信号检测论——评价法

信号检测论——评价法 姓名 （上海师范大学应用心理学，上海，201418） 摘 要本实验采用信号检测论中的一个基础实验程序——评价法，考察男女两名不同被试对汉字再认的准确性和判断标准。实验发现：（1）击中率和虚报率会随先定概率的提高而增加；（2）被试一的判断标准β相较于被试二的判断标准β更为严格，不易将测验项目判断为目标项目；（3）在同一先定概率下，被试一的辨别力d’要大于被试二，而被试一的判断标准β要小于被试二。 关键词信号检测论；评价法；ROC曲线；辨别力d’；判定标准β 1 导言 传统心理物理学创造性的提出“阈限”概念来反映心理量和物理量之间的对应关系，并将阈限定义为能引起心理感受（绝对感受或差别感受）的物理刺激强度。但在实际研究中，非感觉因素对阈限测量的影响往往是难以排除的。信号检测论挑战了传统的阈限定义，以一个“反应阈限”来取代感觉阈限作为被试 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 有无刺激的分界点。具体地说，信号检测论认为对信号的知觉包括感觉和决策两个过程。被试先根据所侦测到的信号强度产生相应的心理感受，再将感觉强度与事先确立的判断标准进行比较，当感觉强度超过上述标准时，才会报告刺激或差异的存在，而该报告标准即“反应阈限”。由于能有效分离个体客观的感受性与主观的反应偏向，信号检测论已经成为现代心理物理学总占据主导地位的理论。 信号和噪音是信号检测论中最基本的两个概念。在心理学领域，信号检测论所指的信号可以理解为刺激。而噪音就是信号所伴随着的背景。信号检测论假定，噪音总是存在于系统之中，无法消除——无论这个系统是一个收音机，还是人的神经系统。 信号检测论有三个基础的实验程序：有无法、迫选法和评价法。在评价法中，先定概率或/和奖惩办法恒定时，根据确信程度将回答分为n个评价等级，即让感觉强度划归到上述n个等级，从而要求被试同时考虑（n-1）个判断标准。因此需对每个判断标准，分别极端感受性和反应倾向的指标。对于最严格的判断标准以下的各个标准所对应的击中率，都应是该标准以上各等级的击中率的累积。因为若能根据某一感觉强度百分之百地确信“SN刺激存在”，在较为宽松的标准（如80%）下一定也能据此确信“SN刺激存在”。同理，各标准在的虚惊率都应是该标准以上各等级的虚惊率的累积。 将击中概率作为虚惊率的函数，根据不同判断标准对同一信号的反应而得到的曲线，就是接受者操作特征曲线，简称ROC曲线。ROC曲线的曲率（即由对角线到曲线中点的距离）约等于辨别力指标d’。ROC曲线上任意一点的切线斜率，即该点的决策标准β。 本实验考察被试的再认能力，在再认实验中，指标d’用于衡量被试的再认辨别力，d’越大，表示再认能力越高；指标β用于反应标准的评估，β越大，表示判断标准越严格，即被试不轻易将测验项目判断为目标项目；β越低，表示判断标准越宽松，即被试容易将测验项目判断为目标项目。 对于项目的再认记忆是再认研究的主要课题之一，运用评价法来得出对于项目再认记忆的ROC曲线时，不仅要求被试对呈现的测验项目进行新（信号）旧（噪音）判断，还要求被试给出对上述再认判断的肯定程度。例如，同一种先定概率和奖惩办法下，若将被试的反应分为5种（肯定看过；可能看过；不能确定；可能没看过；肯定没看过），则要求被试确立4种确定程度不同的判断标准。 本实验中，我们将选择汉字作为实验材料，运用评价法（5点评分）来进行新旧再认测验，绘制项目再认记忆的ROC曲线。目的在于掌握评价法和ROC曲线的绘制方法，并了解如何应用ROC曲线来检验再认记忆的模型。 2 方法 2.1被试 两名上师大心理系本科生，一男一女 2.2仪器与材料 仪器：计算机及PsyTech心理实验系统软件 材料：信号汉字100个，噪音汉字100个 2.3实验程序 登录并打开PsyTech心理实验软件主界面，选中实验列表中的“信号检测论（评价法）”。双击呈现实验简介，点击“进入实验”到“操作向导”。实验者可进行参数设置：改变刺激呈现时间等参数或默认参数。点击“开始实验”呈现本实验指导语。 第一次指导语是：“这是一个用评价法进行的信号检测论实验。实验开始后屏幕会逐个呈现一系列汉字，请你认真看并尽量记住这些汉字。当你明白了上述指导语的意思后，就点击下面的‘正式实验’按钮‘开始’。”被试按任意键后，实验先呈现100个作为信号的汉字，被试只看并记忆，不作其它反应。呈现完毕，点“确定”再次出现指导语。第二次指导语是：“下面屏幕将再次逐个呈现一系列汉字。其中一半是你刚才看过的，一半是没有看过的。请你对这些呈现的汉字作出判断，是否你刚才看过的，并用鼠标对你判断的肯定程度作等级评价。如果100%肯定看过，请点击“1”；如果觉得可能（75%肯定）看过，请点击“2”；如果觉得不能确定（50%肯定）看到过，请点击“3”；如果觉得可能（25%肯定）没看过，请点击“4”；如果100%肯定没有看过，请点击“5”。当你明白了上述实验的步骤后，就请点击下面的“正式实验”按钮“开始”。” 将另外100个作为噪音的汉字与原来呈现过的汉字混合后再次随机呈现。被试按照实验指导语要求对每个呈现的汉字作出是“信号”还是“噪音”的判断，并要求被试按五个等级评价。实验结束，点击结束提示语中的确定可直接查看结果，也可以换被试继续实验，以后在主界面“数据”菜单中查看。 2.4数据处理 采用了EXCEL 2010进行数据处理 3 结果 3.1 描述性统计结果 表1 被试一（女）五种评价等级下对刺激的判断 判断标准 肯定看过 可能看过 不能确定 可能没看过 肯定没看过 信号（SN） 0.59 0.08 0.02 0.09 0.22 噪音（N） 0.09 0.01 0.01 0.04 0.85             被试一对判断为“肯定看过”的信号汉字的概率为0.59，噪音汉字的概率为0.09；被试一对判断为“可能看过”的信号汉字的概率为0.08，噪音汉字的概率为0.01；被试一对判断为“不能确定”的信号汉字的概率为0.02，噪音汉字的概率为0.01；被试一对判断为“可能没看过”的信号汉字的概率为0.09，噪音汉字的概率为0.04；被试一对判断为“肯定没看过”的信号汉字的概率为0.22，噪音汉字的概率为0.85。 表2被试二（男）五种评价等级下对刺激的判断 判断标准 肯定看过 可能看过 不能确定 可能没看过 肯定没看过 信号（SN） 0.61 0.04 0.08 0.05 0.22 噪音（N） 0.23 0.02 0.07 0.06 0.62             被试二对判断为“肯定看过”的信号汉字的概率为0.61，噪音汉字的概率为0.23；被试二对判断为“可能看过”的信号汉字的概率为0.04，噪音汉字的概率为0.02；被试二对判断为“不能确定”的信号汉字的概率为0.08，噪音汉字的概率为0.07；被试二对判断为“可能没看过”的信号汉字的概率为0.05，噪音汉字的概率为0.06；被试二对判断为“肯定没看过”的信号汉字的概率为0.22，噪音汉字的概率为0.62。 3.2 两名被试在四种判断标准下的击中率和虚报率 表3 被试一（女）四种判断标准下的击中率和虚报率 判断标准 C1 C2 C3 C4 击中率 0.59 0.67 0.69 0.78 虚报率 0.09 0.10 0.11 0.15           被试一在判断标准C1下的击中率为0.59，虚报率为0.09；在判断标准C2下的击中率为0.67，虚报率为0.10；在判断标准C3下的击中率为0.69，虚报率为0.11；在判断标准C4下的击中率为0.78，虚报率为0.15。 表4被试二（男）四种判断标准下的击中率和虚报率 判断标准 C1 C2 C3 C4 击中率 0.61 0.65 0.73 0.78 虚报率 0.23 0.25 0.32 0.38           被试二在判断标准C1下的击中率为0.61，虚报率为0.23；在判断标准C2下的击中率为0.65，虚报率为0.25；在判断标准C3下的击中率为0.73，虚报率为0.32；在判断标准C4下的击中率为0.78，虚报率为0.38。 3.3 两名被试的辨别力d’和判定标准β 表5 被试一（女）四种判断标准下的辨别力d’和判断标准β 判断标准 C1 C2 C3 C4 辨别力d’ 1.568 1.721 1.722 1.809 判断标准β 0.844 0.803 0.793 0.746           被试一在判断标准C1下的辨别力为1.568，判定标准为0.844；在判断标准C2下的辨别力为1.721，判定标准为0.803；在判断标准C3下的辨别力为1.722，判定标准为0.793；在判断标准C4下的辨别力为1.809，判定标准为0.746。 表6被试二（男）四种判断标准下的辨别力d’和判断标准β 判断标准 C1 C2 C3 C4 辨别力d’ 1.018 1.060 1.081 1.078 判断标准β 0.852 0.835 0.806 0.793           被试二在判断标准C1下的辨别力为1.018，判定标准为0.852；在判断标准C2下的辨别力为1.060，判定标准为0.835；在判断标准C3下的辨别力为1.081，判定标准为0.806；在判断标准C4下的辨别力为1.078，判定标准为0.793。 3.4 根据四对击中率和虚报率的数值，两名被试的ROC曲线图 由图可看出，被试一（女）的击中率和虚报率都随先定概率的增大而增大。 由图可看出，被试二（男）的击中率和虚报率都随先定概率的增大而增大。 4 讨论 4.1 讨论如果要比较7岁和10岁儿童对汉字记忆的能力，应如何用评价法进行实验； 由于7岁和10岁的儿童认识的汉字数量及其有限，所以首先在设置汉字这一环节要特别注意，一定要选用他们学过并且记住的汉字，可以以他们的语文书为参考。而且儿童的记忆容量比成人的要小，所以在信号和噪音设置的数目上要有所减少。实验的评定等级可以还设为五个等级：肯定看过，可能看过，不能确定，可能没看过，肯定没看过。但是实验的指导语一定要简单易懂，并且主试要保证让儿童充分理解实验过程之后，这样儿童做出来的实验结果才有价值。 4.2  讨论评价法与有无法的主要不同之处； 有无法实验需要事先确定SN刺激和N刺激，以及先定概率；然后随机呈现SN和N，并要求被试报告S刺激出现与否。针对一种先定概率或奖励办法，这种方法只要求被试确立一个刺激标准并据此报告：刺激引起的感觉强度高于判断标准则报告“有”，刺激引起的感觉强度低于判断标准则报告“无”。因此有无法会损失大量信息，如被试对上述反应的确信程度等。而在评价法实验中，既要求被试回答呈现的刺激是否信号，又要求被试说明对于回答的确信程度，因此用评价法进行一轮实验，就可以获得有无法多轮试验才能得到的结果。 4.3  讨论假若本实验的刺激换成图片，推测语词记忆和图片记忆的结果差异，并讨论差异的原因； 个人认为，若将实验刺激换成图片，预测被试的再认能力会有所提高，原因在于：被试作为中国人，对于汉字的认识熟悉程度很高，且呈现的汉字刺激都是人们日常熟悉的汉字，极易混淆，如“天”与“大”，“土”与“士”的混淆，让被试不易分辨，哪些刺激是实验中呈现的刺激，哪些是本身就记住的语词，所以可能会导致被试在做出“不能确定”的判断增多；而对于图片而言，给被试呈现的图片，对被试来说，都是新刺激，所以当被试看过呈现的图片后，熟悉感就会提升，将这些图片放在陌生图片中时，预测被试可能会很快分辨出是否为刚刚的熟悉图片，所以，可能在做出“肯定看过”和“肯定没看过”的判断增多，在做出“不能确定”的判断减少。