信號檢測論（有無法）實驗報告

韋琳 廖倩 黃彬芯

1 前言

信號檢測論（Signal Detection Theory，簡稱SDT），是一種心理物理法，是關于人們在不確定的情況下如何作出決定的理論。它是信息論的一個重要分支。常以SN（信號加噪音）表示信號，以N表示噪音[1]。在心理學領域，信號檢測論所指的信號可以理解為刺激。在信號檢測論中，噪音就是對信號檢測起干擾作用的所有背景。

信號檢測論將個體客觀的感受性和主觀的動機、反應偏好等加以區分，從而解決了傳統心理物理學所無法解決的問題。它將辨別力和判斷標準分離，使實驗者可以用一些方法測量反應的傾向性，并使測得的被試的辨別力不受反應傾向性的影響。通過信號檢測論可以排除主觀標準設定的變動，求得感覺系統對某一強度刺激的感受性，信號檢測論多選用辨別力指標d來作為反映客觀感受性的指標；用似然比β或報告標準C來對反應傾向進行衡量[2]。

信號檢測論增進人們對于閾限的理解以及提供傳統和現代心里物理學整合的可能性。

2 方法

2.1 被試

大二學生，女，20歲。

2.2 實驗儀器和材料

本實驗采用成都中醫藥大學信號檢測論—有無法實驗程序，根據給定的各種文字或圖形材料定義實驗參數。

2.3 實驗程序

進入實驗操作后在“信號+噪音數量”后面選擇信號與噪音的總數量為80，在“先驗概率P（SN）”中定義信號呈現的先驗概率，本實驗中，先驗概率依次為0.1，0.3，0.5，0.7，0.9。選擇“提取圖片”按鈕，之后再預覽圖片，然后單擊“保存圖片”按鈕，保存圖片材料。

準備進行正式實驗。 以0.5先驗概率為例，主試選擇主界面“正式實驗”菜單中，選擇“給定圖形材料”。被試開始進行實驗，屏幕出現指導語：下面是一個測驗你的辨別能力的實驗。實驗開始時，首先在屏幕中心一次呈現一系列的圖片材料，要求你盡量記住這些材料，呈現完這些材料之后，計算機將呈現兩倍數量的圖片，其中部分是剛才呈現過的，并要求你判斷哪一個呈現過，哪一個沒有呈現過。如果呈現過按“Y”鍵，如果沒有呈現過按“N”鍵。正式實驗開始前，先做練習實驗，明白上述指導語后按“開始實驗“鍵進行。被試仔細閱讀指導語，并按照指導語進行實驗。最后收集實驗結果數據。

3 實驗結果

3.1根據五種先定概率得到的實驗結果，可計算擊中概率與虛驚概率，再由所得的擊中概率和虛驚概率，可求出不同概率下的d值和β值，見表1

注：d=Z擊中—Z虛驚，β=O擊中/O虛驚

從表1可以得出，被試在先定概率為0.1、0.3、0.5、0.7、0.9的條件下，辨別力d分別為4.625、3.803、4.379、4.625、4.625，判定標準β分別為1、1.781、0.552、1、1。

3.3 以P（y/N）為橫坐標，以P（y/SN）為縱坐標，繪制ROC曲線，見圖1

4 討論

4.1實驗實施

4.1.1實驗實施的不足

疲勞效應，在實驗中，由于被試需要做400多次實驗，實驗時間又有限，被試得不到充分的休息，造成疲勞效應。 練習效應，在剛開始時，被試可能對信號和噪音的記憶不深刻，所以回答的正確率較低。但隨著實驗的進行，通過不斷地接收信號和噪音刺激，被試會逐漸加深印象，正確率提高。

4.1.2誤差

為避免疲勞效應，中途休息了10分鐘，但是由于第一次與第二次信號概率差異明顯，被試在做先定概率為0.3的時候出現了疲勞誤差；在先定概率為0.5的時候出現了練習誤差。

4.2對被試的擊中率、虛報率、d和β值的討論

本實驗從表可以看出隨著噪音與信號的呈現比率（即先定概率）的變化，被試的判斷標準也會發生相應的改變，而辨別力d的波動也較大，結果并不符合理論上應為隨著先定概率增大，判斷標準減小。先定概率低時，被試不輕易回答有信號，表明被試有了高的判斷標準。當先定概率高時，被試容易回答有信號，表明被試有了低的判斷標準。在幾輪實驗中辨別力d并不穩定，這說明被試客觀感受性變化較大。本實驗中判斷標準，說明被試的判斷標準嚴松不一。

4.3對ROC曲線的討論

接受者操作特征曲線（ROC曲線），又稱等感受性曲線（本實驗由于精度誤差不能完全做到理想上的等感受性），即以虛報率為橫軸、擊中率為縱軸所組成的坐標圖中，由被試在特定刺激下（如不同的先定概率）由于采用不同的判斷標準得出的不同結果畫出的曲線。本實驗即采用不同的先定概率作為不同的刺激條件，從圖中可以看出：隨著先定概率的增加，被試的判斷標準β變化幅度不均，這與理論不符。

5 結論

被試的擊中率和虛報率并沒有隨著先定概率的增加而增加，這與前人經典實驗結果不符。實驗測出了不同先定概率下當呈現信號和噪音的先定概率發生變化時，對被試辨別力（d）和判斷標準（β）均有影響。

參考文獻：

[1]陳曉惠. 心理學研究中信號檢測論實驗綜述[J]. 教育教學論壇， 2013（44）.

[2]郭秀艷.實驗心理學[M].北京：人民衛生出版社，2013