信号检测法实验报告

信号检测法实验

王嘉俊、俞伟飞

（广东第二师范学院）

摘要：本实验运用有关仪器，通过信号检测法测出了我院两位心理班学生在不同先定概率条件下的重量感受性。经过分析认为：先定概率会影响被试的反应结果，随着先定概率的增大，感受性会先下降再升高，判定标准会降低。

关键词：信号检测法范式、先定概率、感受性、判定标准

一、引言

信号检测论（signal detection theory，简称SDT，或称信号侦察论、信号觉察论）的研究对象是信息传输系统中信号的接收问题。在心理学中，它是借助于数学的形式描述“接收者”在某一观察时间内将掺有噪音的信号从噪音中辨别出来。

信号检测论应用于心理学中的基本原理是：将人的感官、中枢分析综合过程看作是一个信息处理系统，应用信号检测论中的一些概念、原理对它进行分析。信号检测论在心理学中具体应用时，常把刺激变量当作信号，把对刺激变量起干扰作用的因素当作噪音，这样就可以把人接收外界刺激时的分辨问题等效于一个在噪音中检测信号的问题，从而便可应用信号检测论来处理心理学中的实验结果。

信号检测论的理论基础是统计决策。信号检测论本身就是一个以统计判定为根据的理论。它的基本原理是：根据某一观察到的事件，从两个可供选择的方面中选定一个。人们要想作这样的决策，必须有一个选择的标准。由于事物之间的区别并不那么明显，人在作选择决策时往往不是对就是错，因此当刺激超过这一标准时被试就以有信号反应，当刺激达不到这一标准时被试就以无信号反应。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：

1.击中。当信号出现时（SN），被试报告为“有”，这称为击中（hit），以y/SN表示。我们把这个判断的条件概率称击中的条件概率，以P（y/SN）表示。

2.虚报。当只有噪音出现时（N），被试报告为“有”，这称为虚报（false alarm），以y/N 表示。我们把这个判断的条件概率称为虚报条件概率，以P（y/N）表示。

3.漏报。当有信号出现时，被试报告为“无”，这称为漏报（miss），以n/SN表示。我们把这个判断的条件概率称为漏报条件概率，以P（n/SN）表示。

4.正确否定。当无信号只有噪音出现时，被试报告为“无”，这称为正确否定（correct rejection），以n/N表示。我们把这个判断的条件概率称正确否定的条件概率，以P（n/N）表示。

被试的判断虽然有4种结果，但判断的条件概率一般只用击中的条件概率和虚报的条件概率两种，即P（y/SN）和P（y/N）。这是因为其他两个条件概率是这两个条件概率的互补，即：P（n/SN）=1- P（y/SN），P（n/N）=1- P（y/N）。以上4种判断结果往往用一矩阵表示，见表1。

这种方法的基本程序是：当主试呈现刺激后，让被试判断刚才呈现的刺激有无信号。事先主试要规定在这轮实验中SN和N呈现的先定概率，并且把判断结果的奖惩办法以及对被试的要求一并向被试说明。然后根据被试对呈现的刺激回答的4种结果（见表2）来估计P （y/SN）和P（y/N）。其计算方法是：P（y/SN）=f1/(f1+f2)，P（y/N）=f3/(f3+f4)。在方阵中，f1为击中次数，f2为漏报次数，f3为虚报次数，f4为正确否定次数。

表2刺激反应矩阵

主试可以通过改变先定概率P(SN)、对判断结果的奖惩办法以及指导语等来改变被试采用的判断标准。每种标准至少要做100-200次实验，才可以取得较稳定的结果。根据每一标准所得到的实验结果f1、f2、f3、f4的方阵，可以估计出P（y/SN）和P（y/N）来。有了击中概率P（y/SN）和虚报概率P（y/N），就可以求出相应的纵坐标和Z分数。用如下公式求出判断标准似然比β和辨别力指数d′：β=O SN/O N；d′=Z SN-Z N。O SN表示击中概率的纵坐标，即指击中概率相应的正态曲线上Y轴的高度，Z SN表示击中概率所对应的标准分数；O N表示虚报概率的纵坐标，Z N表示虚报概率所对应的标准分数。

虽然人的辨别能力是比较稳定的，但是人的判断标准是随信号出现的概率和对被试回答的奖惩办法而改变。如果奖惩办法不变，当信号出现的概率低时，被试不轻易说有信号，那么标准就要定得低。随着信号出现概率的改变，判断标准也在改变。当信号出现频率低时，β值大，说明被试判断有信号的标准高；信号出现频率高时，β值小，说明被试判断有信号的标准低。

二、实验方法

1、实验目的：

经过重量辨别，学习信号检测实验的有无法，掌握信号检测实验的基本原理。

2、实验仪器与材料：

高2厘米、直径4厘米的圆柱体一套，这套圆柱体的重量要求如下：100克、104克、108克和112克的重量各1个；遮眼罩1副。

3、被试：广东第二师范学院心理学班学生两名

4、实验程序：

（1）准备工作

把104、108和112克的重量与100克的重量各比较10次，选出一个在10次比较中有7次或8次觉得比100克重的重量作为信号刺激（SN），100克的重量作为噪音（N）。

主试按下列3种不同的SN、N出现的概率安排实验顺序：

（1）（2）（3）

P（SN）0.20 0.50 0.80

P（N）0.80 0.50 0.20

（2）正式实验

A、在每50次实验开始前，先让被试熟悉一下信号和噪音的区别，并告诉被试在这50次中信号出现的概率。

B、主试按顺序呈现刺激，每种先定概率做100次，其中信号在前和信号在后各50次。50次中信号和噪音出现的顺序按随机原则排列。哪一次呈现信号，哪一次呈现噪音务必搞清楚。两次呈现刺激的时间间隔至少3秒，千万不要为了赶进度连续不断地呈现刺激。

C 、被试提举重量时，提得高低、快慢要前后一致。提举后，若判断为信号就回答“信号”，主试就在记录表上相应的（ ）内记下“+”号；若判断为噪音就回答“噪音”，主试就记“—”号。每做完50次休息2分钟。

D 、按上述方法，直到做完300次为止。

E 、换被试重做上述实验。

三、实验结果

表1 两被试实验结果统计（反应次数）

先定概率 刺激性质 被试甲（y ） 被试乙（y ）

P=0.2

SN 9

13 N

6 4 P=0.5

SN 30 39 N

7 8 P=0.8

SN 67 70 N

5

4

表2 信号检测实验结果处理（被试甲）

表3 信号检测实验结果处理（被试乙）

公式：

d’=z 击中 — z 虚惊 虚惊

击中

O O =

β

根据所估计的两对 P(y/SN)和 P （

y/N ）的数值，以虚惊 P(y/N) 为横坐标，以击中概