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구멍의 지각적 표상에 대한 연구
Reports NRF is supported by Research Projects( 구멍의 지각적 표상에 대한 연구 | 2016 Year 신청요강 다운로드 PDF다운로드 | 김성호(이화여자대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
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  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number 2016S1A5A8017600
Year(selected) 2016 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2017년 10월 27일
Year type 결과보고
Year(final report) 2017년
Research Summary
  • Korean
  • 구멍은 독특한 존재론적, 위상학적, 지각적 속성을 가지고 있는 대상이다. 빈 공간으로서 구멍은 실재하지만 물리적인 실체는 아니다. 또한, 2차원 표면에 난 구멍은 이를 둘러싼 물체에 의해 경계 지워진 빈 배경이지만, 일상 경험에서 구멍의 모양은 다른 물체만큼 쉽게 지각된다. 즉, 구멍은 형/배경 체제화의 깊이-형태 간 연결 관계(depth-shape coupling)를 예외적으로 위반하여, 깊이 상으로는 배경이지만 형태를 갖는 준-전경적(quasi-figural) 사례처럼 보인다. 구멍의 이러한 역설적 속성은 최근 10여 년간 많은 시지각 연구자들에게 주목을 받아왔으며, 구멍의 형태지각에 대한 최근 연구는 구멍이 다른 배경 영역과 구별되는 독특한 대상인지, 구멍의 모양지각은 가능한지, 그리고 어떤 조건하에서 지각가능한지를 다뤄왔다. 그러나, 배경과 전경의 속성을 모두 가지는 것처럼 보이는 구멍의 모순적인 양상을 통합할 수 있는 수렴적 이론이나 가설은 아직 도출되지 않고 있다.
    본 연구는 다양한 지각적 실험 과제를 사용하여 기존 연구들이 규명하지 못한 구멍 형태 표상의 지각적 실재를 확인하고, 시지각과 관련된 여러 처리 과정(형태 확인, 시각주의, 시각 작업기억)에서 구멍과 물체 간 차이를 검토하여 구멍 표상의 지각적 특성을 상세하고자 하였다. 연구 1은 언어심리학 분야에서 잘 알려진 부바/키키(Bouba/Kiki) 패러다임을 사용하여 구멍의 지각적 표상의 현상학적인 실제를 알아보았다. 연구 2는 시각 주의(visual attention) 분야에서 잘 알려진 주의 선택에 따른 동일 물체 이득(same object advantage) 효과가 구멍에서도 관찰될 수 있는지를 확인하였다. 연구 3은 변화탐지 과제를 사용하여 시각작업기억 부호화 시, 구멍의 윤곽선 속성(방향이나 형태)이 구멍을 둘러싼 물체의 표면 속성과 통합적으로 처리되는지 살펴보았다. 본 연구의 결과는 물체와 마찬가지로 구멍 내부의 형태가 지각가능하며, 이 형태 표상은 주의 선택과 시각작업기억 부호화에 있어서 물체와 유사한 독자적인 처리 단위로서 기능함을 보여준다. 이 결과는 구멍의 모양이 에워싼 물체의 내재적 속성으로서 시각 처리에서 특정한 기능적 역할을 수행하는 표상임을 시사한다.
  • English
  • Holes are a problematic subject in psychological studies, because they seem to be a special case in figure/ground organization. From a standard gestalt viewpoint, the common contours between two adjacent areas are assigned unidirectionally to the foreground, but not to the background, imparting shape description to the foreground. A hole can be perceived as a background region surrounded by the surrounding object (or surface), but our phenomenal experience reveals that we usually perceive the shape of holes, seeming to violate the gestalt principle. Reflecting this paradoxical situation, recently there has been an ongoing controversy among shape perception studies on whether and under what conditions a hole can own shape.
    The current study, in three series of experiments, examined whether observers’ default, automatic, percept of the shape of a hole is that of its interior region in a more direct manner than previous studies did, and if so, how this representation can influence other visual processes such as attentional selection and encoding in visual working memory. Using a Bouba/Kiki paradigm, Study 1 tested the question of whether the global shape impression of a closed area is affected when it changes from an object to a hole. In Study 2, we used an attentional cueing paradigm to examine whether holes can produce object-based effects similar to those observed when the same regions appear as solid objects. In Study 3, we tested whether the inner contour of an object (i.e., boundary of a hole) can be integrated with the object’s surface properties for encoding in visual working memory. We found evidence that observers can perceive the interior shape of holes and that a hole can work, like solid objects, as a visual unit independent from its host object for attentional selection and for encoding in visual working memory. These results imply that the shape of a hole is an intrinsic feature of a holed object which can actually have some functional roles in visual processing.
Research result report
  • Abstract
  • 구멍은 실재하지만 물질적인 실체가 아니며, 물체에 부속된(parasitic) 존재로서 어디에나 존재한다. 2차원 표면에 난 구멍은 이를 둘러싼 물체에 의해 경계 지워진 빈 배경이지만, 일상 경험에서 구멍의 모양은 다른 물체만큼 쉽게 지각된다. 즉, 구멍은 형/배경 체제화의 깊이-형태 간 연결 관계(depth-shape coupling)를 예외적으로 위반하여, 깊이 상으로는 배경이지만 형태를 갖는 준-전경적(quasi-figural) 사례처럼 보인다.
    구멍의 이러한 역설적 속성은 최근 10여 년간 많은 시지각 연구자들에게 주목을 받아왔으며, 구멍의 형태지각에 대한 최근 연구는 구멍이 다른 배경 영역과 구별되는 독특한 대상인지, 구멍의 모양지각은 가능한지, 그리고 어떤 조건하에서 지각가능한지를 다뤄왔다. 그러나, 배경과 전경의 속성을 모두 가지는 것처럼 보이는 구멍의 모순적인 양상은 선행 연구에서 반복적으로 관찰되고 있으며, 이 모순적인 현상들을 통합할 수 있는 수렴적 이론이나 가설은 아직 도출되지 않고 있다.
    본 연구는 다양한 지각적 실험 과제를 사용하여 기존 연구들이 규명하지 못한 구멍 형태 표상의 지각적 실재를 확인하고, 시지각과 관련된 여러 처리 과정(형태 확인, 시각주의, 시각 작업기억)에서 구멍과 물체 간 차이를 검토하여 구멍 표상의 지각적 특성을 규명하고자 하였다.
    연구 1은 방법론적인 제약으로 인해 구멍의 전역적 모양 지각 여부를 직접적으로 확인하지 못한 선행연구의 한계를 극복하기 위해, 언어심리학 분야에서 잘 알려진 부바/키키(Bouba/Kiki) 패러다임을 사용하여 구멍의 지각적 표상의 현상학적인 실제를 확인하였다. 연구 1의 결과는, 구멍 윤곽선의 곡률(오목 또는 볼록)은 구멍을 둘러싼 물체의 관점에서 지각됨에도 불구하고, 물체에서와 마찬가지로 구멍의 모양 또한 그 내부에 할당됨을 보여준다.
    연구 2는 시각 주의(visual attention) 분야에서 잘 알려진 주의 선택에 따른 동일 물체 이득(same object advantage) 효과가 구멍에서도 관찰될 수 있는지를 확인하였다. 연구 결과, 직사각형 구멍의 한쪽 끝을 주의하게 되면, 반대쪽 끝에 제시되는 표적에 대한 반응시간이 빨라지는 동일 대상 이득이 관찰되었다. 이 결과는 구멍도 일반적인 물체와 마찬가지로 주의 선택의 대상이 될 수 있음을 시사한다.
    연구 3은 변화탐지 과제를 사용하여 시각작업기억 부호화 시, 구멍의 윤곽선 속성(방향이나 형태)이 구멍을 둘러싼 물체의 표면 속성과 통합적으로 처리되는지 살펴보았다. 연구 결과, 구멍이 있는 물체 조건에서는 물체 중심적 처리 이득이 관찰되지 않았으며, 이는 구멍의 경계선이 둘러싼 물체에 할당됨에도, 구멍의 방향이나 형태는 물체의 표면 속성과 통합적으로 부호화되지 않고 독립적으로 처리됨을 시사한다.
    이상의 결과는 구멍의 윤곽선이 에워싼 물체에 할당됨에도 불구하고, 구멍의 지각적 표상이 존재하며 이 표상이 다른 시지각 및 인지적 과정에 영향을 주는 기능적 표상임을 의미한다. 이러한 결과를 바탕으로 구멍의 형태 지각을 설명하기 위해서는 형태 지각의 첫 단계인 전경-배경 조직화 과정 이후의 추가적인 처리과정에 대한 가설이 요구된다. 우선, 경계선의 부분들에 대한 국지적인 전경-배경 조직화 이후, 구멍 전체의 형태에 대한 지각적 처리가 일어날 가능성이 고려되어야 한다. 구멍 윤곽선의 부분들이 국지적으로는 외부 물체에 할당될지라도, 모서리 통합 과정의 창발적 속성(emergent feature)으로서 구멍 전체의 형태가 표상될 수 있다. 둘째로, 전경-배경 조직화 기반의 표면 표상과 독립적인 표상으로서 닫힌 영역이 구멍 지각에 기여할 가능성을 고려해 볼 수 있다.
    결론적으로, 구멍은 전경/배경 조직화의 원리를 연구하는데 이상적인 자극일 뿐만 아니라, 주의 선택의 기제와 시각작업 기억 부호화 기제 등을 테스트하는 데에도 유용한 자극으로서, 본 연구의 결과는 주의 선택과 시각 작업기억 등의 시지각 처리 과정에 더 깊은 이해를 제공할 수 있다.
  • Research result and Utilization method
  • 본 연구의 주요한 결과는 다음과 같다.
    부바/키키(Bouba/Kiki) 패러다임을 사용하여 구멍의 지각적 표상의 실제를 확인한 연구 1의 결과는, 구멍 윤곽선의 곡률(오목 또는 볼록)이 구멍을 둘러싼 물체의 관점에서 지각됨에도 불구하고, 물체에서와 마찬가지로 구멍의 모양은 그 내부에 할당됨을 보여준다.
    구멍 자극에서의 주의 선택 양상을 살펴본 연구 2는 직사각형 구멍의 한쪽 끝을 주의하게 되면, 반대쪽 끝에 제시되는 표적에 대한 반응시간이 빨라지는 동일 대상 이득(same object advantage) 이 관찰되었다. 이 결과는 구멍도 일반적인 물체와 마찬가지로 주의 선택의 대상이 될 수 있음을 시사한다.
    시각작업기억 부호화시 구멍의 형태와 구멍을 둘러싼 물체의 색이 통합적으로 부호화되는지를 살펴본 연구 3은, 구멍의 경계선이 둘러싼 물체에 할당됨에도, 구멍의 방향이나 형태는 물체의 표면 속성과 통합적으로 부호화되지 않고 독립적으로 처리됨을 보여준다.
    이상의 결과는 구멍의 윤곽선이 에워싼 물체에 할당됨에도 불구하고 구멍의 지각적 표상이 존재하며, 나아가 이 표상이 다른 시지각 및 인지적 과정에 영향을 주는 기능적 표상임을 의미한다. 구멍은 전경-배경 조직화의 원리를 연구하는데 이상적인 자극일 뿐만 아니라, 주의 선택의 기제와 시각작업 기억 부호화 기제를 테스트하는 데에도 유용한 자극으로서, 본 연구의 결과는 주의의 대상 중심 선택과 시각 작업기억 등의 시지각 처리 과정에서 핵심적인 표상의 특성에 대해 깊은 이해를 제공할 수 있다.
    본 연구는 전경-배경 조직화와 닫힌 영역 기반의 형태 처리 과정을 통합하는 이론적 틀을 만드는 데 중요한 경험적 증거로 사용될 수 있다. 인간 시각 시스템이 전경을 배경으로부터 분리하는 기제가 구멍을 어떻게 처리하는지를 밝혀내어, 모든 대상들에게 보편적으로 적용가능한 지각적 체제화의 원리를 확립하는 데 기여할 수 있다.
    본 연구결과의 적용 가능성을 심리학 이외의 분야로 확장하자면, 전경-배경 조직화는 시지각의 신경 기제를 연구하는 신경과학에서도 매우 중요한 주제이다. 구멍에 대한 행동 연구는 중간 단계(mid-level) 시각 표상에 대응되는 신경적 표상을 밝혀내는 데 유용한 자료가 될 수 있다. 또한, 인간의 시각 처리 시스템을 대체하는 인공 시스템의 구현에 있어서 전경의 물체를 배경으로부터 분리하는 것은 컴퓨터 비전과 영상처리에서 중요한 과정이다. 인간의 생물학적 시각 시스템이 배경으로부터 전경을 분리하고, 대상을 인식하는 처리 방식과 원리에 대한 이해를 통해 인공 시각 시스템을 구현에 기여할 수 있을 것이다.
  • Index terms
  • 전경/배경 조직화, 구멍, 형태 지각, 윤곽선, 부바/키키 패러다임, 물체 중심 주의, 시각 작업기억, 운동 중첩
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