反应偏向

2023-07-03
反应偏向:反应偏向

反应偏向可由二种方法计算:一种是似然比值,另一种是报告标准。

1.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(likelihoodratio)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:

β=纵轴击中=Q击中[公式5-8] 
     
纵轴虚惊Q虚惊 
      
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。
当β值偏高时,Xc右移,P(H)和P(FA)均下降,表示检测者的反应标准较严;当β值偏低时,Xc左移,P(H)和P(FA)均上升,表示检测者的反应标准较宽。

信号检测论可以给出在给定信号强度和敏感性水平下能得到的最大收益

的β值(βOPT)。这里,英文字母OPT为OPTIMAL的缩写,其意是最佳的意思。就物理环境而言,βOPT的主要影响因素为信号概率(prob-abilityofsignal)和两择一判决矩阵中四种可能结果的奖惩(支付)情况亦即支付矩阵(pay-offmatrix)。支付矩阵是指在一定的信号和噪音出现的先验概率条件下,对被试判断结果的奖惩办法。可表示为:

β=P(N)×V(CR) C(FA) 
P(S)C(M) 
   
式中P(N)和P(S)分别是噪音概率和信号概率,V代表由正确反应得到的价值,C代表错误反应得到的代价(负值)。当V(CR) C(FA)=V(H)+C(M)时,最大收益将从最小错误而得到。此时βOPT随信号概率P(S)的变化而变化(P(S)+P(N)=1),当P(S)上升时,放宽反应标准,即降低β是有利的反应策略;当P(S)降低时,严格的反应标准使提高β更有利。但当从正确反应中得到的收益与错误反应付出的代价不等时,βOPT将发生相应的变化。

由于检测者实际反应偏向β可以根据已知的P(H)和P(FA)求得,因此,人们自然会问,当信号概率和支付矩阵发生变化时,检测者实际上是如何确定β的。格林和斯韦茨(Green&Swets,1966)通过实验室研究发现,反应者确实在根据信号概率和支付矩阵的变化调节β,但β的调节没有达到理想水平。这个现象称为β惰性(sluggishbeta),其关系如图5-9所示:如果βOPT较低,实际β值倾向于偏高;而当βOPT较高时,实际β值又倾向于偏低。此外,格林和斯韦茨还发现,支付矩阵对检测者实际反应倾向的影响大于信号概率的影响,换句话说,当信号概率发生变化时,β惰性现象更加明显。













以上分析使我们明确了反应偏向(β)的含义。可见β值虽被认为是反应阈限,但这个阈限和传统阈限概念不同,它并非恒定不变,而是随SN和N两种先定概率和判定结果的奖惩办法而变动的。β值和先定概率P(S)、P(N)以及奖惩办法的关系可用如下公式表示:


P(N)VnN



(VyN)
 

β=P(SN)=VyS (VnS)

VnN:正确否定的奖励数
VyN:虚报的惩罚数(往往是负数)VyS:击中的奖励数VnS:漏报的惩罚数(往往是负数)

在明确了β含义后,我们举图5-10上A、B、C三种情况为例,说明β的



具体计算方法。

计算过程中必不可少地要使用PZO转换表(见表5-7),表中P代表概率,Z代表标准分数,O代表概率密度,PZO转换表就是这三个数值之间的对应互换关系。图5-10的情况A,击中概率为0.28,虚惊概率则是0.06,通过查表5-7,求得O击中的纵轴值为0.3368,O虚惊的纵轴值为0.1192。则

β=Q击中=0.3368»3Q虚惊01192.



一般认为,β>1说明被试者掌握的标准较严。

图5-10的情况B,击中概率为0.70,虚惊概率为0.30,通过查转换表
5-7,求得O击中的纵轴值为0.3478,O虚惊的纵轴值为0.3478。那么,

   表5-7PZO转换表     
            
PZO PZOPZOPZ
            
.01-2.326.0267 .26-0.643.3245.51.025.3988.76.706
            
.02-2.053.0484 .27-0.612.3308.52.050.3984.77.738
            
.03-1.881.0681 .28-0.582.3368.53.075.3978.78.772
            
.04-1.750.0862 .29-0.553.3424.54.100.3970.79.806
            
.05-1.645.1032 .30-0.524.3478.55.125.3958.80.841
            
.06-1.555.1192 .31-0.495.3529.56.150.3945.81.877
            
.07-1.476.1343 .32-0.467.3577.57.176.3928.82.915
            
.08-1.405.1487 .33-0.439.3623.58.201.3909.83.954
            
.09-1.340.1625 .34-0.412.3665.59.227.3888.84.994
            
.10-1.281.1756 .35-0.385.3705.60.253.3864.851.036
            
.11-1.226.1881 .36-0.358.3742.61.279.3838.861.080
            
.12-1.175.2001 .37-0.331.3777.62.305.3808.871.126
            
.13-1.126.2116 .38-0.305.3808.63.331.3777.881.175
            
.14-1.080.2227 .39-0.279.3838.64.358.3742.891.226
            
.15-1.036.2333 .40-0.253.3864.65.385.3705.901.281
            
.16-0.994.2434 .41-0.227.3888.66.412.3665.911.340
            
.17-0.954.2532 .42-0.201.3909.67.439.3623.921.406
            
.18-0.915.2625 .43-0.176.3928.68.467.3577.931.476
            
.19-0.877.2715 .44-0.150.3945.69.495.3529.941.555
            
.20-0.841.2801 .45-0.125.3958.70.524.3478.951.645
            
.21-0.806.2883 .46-0.100.3970.71.553.3424.961.750
            
.22-0.772.2962 .47-0.075.3978.72.582.3368.971.881
            
.23-0.738.3038 .48-0.050.3984.73.612.3308.982.053
            
.24-0.706.3110 .49-0.025.3988.74.643.3245.992.326
            
.25-0.674.3179 .500.000.3989.75.674.3179  
            


(采自马谋超,1978)这时的β值为

0.3478
β==1
0.3478

β值接近或等于1,说明被试者掌握的标准不严也不松。

图5-10的情况C,击中概率为0.94,虚惊概率为0.72,通过查表,求得O击中的纵轴值为0.1192,O虚惊的纵轴值为0.3368。故
01192.1
β=»
0.33683

β值<1,说明被试者掌握的标准较松。

以上实例,不仅告诉我们β值的计算方法,且使我们看到β值的三种情况:情况A为严标准、情况B为居中、情况C为宽松标准。

2.报告标准——C

信号检测论中用以表示反应偏向的另一个指标是报告标准(reportcri-terion),又称判断标准(或判定标准)(judgmentcriterion)。在数学上,反应标准的另一种表示方法是感受经验强度,用符号C表示。C是横轴上的判定标准位置。在数学上,C的单位要转换成刺激强度单位,它的计算公式是:

C=I2-I1×Z I [公式5-9] 
 1 
 d'1   
      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

我们以心理学上再认实验来说明报告标准会出现的种种情况。再认实验一般有两组图片,一组是“新的”(即未见过的),一组是“旧的”(即已看过的)。在实验过程中,先让被试看一组图片,然后将其与另一组图片混合,被试在再认过程中,根据自己确定的标准,回答“新的”或“旧的”。这里包括两个指标,其中一个是感觉辨别力指标,亦称感觉敏感性,以d'值表示,不受情绪、期望、动机等变数的影响。d'值低表示被试对新、旧刺激不易辨别。当刺激很接近或被试者再认不敏感时,d'值就低。d'降低表示再认能力减弱。另一个值是判断标准,即个体反应偏向,以C值表示。C值高表示被试者判断的标准严格,不轻易报告“旧的”图片;反之,C值低表示被试者判断旧刺激的标准宽松,易把一些新刺激说成旧刺激。

信号检测论指标d'比较稳定,不受实验条件不同的影响。信号检测论指标C受被试者的动机、态度、利害得失等心理因素影响。我们可从指标C的变化中,分析被试者的心理因素。

参看图5-11,将d'固定,则C会出现三种情况:(1)宽松的报告标准:旧刺激呈现时,报告“旧的”概率接近1.0;新刺激呈现时,报告“旧的”概率是高的。(2)中等的报告标准:旧刺激呈现时,报告“旧的”概率是较高;新刺激呈现时,报告“旧的”概率适中。(3)严格的报告标准:旧刺激呈现时,报告“旧的”概率是低的;新刺激呈现时,报告“旧的”概率接近0.0。




表5-8再认实验中某被试者的刺激-反应矩阵

反应报告“旧的”报告“新的”
刺激  
   
旧刺激428
   
新刺激446
   
(采自杨治良,1983)

根据公式5-9,我们就可求出某被试者在再认图片中的报告标准。假如在这个实验中,新、旧图片各50张,并获得了表5-8上的结果。在此实验中,在横轴上设新刺激强度为0,旧刺激强度为1,就可先求得d’值。
d’=Z击中-Z虚惊

=0.994-(-1.405)=2.399

上式中的数值是通过PZO转换表所查得的,数值0.994是击中概率42/50的Z值,数值(-1.405)是虚惊概率4/50的Z值。这样,求出了d’值就可按公式5-8算出C值:

C=I2-I1×Z1 I1[公式5-9] 
d' 
    
=21.399-0×1405. 0=059.


C值0.59是在判定轴上的位置,前面曾讲到,I1为0,I2为1,因此,C略靠近I2,所以可以认为被试掌握的标准略严。