信号检测论

信号检测论 095 王丽玲 09153125 摘要:本实验以五名大学生为被试，通过重量辨别，学习信号检测法实验的有无法。实验考察了不同限定概率下被试的辨别率和判断，并绘制出受试者的ROC曲线。采用信号检测论中的有无法，分别测出了被试在不同限定概率下对呈现信号与噪音的击中概率于虚报概率，得出数据，并绘制出ROC曲线。 关键词:信号检测论 有无法 ROC曲线 辨别力 判断标准 1引言 随着阈限理论和近代科学技术的发展，一种新的心理物理法——信号检测论诞生了。信号检测论是信息论的一个分支，研究的对象是信息传输系统中信号的接受部分。它最早用于通讯中，即借助于数学的形式描述“接受者”在某一观察时间将渗有噪音的信号从噪音中辨别出来。1950年，人们开始把信息量概念引用于雷达信号检测中来，提出一系列综合最佳雷达系统的新观念。其基本特点是理想接受机能从信号和噪音混合波形中提取最多的有用信号。从50年代起，人们在广泛运用现代数学工具基础上，建立了比较系统的信号检测理论。 信号检测论运用于心理学后，成了现代心理物理学的重要组成部分，它把刺激的判断看成对信号的侦查并作出抉择的过程. 有无法是信号检测的基本方法之一，主试呈现刺激后,让被试判断所呈现刺激有无信号,并给予,被试只要做有或无的简单反应即可.主试要把实验中的信号和噪音的先验概率以及对被试判定结果的奖惩办法,对被试的要求等指导语的形式明白而通俗的向被试说清.避免影响被试判断标准的变化.次实验尝试用信号检测论—有无法，来检验当呈现信号和噪音的先定概率发生变化时，对被试的辨别力和判定标准是否都有影响，并绘制ROC曲线。 2方法 2.1被试 盐城师范教科院095班五名学生 2.2实验目的 通过重量辨别，学习信号检测法实验的有无法 2.3实验仪器与材料 JGW——B心理实验台操作箱，重量墨盒:100g,104g,108g,112g各一个。 - 1 - 2.4实验步骤 (1) 预试 把104克、108克和112克的重量分别和100克的重量比较10次，选出一个在10次比较中7次或8次以上觉得比100克重的重量作为信号刺激(SN)。100克的重量作为噪音(N)。 ( 注意在预试过程中，104克、108克和112克与100克的比较是随机的，100克先后呈现的顺序也是随机的，做之前先随机的原则列好#格#。) (2) 正式实验 首先让被试熟悉SN和N。主试先呈现N，被试在排除视觉的条件下，用拇指和食指掂量墨盒2秒钟，主试告诉他这是“噪音(或“轻的”)，接着呈现SN，按同法进行，并告诉他这是“信号(或“重的”)，这样重复5遍。 安排好实验顺序。按P(SN)=P(N)=0.5，按下表排好随机呈现顺序100次。排法如下:参照附录三中的随机数字表，以奇数代表SN，偶数代表N，在随机数字表中任意一个数字开始，顺次排到SN，N各为50次为止。 正式实验 每次呈现时间为2秒，每次呈现间隔为3秒。做完50次休 息5分钟。 50 20 80 80 50 20 SN N SN N SN N SN N SN N SN N 1 2 3 „ 50 2.5实验要求 (1)0.2、0.5、0.8三种先定概率各做100次。 (2)统计击中次数和虚报次数，算出击中率和虚报率，算出d’值和ß值 (3) 比较同组被试的d’值和ß值，并说明同组被 试的重量辨别能力和判定标准有什么不同。 3实验结果 限定概率为:20% 1 2 3 4 5 被试 Y N Y N Y N Y N Y N SN 19 1 16 4 18 2 14 6 16 4 N 62 18 15 65 32 48 10 70 11 69 限定概率为:50% 1 2 3 4 5 被试 Y N Y N Y N Y N Y N SN 49 1 43 7 37 13 39 11 40 10 N 42 8 14 36 10 40 8 42 7 43 限定概率为:80% 1 2 3 4 5 被试 Y N Y N Y N Y N Y N SN 76 4 75 5 74 6 69 11 65 15 N 18 2 7 13 8 12 6 12 5 5 被试1: 20% 50% 80% 限定概率 P Z O P Z O P Z O Y/SN 0.95 1.645 0.1032 0.98 2.053 0.0484 0.95 1.645 0.1032 Y/N 0.225 -0.772 0.2962 0.16 -0.994 0.2434 0.1 -1.281 0.1756 d` 2.417 3.047 2.926 0.348 0.199 0.588 β 被试:2 20% 50% 80% 限定概率 P Z O P Z O P Z O Y/SN 0.8 0.841 0.2801 0.86 1.080 0.2227 0.9375 1.555 0.1192 Y/N 0.1875 -0.877 0.2715 0.28 -0.582 0.3368 0.35 -0.385 0.3705 d` 1.718 1.662 1.940 1.032 0.661 0.323 β 被试:3 20% 50% 80% 限定概率 P Z O P Z O P Z O Y/SN 0.9 1.281 0.1756 0.74 0.643 0.3245 0.925 1.441 0.1415 Y/N 0.4 -0.253 0.3864 0.2 -0.841 0.2801 0.4 -0.253 0.3864 d` 1.534 1.484 1.694 0.454 1.159 0.366 β 被试:4 20% 50% 80% 限定概率 P Z O P Z O P Z O Y/SN 0.7 0.524 0.3478 0.78 0.772 0.2962 0.8625 1.080 0.2227 Y/N 0.13 -1.126 0.2116 0.16 -0.994 0.2434 0.3 -0.524 0.3478 d` 1.65 1.7660 1.604 1.64 1.2169 0.6403 β 被试:5 20% 50% 80% 限定概率 P Z O P Z O P Z O Y/SN 0.80 0.841 0.280 0.80 0.841 0.2801 0.81 0.877 0.2715 Y/N 0.1375 -1.080 0.2227 0.14 -1.080 0.2227 0.25 -0.67 0.3179 d` 1.921 1.921 1.551 1.2577 1.2577 0.8540 β roc曲线被试1: 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 00.10.20.30.40.50.60.70.80.91 roc曲线 被试:2: 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 roc曲线被试3: 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 00.0.0.0.0.0.0.0.0.1 123456789 被试4: roc曲线 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 00.0.0.0.0.0.0.0.0.1 123456789 : roc曲线被试5: 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 00.20.40.60.81 4讨论 限定概率不同的情况下被试d`的值变化不大，β值变化较大。一般说来β>1说明被试掌握的标准较严;β值接近或等于1，说明被试掌握的标准不严也不松;而β<1说明被试掌握的标准较松。 5结论 数据中β值的不一致，说明了似然比受主观以及其他因素的影响较大，限定概率不影响辨别率但影响似然比(即影响判断标准)。 6参考文献 郭秀艳、杨治良主编，《基础实验心理学》，高等教育出版社 (2005.8，247-249)