正式实验：以具体图形材料的实验为例，先呈现25张 旧图片，每张持续5秒钟，两张图片之间间隔2秒；呈 现完一遍后，把新旧图片混合，要求被试判断哪些是 新的，哪些是旧的，记录反应结果。 预期结果：根据记录的反应，计算出三个实验组每个被 试的P（y/SN） 和P（y/N）；然后求出三个实验组每 个被试的d’和β；最后用单因素方差分析检验识记材 料类型的主效应是否显著，并用多重检比较三种类型 识记材料的识记效果的差别。
犯罪或无辜的判定情境
有罪或无辜的心理确信程度强度差异连续体
由无辜者信息引起的可能性分布
辨别能力
由嫌疑人信息引起的可能性分布
判断为无辜的概率
判决的 可错性
判断标准
判断为有罪的概率
2.工程心理学，有关警戒操作的研究





有关警戒操作成绩下降原因的研究 警戒：是指操作者在相当长的一段时间内，对环境中偶然出 现的某种信号进行觉察并作出反应的持续准备状态。 “钟表任务” 研究发现：警戒衰退可能由敏感性下降和反应偏向两种原因 引起。敏感性降低的原因有：疲劳，记忆因素。 警戒衰退的唤醒理论(d’不变， β增高)和期望理论（反应偏 向的调整）。 防止警戒衰退的办法：改善操作者对信号特征的记忆和降低 其记忆负荷，反复训练，信号增强，转换感觉通道。
实验过程：分两个阶段：（1）学习阶段，呈现指导语，明确A、 B系列的不同要求，对字符串进行回忆或不回忆，达到不同的 学习效果；（2）测验阶段，呈现60个字符串，有的含有 “SCT”，有的不含“SCT”，有的属于A系列，有的属于B系 列，要求被试对A、B作出选择反应。 实验结果：被试在学习阶段接触含“SCT”字符串的机会越多， 对A、B系列的分辨能力越强；尽管被试在学习时是盲目的， 对“SCT”毫无意识，但在测验中却表现出了先前对“SCT”的 接触对A、B系列进行辨别的影响。证明内隐学习是存在的。 SCT 作为信号的含义主要表现在它的含量类似于先定概率。 击中概率与虚报概率是基于A、B的判断算出来的。
3.信号检测论与地震预测
地震信号
《数十万只蟾蜍迁徙引居民担忧》 2008年05月10日 四川在线-华西都市报
5月9日19点54分，一位网友在某贴吧里说，“我刚才看见大片地震云，我 在临沂看见大片地震云，不知今明两天哪里要发生6级以上强震。”
预测结果




击中：地震预警信号出现，发现了也汇报了。 漏报：地震预警信号出现，但没有汇报，可能是 由于没留意（为什么？），也可能留意了但不愿 汇报（为什么？如何解决？）。 虚报：地震预警信号没有出现，以为有去汇报了。 正确否定：地震预警信号没有出现，没有去汇报。
2.SDT用于内隐记忆研究的原理
原理： Merikle和Reingold(1991)认为，如果在 内隐记忆实验中，某种间接测量与直接测验相 比，或与控制条件相比显示了较高的辨别力， 那么在这种测验中就存在内隐记忆。也就是说 可通过辨别力的比较证实内隐记忆是否存在。 3.SDT用于内隐记忆研究举例：
（三）信号检测论在内隐记忆研究中的应用
1. 内隐记忆简介 内隐记忆是指在不需要意识或有意回忆的情况下，个体的 经验自动对当前任务产生影响而表现出来的记忆。 内隐记忆通常通过间接测验来测量，只要测验出学习效果， 就说明有内隐记忆效果。 间接测验的条件：（1）学习任务与测试任务之间存在某种 关联（语音、语义、形状）；（2）在测试任务中控制条 件使被试意识不道两种材料之间的关系，并且不是有意采 用学习阶段的某些信息来完成测试。常用的间接测验有： 知觉辨认，词干补笔，残词补全，词汇判断，残图命名， 词汇联想，偏好判断，变位字问题，物体决定任务，类别 范例生成等。
30.上海0.10

3.医学心理学，有关痛阈的研究

医学诊断中的应用

医生需要对病人作出“是”或“否”的判断。即 也涉及到信号和噪音的辨别问题。虚报和漏报都 可能导致严重后果。通过ROC曲线可以分析医生 诊断操作的特点。如对X光片做正常或者异常的判 断。

Clack(1974)对痛感受性和报痛的研究