第三章心理物理学方法

第三章心理物理学方法第1页，共114页，2023年，2月20日，星期一教学目的与要求掌握测定阈限的三种基本方法；制作心理量表的方法。熟悉信号检测论的实验方法了解心理物理学方法概述第2页，共114页，2023年，2月20日，星期一本章主要内容一、心理物理学方法概述（了解）二、感觉阈限的测量（掌握）极限法恒定刺激法平均差误法三、信号检测论（熟悉）四、心理量表法（掌握）第3页，共114页，2023年，2月20日，星期一引言1860年，费希纳的巨著《心理物理学纲要》轰动了整个心理学界，因为这不仅标志着一门新兴学科──心理物理学的诞生，同时也使当时的心理学工作者看到了心理学科学化道路的曙光。通过运用各种数学方法和测量技术，心理物理学正在逐步揭示心理现象和物理现象之间对应的数量关系，这种对应关系的量化使得心理学家第一次有能力像物理学家测量物体属性那样，精确量化人的心理事件。而一门学科的量化程度则代表了它的科学水平的高低，因此，就像著名的实验心理学家波林在1950年作出的评论那样：内部印象（心理物理学中的心理）与外部世界（心理物理学中的物理）之间相互关系的测量技术的引入，标志了科学心理学的诞生。第4页，共114页，2023年，2月20日，星期一一、心理物理学方法概述心理物理学定义：心理物理学是研究心理量和物理量之间的关系的科学。物理量是指对身体各感官的刺激；心理量是指各种感觉或主观印象。如：亮度（物理量）——明度（心理量）强度（物理量）——响度（心理量）第5页，共114页，2023年，2月20日，星期一心理物理学的发展心理物理学的先驱是G.T.Fechner（1801-1887）。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基本方法。一百多年来，心理物理学方法不断发展，但它的中心问题仍然是物理量和心理量之间的数量关系的问题。一、心理物理学方法概述第6页，共114页，2023年，2月20日，星期一心理物理学的发展心理物理学方法所处理的问题大体上可以分为两大类感觉阈限的测量；阈上感觉的测量，也就是心理量表的制作。一、心理物理学方法概述第7页，共114页，2023年，2月20日，星期一二、感觉阈限的测量什么是感觉阈限感觉阈限是测量感觉系统感受性大小的指标，用刚能引起感觉的刺激量来表示。可分为绝对感觉阈限和差别感觉阈限两类。刚刚能引起感觉的最小刺激量，叫绝对感觉阈限。刚刚能引起差别感觉的刺激物之间的最小差别量，叫差别阈限或最小可觉差。第8页，共114页，2023年，2月20日，星期一二、感觉阈限的测量请同学们思考：

是不是知道了什么是绝对感觉阈限和差别感觉阈限，就能够测量它了呢？

第9页，共114页，2023年，2月20日，星期一阈限的操作性定义绝对阈限的操作性定义：有50%的次数能引起感觉，50%的次数不能引起感觉的刺激强度为该刺激的绝对阈限。差别阈限的操作性定义：有50%的次数能觉察出差别，50%的次数不能觉察出差别的刺激强度差别值为该刺激的差别阈限。二、感觉阈限的测量第10页，共114页，2023年，2月20日，星期一我们明确了阈限的操作定义，就能够用心理物理学方法来测定阈限。关于测定阈限的实验，一般具有下列三个明显的特点：1.选择好刺激系列和反应系列2.要尽量简化被试对刺激所作的反应3.测定的次数要多些二、感觉阈限的测量第11页，共114页，2023年，2月20日，星期一测量感觉阈限的方法有三种：极限法恒定刺激法平均差误法学习者应特别注意这三种方法的实验程序和实验结果的统计处理。二、感觉阈限的测量第12页，共114页，2023年，2月20日，星期一(一）极限法1、什么是极限法？2、用极限法测定绝对阈限3、用极限法测定差别阈限二、感觉阈限的测量第13页，共114页，2023年，2月20日，星期一(一）极限法1、什么是极限法？又叫最小变化法、最小可觉差法，是测量阈限的直接方法；极限法的刺激由递减和递增的两个系列组成；每次呈现刺激后让被试报告他是否有感觉；二、感觉阈限的测量第14页，共114页，2023年，2月20日，星期一(一）极限法1、什么是极限法？刺激的增减应尽可能地小，目的是系统地探求被试由一类反应到另一类反应的转折点，即在多强刺激时，由有感觉变为无感觉，或由无感觉变为有感觉。每个系列的转折点就是该系列的绝对阈限。二、感觉阈限的测量第15页，共114页，2023年，2月20日，星期一(一）极限法2、绝对阈限的测定（1）自变量（2）因变量（反应变量）（3）阈限的确定（计算）（4）误差及其控制二、感觉阈限的测量第16页，共114页，2023年，2月20日，星期一(一）极限法（1）自变量用极限法测定绝对阈限，自变量是刺激系列。刺激系列要按递增或递减系列交替呈现。递增时，刺激要从阈限以下的某个强度开始；递减时，刺激系列的起点要大于阈限的某个强度；一般应选10到20个强度水平。二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定第17页，共114页，2023年，2月20日，星期一(一）极限法（2）因变量（反应变量）用极限法测定绝对阈限的反应变量时，要求被试以口头报告方式表示。当刺激呈现之后，被试感觉到有刺激，就报告“有”，当被试没感觉到有刺激，就报告“无”，其依据是被试的内省，而不是刺激是否呈现。二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定第18页，共114页，2023年，2月20日，星期一(一）极限法（2）因变量（反应变量）被试报告后，主试以“有”“无”或“＋”“-”记录被试的反应，每个系列都需要被试作“有”到“无”、或“无”到“有”这两种报告，亦即，递增时直到第一次报告“有”之后，这一系列才停止；递减时直到第一次报告“无”之后，这一系列才停止，然后再进行下一个系列。若被试者在这二类判断中有“说不准”的情况，用？表示。二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定第19页，共114页，2023年，2月20日，星期一(一）极限法（3）阈限的确定（计算）在一个刺激系列中，被试者报告“有”和“无”这两个报告相应的两个刺激强度的中点就是这个系列的阈限。把各刺激系列的每一个阈限计算出来，然后分别求出递增系列或递减系列的平均数，之后再求出此两系列的平均数，就是阈限值。二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定第20页，共114页，2023年，2月20日，星期一举例：用极限法测音高的感觉阈限2、绝对阈限的测定二、感觉阈限的测量第21页，共114页，2023年，2月20日，星期一(一）极限法（4）误差及其控制用极限法求绝对阈限经常会产生一些误差。极限法测定绝对阈限产生的误差主要有四种：习惯误差和期望误差，练习误差和疲劳误差，他们两两相对。二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定第22页，共114页，2023年，2月20日，星期一递增递减系列中的习惯误差abba实际无感觉报告无感觉报告有感觉实际有感觉二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定第23页，共114页，2023年，2月20日，星期一（4）误差及其控制怎样消除误差？采用抵消平衡设计（即ABBA设计）：第一次：递增（A）第二次：递减（B）第三次：递减（B）第四次：递增（A）(一）极限法2、绝对阈限的测定二、感觉阈限的测量第24页，共114页，2023年，2月20日，星期一(一）极限法3、差别阈限的测定（1）自变量（2）因变量（反应变量）（3）差别阈限的确定（计算）（4）误差及其控制二、感觉阈限的测量第25页，共114页，2023年，2月20日，星期一(一）极限法（1）自变量用极限法测定差别阈限时，每次要呈现两个刺激，让被试比较，其中一个是标准刺激，即刺激是固定的，其强度大小不变；另一个是比较刺激又称变异刺激，即刺激的强度按由小而大或由大而小顺序排列。标准刺激和比较刺激可同时呈现，标准刺激在每次比较时都出现，比较刺激按递增或递减系列，以测定绝对阈限的同样方法与标准刺激匹配呈现。二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定第26页，共114页，2023年，2月20日，星期一(一）极限法（2）因变量（反应变量）用极限法测定差别阈限的反应变量要求被试以口头报告方式表示，一般用三类反应，将比较刺激与标准刺激加以比较，当比较刺激大于标准刺激时，主试记录“＋”；当比较刺激等于标准刺激时，主试记录“=”；当比较刺激小于标准刺激时，主试记录“-”。二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定第27页，共114页，2023年，2月20日，星期一(一）极限法（3）差别阈限的确定确定差别阈限时先要求得一系列的数据，这些数据有：1）在递减系列中最后一次“＋”到非“+”之间的中点为差别阈限的上限；第一次非“-”到“-”之间的中点为差别阈限的下限；2）在递增系列中最后依次“-”到非“-”之间的中点为差别阈限的下限；第一次非“＋”到“＋”之间的中点为差别阈限的上限。二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定第28页，共114页，2023年，2月20日，星期一(一）极限法（3）差别阈限的确定确定差别阈限时先要求得一系列的数据，这些数据有：3）在上限与下限之间的距离为不肯定间距。4）不肯定间距的中点是主观相等点。在理论上主观相等点（或主观等点）应与标准刺激相等，但实际上两者有一定的差距，这个差距称为常误。5）取不肯定间距的一半或者取上差别阈和下差别阈之和的一半为差别阈限。二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定第29页，共114页，2023年，2月20日，星期一举例：用极限法测定视觉长度的差别阈限二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定第30页，共114页，2023年，2月20日，星期一(一）极限法（4）误差及其控制

与用极限法求绝对阈限一样，在测定差别阈限时，也必须想方设法控制常误。除了要控制习惯和期望误差外，还要控制因标准刺激和比较刺激同时呈现所造成的误差（空间误差）或者因先后呈现所造成的（顺序误差）。控制方法可采用多层次的ABBA法。二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定第31页，共114页，2023年，2月20日，星期一多层ABBA法二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定第32页，共114页，2023年，2月20日，星期一（二）恒定刺激法1、什么是恒定刺激法？2、用恒定刺激法测定绝对阈限3、用恒定刺激法测定差别阈限二、感觉阈限的测量第33页，共114页，2023年，2月20日，星期一（二）恒定刺激法1、什么是恒定刺激法？恒定刺激法（或固定刺激法）又叫正误法、次数法，它是心理物理学中最准确、应用最广的方法，可用于测定绝对阈限、差别阈限。此法的特点是：根据出现次数来定阈限，即以次数的整个分布求阈限。二、感觉阈限的测量第34页，共114页，2023年，2月20日，星期一（二）恒定刺激法2、用恒定刺激法测定绝对阈限（1）自变量

（2）反应变量（因变量）（3）绝对阈限的计算

二、感觉阈限的测量第35页，共114页，2023年，2月20日，星期一（二）恒定刺激法（1）自变量

用恒定刺激法测定绝对阈限，是从略高于感觉到略低于感觉这一范围内选5到7个等距的刺激强度，刺激要随机呈现，每个刺激呈现的次数要相等。二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定第36页，共114页，2023年，2月20日，星期一（二）恒定刺激法（2）因变量（反应变量）用恒定刺激法测定绝对阈限的反应变量要求被试者以口头报告方式表示，在实验中每呈现一次刺激后，被试者若感觉到了，则报告“有”，主试者记录“+”；被试者若感觉不到，则报告“无”，主试者就记录“-”。然后根据被试者对不同刺激所报告的“有”或“无”的次数来求出百分数，以此来计算阈限。二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定第37页，共114页，2023年，2月20日，星期一（二）恒定刺激法（3）绝对阈限的计算：通常使用直线内插法（linearinterpolation）来求绝对阈限。直线内插法是将刺激作为横坐标，以正确判断的百分数作为纵坐标，画出曲线。然后再从纵轴的50％处画出与横轴平行的直线，与曲线相交于点a，从点a向横轴画垂线，垂线与横轴相交处就是两点阈。二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定第38页，共114页，2023年，2月20日，星期一举例：用恒定刺激法测定两点阈的实验记录2、绝对阈限的测定二、感觉阈限的测量前进第39页，共114页，2023年，2月20日，星期一直线内插法1011.29.662、绝对阈限的测定二、感觉阈限的测量第40页，共114页，2023年，2月20日，星期一直线内插法2、绝对阈限的测定二、感觉阈限的测量想一想，直线内插法应用比例算式求绝对阈限，应该怎样计算？以上例为例(11-10)/(66-29)=(x-10)/(50-29)x=10.56mm第41页，共114页，2023年，2月20日，星期一（二）恒定刺激法（3）绝对阈限的计算：直线内插法作图被成为S-P作图。其优点是简单易算，缺点是不够精确。当实验次数很多，实验结果接近正态分布时，用这种直线内插法求出的阈限值与其他方法求出的阈限值是很接近的。二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定第42页，共114页，2023年，2月20日，星期一（二）恒定刺激法3、用恒定刺激法测定差别阈限（1）自变量

（2）反应变量（因变量）（3）差别阈限的计算

二、感觉阈限的测量第43页，共114页，2023年，2月20日，星期一（二）恒定刺激法（1）自变量用恒定刺激法测定差别阈限，是让被试者将比较刺激与标准刺激加以比较；标准刺激是能被感觉到的某一刺激强度；比较刺激可在标准刺激上下一段距离内确定，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定5到7个刺激强度作为比较刺激。比较刺激要随机呈现，每个比较刺激与标准刺激至少要比100次。二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定第44页，共114页，2023年，2月20日，星期一（二）恒定刺激法（2）因变量（反应变量）用恒定刺激法测定差别阈限的反应变量要求被试者以口头报告方式表示：三类反应二类反应

二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定第45页，共114页，2023年，2月20日，星期一三类反应较早的方法是让被试作三类反应即“大于”、“等于”和“小于”，分别记为“+”、“=”和“-”。让被试作三类反应时，因其中有“等于”的反应，若被试较为自信，则作出“等于”的反应就较少；若被试较为谨慎，则作出“等于”的反应就较多。这样会直接影响到差别阈限的大小。也就是说这种反应易受到被试的态度的影响。3、差别阈限的测定二、感觉阈限的测量第46页，共114页，2023年，2月20日，星期一二类反应只让被试者作“大于”和“小于”两种判断，即使分不清时，也要作出其中的一种判断。

3、差别阈限的测定二、感觉阈限的测量第47页，共114页，2023年，2月20日，星期一（二）恒定刺激法（3）差别阈限的计算三类反应的差别阈限的计算二类反应的差别阈限的计算

二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定第48页，共114页，2023年，2月20日，星期一三类反应的差别阈限的计算相等地带的上限定为50％次重于标准刺激的比较刺激，相等地带的下限定为50％次轻于标准刺激的比较刺激，有了上限、下限，通过直线内插法就可以计算差别阈限。3、差别阈限的测定二、感觉阈限的测量举例：用恒定刺激法测定重量差别阈限的结果（三类反应）标准刺激200克第49页，共114页，2023年，2月20日，星期一举例：用恒定刺激法测定重量差别阈限的结果（三类反应）二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定用直线内插法求解差别阈限值比较刺激回答为重(+)比较刺激回答为轻(-)根据上表中的①、②、③三个纵列的数据画出三条曲线，用直线内插法求得50％的次数被判断比标准刺激重的重量为204.5克和50％的次数被判断比标准刺激轻的重量为196.6克，这两个数值分别为上限和下限（即Lu=204.5克，Ll=196.6克）。上差别阈=DLu=204.5克-200克=4.5克下差别阈=DLl=200克-196.6克=3.4克差别阈限=DL=（4.5+3.4）/2=3.95克标准刺激200克第50页，共114页，2023年，2月20日，星期一二类反应的差别阈限的计算想一想，二类反应的计算，我们还能不能依然选用50%的差别阈限的定义？为什么？3、差别阈限的测定二、感觉阈限的测量第51页，共114页，2023年，2月20日，星期一二类反应的差别阈限的计算二类反应的计算不能以50%引起感觉差别的刺激增量作为差别阈限；以75%感觉重于标准刺激的的比较刺激作为相等地带的上限；以25%感觉重于标准刺激的比较刺激作为相等地带的下限。差别阈限为1/2（上限-下限）3、差别阈限的测定二、感觉阈限的测量第52页，共114页，2023年，2月20日，星期一举例：用恒定刺激法测定重量差别阈限的结果（二类反应）二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定比较刺激回答为重的实验结果78.482.975％的差别阈限根据表的数据用直线内插法求得的相等地带的上限和下限分别为82.9克和78.4克。差别阈限为1/2(82.9-78.40)=2.25g标准刺激80g第53页，共114页，2023年，2月20日，星期一（三）平均差误法1、什么是平均差误法？2、用平均差误法测定绝对阈限3、用平均差误法测定差别阈限4、误差及其控制二、感觉阈限的测量第54页，共114页，2023年，2月20日，星期一（三）平均差误法1、什么是平均差误法？平均差误法（或均误法）又称调整法、再造法、均等法，是最古老且基本的心理物理学方法之一。它最适用于测量绝对阈限和等值，但也可用以测量差别阈限。平均差误法的特点是呈现一个标准刺激，令被试再造、复制或调节一个比较刺激，使它与标准刺激相等。比较刺激也可由实验者调节，由被试判断。二、感觉阈限的测量第55页，共114页，2023年，2月20日，星期一（三）平均差误法平均差误法的主要操作要点：①要求被试判断在什么时候比较刺激和标准刺激相等，直接给出主观相等点，且这个主观相等点落在不肯定间距内。被试的反应不是口头报告，而是调整的等值。②被试积极参与，实验过程中由被试本人调整刺激的变化，通过渐增与渐减系列求出刚刚不能引起和刚能引起感觉的刺激值，然后取其平均值作为感觉的绝对阈限。③刺激量是连续变化的，在极限法时，刺激一般是按梯级变化④在接近阈限时，被试可以反复调整刺激，以减少刺激的起始点对结果的影响，直到自己满意为止。二、感觉阈限的测量第56页，共114页，2023年，2月20日，星期一（三）平均差误法2、用平均差误法测定绝对阈限（1）自变量（2）因变量（反应变量）（3）绝对阈限的测定（计算）二、感觉阈限的测量第57页，共114页，2023年，2月20日，星期一（三）平均差误法（1）自变量用平均差误法测定绝对阈限，是让被试者调整一个比较刺激与一个标准刺激相等。不过，此时的标准刺激假设为零，即让被试者每次将比较刺激与“零”相比较。（2）因变量（反应变量）用平均差误法测定绝对阈限的反应变量是被试者每次调整比较刺激与标准刺激相等的那个数值。二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定第58页，共114页，2023年，2月20日，星期一（三）平均差误法（3）绝对阈限的测定（计算）让被试者每次调到刚刚感觉不到（即与“零”标准刺激等值），然后把各次测定数值加以平均即为绝对阈限。二、感觉阈限的测量2、绝对阈限的测定第59页，共114页，2023年，2月20日，星期一（三）平均差误法3、用平均差误法测定差别阈限（1）自变量（2）因变量（反应变量）（3）绝对阈限的测定（计算）二、感觉阈限的测量第60页，共114页，2023年，2月20日，星期一（三）平均差误法（1）自变量用平均差误法测定差别阈限，是向被试者呈现一个标准刺激，让其调整比较刺激。比较刺激是一种连续的量。在被试认为接近时，可反复调整，直到其认为满意为止。二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定第61页，共114页，2023年，2月20日，星期一（三）平均差误法（2）因变量（反应变量）用平均差误法测定差别阈限的反应变量是被试每次调整的数值，即其认为与标准刺激相等的数值。由于被试反复测试，每次的结果并不是一个固定的数值，它们是围绕着一个平均数变化的数值。这个变化范围就是不肯定间距。不肯定间距的中点，即多次调整结果的平均数，就是主观相等点，主观相等点与标准刺激的差就是常误。二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定第62页，共114页，2023年，2月20日，星期一（三）平均差误法（3）绝对阈限的测定（计算）用平均差误法求差别阈限，所得差别阈限只是一个估计值，平均差误有两种计算方法：1）把每次调整结果（X）与标准刺激（St）的差的绝对值加以平均，作为差别阈限的估计，用符号AEst表示：二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定第63页，共114页，2023年，2月20日，星期一（三）平均差误法（3）绝对阈限的测定（计算）2）把每次的调整结果（X）与主观相等点（用M或PSE表示）的差的绝对值加以平均，作为差别阈限的估计，这个差别阈限的估计值用符号AEм表示：二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定第64页，共114页，2023年，2月20日，星期一二、感觉阈限的测量3、差别阈限的测定第65页，共114页，2023年，2月20日，星期一（三）平均差误法4、平均差误法的误差及其控制：在平均差误法实验中，一般要被试自己操纵实验仪器来调整比较刺激，使其与标准刺激相等。这就要产生动作误差，亦即因被试所采用的方式不同而产生误差。若标准刺激和比较刺激是相继呈现的，又易产生时间误差。因此，在实验中应加以控制，控制方法依具体实验不同而不同，一般可采用多层次的ABBA法，还可使比较刺激从小到大，从大到小两方面来进行调整，以便控制动作误差等。二、感觉阈限的测量第66页，共114页，2023年，2月20日，星期一测量阈限的三种方法的比较测量阈限的三种方法各有自己的特点极限法的实验程序和计算过程都具体地说明了感觉阈限的含义，但它会因其渐增和渐减的刺激系列而产生习惯误差与期望误差等。恒定刺激法的实验结果可以应用各种数学方法加以处理，因而便于与其它测定感受性的方法进行比较。在应用3类反应的实验程序时，被试的态度会对差别阈限值有较大影响。平均差误法的特点是求等值，它的实验程序容易引起被试的兴趣，但对不能连续变化的刺激则不能用平均差误法来测其差别阈限。二、感觉阈限的测量第67页，共114页，2023年，2月20日，星期一信号检测论是信息论的一个重要分支，1954年，美国心理学家坦纳(W.P.Tanner)和斯维茨(J.A.Swets)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。知觉过程中的信号检测论是怎么一回事呢？让我们先看一件发生在我们生活中的事情。三、信号检测论第68页，共114页，2023年，2月20日，星期一刺激），还同时考察人对噪音刺激的反应（上例中电视的声音就是噪音刺激）。三、信号检测论第69页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论信号检测论中的基本概念信号：S噪音：N信号刺激的出现总是伴随有背景噪音,所以表示为：SN第70页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论在信号检测实验中，被试对信号出现的判断，可以有四种结果：击中：当SN时，被试报告“有”，表示为y/SN或H虚报：当N时，被试报告“有”，表示为y/n或FA漏报：当SN时，被试报告“无”，表示为n/SN或M正确否定：当N时，被试报告“无”，表示为n/N或CR第71页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论反应y

nSN击中f1漏报f2P(y/SN)=f1/(f1+f2)N虚报f3正确否定f4P(y/N)=f3/(f3+f4)信号检测率的基本概率计算第72页，共114页，2023年，2月20日，星期一

信号检测论的两种独立指标信号检测论者认为阈限不是一个纯净的感知能力的指标，它受利害得失、动机、态度、意志等因素的影响。而且，一般纠偏和校正猜测机遇的公式都不能对被试者的真实感知能力作正确的估计。因为被试者在报告他对某个刺激或信号的感受时，总是受到动机等因素的影响，考虑其得失利害，采用某种策略，做出某一抉择，使被试者自己的报告符合他最大的利益。三、信号检测论第73页，共114页，2023年，2月20日，星期一

信号检测论的两种独立指标根据信号检测论把刺激的判断看成对信号的侦察和做出抉择的过程。这样，在同一过程中就出现了两个独立指标：一个是感觉辨别力指标（d‘），表示感知能力，又称为感觉敏感性；另一个是反应偏向，可用似然比值(β)，有时也用报告标准（C）来表示，它包括利益得失、动机、态度等因素。三、信号检测论第74页，共114页，2023年，2月20日，星期一

三、信号检测论信号检测论的两种独立指标1、信号和噪音引起的感觉强度分别呈正态分布，二者有一定的重叠；2、被试在进行信号识别判断时总会有一标准；3、噪音感觉分布与信号感觉分布重叠的越多，距离越小，越难区分；相距越远则越容易辨别。第75页，共114页，2023年，2月20日，星期一

1、反应偏向：似然比值——β三、信号检测论似然比是x对应的两个分布上的纵线高度之比。似然比是X的函数，图5-29就反应了在一个固定的信号分布和噪音分布下，似然比是如何随着X的变化而变化的。第76页，共114页，2023年，2月20日，星期一

1、反应偏向：似然比值——β信号检测论中用以表示反应偏向的指标之一是似然比值β，意指信号加噪音引起的特定感觉的条件概率与噪音引起的条件概率的比值，其数学定义为给定Xc水平上信号分布的纵轴与噪音分布的纵轴之比，即：三、信号检测论Xc为心理感受，式中“O”代表纵轴。从中可以看到，β因先定概率不同和判定结果的奖惩办法不同而不同。第77页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论1、反应偏向：似然比值——β如左图所示：随着观察者掌握的判别标准Xc的变化，不但β值发生改变，与此同时改变的还有上述4种反应的概率。当Xc右移，检测者的反应标准变得严格，于是击中率和虚报率均下降，而漏报率和正确拒斥率均上升，β值上升；当Xc左移，β值变低时，击中率和虚报率都会上升，而漏报率和正确拒斥率下降。第78页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论1、反应偏向：似然比值——β图5-31A，击中概率为0.28，虚惊概率则是0.06，通过查PZO转化表，求得O击中的纵轴值为0.3368，O虚惊的纵轴值为0.1192。Β=0.3368/0.1192≈3

,即标准比较严格。图5-31B：当击中概率为0.70，虚报概率为0.30时，β=03478/0.3478=1，即标准不严也不松，适中。图5-31C：当击中率为0.94，虚报率为0.72时，β=1/3，即标准比较宽松。第79页，共114页，2023年，2月20日，星期一

1、反应偏向：似然比值——β当β大于1时，判断标准位于偏右的部分，即判断标准比较严格，倾向于“无信号”的判断；当β小于1时，判断标准位于偏左的部分，即判断标准比较宽松，倾向于“有信号”的判断；当β等于1时，即两个分布曲线相交的横轴的值，这时判断倾向适中，漏报率等于虚报率，击中（报准）率等于正确拒绝的概率。三、信号检测论第80页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论2、辨别力指数d/我们可以很容易的理解，对于同一个被试来说，在噪音强度不变的情况下，信号的强度越大，越容易从噪音中分辨出来，这样，噪音分布的平均数MN和信号噪音分布的平均数MSN相差就越大，这两个分布的重叠部分就越小，即敏感性高。如果信号强度越小，就越不容易从噪音中分辨，这时，信号噪音分布的平均数和噪音分布的平均数相差很小，两个分布的重叠部分就大，即敏感性小。如果信号强度和噪音完全相同，则二者分布完全重叠，对于信号和噪音就不能分辨。第81页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论2、辨别力指数d/我们可以用两个感觉强度的正态分布的距离即两个正态分配的平均数之间的距离作为感受性的指标。为了便于在不同条件下进行比较这个距离是以标准差为单位表示的，常称为辨别力指数d′。

第82页，共114页，2023年，2月20日，星期一2、辨别力指数d/三、信号检测论辨别力d′等于两个分布的均数之差除以N分布的标准差。当N分布与SN分布均为常态分布时，其变异数类同，则有：Z击中与Z虚惊分别为击中率P与虚报率P对应的Z分数；d′越大，表示敏感性越高，d′越小，表示敏感性越低。第83页，共114页，2023年，2月20日，星期一2、辨别力指数d/三、信号检测论第84页，共114页，2023年，2月20日，星期一2、辨别力指数d/三、信号检测论反应偏向β相同时两种敏感性d′的情况第85页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论信号检测论的实验方法（一）有无法1、基本程序：选定SN刺激和N刺激之后，事先规定SN和N呈现的概率（先验概率），然后以随机方式呈现SN或N，要求被试判断所呈现的是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)。（即P(y/SN)=f1/(f1+f2)，P(y/N)=f3/(f3+f4)。第86页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论信号检测论的实验方法（一）有无法2、对主试的规定：（1）确定实验中信号和噪音的先验概率，以及对被试判断结果的奖惩办法。（2）主试告诉被试实验要求，信号和噪音出现的先验概率和奖惩办法，以此来影响被试判断标准的变化。第87页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论信号检测论的实验方法（一）有无法2、对主试的规定：（3）计算辨别力指数。（4）画出等感受性曲线（ROC曲线）第88页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论 等感受性曲线（ROC曲线）接受者操作特性曲线，简称ROC曲线，又称等感受性曲线，即曲线上各点反映相同的感受性，他们是在不同的判断标准下得到的结果而已。ROC曲线以虚报率为横坐标，击中率为纵坐标组成的坐标图和被试在特定刺激条件下由于采用不同的判断标准得出的不同结果画出的曲线。（一）有无法第89页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论 等感受性曲线（ROC曲线）

ROC曲线特征图（一）有无法曲率：当信号本身的强度很大时，容易被觉察，因此ROC曲线向左边弯的更高；当信号变弱，ROC曲线就像45度对角线靠拢。即ROC曲线的曲率是由信号强度和被试的感受性决定的，而与被试的判断标准无关。曲率第90页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论 等感受性曲线（ROC曲线）

ROC曲线特征图（一）有无法判断标准：当数据点在曲线的左下方时，判断标准较高，即倾向于说“无信号”（或者说是少说信号）；当在右上方时，判断标准较低，倾向于说“有信号”（或者是多说信号），同一感受性下都有高判断标准和低判断标准的情形，即感受性d／与判断标准в是彼此分离的。

第91页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论 等感受性曲线（ROC曲线）

绘制等感受性曲线时，一般地横坐标为虚报率，纵坐标为击中率，则坐标原点为（0，0）；如果横坐标为正确拒绝率，纵坐标为漏报率，则坐标原点为（1，1）将具有不同分辨能力的被试的实验结果画在一起，便可得到一组d／不同操作者特征曲线。（一）有无法第92页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论 等感受性曲线（ROC曲线）

一组d／不同的ROC曲线图中，过原点的对角线为机遇线，即完全没有感受性的人，只靠猜测，在不同的判断标准下，所得到的击中率和虚报率相等，各点基本上都落在这条机遇线上。ROC曲线离这条线愈远，表明被试的辨别力愈强。（一）有无法第93页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论 等感受性曲线（ROC曲线）

一组d／不同的ROC曲线图解：（1）曲线上不同的点反映的是相同的感受性；（2）曲线的曲率反映出感受性的大小；（3）当数据点在曲线的左下方时，判断标准较高，即倾向于说“无信号”（或者说是少说信号）；当在右上方时，判断标准较低，倾向于说“有信号”（或者是多说信号）

（一）有无法第94页，共114页，2023年，2月20日，星期一（二）评价法

在有无法实验中，当定下判断标准后，凡等于或大于标准的感觉都说是信号引起的。但在标准之上或标准之下，刺激引起的感觉强度是不一样的，我们反应的肯定程度也是不一样的。三、信号检测论第95页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论在有无法实验中，当定下判断标准以后，凡等于或大于标准的感觉都说是信号引起的。（二）评价法第96页，共114页，2023年，2月20日，星期一如前图所示，x2代表的感觉强度大于x1，被试判断为信号的把握更大，或者说更为肯定。x3比x4判断为噪音的把握更大。但在有无法实验中，这些信息都被忽略掉了。x1和x2都报告为有信号，x3和x4都报告为噪音。为了得到反应肯定程度的信息，我们可以让被试先回答有无信号，然后说明对回答的确信程度，这就是所谓的评价法实验。那么在这种实验中，被试就会应用到多个判断标准。三、信号检测论（二）评价法第97页，共114页，2023年，2月20日，星期一评价法又叫多重决策法或评级量表法。它的刺激呈现方式同“有无法”一样，对信号和噪音的先验概率，对反应结果的奖惩办法，都可随实验要求，由主试决定。评价法和“有无法”的不同之处在于：评价法将被试从“有信号”和“无信号”这一感觉的连续体，规定出不同的感觉评价等级，然后让被试根据对所呈现刺激的自信心程度，报告有信号或无信号的评价等级。把量表的等级看成多重判断标准，这就成为多重决策，其中判断标准的数目等于评价等级的数目减去1。三、信号检测论（二）评价法第98页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论各个自信(确信)程度和含义（二）评价法第99页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论

图中C1、C2、C3、C4和C5是感觉连续体上从左至右的5个标准。1、2、3、4、5和6代表确信程度即评价等级。当x2感觉出现时，由于它在C5标准之上，被试就用第6等级来反应；当x1感觉出现时，由于它在C4标准之上，C5标准之下，所以被试用第5等级来反应。其余类推。这样，强度不同的感觉就分属于不同的评价等级，反应的把握程度就可以表示出来了。（二）评价法第100页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论（二）评价法第101页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论注意：低标准下的击中率和虚报率都是前面概率的累加。

（二）评价法第102页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论（二）评价法第103页，共114页，2023年，2月20日，星期一三、信号检测论（二）评价法第104页，共114页，2023年