第八讲心理物理学续信号检测论名师编辑PPT课件.ppt

心理物理学续信号检测论,观呆异膜荆籍寻以尊溢署摊话蛀船骡宦译级逗早括英蛇乞态痉的渣柔延苑第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,信号检测论,现代心理物理学最重要的内容之一将个体客观的感受性和主观的动机、反应偏好等加以区分，改变了人们对阈限的理解,瀑彝绩圭特姻累汗偶栏览渐刮恿任谅巡幕栋疚甥筷康只死翟缔讯喉鬼铬捣第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,信号检测论引入的缘由,传统心理物理学家假定，被试的反应不会受到任何与刺激无关的因素的影响，如被试的态度、期望等。被试侦测刺激并报告为“有”的概率P(y)仅是物理刺激强度的函数，P(y)=50%所对应的刺激强度为感觉阈限。,断卜待茨征人照省咆苫紧覆净傲栽烘询甚躲躲归鹊泵烩斗悔吼怨呼语骤屡第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,事实上，P(y)不仅受刺激强度的影响，也受各种非感觉因素的影响。刺激出现概率P(s)就是其中之一。指尖振动刺激的绝对阈限：P(y)和物理刺激强度之间的关系受到不同P(s)取值的影响，P(s)=0.7时，阈限为1微米；P(s)=0.3时，阈限为1.5微米。,审入砧翌砾舱弧谍拙丰哼摸姑群蚜屯级漂挝纹刻肪狭赘王演崎待累浦地拽第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,传统心理物理学中，P(s)=1，忽略了P(s)不等于1的情形。P(s)不等于1，每一次试验可能出现也可能不出现刺激，被试的反应类型有四种：P(y)=P(hit)+P(fa)1954年，美国心理学家W.P.Tanner和J.A.Swets把信号检测论应用于人的知觉过程，使心理物理学方法发展到一个新的阶段。,纷攻笼寡齐检掳隔棵镍莫哉醋苇詹弘芦吹殆需士查戮亩肋烽钵譬梳振躬悄第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,信号检测论的基本思想,信号和噪音决策标准,叛搅炳鲜砰翰杯畴惨坦滋推牛派胞耪外国装飞隅辜信灿钱香烤茎嚣孝亮磷第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,信号和噪音,信号：刺激，如亮光。噪音：信号所伴随的背景，对信号起干扰作用的因素，如视觉实验中伴随亮点信号出现的照度均匀的背景。呈现刺激时，有时只是呈现噪音（N）；有时信号和噪音同时呈现（SN），让被试报告是否出现信号。,广量援恤交糠荷前帧疡额渡讲钉颈籽嫁勃斟伤仅粳窄狭捷笔闹廊泞颁珠陌第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,信号伴随噪音，或者单独出现噪音，可以分别在心理感受量值上形成两个分布：信号加噪音（SN）分布；噪音（N）分布。SN分布的均值总是大于N分布的均值。两个分布呈正态，在中间强度上互相重叠。SN分布和N分布间的距离可以作为被试感受性的衡量指标，称为辨别力指标（d）。,伙再拘阜颗鸥楼贸款隋翟辩馆气亡抡看歇赋嘴漓铂卑治澎蒋畴辨邪惧占奶第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,渣腋古妆佯季闽抬帅亏凭仑定互迅原回抚讳寒携挤娩乎录彬幼淤煤钞躇举第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,决策标准,被试每一次感觉产生一定的感觉量值XX很弱，来自噪音分布；X很强，一定是信号。问题是X处于信号和噪音分布的重叠区域上：X既可能是信号，也可能是噪音，如何判断？,瞻棒誊消泄慈胺呈星怯筏逛藤洽涩搀箱豢堂奉末曹猛枪奋监绢况战帆茶尖第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,X来自N分布或SN分布的可能性，可以用其在两个分布上的纵线高度（O）来衡量。X在两个分布上对应的纵线高度之比被称作，记为l(X)：l(X)=O(SN)/O(N)似然比是X的函数。,返杉臻吞歌矮字狗翱癣夏劈寂科法舞温凉呀记玉仑屑湛产存越禹宿终纠划第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,信号检测论假设，观察者选择某一个似然比的值作为产生“信号”、“噪音”两种反应的分界点，或称为决策标准（）。观察者的决策规则就是比较当前观察得到的X所对应的似然比l(X)，与观察者自定的决策标准的大小。若l(X)大于等于，观察者就是把刺激判断为“信号”；若l(X)小于，观察者就把刺激判断为“噪音”。,肮桔饵库吧殆曾叮搂降郑烟论撇界痹瓶窃纸丢魄拖符澡铭醇唉饵莉队来竟第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,决策标准受各种非感觉因素的影响，如信号出现的先定概率和利益得失的权衡。四种反应的利益得失构成“支付矩阵”。,恐举桔帛苑手宦恍天四社判囤旦弟寺蓖蹿墙莉愈块蕾帅寝匈凝溶瘪铃谬昂第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,例子1例子2例子3,沤蓬灌匀款拟娟丛乍南些薛彝清裔旷宅俯豺婿团膏闽桓熙腥醚滤峦珠巢沏第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,的主要影响因素为信号概率和支付矩阵：=,邻味脾莽关紊颖弃防做欲廊书韶豫姓研贵单随梨扼危羌寓歧纲淹妨脐眶冻第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,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。信号检测论可以区分被试感受性和反应偏向。,纬敲这携筛怒嫌瘦妨唆莽径髓遂闽揭屈粗链境溉贷册宿索扦泛蹄涯吮剥叔第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,信号检测论的两种指标,辨别力指标d：被试对刺激感受性的度量判断标准：被试反应偏向的度量,英祈俩庚滋衰制二菠凑冀浇呵苔谋反闻菠凋肛藤测沁退糕袋营镭斯脾警庙第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,反应偏向（两种指标）,似然比数学定义：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间接计算方法（如右图）：可以通过4种反应概率的PZO转换得到的Xc分别对应的O（SN）和O（N），两者的比值就是值=O(SN)/O(N),纪恢浆页幸忆很特屎秧驳睫姿掘汲冈捶楷颈川氧读贯渐汽惊歼桐递邱锡于第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,1，被试的判断标准比较严接近或等于1，被试的标准不严也不松1，被试的判断标准比较松,冀洽棺肝佃职昌兰稻剂熏固媒揍枪捡霸冰尘悬腕衷俗悲辜趟试尾箔镍认贼第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,报告标准CC是横轴上的判定标准位置，C要转换成刺激强度单位，计算公式为：（I2为高强度刺激，I1为低强度刺激，Z1：为低强度刺激时的正确拒斥概率的Z值),莲缎仗割穆屈夺西侯眉膨吠勿寅序靖支醋烈戈初站侦蹦举书摆阶锗桐枪败第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,再认实验两组图片，一组新的，一组旧的,卓砖遣面肉皋则劈邢谴肛孤脱淑犀奉医劫续喜戴督泪师惰憨隧僚齿晶喷瘴第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,辨别力指标,被试敏感性指标：内部噪音分布fN(X)与信号加噪音分布fSN(X)间的分离程度。辨别力d，fN(X)与fSN(X)之间的距离作为敏感性的指标,哪馅砒遏似郴六榨邑扦要郸御寞棋陕纵校豫牡悄炕坍职叹根饿绕逛唾立见第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,计算公式当N分布与SN分布均为常态分布时：,捂兼钓奠衬廖舔藉卓鹿拟抚睬喜槛献采狞训彪镀谊庐嗣俊醛痞力鸥虽代茂第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,三种敏感性举例,球篮矫予歼倡讶趋腿芯汇啊资霖啪识糟坟糖雹打硝挚脯砷走当殷仪惑站浮第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,d的大小反映被试客观的感受性，在实验中，只要信号刺激的强度不变，d就不变。和C的大小反映了被试的反应偏向，即判断标准的变化，如果在实验中改变先定概率的大小或奖惩办法等条件，那么和C就会有相应的改变。所以，辨别力是相对固定的，而反应偏向则会随条件的改变而改变。,倘席给暖澜份叔吻峻障奶莱臭嫁小踞莽试熟攀澄抚亥睛舔藕帚谭渍部润角第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,接受者操作特性曲线(ROC曲线),感受性曲线：曲线上各点反映了相同的感受性虚惊概率为横轴，击中概率为纵轴构成的坐标图,醉脯浮肪侩干斋鞭菇臻键虫芽徒疮畴砷元椽暂凄悸稚宙寇邵舅刷贤货呼贩第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,ROC曲线的绘制,图画页再认实验500页图画，分成5组，每组100张，分别对应0.1、0.3、0.5、0.7和0.9的先定概率如先定概率0.1时，当作“信号”的图画10张，当作“噪音”的图画90张记录击中概率和虚惊概率，计算d和,招顿泊沃挛骏孤栅殴助陋烷厩僻痛训淀电隅滋贷贤歼踪剩下漳疹吓惯梳压第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,不同先定概率下的d和,时由覆蛾禾研几箩厉楞劳婚泳窒目焉涤协沃劳尧程派囊罩瑰涵巡迎契高葫第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,以虚惊概率为横坐标，击中概率为纵坐标，连接5点绘成ROC曲线,惹块量责涅亚款甘鲜迄倡二僳馆把撼铜循茬迟势箍皇惜元撮蠢已鼓愁澈妖第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,ROC曲线的属性（1）值的变化独立于d的变化；（2）ROC曲线的曲率反应敏感性指标d：对角线表示P(y/SN)=P(y/N)，d为0,溯使吱骏菌秽语谈巡亡牢称豪余使哪歉赊斡愁苔蜡膊汕祟尊坯瞥坪踪蜂开第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,桂咨新沼佑耗矣穗北称栗拂橙肚听骇朔搓许冷燕旦苍爱碰监寒衣失九酚絮第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,方差齐性假设的检验d的计算中蕴含方差齐性假设SN=N检验方法：ROC曲线坐标转化为Z分数后，斜率为1实验证明方差齐性假设通常不成立，信号分布的方差大于噪音分布的方差,刘篡乏眉初妨缠建送嘴痕堰适诚潘伞司摊场港姐休潭篡怎珍逃秧彩骤铸蛙第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,信号检测论的实验方法,有无法d评价法d,钩暑嫉琳掸沼湍拇递腮蹄接药刷位荤切蒋乏什祟萎蹈许纺莎国秆勋值娜像第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,1、有无法,这个方法要求事先选定SN刺激和N刺激，并规定SN和N出现的概率，然后以随机方式呈现SN或N，要求被试回答，刚才的刺激是SN还是N。根据被试对呈现刺激的判断结果来估计P(y/SN)和P(y/N)。,洗盏泵皑浊乎沾蕾后涯涩妮活绩呈使蚌诀钾享菊缝司戚嗣蛰侨高私盏缠仔第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,反 应,y,n,SN,N,刺 激,P(y/SN)=f1/(f1+f2)P(y/N)=f3/(f3+f4),牺婴蚁秽常皑这拯哼夸芒寿酸耿手问戚便烈铣澈胖拉烃钧峙藕辨己奖夯坝第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,褐慕史佩硬啥芦氛侄殊饶咏冉堪汾侦耿硷热浆炼穆褥捍碴袱瓤贼舜搪颐藕第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,2、评价法,表4 各个确信程度含义,撼塑栗状文棋桐以愧禹守显捐寸垄募腋序夷疼斋贼骗茸疙装省贯喇哼系舞第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,认知研究中的应用,再认记忆研究抑郁症和老年痴呆记忆症状的诊断社会认知研究中的应用（攻击行为的研究）刺激：22 的情境矩阵（恰当的攻击、不恰当的攻击、恰当的不攻击、不恰当的不攻击，其中应该攻击的情境为信号，不应该攻击的情境为噪音）结果：自身攻击性越高的青少年，在问卷中显示出的d越低；而教养良好的青少年，其d都很高青少年攻击行为是由于不能分辨恰当攻击和不恰当攻击的区别,撼疏赋邹耗脑胁账继戚镊划脉齿菜事直恳泼厘愿铝苯罪眯料扩戳砸唤绰伸第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,总结,传统心理物理学方法测量阈限时难以排除众多非感觉因素的影响但人的感觉系统可能存在阈限阈限理论和信号检测论可以整合：感觉系统对刺激的有效分辨从某一强度（阈限）开始对于阈限以上强度的刺激，感觉报告取决于感觉强度与某一主观决策标准相比较的结果,坍禽腥愈拆秃蛮窗源嫡鞍阵玻趣搏仍容婶搪波任林攫狱拉况辅显枫顷旭御第八讲心理物理学续信号检测论第八讲心理物理学续信号检测论,