现代心理物理学幻灯片.ppt

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1、现代心理物理学1第5章 现代心理物理法第1页，共67页，编辑于2022年，星期一主要内容主要内容 阈限的概念的发展和信号检测论的由来阈限的概念的发展和信号检测论的由来阈限的概念的发展和信号检测论的由来阈限的概念的发展和信号检测论的由来对传统的阈限概念的质疑对传统的阈限概念的质疑对传统的阈限概念的质疑对传统的阈限概念的质疑电子侦察系统的启示电子侦察系统的启示电子侦察系统的启示电子侦察系统的启示 信号检测论的原理信号检测论的原理信号检测论的原理信号检测论的原理色子游戏色子游戏色子游戏色子游戏人对信号刺激的觉察人对信号刺激的觉察人对信号刺激的觉察人对信号刺激的觉察 信号检测论的实验方法信号检测论的实

2、验方法信号检测论的实验方法信号检测论的实验方法有无法有无法有无法有无法评价法评价法评价法评价法迫选法迫选法迫选法迫选法 信号检测论的应用信号检测论的应用信号检测论的应用信号检测论的应用2第5章 现代心理物理法第2页，共67页，编辑于2022年，星期一一、阈限概念的发展一、阈限概念的发展传统的阈限概念传统的阈限概念:传统的阈限概念起源于费希纳。波林在传统的阈限概念起源于费希纳。波林在实验实验心理学史心理学史一书中指出，心理物理学的古典问一书中指出，心理物理学的古典问题有五个：题有五个：绝对阈限：绝对阈限：观察者对个别刺激的感受；观察者对个别刺激的感受；差别阈限：差别阈限：观察者对刺激增量的感受性

3、；观察者对刺激增量的感受性；等量：等量：被判断为相等的刺激，一般指主观判断的强被判断为相等的刺激，一般指主观判断的强度方面；度方面；感觉距离：感觉距离：被判断为相等的两对刺激间的差别；被判断为相等的两对刺激间的差别；感觉比例：感觉比例：彼此判断为有特定比率的那些刺激。彼此判断为有特定比率的那些刺激。3第5章 现代心理物理法第3页，共67页，编辑于2022年，星期一史蒂文斯的补充史蒂文斯的补充刺激次序：刺激次序：刺激次序：刺激次序：观察者将某些组的刺激排成等级或次序的测定；观察者将某些组的刺激排成等级或次序的测定；观察者将某些组的刺激排成等级或次序的测定；观察者将某些组的刺激排成等级或次序的测定

4、；刺激等级评定：刺激等级评定：刺激等级评定：刺激等级评定：确定观察者评定刺激的真正物理值的准确性。确定观察者评定刺激的真正物理值的准确性。确定观察者评定刺激的真正物理值的准确性。确定观察者评定刺激的真正物理值的准确性。可见，一百多年前，费希纳在创建心理物理学时，可见，一百多年前，费希纳在创建心理物理学时，就把注意力集中在感觉阈限的测量上。就把注意力集中在感觉阈限的测量上。经过长期研究，形成了许多阈限理论，包括柏拉克经过长期研究，形成了许多阈限理论，包括柏拉克韦尔的韦尔的高阈限理论高阈限理论高阈限理论高阈限理论，路司的，路司的，路司的，路司的低阈限理论低阈限理论低阈限理论低阈限理论，格林的，格林

5、的高高-低两种阈限理论低两种阈限理论低两种阈限理论低两种阈限理论，以及史蒂文斯的，以及史蒂文斯的神经量子理论神经量子理论神经量子理论神经量子理论和斯和斯和斯和斯韦茨等人的韦茨等人的韦茨等人的韦茨等人的信号检测理论信号检测理论信号检测理论信号检测理论。4第5章 现代心理物理法第4页，共67页，编辑于2022年，星期一从测量上考虑传统阈限的概念，最后形成从测量上考虑传统阈限的概念，最后形成了了传统觉察理论传统觉察理论基础。基础。传统觉传统觉察理察理论论假假设设有三个有三个连续连续量：量：刺激刺激刺激刺激内部反应内部反应内部反应内部反应判断判断判断判断从从图图中可中可见见，刺激，刺激S S2 2被定

6、被定义为绝对阈义为绝对阈限限（T T），因），因为为它是引出它是引出“有有”反反应应的一半次数。的一半次数。5第5章 现代心理物理法第5页，共67页，编辑于2022年，星期一6第5章 现代心理物理法第6页，共67页，编辑于2022年，星期一 例例例例1 1 1 1：两个人正在看电视的时候有人敲门，甲说两个人正在看电视的时候有人敲门，甲说“有人敲门有人敲门”，乙却说，乙却说“没有没有”。是否可以说，甲的。是否可以说，甲的听觉比乙的更敏锐？听觉比乙的更敏锐？例例例例2 2：两人在夜间行走在野外的小路上，忽然，甲指着远两人在夜间行走在野外的小路上，忽然，甲指着远两人在夜间行走在野外的小路上，忽然，甲

7、指着远两人在夜间行走在野外的小路上，忽然，甲指着远处说处说处说处说“那里有灯光那里有灯光那里有灯光那里有灯光”，乙却说，乙却说，乙却说，乙却说“没有没有没有没有”。是否可以说，。是否可以说，。是否可以说，。是否可以说，甲的视力比乙的更敏锐？甲的视力比乙的更敏锐？甲的视力比乙的更敏锐？甲的视力比乙的更敏锐？例例3 3 3 3：战斗中两位战士同时胳膊中弹，在卫生兵取出战斗中两位战士同时胳膊中弹，在卫生兵取出战斗中两位战士同时胳膊中弹，在卫生兵取出战斗中两位战士同时胳膊中弹，在卫生兵取出子弹的时候，一位战士疼得大声喊叫，另一位战士却子弹的时候，一位战士疼得大声喊叫，另一位战士却子弹的时候，一位战士疼

8、得大声喊叫，另一位战士却子弹的时候，一位战士疼得大声喊叫，另一位战士却一声不吭。是否可以说，第二位战士对疼痛的感觉不一声不吭。是否可以说，第二位战士对疼痛的感觉不一声不吭。是否可以说，第二位战士对疼痛的感觉不一声不吭。是否可以说，第二位战士对疼痛的感觉不敏锐？敏锐？敏锐？敏锐？对传统阈限概念的质疑对传统阈限概念的质疑7第5章 现代心理物理法第7页，共67页，编辑于2022年，星期一例例4 4：精神分裂症患者和正常人关于大小精神分裂症患者和正常人关于大小常性的对照研究：常性的对照研究：伯雷斯等人认为精神分裂症患者比正常人的伯雷斯等人认为精神分裂症患者比正常人的大小常性要高；大小常性要高；汉米尔顿

9、等人则认为精神分裂症患者比正常汉米尔顿等人则认为精神分裂症患者比正常人的大小常性要低；人的大小常性要低；皮什克姆皮什克姆-史密斯等人的看法认为他们彼此史密斯等人的看法认为他们彼此并没有差别。并没有差别。那么，谁的研究更符合事实呢？那么，谁的研究更符合事实呢？8第5章 现代心理物理法第8页，共67页，编辑于2022年，星期一19501950年代以后，经典的阈限测量最大的问年代以后，经典的阈限测量最大的问题在于没有能够把被试的题在于没有能够把被试的辨别能力辨别能力（感受（感受性）和他们做出判断时的性）和他们做出判断时的倾向性倾向性（反应标（反应标准）区别开来准）区别开来经典的阈限测量没有考虑许多非

10、感觉变量经典的阈限测量没有考虑许多非感觉变量对被试的影响。在这些非感觉变量中，主对被试的影响。在这些非感觉变量中，主要有下列二种：要有下列二种：刺激出现的概率刺激出现的概率(先定概率先定概率)反应代价（反应倾向）反应代价（反应倾向）9第5章 现代心理物理法第9页，共67页，编辑于2022年，星期一刺激出现的概率刺激出现的概率(先定概率先定概率)传统的心理物理学实验中，刺激出现的概传统的心理物理学实验中，刺激出现的概率（率（以以以以P P（S S S S）表示）表示）表示）表示），其值总是），其值总是1.01.0，这样被，这样被试的反应只有两种：试的反应只有两种：“有有”或或“无无”。且。且仅凭

11、机遇也有仅凭机遇也有5050的精确性，难以避免地的精确性，难以避免地存在着存在着期望误差期望误差。问题：问题：当当P P（S S）系统变化时，做出）系统变化时，做出“有有”判断的概率（判断的概率（以以以以P P（yesyes）表示）表示）表示）表示）是否也会发生）是否也会发生变化，测出的阈限值是否亦发生变化？变化，测出的阈限值是否亦发生变化？10第5章 现代心理物理法第10页，共67页，编辑于2022年，星期一P(S)不等于不等于1意味着每一次实验都可能出现意味着每一次实验都可能出现也可能不出现刺激，这样一来被试的可能也可能不出现刺激，这样一来被试的可能反应类型就扩大到了反应类型就扩大到了4种

12、：种：“击中击中”（Hit）：）：刺激出现并报告刺激出现并报告”有有”(y)“漏报漏报”（Miss）：）：刺激出现并报告刺激出现并报告“无无”(n)“虚惊虚惊”（False Alarm）：）：刺激没有出现并报刺激没有出现并报告告“有有”(y)“正确拒斥正确拒斥”（Correct Rejection）：）：刺激没有刺激没有出现并报告出现并报告“无无”(n)P(y)=P(Hit)+P(FA)11第5章 现代心理物理法第11页，共67页，编辑于2022年，星期一Ges Cheider et al.（19711971）实验结果表明，改变实验结果表明，改变P（S）对于传统的阈限测量具有强烈的影）对于传统

13、的阈限测量具有强烈的影响。响。当当P（S）等于）等于 0.7时，阈限是时，阈限是 1 微米；微米；P（S）为为0.3时，阈限则是时，阈限则是1.5 微米。而且，当刺激不微米。而且，当刺激不出现时，出现时，P（yes）也明显地高于零。）也明显地高于零。而根据传统的阈限理论，在不呈现刺激时，训而根据传统的阈限理论，在不呈现刺激时，训练有素的、忠实可靠的被试者只是偶然地报告练有素的、忠实可靠的被试者只是偶然地报告“有有”感觉，感觉，P（yes）不可能明显地高于零。）不可能明显地高于零。12第5章 现代心理物理法第12页，共67页，编辑于2022年，星期一Ges Cheider et al.Ges C

14、heider et al.（19711971）：对指尖震动刺激的绝对阈限测）：对指尖震动刺激的绝对阈限测定实验定实验 13第5章 现代心理物理法第13页，共67页，编辑于2022年，星期一反应代价（反应倾向）反应代价（反应倾向）反应代价影响反应的结果，即反应受到奖赏和惩罚的影反应代价影响反应的结果，即反应受到奖赏和惩罚的影响。响。如果正确地报告了如果正确地报告了“有有”刺激（刺激（“击中击中”）得到的奖赏多，而且）得到的奖赏多，而且错报时受到的惩罚少，则被试倾向于降低反应标准（错报时受到的惩罚少，则被试倾向于降低反应标准（争取奖赏争取奖赏），在这种情况下，所测量的阈限相对值便低。，在这种情况下

15、，所测量的阈限相对值便低。如果击中时所得奖赏少，而错报时所受惩罚多，则被试者倾向如果击中时所得奖赏少，而错报时所受惩罚多，则被试者倾向于提高反应标准（于提高反应标准（回避惩罚回避惩罚），不会轻易做出），不会轻易做出“有有”反应，这反应，这时，所测量的阈限值便高。时，所测量的阈限值便高。这一显而易见的事实，传统的阈限理论恰不能给予解这一显而易见的事实，传统的阈限理论恰不能给予解释。释。14第5章 现代心理物理法第14页，共67页，编辑于2022年，星期一从上述二种非感觉变量的讨论中看到：从上述二种非感觉变量的讨论中看到：现代心理物理学从对阈限概念的不同理解出发，现代心理物理学从对阈限概念的不同理

16、解出发，把被试者的辨别力和他的反应倾向区分开处理把被试者的辨别力和他的反应倾向区分开处理；而传统心理物理学测得的感觉阈限是二者不可而传统心理物理学测得的感觉阈限是二者不可分割的混合物。这是现代心理物理学对阈限概分割的混合物。这是现代心理物理学对阈限概念和感觉理论的新发展。念和感觉理论的新发展。15第5章 现代心理物理法第15页，共67页，编辑于2022年，星期一现代心理物理学的研究课题现代心理物理学的研究课题现代心理物理学不仅对心理研究方法带来新的突现代心理物理学不仅对心理研究方法带来新的突破，而且也对心理学理论带来了巨大影响。这些破，而且也对心理学理论带来了巨大影响。这些变化不仅明显地表现在

17、对阈限概念的理解上，而变化不仅明显地表现在对阈限概念的理解上，而且也反应在心理物理学所研究的课题上。且也反应在心理物理学所研究的课题上。对研究的课题，现代心理物理学从系统论出发，将对研究的课题，现代心理物理学从系统论出发，将对研究的课题，现代心理物理学从系统论出发，将对研究的课题，现代心理物理学从系统论出发，将一个事物看成是有层次阶段和多水平的结构，因此，一个事物看成是有层次阶段和多水平的结构，因此，一个事物看成是有层次阶段和多水平的结构，因此，一个事物看成是有层次阶段和多水平的结构，因此，它所面临要解决的问题也是有层次和不同水平的事它所面临要解决的问题也是有层次和不同水平的事它所面临要解决的

18、问题也是有层次和不同水平的事它所面临要解决的问题也是有层次和不同水平的事件。件。件。件。16第5章 现代心理物理法第16页，共67页，编辑于2022年，星期一具体地说，现代心理物理学课题可分割为具体地说，现代心理物理学课题可分割为检测、认知、分辨、量表等四个基本问题，检测、认知、分辨、量表等四个基本问题，叙述如下：叙述如下：检测问题：检测问题：察觉一个事物是否存在察觉一个事物是否存在 认知问题：认知问题：辨认一个事物辨认一个事物 辨别差异问题：辨别差异问题：叙述某些事物与标准的区别叙述某些事物与标准的区别 量表问题：量表问题：测量心理活动并转换成某种尺度测量心理活动并转换成某种尺度 17第5章

19、 现代心理物理法第17页，共67页，编辑于2022年，星期一检测检测（或觉察）（或觉察）（detection）就是察觉一）就是察觉一个事物是否存在的问题。这是一个低水平、个事物是否存在的问题。这是一个低水平、低层次的感知觉问题，它所要解决的问题低层次的感知觉问题，它所要解决的问题是，人检测到了信号，报告为是，人检测到了信号，报告为“有有”，没，没有检测到信号，报告为有检测到信号，报告为“无无”的简单问题。的简单问题。在使用方法时，如果研究者承认在使用方法时，如果研究者承认“阈限阈限”的存的存在，就可用传统的极限法和常定刺激法来测定在，就可用传统的极限法和常定刺激法来测定阈限；如果不承认阈限；如

20、果不承认“阈限阈限”的存在，就可用信的存在，就可用信号检测论来分析检测信号的辨别力和反应倾向。号检测论来分析检测信号的辨别力和反应倾向。18第5章 现代心理物理法第18页，共67页，编辑于2022年，星期一认知认知（cognitive）就是辨认一个事物的问题。）就是辨认一个事物的问题。这里已包括较高水平的问题，如当一个雷这里已包括较高水平的问题，如当一个雷达操作员在屏幕上观察到了有信号以后，达操作员在屏幕上观察到了有信号以后，就要进一步向自己提出这样的问题：就要进一步向自己提出这样的问题：“这这是什么？是什么？”这就包括了复杂的知觉过程。这就包括了复杂的知觉过程。这里包括可以采用信息论的方法来

21、认知对这里包括可以采用信息论的方法来认知对象。象。应当指出，检测和认知阶段有时是不可分的，应当指出，检测和认知阶段有时是不可分的，相互联结的，所以有时也称为检测相互联结的，所以有时也称为检测-认知阶层。认知阶层。19第5章 现代心理物理法第19页，共67页，编辑于2022年，星期一辨别差异辨别差异是叙述某些事物与标准的区别问是叙述某些事物与标准的区别问题。这是一个更高的梯级。题。这是一个更高的梯级。例如：雷达操作员要正确无误地分辨出这一刺例如：雷达操作员要正确无误地分辨出这一刺激不同于别的刺激。激不同于别的刺激。心理物理学中的韦伯定律（或韦氏定律）心理物理学中的韦伯定律（或韦氏定律）（Webe

22、rs law），分辨中的信号检测论，以），分辨中的信号检测论，以及用反应时来测定分辨等，都属于辨别差异问及用反应时来测定分辨等，都属于辨别差异问题。题。20第5章 现代心理物理法第20页，共67页，编辑于2022年，星期一量表量表（scale）就是测量心理活动并转换）就是测量心理活动并转换成某种尺度（成某种尺度（yardstick）的问题。）的问题。这方面的研究方法和内容，已构成了一个专这方面的研究方法和内容，已构成了一个专门的学科门的学科心理测量学（心理测量学（psychometrics）。）。21第5章 现代心理物理法第21页，共67页，编辑于2022年，星期一电子侦察系统的信噪分离电子侦

23、察系统的信噪分离信号检测论的由来信号检测论的由来22第5章 现代心理物理法第22页，共67页，编辑于2022年，星期一二、信号检测论的原理二、信号检测论的原理信号检测论信号检测论（signal detection theorysignal detection theory，SDTSDT）是信是信息论的一个重要分支。它的理论基础是息论的一个重要分支。它的理论基础是统统计决策理论计决策理论。1954年，美国心理学家年，美国心理学家W.P.TannerW.P.Tanner和和J.A.Swets把它应用于人的知觉过程，使心理物把它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。理学方法发展到一

24、个新的阶段。抽样分析抽样分析抽样分析抽样分析总体推断总体推断总体推断总体推断良好决策良好决策良好决策良好决策损益分析损益分析损益分析损益分析行动可能性分析行动可能性分析行动可能性分析行动可能性分析23第5章 现代心理物理法第23页，共67页，编辑于2022年，星期一骰子游戏骰子游戏假设一次掷三颗骰子：两颗是正常的，即假设一次掷三颗骰子：两颗是正常的，即每个面有一个数字，依次为每个面有一个数字，依次为1到到6。第三颗。第三颗是特殊的，三面写是特殊的，三面写0，另三面写，另三面写3。你的任务是猜测，特殊骰子的哪一面朝上你的任务是猜测，特殊骰子的哪一面朝上？猜对有奖，猜错受罚。猜对有奖，猜错受罚。在

25、猜测之前，告诉你三颗骰子朝上的数目在猜测之前，告诉你三颗骰子朝上的数目总和。总和。那么，这个游戏的实质是什么？那么，这个游戏的实质是什么？24第5章 现代心理物理法第24页，共67页，编辑于2022年，星期一骰子游戏：骰子游戏：决策过程决策过程 8=出现出现3 3的可的可能性为能性为4 4种种总数总数特殊骰子特殊骰子（三）（三）正常骰子正常骰子（一）（一）正常骰子正常骰子（二）（二）3+50+81 +42 +33 +24 +12 +63 +54 +45 +36 +2出现出现0 0的可的可能性为能性为5 5种种25第5章 现代心理物理法第25页，共67页，编辑于2022年，星期一骰子游戏：骰子游

26、戏：反应类型反应类型反应类型反应类型击击 中中P(Y/3)P(Y/3)漏漏 报报P(N/3)P(N/3)虚虚 报报P(Y/0)P(Y/0)正确否定正确否定P(N/0)P(N/0)骰子游戏的四种情形骰子游戏的四种情形骰子游戏的四种情形骰子游戏的四种情形猜猜3030特殊特殊骰子骰子P P(N/3)(N/3)1P(Y/3)(Y/3)P P(N/0)1P(Y/0)(Y/0)26第5章 现代心理物理法第26页，共67页，编辑于2022年，星期一数目数目总总和和0出出现现次数次数3出出现现次数次数0出出现现概概率率%3出出现现概概率率%虚虚报报率率击击中率中率累加累加虚虚报报率率累加累加击击中率中率210

27、1/1=1000136303601001003202/2=100023650360971004303/3=100033690360921005414/5=801/5=20436111363831006525/7=712/7=2953614236572977636/9=673/9=3363616336958928545/9=564/9=44536144361142839454/9=445/9=564361153614287210363/9=336/9=67336963616175811252/7=295/7=7123655361484212141/5=204/5=8013634361132813

28、0303/3=10003603369017140202/2=1000360236508150101/1=1000360136300总和总和363627第5章 现代心理物理法第27页，共67页，编辑于2022年，星期一骰子游戏：骰子游戏：骰子游戏：骰子游戏：0 0分布与分布与分布与分布与3 3分布分布分布分布28第5章 现代心理物理法第28页，共67页，编辑于2022年，星期一骰子游戏：骰子游戏：骰子游戏：骰子游戏：标准变化引起的击中率、虚报率的变化标准变化引起的击中率、虚报率的变化标准变化引起的击中率、虚报率的变化标准变化引起的击中率、虚报率的变化 以虚报率作为横坐标，击中率以虚报率作为横坐标

29、，击中率以虚报率作为横坐标，击中率以虚报率作为横坐标，击中率作为纵坐标做图时，我们就可作为纵坐标做图时，我们就可作为纵坐标做图时，我们就可作为纵坐标做图时，我们就可以形象地看到随着标准的变化，以形象地看到随着标准的变化，以形象地看到随着标准的变化，以形象地看到随着标准的变化，击中率与虚报率也相应地发生击中率与虚报率也相应地发生击中率与虚报率也相应地发生击中率与虚报率也相应地发生变化的情形。变化的情形。变化的情形。变化的情形。这个曲线上各点代表在特定刺这个曲线上各点代表在特定刺这个曲线上各点代表在特定刺这个曲线上各点代表在特定刺激条件下被试所采用的各种反激条件下被试所采用的各种反激条件下被试所采

30、用的各种反激条件下被试所采用的各种反应方式，所以叫做接受者操作应方式，所以叫做接受者操作应方式，所以叫做接受者操作应方式，所以叫做接受者操作特征曲线特征曲线特征曲线特征曲线（receiver operating receiver operating characteristic curve,ROCcharacteristic curve,ROC）。）。29第5章 现代心理物理法第29页，共67页，编辑于2022年，星期一如何解读如何解读ROCROC曲线？曲线？曲线的斜率：曲线的斜率：曲线的坡度代表了决策标准曲线的坡度代表了决策标准。对角线：对角线：从左下角到右上角的对角线（虚线）从左下角到右上

31、角的对角线（虚线）是一条机遇线。是一条机遇线。如果被试的决策标准在信号分布的最右边，即采用如果被试的决策标准在信号分布的最右边，即采用如果被试的决策标准在信号分布的最右边，即采用如果被试的决策标准在信号分布的最右边，即采用最严格的决策标准，则无论出现什么刺激，被试均最严格的决策标准，则无论出现什么刺激，被试均最严格的决策标准，则无论出现什么刺激，被试均最严格的决策标准，则无论出现什么刺激，被试均以以以以“无信号无信号无信号无信号”反应，击中率和虚报率都是零。反应，击中率和虚报率都是零。反应，击中率和虚报率都是零。反应，击中率和虚报率都是零。如果被试的决策标准在信号分布的最左边，即采用最宽如果被

32、试的决策标准在信号分布的最左边，即采用最宽如果被试的决策标准在信号分布的最左边，即采用最宽如果被试的决策标准在信号分布的最左边，即采用最宽松的决策标准，则无论出现什么刺激，被试均以松的决策标准，则无论出现什么刺激，被试均以松的决策标准，则无论出现什么刺激，被试均以松的决策标准，则无论出现什么刺激，被试均以“有信有信有信有信号号号号”反应，击中率和虚报率都是反应，击中率和虚报率都是反应，击中率和虚报率都是反应，击中率和虚报率都是1 1 1 1。30第5章 现代心理物理法第30页，共67页，编辑于2022年，星期一人对信号刺激的觉察（人对信号刺激的觉察（人对信号刺激的觉察（人对信号刺激的觉察（1

33、1）骰子游戏骰子游戏 已知骰子数目总和已知骰子数目总和 3 判断判断 0判断标准判断标准 信号觉察信号觉察 获得某种感觉获得某种感觉 信号信号 判断判断 噪音噪音判断标准判断标准31第5章 现代心理物理法第31页，共67页，编辑于2022年，星期一噪音噪音噪音噪音（NoiseNoise）分布与信号分布与信号分布与信号分布与信号（SignalSignal）分布分布（信号噪音分布）（信号噪音分布）（信号噪音分布）（信号噪音分布）信号检测论所指的信号信号检测论所指的信号信号检测论所指的信号信号检测论所指的信号可以理解为刺激可以理解为刺激可以理解为刺激可以理解为刺激（stimulistimulisti

34、mulistimuli）,而被试的而被试的而被试的而被试的任务就可以相应地理任务就可以相应地理任务就可以相应地理任务就可以相应地理解为解为解为解为”信号检测信号检测信号检测信号检测”，即判断即判断即判断即判断”有信号有信号有信号有信号”还还还还是是是是”无信号无信号无信号无信号”。噪音就是信号所伴随噪音就是信号所伴随噪音就是信号所伴随噪音就是信号所伴随的背景。的背景。的背景。的背景。信号检测论认为，信号信号检测论认为，信号信号检测论认为，信号信号检测论认为，信号和噪音总是混杂在一起和噪音总是混杂在一起和噪音总是混杂在一起和噪音总是混杂在一起的，且产生不同的的，且产生不同的的，且产生不同的的，且

35、产生不同的感觉感觉感觉感觉印象分布印象分布印象分布印象分布。32第5章 现代心理物理法第32页，共67页，编辑于2022年，星期一人对信号刺激的觉察（人对信号刺激的觉察（人对信号刺激的觉察（人对信号刺激的觉察（2）对骰子游戏的分析完全适用于人对信号的觉察过对骰子游戏的分析完全适用于人对信号的觉察过程程。人对信号的觉察也有击中、虚报等四种情形；人对信号的觉察也有击中、虚报等四种情形；人对信号的觉察也有击中、虚报等四种情形；人对信号的觉察也有击中、虚报等四种情形；随着标准的变化，其击中率与虚报率也在变化；随着标准的变化，其击中率与虚报率也在变化；随着标准的变化，其击中率与虚报率也在变化；随着标准的

36、变化，其击中率与虚报率也在变化；也同样可以绘制其操作者特征曲线和分布曲线。也同样可以绘制其操作者特征曲线和分布曲线。也同样可以绘制其操作者特征曲线和分布曲线。也同样可以绘制其操作者特征曲线和分布曲线。33第5章 现代心理物理法第33页，共67页，编辑于2022年，星期一34第5章 现代心理物理法第34页，共67页，编辑于2022年，星期一 信号检测论的两个独立指标信号检测论的两个独立指标辨别力指数（辨别力指数（dd）和决策标准（）和决策标准（）敏感性指标：敏感性指标：敏感性指标：敏感性指标：辨别力指数辨别力指数辨别力指数辨别力指数dddd信号分布和噪音分布的中轴（平均数）之间的距离信号分布和噪

37、音分布的中轴（平均数）之间的距离信号分布和噪音分布的中轴（平均数）之间的距离信号分布和噪音分布的中轴（平均数）之间的距离（d d）代表代表代表代表信号与噪音之间的信号与噪音之间的信号与噪音之间的信号与噪音之间的可辨别性可辨别性可辨别性可辨别性，也是人的，也是人的，也是人的，也是人的感受性感受性感受性感受性的反映。因此，的反映。因此，的反映。因此，的反映。因此，信号分布的平均数信号分布的平均数信号分布的平均数信号分布的平均数（M MSNSN）和噪音分布的平均数和噪音分布的平均数和噪音分布的平均数和噪音分布的平均数（M MN N）的距离，就可的距离，就可的距离，就可的距离，就可以作为被试辨别力的指

38、标。以作为被试辨别力的指标。以作为被试辨别力的指标。以作为被试辨别力的指标。辨别力指数（辨别力指数（辨别力指数（辨别力指数（d d）的计算公式是：）的计算公式是：）的计算公式是：）的计算公式是：dd（MMSNMMN N）N ZSNSNZ ZN 35第5章 现代心理物理法第35页，共67页，编辑于2022年，星期一反应偏向指标：反应偏向指标：决策标准决策标准由于存在信号与噪音的混杂，必须确定一个判由于存在信号与噪音的混杂，必须确定一个判断信号是否出现的内在标准，即决策标准断信号是否出现的内在标准，即决策标准（），也称似然比。在图上以一条垂直于横），也称似然比。在图上以一条垂直于横坐标轴的直线表示

39、，它可以左右移动表示标准坐标轴的直线表示，它可以左右移动表示标准的变化。的变化。的数学定义为给定的数学定义为给定Xc水平上信号分布的纵轴水平上信号分布的纵轴与噪音分布的纵轴之比。与噪音分布的纵轴之比。的计算公式是：的计算公式是：Of(y/SN）/Of(y/N）36第5章 现代心理物理法第36页，共67页，编辑于2022年，星期一 设设设设dddd不变，不变，不变，不变，可能出现三类情况可能出现三类情况可能出现三类情况可能出现三类情况37第5章 现代心理物理法第37页，共67页，编辑于2022年，星期一 设设设设=1，d d可能出现三类情况可能出现三类情况38第5章 现代心理物理法第38页，共6

40、7页，编辑于2022年，星期一三、信号检测论的实验方法三、信号检测论的实验方法有无法有无法评价法评价法迫选法迫选法39第5章 现代心理物理法第39页，共67页，编辑于2022年，星期一有无法有无法有无法要求事先选定有无法要求事先选定SN刺激和刺激和N刺激，并刺激，并规定规定SN和和N出现的概率，然后以随机方式出现的概率，然后以随机方式呈现呈现SN或或N，要求被试回答：刚才的刺激，要求被试回答：刚才的刺激是是SN还是还是N。根据被试对呈现刺激的判断结果来估计击根据被试对呈现刺激的判断结果来估计击中率中率P(y/SN)和虚报率和虚报率P(y/N)，进而计算两个指，进而计算两个指标标d和和。40第5

41、章 现代心理物理法第40页，共67页，编辑于2022年，星期一有无法（有无法（2）击中击中 f f1 1漏报漏报 f f2 2虚报虚报 f f3 3正确否定正确否定f f4 4反反 应应ynSNN刺刺 激激P(y/SN)=f1/(f1+f2)P(y/N)=f3/(f3+f4)41第5章 现代心理物理法第41页，共67页，编辑于2022年，星期一例：例：例：例：白噪音背景上的纯音信号，二者各随机呈现白噪音背景上的纯音信号，二者各随机呈现白噪音背景上的纯音信号，二者各随机呈现白噪音背景上的纯音信号，二者各随机呈现100100次，击中次，击中次，击中次，击中1616次次次次（P=0.16P=0.16

42、），虚报），虚报），虚报），虚报2 2次（次（次（次（P=0.02P=0.02），结果如下图。），结果如下图。），结果如下图。），结果如下图。0.2420.2420.048 0.048 5.0425.042 ；d d2 21 11 1（这是特定实验条件下的结（这是特定实验条件下的结（这是特定实验条件下的结（这是特定实验条件下的结果）果）果）果）ZSN：表示表示与与SN的距离；的距离；ZN：表示表示与与N的距离。二者的距离。二者之差就是之差就是SN和和N的距离。的距离。42第5章 现代心理物理法第42页，共67页，编辑于2022年，星期一影响判断标准的两个因素：影响判断标准的两个因素：先定概率和

43、奖惩标准先定概率和奖惩标准例：例：当奖惩办法固定时，先定概率对判断标准的影响。当奖惩办法固定时，先定概率对判断标准的影响。（不同的实验条件：先定概率不同）（不同的实验条件：先定概率不同）实验实验信号出现频率信号出现频率结果结果ynA0.20SNN0.160.020.840.98 5.042 d=1.0B0.50SNN0.500.160.500.84 1.649 d=1.0C0.80SNN0.930.690.070.31 0.378 d=1.043第5章 现代心理物理法第43页，共67页，编辑于2022年，星期一实验实验实验实验奖惩办法奖惩办法奖惩办法奖惩办法结果结果结果结果D Dy yn ny

44、 yn nSNSN+1+1-1-1SNSN0.310.310.690.69N N-2-2+2+2N N0.070.070.930.93d d d d =1.0;=1.0;=1.0;=1.0;=4.481=4.481=4.481=4.481E E y yn ny yn nSNSN+1+1-1-1SNSN0.690.690.310.31N N-+N N0.310.310.690.69d d d d =1.0;=1.0;=1.0;=1.0;=1.000=1.000=1.000=1.000F F y yn ny yn nSNSN+-SNSN0.980.980.020.02N N-+N N0.840.8

45、40.160.16d d d d =1.0;=1.0;=1.0;=1.0;=0.223=0.223=0.223=0.223例：例：例：例：当先定概率固定时当先定概率固定时（P P（SNSN）=0.50=0.50）,奖惩办法对判断标奖惩办法对判断标奖惩办法对判断标奖惩办法对判断标准的影响准的影响准的影响准的影响（不同的实验条件：奖惩标准不同）（不同的实验条件：奖惩标准不同）（不同的实验条件：奖惩标准不同）（不同的实验条件：奖惩标准不同）44第5章 现代心理物理法第44页，共67页，编辑于2022年，星期一辨别力不同的被试的辨别力不同的被试的ROCROC曲线：曲线：曲线越远离对角线，曲线越远离对角

46、线，曲线越远离对角线，曲线越远离对角线，表明被试的辨别力越强。表明被试的辨别力越强。表明被试的辨别力越强。表明被试的辨别力越强。而被试表现出的辨别而被试表现出的辨别而被试表现出的辨别而被试表现出的辨别力是由两个因素共同决定力是由两个因素共同决定力是由两个因素共同决定力是由两个因素共同决定的：感受性水平和信号强的：感受性水平和信号强的：感受性水平和信号强的：感受性水平和信号强度。度。度。度。ROC ROC曲线上的点代表曲线上的点代表曲线上的点代表曲线上的点代表判断标准的变化。辨别力判断标准的变化。辨别力判断标准的变化。辨别力判断标准的变化。辨别力指数指数指数指数dd和判断标准和判断标准和判断标准

47、和判断标准 是相是相是相是相互分离的。互分离的。互分离的。互分离的。45第5章 现代心理物理法第45页，共67页，编辑于2022年，星期一例：例：有无法：杨治良有无法：杨治良（1983）选图片选图片500500页，分成五个组，每组页，分成五个组，每组100100张。五组张。五组图片的先定概率分别是图片的先定概率分别是0.10.1、0.30.3、0.50.5、0.70.7和和0.90.9。对于每一组图片，主试使用一种信号的。对于每一组图片，主试使用一种信号的先定概率，然后按此先定概率呈现给被试者一先定概率，然后按此先定概率呈现给被试者一定数量的图片，要求被试者把它们当做定数量的图片，要求被试者把

48、它们当做”信号信号”记住。记住。作为信号的图片呈现完毕之后，与此组作为噪作为信号的图片呈现完毕之后，与此组作为噪音的图片混合，然后随机地逐张呈现给被试。音的图片混合，然后随机地逐张呈现给被试。这时，每呈现一张图片，即要求被试判断此图这时，每呈现一张图片，即要求被试判断此图片是片是”信号信号”还是还是”噪音噪音”，并要求被试把结，并要求被试把结果记录在实验纸上果记录在实验纸上。46第5章 现代心理物理法第46页，共67页，编辑于2022年，星期一P击中0.30P虚报0.14P击中0.53P虚报0.13P击中0.70P虚报0.2247第5章 现代心理物理法第47页，共67页，编辑于2022年，星期

49、一P击中0.84P虚报0.43P击中0.92P虚报0.6048第5章 现代心理物理法第48页，共67页，编辑于2022年，星期一可见：被试的再认能力没有明显改变，再认成绩的变化是决可见：被试的再认能力没有明显改变，再认成绩的变化是决可见：被试的再认能力没有明显改变，再认成绩的变化是决可见：被试的再认能力没有明显改变，再认成绩的变化是决策标准改变的结果。策标准改变的结果。策标准改变的结果。策标准改变的结果。49第5章 现代心理物理法第49页，共67页，编辑于2022年，星期一50第5章 现代心理物理法第50页，共67页，编辑于2022年，星期一评价法评价法评价法呈现刺激的方式和有无法一样，但评价

50、法呈现刺激的方式和有无法一样，但要求被试反应的方式和有无法不同。要求被试反应的方式和有无法不同。在有无法中，只要求被试以在有无法中，只要求被试以“有信号有信号”或或“无信号无信号”来反应。每次实验被试只用一来反应。每次实验被试只用一个标准作出判断。个标准作出判断。在评价法中，还要求被试对信号出现的可在评价法中，还要求被试对信号出现的可能性作出评价。如果被试判断能性作出评价。如果被试判断“有信号有信号”，还要求他对这个判断的把握程度做出评，还要求他对这个判断的把握程度做出评价价。这时被试实际上同时使用着几个标准。这时被试实际上同时使用着几个标准。51第5章 现代心理物理法第51页，共67页，编辑