（华东师范大学心理与认知科学学院心理系 张蕊 10090330213）
摘要 本实验目在于学习信号检测论--有无法；考察不同先定概率下被试的辨别力
和判定标准；绘出受试者的操作特性曲线。本次实验采用信号检测论中的有无法，测定了三名女性被试在不同先定概率下，对呈现信号和噪音的击中率与虚报率，计算其辨别力d’和判定标准β，并绘绘制操被试操作特性曲线。结果：被试一的辨别力在三种先定概率0.2、0.5、0.8条件下分别为 1.36、0.96、2.02，判定标准β分别为1.25、0.79、0.71，其操作特性曲线与标准曲线有较大的差异，各结果均在讨论中解释。结论：1被试的辨别力受先定概率的影响，在先定概率接近0.5时，被试的辨别力弱；2被试的判断标准受先定概率的影响，在先定概率低时（为0.2），标准严格；3不同被试的ROC曲线不同。
关键词 信号检测论 有无法 ROC曲线 辨别力 判断标准-0.2531.5510.8540 1引言
本实验用两个不同重量的刺激作为“信号”和“噪声”，随机呈现。根据被试的击中率和虚报率计算辨别力d’和判定标准β，并绘制操被试操作特性曲线，即ROC曲线。
1971年格希德等人对指尖振动刺激的绝对阈限测定实验反驳了阈限作为不变的感觉界限的观点。此后心理物理学家们从传统心理物理学的阈限理解出发进行推导，结果反证了最初前提假设的错误，为现代心理物理学-----信号检测论的基本思想打开了道路。坦纳和斯韦茨（Tanner & Swets，1954）等人第一次将信号检测论引入对感觉系统的研究上来。
信号检测论是现代心理物理学最重要的内容之一，它的出现彻底改变了以往人们对阈限的理解，将个体的感受性和主观的动机、反应偏好等加以区分，从而解决了传统心理物理学无法解决的问题。信号检测论其本质是一种统计决策程序。
辨别力d＇：亦称感觉敏感性。不受情绪、期望、动机等变数影响。d＇值高说明辨别力强。公式 为d＇=Z击中— Z虚惊
似然比β：定义为区分信号与噪音反应的心理感受水平Xc所对应的 信号分布纵轴与噪音分布纵轴之比。一般认为，β>1 说 明被试掌握的标准较严。
公式
o击中o虚惊根据前人的研究，ROC曲线为一条减速曲线；ROC曲线离对角线越远，表示被试辨别力越强。
假设本实验被试的辨别力存在个体差异，但同一被试在不同先定概率下的辨别力保持相同；相同先定概率下，不同被试的判断标准存在个体差异；各被试的ROC曲线符合前人的研究结果，为一条减速曲线。
2方法
2.1被试
华东师范大学09本科生三名，身体健康。
2.2实验仪器、材料
EPT512重量鉴别器，其中104克、112克各一个。
2.3实验方法
1.首先，让被试熟悉刺激和噪音，可以进行练习。
2.主试按照下列三种不同的SN和N出现的先定概率安排实验顺序：（1）P（SN）=20；（2）P（SN）=50；（3）P（SN）=80
每种先定概率做100次（分两轮，每轮50次），并实验结果。
3.指导语是：实验开始时请你闭上双眼、手心向上。每次实验我会放一个小盒子在你手上。请你根据盒子的重量的感觉告诉我是信号还是噪音。每50次实验前我会多次在你手上试放，并告诉你哪个是信号哪个是噪音，你要记住它们的区别。同时我还会告诉你下面这50次实验中的信号出现的概率。实验要做很多遍，你要认真判断。
4.正式实验时，主试根据先定概率随机呈现信号和噪音，两次呈现刺激的时间间隔应大于3秒。每50次完成后休息3分钟，然后告诉被试下面这50次实验中的信号出现的概率及让被试再次熟悉信号和噪音的区别。根据被试的判断，做好记录。
3结果
3.1 表1 各被试在先定概率下的统计结果
P=0.5
38
SN N P=0.2
14
SN N P=0.8
70
SN N
4
16
12
8
14
6
10
64
16
60
20
16
64
16
64
20
60
6
10
10
6
14
20
30
16
34
12
38
12
38
12
30
20
Y
被试一
n
Y
被试二
n
Y
被试三
n
3.2分别算出3个不同先定概率的击中概率和虚惊概率。然后由PZO转换表算出辨别力d'和判断标准β，填入三线表中。 表2 被试一
P(SN) Y/SN Y/N d＇ β P 0.76 0.40 0.5 Z 0.71 -0.25 0.96 O 0.31 0.39 0.79 P 0.70 0.20 先定概率 0.2 Z 0.52 -0.84 1.36 O 0.35 0.28 1.25 P 0.88 0.20 0.8 Z 1.18 -0.84 2.02 O 0.20 0.28 0.71 表3 被试二
P(SN) P 0.5 Z O P 先定概率 0.2 Z O P 0.8 Z O Y/SN Y/N d＇ β 0.76 0.32 0.71 -0.47 1.18 0.31 0.36 0.86 0.50 0.20 -0.00 -0.84 0.84 0.40 0.28 1.43 0.80 0.60 0.84 0.25 0.59 0.28 0.39 0.72 表4 被试三
P(SN) Y/SN Y/N d＇ β P 0.60 0.24 0.5 Z 0.25 -0.71 0.96 O 0.39 0.31 1.26 P 0.30 0.25 先定概率 0.2 Z -0.52 -0.67 0.15 O 0.35 0.32 1.09 P 0.75 0.70 0.8 Z 0.67 0.52 0.15 O 0.32 0.35 0.91
3.3根据所估计的三对 P(Y/SN)和 P（Y/N）的数值，以虚惊 P(Y/N) 为横坐标，以
击中概率P(Y/SN)为纵坐标，分别画出三个被试的ROC曲线图。
被试一
击中率
虚惊率 被试三
可见二者d’均较大，对两个不同重量的刺激分辨均较清楚。且三个被试分辨能力被试一 > 被试二 > 被试三。
4讨论
4.1比较被试d'和β值， 不同先定概率下被试对声音频率的辨别力和判定标准的差异。
现对被试一进行具体分析：在先定概率为0.20时，其d’为1.36，β为1.25； 在先定概率为0.50时，其d’为0.96，β为0.79；在先定概率为0.80时，其d’为2.02，β为0.71。
对d’采用单一样本T检验得到m=1.45，t=4.68，sig.=0.043<0.05可认为在统计上有显著差异。即先定概率的不同对被试一的辨别力有显著影响。并且在噪音比重明显占优（先定概率0.2）或信号比重明显占优（先定概率0.8）时，被试的辨别力强，d’平均为1.69；在信号与噪音比重相近时被试判断力较弱，d’仅为0.96.
对β采用单一样本T检验得到t=5.45，p=0.032<0.05，表明被试一在判断标准上有显著差异，且被试二和三的p值均小于0.05；三个被试在不同先定概率下的判断标准均不相同，但是综合大量被试的d’和β还发现，当先定概率为0.2时，被试的β值比先定概率为0.5和0.8时高，这与前人的研究相符。当先定概率很低时，降低β是有利的反应策略，使被试产生反应倾向。
4.2 各被试ROC曲线的解释分析。
由上简图可见，被试一、二、三的ROC曲线均与标准ROC曲线有一定区别，但被试二、三的ROC曲线在形态上和标准ROC曲线较接近，被试一的差异很大，其中原因有很多。
主要原因是实验设计本身的不足 ：1）被试对刺激的感受性受额外相关变量的影响大，如刺激接受的位置、刺激呈现的时间、方式（如加速下落或平稳放置）2)任务十分简单，显得繁琐，被试容易产生厌烦情绪，对刺激的判断较随意。
另外一个引起差异的重要原因就是先定概率仅仅三个指标，在作图的时候不能够很好的体现其真正的变化趋势及走向，在其他具体实验的时候一定要避免这重情况，否则很难找到最佳β以进行后续实验。
根据前人的研究，ROC曲线离对角线越远，被试的辨别力越强，即d’大。被实验的结果与前人的研究相符，辨别力被试一 > 被试二 > 被试三。
4.3信号检测论与传统心理物理法之间的区别和联系。
两者为前后在各自时代背景下出现的测量人的主观感觉阈限的方法，其主要区分在于：
传统心理物理学假设：被试报告为“有”的概率P(y) 仅是物理刺激强度的函数，不受到刺激出现概率P(S)等非感觉因素的影响。事实上， P(S)总是为1将反应局限在击中和漏报两种，真实的被试反应有击中、虚报、漏报、正确拒斥四种，P(y)=P(Hit)+P(FA) ， P(y)会受到 P(S)的影响。
另外，被试反应=客观的感受过程+主观的决策过程。传统心理物理法无法把感受性的测量和被试的动机、态度等主观因素造成的反应分开。
信号检测论是在科学技术发展的下对传统阈限测量方法前提的质疑中得到发展的，是阈限测量的完善过程。
4.4为什么用有无法进行实验前要预先选定信号和噪声？否则将有可能出现什么情况？
这当然是必要的，首先必须让被试清楚区分信号和噪音，因为“有”、“无”都是建立在能否区分信号的基础上的。只有确定明确信号和噪音时才能对给出的刺激做出“有”或“无”的判断。否则被试在实验过程中被试很可能混淆SN与N至最终无法得到实验结果。
5结论
5.1被试的判断标准在先定概率的影响，在先定概率低时（为0.2），标准严格。 5.2被试的辨别力受先定概率的影响，在先定概率接近0.5时，被试的辨别力弱。 5.3不同被试的ROC曲线不同，均与标准曲线有差异，但总体符合标准曲线的趋势。
参考文献
1.郭秀艳、杨治良.实验心理学.人民教育出版社 2004.10
2.杨治良、王新法.心理实验指导手册.华东师范大学心理系，2006年9月
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