《信号检测论》PPT课件

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1、 一 、 传 统 阈 限 概 念 人 对 于 强 度 太 弱 的 信 号 是 不 能 够 感 觉到 的 ， 只 有 强 度 到 某 种 程 度 以 上 才 能 感觉 出 来 。 那 么 从 感 觉 不 出 来 到 感 觉 得 出来 似 乎 有 一 个 门 槛 ， 信 号 强 度 过 了 这 个门 槛 就 能 感 觉 出 来 ， 没 有 达 到 门 槛 就 感觉 不 出 来 。 这 个 门 槛 也 就 是 所 谓 的 阈 限 。而 且 这 个 门 槛 是 一 个 相 对 固 定 的 点 ， 长期 以 来 人 们 一 直 是 这 样 理 解 阈 限 的 概 念的 。 但 其 中 的 具 体 过 程

2、 是 怎 样 的 呢 ？ 人 是 如 何 接 受 刺 激 并 做 出 反 应 的 ？1 接 受 刺 激 的 过 程 外 界 刺 激 作 用 于 人 的 感 受 器 ， 如 眼 睛 ，耳 朵 等 。 然 后 感 受 器 发 出 神 经 冲 动 沿 传入 神 经 到 感 觉 中 枢 。 2 中 枢 进 行 分 析 判 断 的 过 程 神 经 冲 动 到 达 感 觉 中 枢 后 ， 如 果 神 经冲 动 的 信 号 强 度 高 于 某 个 内 在 的 门 槛 ，那 么 中 枢 判 断 为 有 信 号 ； 如 果 神 经 冲 动的 信 号 强 度 低 于 这 个 门 槛 ， 那 么 就 判 断为 没

3、有 信 号 。 中 枢 根 据 分 析 的 结 果 再 发出 神 经 指 令 到 效 应 器 进 行 反 应 。 3 做 出 反 应 的 过 程 效 应 器 如 手 ， 言 语 器 官 等 接 到 中 枢 指令 后 做 出 具 体 的 反 应 ， 如 报 告 “ 有 ” 或“ 无 ” 。 l 人 多 次 接 受 同 一 物 理 刺 激 所 产 生 的 神 经 冲 动的 信 号 强 度 是 呈 正 态 分 布 的 。 对 于 同 一 刺 激 ， 由 于 各 方 面 因 素 的 影 响 ，人 所 产 生 的 神 经 信 号 的 强 度 并 不 是 一 成 不 变的 ， 而 是 呈 正 态 分 布

4、， 即 大 多 数 情 况 是 相 对居 中 的 某 种 信 号 强 度 ， 很 少 的 情 况 下 产 生 极强 或 极 弱 的 信 号 。 如 图 所 以 对 于 一 个 特 定 的 物 理 刺 激 而 言 ，它 所 产 生 的 信 号 强 度 理 论 上 都 有 可 能 超过 门 槛 或 阈 限 ， 只 不 过 概 率 不 同 而 已 。物 理 刺 激 的 强 度 越 高 ， 那 么 信 号 超 过 门槛 的 概 率 就 越 大 。 如 果 100%的 次 数 都 感觉 不 到 ， 那 么 这 个 刺 激 就 在 阈 限 或 门 槛以 下 ， 而 100%的 次 数 都 感 觉 得 到

5、的 刺 激肯 定 就 在 阈 限 以 上 了 。 一 般 我 们 就 取 它们 的 中 点 作 为 阈 限 的 值 ， 即 50%次 数 感 觉得 到 ， 50%次 数 感 觉 不 到 的 那 个 刺 激 点 。这 也 就 是 阈 限 的 操 作 性 定 义 。 传 统 阈 限 概 念 存 在 的 问 题 传 统 阈 限 理 论 认 为 人 的 感 觉 上 的 门 槛或 阈 限 应 该 是 一 个 相 对 固 定 的 点 ， 这 个点 的 高 低 一 般 只 受 人 的 生 理 构 造 本 身 的特 性 的 影 响 ， 而 不 受 某 些 主 观 因 素 ， 比如 态 度 ， 动 机 等 影

6、响 。 传 统 阈 限 理 论 在这 一 点 上 是 正 确 的 。 也 就 是 说 人 的 感 受性 或 敏 感 性 是 一 种 相 对 不 变 稳 定 的 能 力 。 但 是 实 际 上 用 传 统 的 方 法 测 定 人 的 感觉 阈 限 的 时 候 ， 发 现 阈 限 的 值 随 着 某 些主 观 因 素 的 改 变 而 改 变 。 人 的 主 观 态 度 ，动 机 等 因 素 影 响 人 的 阈 限 值 。 同 一 个 人如 果 谨 慎 一 点 ， 那 么 得 到 的 阈 限 值 就 高一 些 ， 如 果 冒 进 一 点 那 么 阈 限 值 就 低 一些 。 用 这 种 变 化 的

7、阈 限 值 来 反 应 人 的 相对 稳 定 的 感 受 能 力 或 敏 感 性 是 显 然 有 问题 的 。 这 种 阈 限 值 实 际 包 含 了 人 的 感 受性 成 分 和 判 断 标 准 两 个 成 分 在 内 ， 是 上述 两 者 共 同 影 响 的 结 果 。 二 、 信 号 检 测 论 的 提 出雷 达 是 如 何 检 测 飞 机 信 号 的 存 在 的 ？雷 达 的 构 成 ：传 感 器 ： 接 收 空 中 的 物 体 反 射 回 来 的 电 磁波 ， 产 生 某 种 强 度 的 电 信 号 ； 检 测 分 析 器 ： 用 来 分 析 该 刺 激 产 生 的 信 号到 底 是

8、 飞 机 还 是 鸟 类 等 其 它 飞 行 物 体 。 工 作 原 理 ： 现 在 雷 达 屏 幕 上 出 现 了 一 个 亮 点 ，那 么 这 个 亮 点 究 竟 是 一 架 战 斗 机 还 是 一只 老 鹰 或 类 似 的 鸟 呢 ？ 雷 达 捕 捉 到 了 这一 刺 激 ， 然 后 对 应 产 生 一 个 某 种 强 度 的电 信 号 。 但 是 该 强 度 的 电 信 号 是 飞 机 还是 鸟 呢 ？ 这 就 必 须 要 作 出 分 析 判 断 。 是鸟 就 可 以 不 管 它 ， 是 战 斗 机 就 要 打 下 来或 采 取 其 它 措 施 。 此 时 鸟 就 成 为 飞 机 的干

9、 扰 物 ， 称 为 噪 音 ， 将 飞 机 称 为 信 号 。 雷 达 分 析 判 断 的 过 程 是 ， 如 果 电 信 号强 度 超 过 某 一 标 准 ， 那 么 就 判 断 是 飞 机（ 信 号 ） ， 如 果 低 于 某 一 标 准 ， 就 判 断为 鸟 （ 噪 音 ） 。 但 这 样 就 会 产 生 一 些 问题 。 因 为 各 种 因 素 （ 气 候 ， 地 理 等 ） ， 鸟 所 产 生的 电 信 号 有 时 候 会 比 较 强 烈 ， 这 样 它 就 有 可 能超 过 雷 达 的 判 断 标 准 ， 雷 达 就 会 判 断 为 是 飞 机 ，这 就 是 所 谓 的 虚 报

10、。 此 时 地 面 人 员 就 会 采 取 措施 ， 如 攻 击 。 某 些 情 况 下 ， 气 候 恶 劣 ， 飞 机 所产 生 的 信 号 就 比 较 弱 ， 那 么 就 有 可 能 低 于 雷 达的 判 断 标 准 ， 雷 达 会 做 出 不 是 飞 机 （ 信 号 ） 的判 断 。 这 就 是 所 谓 的 漏 报 。 如 果 本 来 是 飞 机 而 且 产 生 的 信 号 超 过 标 准 ，那 么 雷 达 会 判 断 为 飞 机 （ 信 号 ） ， 这 就 是 击 中 。如 果 本 来 是 鸟 而 且 产 生 的 信 号 低 于 标 准 ， 那 么雷 达 会 判 断 为 鸟 （ 噪 音

11、 ） ， 这 就 是 正 确 否 定 。 所 以 一 个 辨 别 力 高 的 雷 达 要 尽 量 的 能够 区 分 信 号 和 噪 音 ， 这 样 必 须 使 它 对 噪音 的 反 应 分 布 和 信 号 的 反 应 分 布 在 图 上尽 量 的 远 一 些 。 三 、 信 号 检 测 论 用 于 人 的 感 知 觉 过 程 雷 达 等 检 测 系 统 的 工 作 原 理 与 人 的感 知 觉 判 断 过 程 相 似 。 无 论 是 绝 对 阈 限的 测 量 还 是 差 别 阈 限 的 测 量 ， 都 可 以 看作 是 人 对 信 号 进 行 检 测 的 过 程 ， 即 对 信号 与 噪 音 进 行 区 分 的 过 程 。