第三章 心理物理学ppt课件.ppt

心理物理学,心理物理学是研究心理量和物理量之间关系的科学。心理物理学的先驱是 G.T.Fechner。物理量指对身体各感官的刺激；心理量指各种感觉或主观印象。,心理物理学,Fechner通过对感觉强度与刺激强度之间的数量关系的长期研究，发展出了测量感觉的方法。传统心理物理学处理的问题：感觉阈限的测量；阈上感觉的测量，即心理量表的制作。,心理物理学,上世纪50年代，Tanner, Jr.和Swets将信号检测论引入心理学，为心理物理学的研究提供了新的有力工具。一百多年来，心理物理法不断发展，但其解决的核心问题始终是：探寻心理量和物理量之间的函数关系及制定正确测量心理量的方法。,费希纳的对数定律,刺激量按几何级数增加而感觉量则按算术级数增加。费希纳认为基于对数定律，可以测量阈上感觉。,简评费希纳,1、尽管其心理物理学存在局限性，如对数定律只适用于中等强度刺激，但其历史功绩不可抹煞，他提出的心理物理法沿用至今。2、其最重要贡献在于第一次将物理学的数量化测量方法引至心理学，提供了心理学实验研究的工具。3、费希纳的工作是实验心理学的直接前驱，其心理物理学为冯特建立实验心理学起了奠基作用。,现代心理物理法,信号检测论也可用来测量心物关系；心理学主要用它研究感知、记忆。后人将费希纳最早提出的三种基本心理物理法称为传统心理物理法，将信号检测论称为现代心理物理法。,何谓感觉阈限？,刚刚能引起感觉的最小刺激强度叫做绝对感觉阈限。按照这种说法，低于绝对阈限的刺激强度我们总是感觉不到，高于绝对阈限的刺激强度我们总能感觉到。,何谓感觉阈限？,人的感受性具有随机波动的特点。根据抽象定义无法测量感觉阈限。,感觉阈限的操作定义,绝对阈限是50%实验次数能引起感觉的刺激值；差别阈限是50%实验次数能引起差别感觉的刺激强度之差，也称最小可觉差（j.n.d）。,最小变化法,将刺激按照递增或递减系列的方式，以间隔相等的小步变化，寻求从一种反应到另一种反应的瞬时转换点或阈限的位置。,最小变化法测量响度绝对阈限,噪音分贝标准：10-20分贝几乎感觉不到；20-40分贝相当于轻声说话；40-60分贝相当于普通室内谈话。用信号发生器呈现不同分贝的纯音。,最小变化法测量响度绝对阈限,递增系列，开始呈现很小声音，再以小等间距逐渐加大，直到被试报告“听见了”。递减系列，开始呈现较大声音，再以小等间距逐渐减小，直到被试报告“听不见”。,最小变化法测量响度绝对阈限,绝对阈限的确定,确定每个刺激系列的阈限确定绝对感觉阈限,注意三点：,1、递增、递减系列的次数相等。2、递增、递减系列交替进行。3、递增、减系列起点不要固定不变，避免形成定势。,名词解释：最小变化法,将刺激按照递增或递减系列的方式，以间隔相等的小步变化，寻求从一种反应到另一种反应的瞬时转换点或阈限的位置。最小变化法是测量感觉阈限的直接方法。,最小变化法实验中的反应变量,被试以口头报告的方式来反应。被试报告依据的是内省，而不是刺激是否呈现。若被试“说不准”，可以猜，不可以放弃。,最小变化法实验中的习惯误差,刺激按一定顺序呈现，被试在长序列中有继续作同种判断的倾向，如在下降序列中继续说“有”，在上升序列中继续说“无”，这种由于习惯了前面几次刺激所引起的感觉，导致不准确报告所产生的误差叫做习惯误差。,最小变化法实验中的习惯误差,递增系列中，即使刺激强度早已超出阈限，被试仍报告“无”，这使测得的阈值偏高；递减系列中，刺激强度早已低于阈限，被试仍报告“有”，这使测得的阈值偏低。,最小变化法实验中的期望误差,期望误差表现为被试在长的序列中给予相反判断的倾向，期望转折点的尽快到来。由于期望误差，递增系列中，测得的阈值偏低，递减系列中，测得的阈值偏高。,怎样控制习惯误差与期望误差？,为使习惯误差与期望误差彼此抵消，可交替使用递增、递减系列。,如何鉴别存在习惯误差与期望误差？,若递增系列中求得的阈值T上大于递减系列中求得的阈值T下且差异显著，表明有习惯误差，若在递增系列中求得的阈值T上小于递减系列中求得的阈值T下且差异显著，表明有期望误差。,最小变化法实验中的练习误差,由于实验的多次重复（递增、递减分别为50次），被试逐渐熟悉了实验情境，对实验产生了兴趣和学习效果，而导致反应速度加快和准确性逐步提高的一种系统误差。,最小变化法实验中的疲劳误差,由于实验多次重复，随着实验进程而发展的疲倦或厌烦情绪的影响，而导致被试反应速度减慢和准确性逐步降低的一种系统误差。,怎样鉴别存在练习误差和疲劳误差？,若前一半实验测得的阈限值大于后一半实验测得的阈值且差别显著，表明有练习因素的作用；若前一半实验测得的阈值小于后一半实验测得的阈值且差别显著，表明有疲劳因素的作用。,怎样控制练习误差和疲劳误差？,按照“”或“”的方式安排递增、递减系列。递增、递减所用的总次数要相等，整个实验中，递增在前与递减在前的次数要相等。,最小变化法测定明度差别阈限,两刺激明度差别很小以致很难觉察，明度差别增到一定程度，就能觉察出明度差异。个体所感觉到的最小明度差异即明度差别阈限。,实验被试,本科生，无颜色知觉障碍，矫正视觉正常。,实验程序,1、电脑同时呈现两黄色方块。标准刺激每次都出现，明度固定（150mL），比较刺激（介于115-185mL）。2、递增系列中，比较刺激明度以5mL的小等间距渐增，递减系列中，比较刺激明度以5mL的小等间距渐小。,实验程序,3、若被试认为比较刺激更亮，就报告“明”，主试记录“+”； 反之，主试记录“”；当被试没有把握时，主试记录“？”4、在每个系列中，当被试的反应有一次转折时，即开始下一系列的测定。,实验程序,5、为控制常误，一半标准刺激在左，一半标准刺激在右。并使比较刺激的递增、递减系列各占一半。6、每个系列的起点不要固定不变。,差别阈限的确定,1、差别阈限的上限（Lu）：指感觉比标准刺激稍强和感觉与标准刺激相等的两个刺激的平均值；2、差别阈限的下限(Ll) ：感觉与标准刺激相等和感觉比标准刺激稍弱的两个刺激的平均值。,差别阈限的确定,3、上差别阈限（DLu） ：上限减去标准刺激。4、下差别阈限（DLl） ：标准刺激减去下限。5、差别阈限（DL） ：上差别阈限和下差别阈限的平均值。,差别阈限的确定,6、上限与下限之间的距离为不肯定间距（Iu）；不肯定间距的中点为主观相等点（PSE）。7、理论上主观相等点应与标准刺激St相等，但实际上有一定的差距，该差距称为常误（CE）。,公式：,最小变化法测差别阈限的误差及其控制,1、比较刺激的递增、递减序列的数量一致。2、比较刺激的递增、递减序列交替呈现。3、每一序列的起始位置要随机变化。4、若ST与SV同时呈现，要平衡呈现位置（ABBA）。 5、若ST与SV相继呈现，要平衡呈现顺序（ABBA）。,恒定刺激法的实验程序,1、主试从预备实验中选出少数刺激（5-7个），整个测定过程中恒定使用这几个刺激。2、每个刺激要向被试呈现多次（50到200次）。3、刺激呈现的顺序随机化。4、测量绝对阈限无需标准刺激，测量差别阈限有一个标准刺激。5、求出各刺激引起某种反应（有或无、大或小）的次数或百分比。,预备实验中如何选定刺激？,最大刺激：每次呈现几乎都能为被试感觉到；最小刺激：每次呈现几乎都不能被感觉到；在刺激范围内取距离相等的若干刺激。,恒定刺激法测定两点阈,1、选出最大刺激（12mm)和最小刺激(8mm)。2、确定等距刺激5个：8、9、10、11、12mm。3、5个刺激随机呈现，每个刺激呈现200次，被试做出反应。,实验记录 & 两点阈的确定,（10 x）:(x11)=(2950):(5066),重量差别阈限的测定程序,1、ST：200g；Sv： 7个等距刺激(185215g）。2、Sv随机呈现，每个Sv与ST至少比较100次。3、反应变量：被试报告Sv与ST的关系；主试记录：“+”、“=”、 “”。4、统计每个SV大于、等于、小于ST的次数及百分比。,实验数据,如何确定差别阈限？,1、差别阈限的上限Lu：50%次判断为比St重的刺激。(200 x)：（x205）=(3050)：（5055）2、差别阈限的下限LL：50%次判断为比St轻的刺激。（195x）：（x200）=(6050)：（5028）3、DLu = LuSt = 4.5g4、DLL = StLL = 3.4g5、DL =（4.5+3.4）2 = 3.95g,75%的差别阈限,若只许被试做两类反应，则“50%”意味着完全不能辨别。因为被试可能进行100次比较，100次都拿不准，只能随机猜测。如195g的SV和ST比较100次，每次都拿不准，都作随机猜测，结果50%次报告SV轻于ST 。,75%的差别阈限,取与ST完全能辨别的重量（纵坐标100%）和与ST完全不能辨别的重量（50%）的中点（75%）作为差别阈限的上限和下限。,恒定刺激法的特点,1、只用少数恒定刺激。2、SV随机呈现，每个SV呈现50到200次。3、阈限值用直线内插法求得。,注意几点,1、SV在St上下一段距离内选定。一般从完全没被感觉出差别到完全感觉出差别的范围内选5-7个刺激。2、计算差别阈限时仅用“大于”和“小于”两列数据。3、被试做“等于”反应的多少能反映其内在心理偏向。“等于”反应多，说明被试较为谨慎，“等于”反应少，说明被试较为自信。,何谓平均差误法？,1、平均差误法又称调整法，是最古老、最基本的心理物理法之一。主要用于测差别阈限，也可测量绝对阈限。2、呈现一ST，被试调节一个感觉与ST相等的SV ，计算刺激间存在的差误。3、将各SV与ST的平均差误作为差别阈限。,为何平均差误可作为感受性指标？,平均差误法将SV与ST的平均差误作为差别阈限，这与差别阈限的定义不符，但因其与差别阈限成正比，故可作为测量差别感受性的指标。,何谓主观相等点？,被试每次调节的感觉与ST相等的SV并不总是一个固定值，而是围绕一个平均数变化。该变化范围叫做不肯定间距，不肯定间距的中点为主观相等点。,响度绝对阈限的测定,1、方法：声音频率固定为1000hz，被试调节其响度，调整到刚好听不到为止，即调整到与零标准刺激相等。（例如5分贝、7分贝、16分贝、8分贝）2、绝对阈限的确定：各次测定的数值加以平均，即为绝对阈限。,长度差别阈限测定的器材与程序,高尔顿长度分辨尺（长尺中央有一分界线，分界线两侧各有一游标，尺子的背面有刻度，可向主试显示被试所调整的SV与ST的差异）。让被试调节SV使之与ST相等。,实验结果及差别阈限的确定,如何控制误差？,1、ST设置的位置和SV的初始状态不同会产生动作和空间误差；ST与SV相继呈现，会产生时间误差。2、使用ABBA法克服：ST一半在左边，一半在右边； ST一半先呈现，一半后呈现。,三种心理物理法比较,1、就阈限定义吻合程度而言。最小变化法最符合阈限的抽象定义；恒定刺激法最符合阈限的操作定义；平均差误法将比较刺激与标准刺激的平均差误作为差别阈限，不符合阈限的定义。,三种心理物理法比较,2、就误差大小而言。使用最小变化法，刺激按递增、递减顺序呈现，易产生习惯误差和期望误差；用恒定刺激法测定阈限，刺激随机呈现，无一定方向，被试回答时猜测成分较多，误差较大。,三种心理物理法比较,3、就实验效率而言。使用平均差误法，被试自己调节刺激，回答和记录的次数较少，能很快得到测量结果，效率较高；使用恒定刺激法，记录下的每个数据都可以用上，效率较高；使用最小变化法，回答和记录的数据较多，效率较低。,三种心理物理法比较,4、对有一定后作用的刺激，不宜使用最小变化法。用恒定刺激法测量那些不易随时改变强度的刺激比较方便，因为该法所使用的刺激数目较少，且不需随时调整刺激的强度。,第二节 心理量表法,一、心理量表的类型二、顺序量表的制作三、等距量表的制作四、比例量表的制作,称名量表与顺序量表,称名量表只是把事物或其属性归于不同类别，名称量表中的“数据”只具“差别”属性。对称名量表中的名称不能进行数学运算。顺序量表中的数据具备“差别、强度”两个属性。顺序量表既无相等单位，又无绝对零点。,等距量表与比例量表,等距量表具有“差别、强度、等距”三个属性。等距量表各部分的单位是相等的。但没有绝对零点。比例量表具有“差别、强度、等距、绝对零点”四个属性。是最高级别的量表。,心理量表的类型,Properties of Scales,等级排列法制作顺序量表,同时呈现多个刺激，被试按照一定标准，将这些刺激排成一个等级。求出多个被试对每一刺激的平均等级。各刺激按平均等级排出的顺序即为顺序量表。,对偶比较法制作顺序量表,把所有要比较的刺激配成对，一对对的呈现，被试就刺激的某一特性进行比较，判断该特性在两个刺激中，哪一个表现得更明显。依每个刺激各自明显于其他刺激的百分比的大小排列成序，即为一个顺序量表。结合教材P98表格讲解,顺序量表的局限性,顺序量表只能反映出事物在某种心理量上的顺序关系。不能提供各种感觉量之间差异大小的信息。,感觉等距法制作等距量表,要求被试把一个感觉分成主观上相等的距离，即要求被试将某段感觉量分成两个或两个以上的等分；并确定这些等距的感觉量对应的物理刺激值。,感觉等距法制作等距量表,二分法：呈现两个刺激A和C，要求被试确定第三个刺激B，使得A和B之间的距离等于B和C之间的距离。同时多分法：用平均差误法同时分出多个等份。渐进多分法：一次只要求被试选择一个刺激来等分一个感觉段，然后在两个更小的感觉段上进行等分。,同时多分法举例,呈现两个纯音（200、6500HZ），要求被试同时找出3个音，将该纯音段按音高分为四等份。以频率为横坐标，以音高为纵坐标，绘制函数曲线图即为音高等距量表。,渐进多分法举例,R5 R1，要求被试利用3次二分法，将R1和R5之间的响度四等份。以响度值为纵坐标，以物理刺激值（振幅）为横坐标，划出函数曲线图即为响度等距量表。,链接,一个研究者想研究介于S1与S2两感觉之间的感觉的物理刺激是多少。随机选10名被试，让其调节一个可变的物理刺激，使产生的感觉介于S1与S2之间，然后测量所调节刺激的物理量。10名被试的结果为：5.7，6.2，6.7，6.9，7.5，8.0，7.6，10.0，15.6，18.0。问这10个被试两感觉之间的那个感觉的物理刺激量的平均值是多少？,差别阈限法制作等距量表,以绝对阈限为零点，以绝对阈限以上的最小可觉差（jnd)为纵坐标，以每个jnd对应的物理刺激值为横坐标，绘制函数曲线。曲线反应了刺激量和感觉量之间的心理物理关系。,费希纳定律,某一实验数据,（采自Woodworth & Schlosberg,1954),比例量表,等距量表无绝对零点。等距心理物理量表的零点并不代表完全没有感觉。例如差别阈限法构建的等距量表，零点为绝对阈限，这并非真正的零感觉，绝对阈限具有50%的感受性。,分段法制作比例量表,通过物理量所引起的的感觉量加倍或减半或按照某一特定的比例变化来建立物理量与心理量之间关系的量表。,分段法制作音高比例量表（美量表）,规定强度为40dB的1000Hz纯音音高为1000美。以之为ST，让被试调整SV的频率，使其听起来是ST的1/2，即500美时停止，主试记下这时的频率；再调整SV，使其听起来是ST的2倍，即2000美时停止，主试记下频率，以此类推。然后以频率为横坐标，以相应音高为纵坐标作图，就可得到整个可听范围的音高量表。,分段法制作响度比例量表（宋量表）,规定40dB时1000Hz纯音的响度为1宋，以之为ST，让被试调整一个SV，使其听起来是ST的1/2，即0.5宋时停止，主试记录下这时的声音强度值；再调整SV，使其听起来是ST的2倍，即2宋时停止，主试记下声音刺激强度值。以刺激强度值为横坐标，以响度值为纵坐标作图，就可得到响度量表。一个声音的响度若被判断为1宋音响的N倍，该音的响度就是N宋。,数量估计法制作比例量表,呈现一个ST，并赋予其一个主观值；让被试以这个主观值为标准，用数据表示其他SV的主观强度。计算被试对各SV主观强度估计的几何平均数；以刺激值为横坐标，以感觉值（几何平均数）为纵坐标，制成感觉比例量表。,Baker & Dudek,1957实验,假定长度单位1作为ST，用其他10种比它长的刺激作为SV；每个SV随机呈现20次，让被试进行长度估计；为排除空间位置误差，SV 10次在上、10次在下。实验结果：心理长度的增长明显低于物理长度的增长。,心理物理函数,心理物理函数是描述对刺激的心理感受和刺激的物理属性之间关系的函数。即用来描述某种感觉如何随刺激量的变化而变化，回答“刺激量为X的时候，心理感觉量Y的值是多少”这样的问题。最著名的例子是：对数定律和幂定律。,韦伯定律,1834年，韦伯发现：两个较重的物体比两个较轻的物体具有更大的差异时，才能被感受为重量不等的两个物体。重量较大的物体之间更难以分辨，因而具有更大的差别阈限。K=I / I,Fechner定律与Stevens定律,用差别阈限的方法制作等距量表，实验结果支持Fechner定律。用数量估计法制作比例量表，实验结果支持Stevens定律。,传统心理物理法测量阈限的弊端,传统心理物理法测得的感觉阈限往往不完全是被试的感受性，其中夹杂有被试的主观因素：无法从根本上把感受性的测量和被试的态度、动机等主观因素造成的反应偏向分开。例如：测定痛阈。传统心物法在测量感觉阈限时，没有考虑一些非感觉变量对被试的影响。,非感觉变量：刺激出现的概率,P（S）总是1.0；被试做出“有”、“无”判断，即使凭机遇也有50%的准确性。P（S）若系统变化，则 P（有）发生变化。若P（S）很小，如1%，则被试倾向于回答“无”。,非感觉变量：反应代价,若被试正确报告了“有”刺激得到的奖赏多，错误报告时受到的惩罚少，则被试倾向于降低反应标准，阈限值低；若被试正确报告了“有”刺激得到的奖赏少，错误报告时受到的惩罚多，则被试倾向于提高反应标准，阈限值高。,传统心理物理法测定阈限的弊端,传统心理物理法测定阈限，被试的反应过程并不是一个纯粹的对物理刺激进行感受的过程。本来阈限是一个衡量感受性的指标，但实际上混入了被试的态度、动机等主观因素的影响。传统测量方法无法把感受性的测量和由于主观因素所造成的反应偏向分开。,信号检测论简介,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。信号检测实质上就是利用信号和噪音的统计特性来尽可能抑制噪音从而提取信号。信号检测论借助于数学的形式描述“接受者”在某一观察时间将掺有噪音的信号从噪音中辨别出来。,信号检测论可以用于心理学实验,人的感官、中枢分析综合过程可以看作是一个信息处理系统，因此能够利用信号检测论的概念和方法对它进行分析。通常把刺激变量看作是信号，把刺激中的随机物理变化或感知处理信息中的随机变化看作是噪音；这样人作为接受者对刺激的辨别问题就等效于一个在噪音中检测信号的问题。,一个典型的信号检测实验,被试戴上耳机坐在隔音室内。试验开始前闪光灯亮一下，被试做好准备，然后听到一阵白噪音，其中可能包含也可能不包含微弱声音信号。被试需作出判断：若认为有信号，回答“有”，若认为仅是噪音回答“无”。试验共几百次。,一个典型的信号检测实验,对信号和对噪音的感觉强度均受各种随机因素的影响，因此不论是只呈现噪音刺激，还是信号和噪音同时呈现，被试的反应都不是唯一的，而是在感觉强度上形成两个分布：信号加噪音（SN)分布和噪音（N）分布。由于信号总是叠加在噪音背景之上，故总体上信号分布总是比噪音分布的感觉强度大些。,一个典型的信号检测实验,两个分布中间重叠部分感觉印象是模糊的；既可能判断为噪音，也可能判断为信号。被试内部有一个判断标准，据之做出是SN还是N的判断。一个大胆的决策者其判断标准常位于左边，结果大部分反应是“有”； 一个保守的决策者其判断标准常位于右边，结果大部分反应是“无”。,心理物理学上的辨别实验,呈现刺激前约2秒给被试一个预备信号。有时只呈现N，有时SN同时呈现，每次呈现N还是SN是随机安排。让被试对信号刺激做出反应。呈现刺激前告诉被试：N和SN各自出现的概率(先定概率)；判定结果的奖惩办法。,心理物理学上的辨别实验,信号检测的四种结果：击中（ YSN ）：信号SN出现，被试报告“有”虚惊（ YN ）：只有噪音N出现，被试报告“有”漏报(nSN)：当有信号出现时，被试报告“无”正确拒斥（ nN ）：只有噪音出现时，被试报告“无”,心理物理学上的辨别实验,H和CR是正确反应，M和FA是错误反应P（H）+ P（M）=1 P（FA）+P（CR）=1,信检论的统计学原理,信号检测论实质上是利用信号和噪音的统计特性来尽可能抑制噪音从而提取信号。信号检测论假定噪音总是存在于系统中，无法消除。因此阈限实验是在信号和噪音不易分清的条件下进行的。在信号的先定概率不为1的实验中，有时只呈现噪音刺激（N），有时信号和噪音同时呈现（SN），被试每次都要判断所接受的仅仅是噪音背景（N），还是在噪音背景上叠加了信号。,信检论的统计学原理,对SN和对N的感觉强度受各种随机因素影响，因此不论是只呈现噪音刺激（N），还是信号噪音同时呈现（SN），被试的反应都不唯一，而是在心理感觉强度上形成两个分布：信号加噪音分布P1(X) 和噪音分布P0(X)。两条曲线叠加部分意味着同样的心理感受既可能由噪音引起，也可能由信号引起。,信检论的统计学原理,检测者要确定一个XC，将X分成两个值阈。当X XC时，判定H0为真；当X XC时，判定H1为真。在信号分布和噪音分布不变的情况下，检测者的反应标准XC将影响P（H）、P（M）、P（FA）、P（CR）。无论XC在何位置，都存在两种可能错误：虚惊错误FA和漏检错误M。,习题：谈谈你对心理学实验中“信号”和“噪音”的理解。,心理学实验中，对信号检测起干扰作用的背景叫噪音，“噪音”不仅指纯音信号出现时其他的噪音而言；在视觉实验中，伴随着亮点信号出现时的照度均匀的背景也叫噪音。总之对信号起干扰作用的因素都可当作“噪音”。心理物理学上的辨别实验，一般包含刺激A和刺激B，在这种情况下，可将其中一个刺激作为噪音，另一个作为信号。,习题：试述信号检测论的心理学实验范式。,主试有时只呈现噪音刺激（N），有时同时呈现信号刺激、噪音刺激（SN），让被试对信号刺激做出反应。在呈现刺激前，主试告诉被试者N和SN各自出现的先定概率，同时说明判定结果的奖惩办法。每次呈现的是N还是SN随机安排。主试在呈现刺激前约2秒先给被试一个预备信号。被试对有无信号出现的判定有击中、漏报、虚报、正确拒斥四种情况。,反应标准及其影响因素,反应标准的选择称为检测者的反应偏向。反应标准越严，被试越倾向于判断“无”，反应标准越宽松，被试越倾向于判断“有”。反应标准的影响因素：先定概率、反应代价等。,信检论对阈限实验的理解,阈限实验其实是在信号和背景不易分清的条件下进行的。有时只呈现噪音刺激N，有时S和N同时呈现，让被试对信号做出反应：所接收的仅仅是噪音N,还是在噪音背景上叠加了信号SN。,被试的反应形成两个分布,对SN和对N的感觉强度受各种随机因素的影响，不论呈现N还是SN，被试的反应都不唯一，而是在心理感觉强度上形成两个分布：P1(X) 和P0(X)。,分布的重叠程度决定辨别力,两条曲线叠加部分意味着同样的心理感受（感觉强度）既可能由噪音引起，也可能由信号引起。两个分布越接近，重叠程度就越高，被试就越难以分辨一个心理感受是由噪音引起还是由信号引起。,信号检测包括两个过程,信号检测论把对刺激的判断看成是对信号的侦察并做出抉择的过程，其中包括感觉过程和决策过程。感觉过程和决策过程相互独立。对应的两个指标：辨别力和反应偏向相互独立。,信号检测包括两个过程,感觉过程：神经系统对信号或噪音的客观反应，它取决于外在刺激的性质，即信号与噪音之间的客观区别。信号检测论用辨别力指标d作为反应客观感受性的指标。决策过程：受反应偏向是严格还是宽松的影响。,反应偏向：似然比值,数学定义：在给定水平上信号分布的纵轴与噪音分布的纵轴之比。=O击中O虚惊值偏高时，XC右移，P（H）、P（FA）都下降，检测者反应标准较严格；值偏低时，Xc左移，P（H）、P（FA）都上升，检测者的反应标准较宽松。,反应偏向：似然比值,只要知道P（H）、P（FA），就可求出。（P117）1：被试掌握的标准较严1：被试掌握的标准不严也不松1：被试掌握的标准较松,反应偏向：报告标准C,C 是横轴上判定标准的位置。其单位要转换成刺激强度单位。C 越大，表明被试的判断标准越严格。C = (I2I1)d Z1+ I1I2为高强度刺激，I1为低强度刺激，Z1为低强度刺激时PCR的Z值（PFA对应Z值的相反数）。,反应偏向：报告标准C,心理学上的再认实验先让被试看一组图片，然后将其与另一组图片混合，然后呈现所有图片让被试再认，被试依回忆回答“见过”、“未见过”。,反应偏向：报告标准C,两个独立指标：感觉辨别力d：d值低表示很难辨别某图片是“见过”还是“未见过”。报告标准C：C值高表明被试判断标准严格，对一些拿不准的图片刺激更倾向于报告“未见过”。,d固定，C 的3种情况,严格的C ：旧刺激呈现，报告“见过”的概率较低；新刺激呈现，报告“见过”的概率接近于0。宽松的C ：旧刺激呈现，报告“见过”的概率很高，接近1.0；新刺激呈现，报告“见过”的概率较高。中等的C ：旧刺激呈现时，报告“见过”的概率较高；新刺激呈现时，报告“见过”的概率适中。,根据刺激反应矩阵计算d和C,P (H) = 4250= 0.84 Z击中= 0.994P(FA) = 450 = 0.08 Z虚惊= 1.405d = Z击中Z虚惊= 0.994(1.405) = 2.399,根据刺激反应矩阵计算d和C,辨别力指标d,辨别力表现为fN(X)与fSN(X)之间的分离程度。两者的分离程度越大，辨别力越高。d= Z击中 Z虚惊,辨别力指标d (P119-120),（1）在输入感觉刺激非常敏感的情况下，当信号加噪音存在时，常常反应为“肯定”，击中率为93%；当噪声单独存在时，很少作出“肯定”，虚报率为7%，d= Z击中 Z虚惊 = 3,辨别力指标d (P119-120),(2)当感觉辨别力降低时，两个分布fN(X)与fSN(X)相互接近。击中率降低为84%；虚报率上升为16%。d= Z击中 Z虚惊 = 2（3）被试相对不敏感。击中率进一步下降为70%，虚惊率进一步上升为30%。d = Z击中 Z虚惊 =1,辨别力指标d,d 是一个相对稳定的指标：实验中若改变P（S）或奖惩办法等条件，和C 会改变；而d相对固定。,信检论可将d和分开,信号检测论可将被试对刺激的客观感受性（辨别力d）和对刺激的反应偏向（即判断标准或C）两个因素区分开来。,P（H）降低的原因,既可能是由于被试反应标准较严所致，也可能是由于被试的辨别力较低所致。,接受者操作特性曲线（ROC）曲线,在信号检测论的实验中，改变信号刺激出现的先定概率，可引起被试的判断标准发生变化，随着判断标准的变化，击中率和虚报率也随之改变，判断标准有几个，就可得到几组不同的击中率和虚报率。以击中率为纵坐标，以虚报率为横坐标作图，可得到几个点，连接各点，得到一条曲线，称为接受者操作特性曲线。,ROC曲线绘制举例,选图画500页，分五组，每组100张。对每组使用一种信号的先定概率，然后按此先定概率呈现给被试一定数量的画页，要求被试将之当作“信号”记住。作为信号的画页呈现完毕以后，与此组作为噪音的画页混合，然后随机地逐张呈现给被试；每呈现一张画页，要求被试判断其是“信号”还是“噪音”，并把被试回答的结果记录在实验纸上。,ROC曲线绘制举例,五组画页的先定概率分别是0.1，0.3，0.5，0.7，0.9。根据五种先定概率得到的实验结果，可计算出某个被试反应的P(H)和P(FA）。,ROC曲线绘制举例,先定概率P=0.1,P（H） = 0.30 ；P(FA) = 0.04,先定概率P=0.3,P（H） = 0.53 ；P(FA) = 0.13,ROC曲线绘制举例,先定概率P=0.5,P（H） = 0.70 ；P(FA) = 0.22,先定概率P=0.7,P（H） = 0.84 ；P(FA) = 0.43,ROC曲线绘制举例,先定概率P=0.9,P（H） = 0.92 ；P(FA) = 0.60,ROC曲线绘制举例,根据不同先定概率下的P（H）和P(FA），在坐标图中描点，连接起来形成一条ROC曲线。,ROC曲线绘制举例,计算结果表明（P122）：当先定概率P（SN)变化时，d变化幅度较小，而变化幅度较大。说明辨别力不受信号的先定概率影响，而判断标准则受信号的先定概率变化的影响。,ROC曲线的含义,ROC曲线实际上是将P(H)作为P(FA)的函数。ROC曲线既能告诉我们感觉过程（d)，又能告诉我们决策过程（）。 ROC曲线的曲率反映着敏感性指标d。将不同被试的实验结果画在一起，便可得到一组d不同的ROC曲线。ROC曲线上有一条对角线，代表P(H) = P(FA) ，即d=0。ROC曲线距离这条线越远，表明被试的辨别力越强。,ROC曲线的含义,ROC曲线的坡度反映着决策标准。平缓的坡度显示一个大胆的决策标准，P(H)、P(FA)都较大；陡峭的坡度显示一个保守的决策标准，P(H)、P(FA)都较低。从左下到右上，P(H)、P(FA)越来越大，决策标准越来越宽松。d的变化使ROC曲线形成一个曲线族，而的变化体现在这一曲线族中的某一条曲线上不同点的变化。,信号检测论应用于痛觉研究,传统心物法对痛觉阈值和耐痛阈值的测定极不可靠。阈值并非单纯的感觉敏感度指标。痛阈：50%次报告痛的刺激强度。耐痛阈：50%次出现回缩动作的那个刺激强度。,信号检测论应用于痛觉研究,被试共有10人。使用枪式热辐射仪提供6个强度的热刺激：0、0.120 、0.240、0.705、0.370、0.435卡/秒/平方厘米。每个强度重复12次。实验前告诉被试接受刺激后会产生不同程度的热感觉（11个等级）。并说明实验目的为测定耐痛阈。对10个被试都实验一遍后休息5分钟，继续进行第二阶段实验。,信号检测论应用于痛觉研究,第二阶段实验前，给被试指导语：“马上开始的实验要说明，重复进行刺激可改变你的耐痛能力。因为原先的刺激已经使你的皮肤感受器疲劳而不那么敏感。现在你可能更能耐受痛刺激，你将延迟辐射仪从皮肤上移开的时间。现在要开始测定你的耐受剧痛的能力。”,信号检测论应用于痛觉研究,使用最小变化法所得结论：指导语的提示能提高被试的耐痛阈。提示前，给被试施加0.435卡秒cm2的热刺激，回缩反应的概率为0.75（12次刺激，被试平均有9次出现回缩动作）；提示后给被试施加0.435卡秒cm2的热刺激，回缩反应的概率为0.53（12次刺激，被试平均有6.4次出现回缩动作）。,信号检测论应用于痛觉研究,被试对高强度刺激（0.435卡）出现回缩反应，表示“击中”，对低强度刺激（0.370卡）出现回缩反应，表示“虚惊”。,信号检测论应用于痛觉研究,信号检测论应用于痛觉研究,传统的心理物理法研究结果表明：提示能明显地提高回缩反应的耐痛阈，耐痛阈的提高是由于痛感受的减轻所致；用信号检测论对同一资料进行分析，则完全否定了这一解释。事实上，被试的反应辨别力d始终没多大改变，所改变的仅仅是其耐痛阈报告的标准而已。,信号检测论应用于认知研究,采用再认法进行记忆实验的范式：将被试识记过的材料和没有识记过的材料混在一起，让被试把新旧两种材料区分开来。混入的“新材料”数量越多，新旧材料相似程度越大，刺激材料呈现时间越短，再认困难越大。,信号检测论应用于认知研究,信号检测论应用于认知研究,被试在作出“新”、“旧”反应时，不可避免地会受其主观反应偏向的影响。即对那些没有绝对把握的图片，如果标准宽松点，就会报告为“旧”，如果标准严格点，就会报告为“新”。,信号检测论应用于认知研究,信检论把被试对新旧材料的再认看作是对信号的侦查和抉择。即把识记过的项目作为信号，未识记过的项目作为噪音。则被试反应可分四类：击中、漏报、正确拒斥、虚报。,信号检测论应用于认知研究,信检论认为记忆也像感觉量那样是连续变化的，任何一种记忆强度都可用来执行再认任务，只不过再认的正确性随识记程度不同而不同。基于这种考虑，假设被试对识记过的项目和未识记过的项目的熟悉程度都是呈正态分布，那么信号检测论的指标就可以用于再认实验了。,信号检测论应用于认知研究,在再认实验中，指标d用来衡量被试的再认辨别力，d越大，表示再认能力越高；用指标C表示被试的判断标准，C越大，表示判断标准越严格，不轻易报告为“旧的”，C越小，表示判断标准越宽松，容易将新项目报告为“旧的”。,信检论从客观辨别力和主观反应偏向两个方面去探求心理现象的原因具有很重要的现实意义，试举例说明。,信号检测论引入心理物理学之后，最大的贡献在于它可以把被试者的辨别力和反应偏向分开，这一区分使它不仅为心理物理学的理论研究提供了新方法，也为应用心理学的许多领域提供了更加有效的工具。,信检论从客观辨别力和主观反应偏向两个方面去探求心理现象的原因具有很重要的现实意义，试举例说明。,例1：使用传统心理物理法研究疼痛的感觉阈限，可能把那些容易哀伤叫苦的人误定为低阈限，而把那些坚韧的人定为高阈限。传统心理物理法对被试的主观反应偏向常常是忽略不顾的。,信检论从客观辨别力和主观反应偏向两个方面去探求心理现象的原因具有很重要的现实意义，试举例说明。,例2：有人使用最小变化法对胖男人、正常人、胖女人的饥饿感觉阈限进行了测定；得出结论：胖男人的饥饿感觉阈限最低，正常人居中，胖女人最高。用信检论研究得出的结论：并非胖女人的饥饿感觉阈限最高，而是其反应标准最严。,信检论从客观辨别力和主观反应偏向两个方面去探求心理现象的原因具有很重要的现实意义，试举例说明。,例3：许多人常抱怨记忆力衰退，信检论认为“真的衰退”表现为再认记忆的分辨力降低；“假的衰退”表现为再认记忆的判断标准提高。临床上抑郁症和老年痴呆患者都会表现出记忆力衰退。抑郁症的记忆衰退是“假的衰退” ，老年痴呆的记忆衰退是“真的记忆衰退”。,信检论从客观辨别力和主观反应偏向两个方面去探求心理现象的原因具有很重要的现实意义，试举例说明。,例4：见证人凭记忆识别嫌疑犯。嫌疑者由见证人辨认，这既是一个再认问题，也可看做是信号检测问题（可能参与犯罪、也可能没有参与犯罪，前者为“信号”、后者为“噪音”） 。若见证人反应标准高，则漏检很少，但清白者无辜受冤的可能性大；若见证人反应标准低，则漏检很多，但清白者无辜受冤的可能性小。鉴于此，见证人指认嫌疑者的做法只能供警方参考，不能确信。,为何信号检测论存在方法学上的优势？,传统心理物理学在方法学上的缺陷在于它缺乏对噪音的测量，实际上，人的辨别力是信号及噪音的函数。信号固然是信息，但噪音也是信息。信号检测论很好地解决了这两类变量的测量，它明确地建立起反映噪音变量的虚惊概率，这是十分重要的，也正是信号检测论方法学优势的原因所在。,信号检测论引入心理学，解决了一些传统心理学方法不能解决的问题，举例说明。,传统心物法测定痛阈时，若指导语发生改变，则测得的痛觉阈限随之发生变化。究竟指导语影响了被试的辨别力还是反应偏向？传统心物法不能回答。信检论得到的实验结果表明：不同指导语影响下测得的痛觉阈限所以不同，不是由于被试的辨别力发生了变化，而是由于被试改变了判断标准所致。传统方法测得的痛阈提高，并不意味着痛阈感受性下降，而常常是由于改变了报痛标准。,名词解释：ROC曲线,又称感受性曲线。指被试在特定刺激条件下由于采用了不同的判断标准得出的不同的结果所画成的曲线。绘制方法是针对不同的先定刺激概率，以虚惊概率为横轴，以击中概率为纵轴，在平面坐标系内确定出一些点，然后将各点连成平滑的曲线。ROC曲线上各点反映着的感受性相同，但判定标准不同。,有无法,主试用完全随机的方式呈现所有的信号（SN）和噪音（N），被试根据一定的判断标准作出有无信号的反应，即回答呈现的是SN还是N。高的被试在判断“有”信号时较为慎重，只有在十分有把握时才判断“有”信号。,迫选法,信号检测论的又一种方法。同有无法一样，也只用信号（SN)和噪音（N)两类刺激。信号和噪音的差别