信號(hào)檢測(cè)論的原理及其在心理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

1、    信號(hào)檢測(cè)論的原理及其在心理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用    杜曉燕 楊伊生 王鳳梅摘要信號(hào)檢測(cè)論(signal detector theory)原是信息論的一個(gè)分支,研究的對(duì)象是信息傳輸系統(tǒng)中信號(hào)的接收部分。本文介紹了信號(hào)監(jiān)測(cè)論的原理和方法,并舉例介紹了信號(hào)檢測(cè)論在心理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞信號(hào)檢測(cè)論心理實(shí)驗(yàn)原理應(yīng)用:b841:a1 引言信號(hào)檢測(cè)論(signal detector theory)原是信息論的一個(gè)分支,研究的對(duì)象是信息傳輸系統(tǒng)中信號(hào)的接收部分。這個(gè)理論自1954年由坦納(w.p.tanner)與斯維茨(j.a.swets)引進(jìn)到心理學(xué)實(shí)驗(yàn)中以來(lái),在

2、對(duì)感受性的測(cè)量上獲得了成功。至今已形成了一些基本方法,如有無(wú)法、評(píng)價(jià)法及迫選法等等。它不僅在感受性的測(cè)量上,而且在記憶、思維、人格等研究中也起到了作用,信號(hào)檢測(cè)論方法應(yīng)用于心理物理實(shí)驗(yàn)是對(duì)傳統(tǒng)的心理物理學(xué)方法的重大突破,對(duì)心理科學(xué)的發(fā)展起到了一定的作用。信號(hào)檢測(cè)論應(yīng)用于心理學(xué)的基本原理是:由于人的感官、中樞分折綜合過(guò)程可看作一個(gè)信息處理系統(tǒng),因此有可能應(yīng)用信號(hào)檢測(cè)論中的一些概念和方法對(duì)它進(jìn)行分析。信號(hào)檢測(cè)論還可以從另一個(gè)側(cè)面加深人們對(duì)感受系統(tǒng)的理解。通常我們把刺激變量看作刺激,把刺激中的隨機(jī)物理變化或感知信息處理中的隨機(jī)變化看作噪音。這樣,人作為一個(gè)接收者對(duì)刺激的分辨問(wèn)題便可以等效于一個(gè)在噪聲

3、中檢測(cè)信號(hào)的問(wèn)題,顯然只要將噪聲的統(tǒng)計(jì)特性確定之后,便可以用信號(hào)檢測(cè)論處理心理學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2 信號(hào)檢測(cè)論的原理及方法2.1信號(hào)檢測(cè)論的基本原理信號(hào)檢測(cè)論認(rèn)為,被試覺(jué)察信號(hào)有一個(gè)中樞神經(jīng)效應(yīng),這種效應(yīng)隨著每次刺激呈現(xiàn),時(shí)刻都在變化。信號(hào)總是在噪音的背景上產(chǎn)生,信號(hào)的影響和噪音的影響都被假定為正態(tài)分布,這兩種分布由于信號(hào)比噪音微弱增強(qiáng),故有一定的重疊,而使信號(hào)和噪音都可能引起同一程度的感覺(jué)。人類覺(jué)察是建立在統(tǒng)計(jì)決策論的基礎(chǔ)上,就是說(shuō)被試選擇一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)給定的刺激超過(guò)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),被試就反應(yīng)“有”,否則說(shuō)“無(wú)”,這個(gè)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)就是閾限。信號(hào)檢測(cè)論認(rèn)為,閾限不是一個(gè)純凈的感知能力的指標(biāo),它受到利害得失、動(dòng)

4、機(jī)、態(tài)度、意志等因素的影響,被試考慮其利害得失,采用某種策略,作出某一抉擇,從而使報(bào)告符合他自己最大的利益。信號(hào)檢測(cè)論把刺激的判斷看成對(duì)信號(hào)的偵察和作出抉擇的過(guò)程,這樣,在同一過(guò)程中就出現(xiàn)兩個(gè)獨(dú)立的指標(biāo):一個(gè)是感覺(jué)辨別力指標(biāo)(d),表示感知能力,取決于個(gè)體的感覺(jué)鑒別能力;另一個(gè)是反應(yīng)偏向,可用似然比值(%)或報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)(c)來(lái)表示,體現(xiàn)了被試在決策中的心理狀態(tài),會(huì)受到利益得失、動(dòng)機(jī)、態(tài)度等因素的影響。2.2 信號(hào)檢測(cè)論的方法2.2.1 有無(wú)法有無(wú)法是信號(hào)檢測(cè)論測(cè)定閾限的基本方法。主試呈現(xiàn)刺激后,讓被試判定所呈現(xiàn)的刺激中有無(wú)信號(hào),并予以口頭報(bào)告。主試要把實(shí)驗(yàn)中規(guī)定的信號(hào)和噪音的先驗(yàn)概率以及對(duì)被試判

5、定結(jié)果的獎(jiǎng)懲辦法,對(duì)被試的要求等以指導(dǎo)語(yǔ)的形式明白而通俗地向被試說(shuō)清楚,籍以影響被試判斷標(biāo)準(zhǔn)的變化。在這種實(shí)驗(yàn)中,每種先驗(yàn)概率的情況下,信號(hào)和噪音出觀的總次數(shù)要在100-200次以上,才能取得比較穩(wěn)定的結(jié)果。2.2.2 評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)法又稱多重決策法,或評(píng)級(jí)量表法。這一方法呈現(xiàn)刺激的方式同有無(wú)法一樣,對(duì)信號(hào)和噪音的先驗(yàn)概率和獎(jiǎng)懲辦法,都可以隨實(shí)驗(yàn)要求,由主試確定。但對(duì)被試的要求有所不同,對(duì)被試的反應(yīng)不是簡(jiǎn)單的“有”或“無(wú)”的方式,而是將被試從“有信號(hào)”到“無(wú)信號(hào)”這一感覺(jué)的連續(xù)體,規(guī)定出不同的感覺(jué)評(píng)價(jià)等級(jí)。然后讓被試根據(jù)對(duì)所呈現(xiàn)刺激的自信度情況,報(bào)告有信號(hào)(或無(wú)信號(hào))的評(píng)定等級(jí)。2.2.3 迫選法

6、迫選法與有無(wú)法、評(píng)價(jià)法不同的地方在于讓被試進(jìn)行判斷之前,信號(hào)與噪音要連續(xù)呈現(xiàn)數(shù)次,然后讓被試判斷在哪個(gè)時(shí)間間隔上是信號(hào),哪個(gè)是噪音,而不是刺激一呈現(xiàn)就讓被試判斷是信號(hào)還是噪音。在迫選法試驗(yàn)中,何時(shí)呈現(xiàn)刺激,一般是由主試通過(guò)一定得方法告訴被試的。3 信號(hào)檢測(cè)論在心理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用3.1 在感知覺(jué)研究中的應(yīng)用莊錦英和殷曉峰做了情緒影響認(rèn)知的實(shí)驗(yàn)研究,該研究運(yùn)用信號(hào)檢測(cè)論的方法,將被試的判定標(biāo)準(zhǔn)和加工能力分離開來(lái),以一般和新異兩種知識(shí)為刺激材料。結(jié)果發(fā)現(xiàn),對(duì)一般知識(shí)而言,兩個(gè)情緒組的被試在反應(yīng)偏向%上存在顯著差異,而辨別力指標(biāo)(d)在兩組之間沒(méi)有顯著差異。周穎等人做了攻擊性警戒-回避效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究,該

7、研究通過(guò)信號(hào)檢測(cè)論對(duì)中學(xué)生的圖片認(rèn)知進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn):(1)對(duì)中性圖片的辨別力顯著高于對(duì)攻擊者和被攻擊者的辨別力,證明了攻擊性警戒-回避假設(shè);(2)對(duì)攻擊者和中性圖片的判斷標(biāo)準(zhǔn)均低于對(duì)被攻擊者的判斷標(biāo)準(zhǔn),證明存在內(nèi)隱攻擊性;(3)辨別力d和判斷標(biāo)準(zhǔn)%的性別主效應(yīng)均不顯著,證明內(nèi)隱攻擊性不存在性別差異。郭秀艷等人用信號(hào)檢測(cè)論分析了短時(shí)作業(yè)中警戒績(jī)效的影響因素,她們?cè)趯?shí)驗(yàn)中研究了短時(shí)作業(yè)中時(shí)間、信號(hào)密度(信噪比)以及信號(hào)顯著性(占空比)對(duì)警戒績(jī)效的影響,因變量指標(biāo)為辨別力指數(shù)d和判斷標(biāo)準(zhǔn)%。結(jié)果發(fā)現(xiàn),作業(yè)時(shí)間和占空比對(duì)警戒績(jī)效沒(méi)有影響,信噪比對(duì)別力(下轉(zhuǎn)第187頁(yè))(上接第185頁(yè))指數(shù)d有影

8、響但對(duì)判斷標(biāo)準(zhǔn)%沒(méi)有影響,這一結(jié)果與以往的研究不盡相同。本研究的結(jié)果對(duì)于機(jī)動(dòng)車駕駛、雷達(dá)操作、空中交通管理、飛機(jī)和火車操作,工業(yè)產(chǎn)品檢查等實(shí)際領(lǐng)域有著借鑒意義。3.2 在記憶研究中的應(yīng)用周楚采用信號(hào)檢測(cè)論的范式,通過(guò)對(duì)預(yù)警、呈現(xiàn)時(shí)間以及再認(rèn)時(shí)間壓力的同時(shí)操作,驗(yàn)證激活/檢測(cè)模型中所提出的激活與監(jiān)測(cè)雙加工過(guò)程的存在,并深入探索雙加工過(guò)程的作用機(jī)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):(1)編碼階段的預(yù)警提示可導(dǎo)致再認(rèn)判斷的標(biāo)準(zhǔn)(判斷標(biāo)準(zhǔn)%)趨于嚴(yán)格,從而降低錯(cuò)誤記憶效應(yīng);(2)提取階段的再認(rèn)時(shí)間壓力可顯著降低被試將關(guān)鍵誘餌與學(xué)過(guò)項(xiàng)目區(qū)分開來(lái)的能力(辨別力指數(shù)d),進(jìn)而提高錯(cuò)誤記憶效應(yīng);(3)預(yù)警提示在無(wú)時(shí)間壓力時(shí)比有

9、時(shí)間壓力條件下更有效地降低了錯(cuò)誤再認(rèn)。杜建政和高妍春研究了情緒對(duì)錯(cuò)誤記憶的影響,該研究采用了drm范式和信號(hào)檢測(cè)論的研究方法,通過(guò)音樂(lè)誘發(fā)情緒,并給予預(yù)警指導(dǎo)語(yǔ),檢驗(yàn)不同情緒組被試對(duì)學(xué)習(xí)詞、無(wú)關(guān)詞、關(guān)鍵誘詞兩兩之間的辨別力指數(shù)d。結(jié)果發(fā)現(xiàn),積極情緒組較之消極情緒組會(huì)產(chǎn)生更多的錯(cuò)誤記憶,并且消極情緒組對(duì)各類詞之間的辨別力指數(shù)d均高于積極情緒組。該研究從新的角度證明了編碼過(guò)程和提取過(guò)程會(huì)共同影響錯(cuò)誤記憶效應(yīng),而且該結(jié)果支持激活檢測(cè)理論。3.3 在思維研究中的應(yīng)用蔡華儉和李娟在信號(hào)檢測(cè)論范式下研究了心理旋轉(zhuǎn),該研究以旋轉(zhuǎn)角度、心理旋轉(zhuǎn)的時(shí)間、性別為自變量,因變量為鑒別力和反應(yīng)偏好,分別以信號(hào)檢測(cè)論中的辨別力指數(shù)d和反應(yīng)偏好%為指標(biāo)。結(jié)果發(fā)現(xiàn):(1)辨別力指數(shù)d的性別差異非常顯著,旋轉(zhuǎn)角度對(duì)辨別力指數(shù)d的影響非常顯著,而且性別和旋轉(zhuǎn)角度的交互作用非常顯著;(2)反應(yīng)偏好%的性別差異顯著,女性的反應(yīng)偏好顯著高于男性,其它因素對(duì)反應(yīng)偏好%的影響不顯著。該研究突破了傳統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)范式,把信號(hào)檢測(cè)論應(yīng)用于心理旋轉(zhuǎn)的研究,從新的視角探討了與心理旋轉(zhuǎn)的表征有關(guān)的問(wèn)題,進(jìn)一步揭示了心理旋轉(zhuǎn)的表征方式方面的特征。4 結(jié)語(yǔ)綜上