信号检测论

null信号检测论的有关背景知识 信号检测论的有关背景知识 null一、传统阈限概念 人对于强度太弱的信号是不能够感觉到的，只有强度到某种程度以上才能感觉出来。那么从感觉不出来到感觉得出来似乎有一个门槛，信号强度过了这个门槛就能感觉出来，没有达到门槛就感觉不出来。这个门槛也就是所谓的阈限。而且这个门槛是一个相对固定的点，长期以来人们一直是这样理解阈限的概念的。但其中的具体过程是怎样的呢？null人是如何接受刺激并做出反应的？ 1．接受刺激的过程 外界刺激作用于人的感受器，如眼睛，耳朵等。然后感受器发出神经冲动沿传入神经到感觉中枢。 null2．中枢进行分析判断的过程 神经冲动到达感觉中枢后，如果神经冲动的信号强度高于某个内在的门槛，那么中枢判断为有信号；如果神经冲动的信号强度低于这个门槛，那么就判断为没有信号。中枢根据分析的结果再发出神经指令到效应器进行反应。null3．做出反应的过程 效应器如手，言语器官等接到中枢指令后做出具体的反应，如报告“有”或“无”。 null人多次接受同一物理刺激所产生的神经冲动的信号强度是呈正态分布的。 对于同一刺激，由于各方面因素的影响，人所产生的神经信号的强度并不是一成不变的，而是呈正态分布，即大多数情况是相对居中的某种信号强度，很少的情况下产生极强或极弱的信号。如图 null 所以对于一个特定的物理刺激而言，它所产生的信号强度理论上都有可能超过门槛或阈限，只不过概率不同而已。物理刺激的强度越高，那么信号超过门槛的概率就越大。如果100%的次数都感觉不到，那么这个刺激就在阈限或门槛以下，而100%的次数都感觉得到的刺激肯定就在阈限以上了。一般我们就取它们的中点作为阈限的值，即50%次数感觉得到，50%次数感觉不到的那个刺激点。这也就是阈限的操作性定义。 nullnull传统阈限概念存在的问题 传统阈限理论认为人的感觉上的门槛或阈限应该是一个相对固定的点，这个点的高低一般只受人的生理构造本身的特性的影响，而不受某些主观因素，比如态度，动机等影响。传统阈限理论在这一点上是正确的。也就是说人的感受性或敏感性是一种相对不变稳定的能力。 null 但是实际上用传统的测定人的感觉阈限的时候，发现阈限的值随着某些主观因素的改变而改变。人的主观态度，动机等因素影响人的阈限值。同一个人如果谨慎一点，那么得到的阈限值就高一些，如果冒进一点那么阈限值就低一些。用这种变化的阈限值来反应人的相对稳定的感受能力或敏感性是显然有问题的。这种阈限值实际包含了人的感受性成分和判断标准两个成分在内，是上述两者共同影响的结果。 null二、信号检测论的提出 雷达是如何检测飞机信号的存在的？ 雷达的构成： 传感器：接收空中的物体反射回来的电磁波，产生某种强度的电信号； 检测分析器：用来分析该刺激产生的信号到底是飞机还是鸟类等其它飞行物体。 null工作原理： 现在雷达屏幕上出现了一个亮点，那么这个亮点究竟是一架战斗机还是一只老鹰或类似的鸟呢？雷达捕捉到了这一刺激，然后对应产生一个某种强度的电信号。但是该强度的电信号是飞机还是鸟呢？这就必须要作出分析判断。是鸟就可以不管它，是战斗机就要打下来或采取其它措施。此时鸟就成为飞机的干扰物，称为噪音，将飞机称为信号。 null 雷达分析判断的过程是，如果电信号强度超过某一标准，那么就判断是飞机（信号），如果低于某一标准，就判断为鸟（噪音）。但这样就会产生一些问题。 null 因为各种因素（气候，地理等），鸟所产生的电信号有时候会比较强烈，这样它就有可能超过雷达的判断标准，雷达就会判断为是飞机，这就是所谓的虚报。此时地面人员就会采取措施，如攻击。某些情况下，气候恶劣，飞机所产生的信号就比较弱，那么就有可能低于雷达的判断标准，雷达会做出不是飞机（信号）的判断。这就是所谓的漏报。 如果本来是飞机而且产生的信号超过标准，那么雷达会判断为飞机（信号），这就是击中。如果本来是鸟而且产生的信号低于标准，那么雷达会判断为鸟（噪音），这就是正确否定。nullnull 所以一个辨别力高的雷达要尽量的能够区分信号和噪音，这样必须使它对噪音的反应分布和信号的反应分布在图上尽量的远一些。 null三、信号检测论用于人的感知觉过程 雷达等检测系统的工作原理与人的感知觉判断过程相似。无论是绝对阈限的测量还是差别阈限的测量，都可以看作是人对信号进行检测的过程，即对信号与噪音进行区分的过程。 null