본 연구는 외부 환경의 시각 정보를 통계 표상으로 처리하면, 맥락에 따른 의미 있고 유용한 정보를 빠르고 효율적으로 축출하게 되므로 통계 표상이 시각 정보 처리에 중요한 역할을 할 것이라는 가설에 초점을 맞추었음. 특히 시각 체계가 중점적으로 통계 표상에 이용 ...

본 연구는 외부 환경의 시각 정보를 통계 표상으로 처리하면, 맥락에 따른 의미 있고 유용한 정보를 빠르고 효율적으로 축출하게 되므로 통계 표상이 시각 정보 처리에 중요한 역할을 할 것이라는 가설에 초점을 맞추었음. 특히 시각 체계가 중점적으로 통계 표상에 이용하는 자극의 유형과 통계 표상이 이루어지는 방식, 그리고 통계 정보가 처리되는 시각 처리의 수준을 밝히고자 하였음.
1차년도 연구에서는 단안 정보만이 아니라 양안의 정보를 통합하여 통계 표상이 이루어짐(실험 1), 자극의 물리적 크기가 아닌 지각된 크기 정보가 통계적으로 표상됨(실험 2), 노이즈에 의해 암묵적으로만 제시된 자극도 통계 표상에 이용됨(실험 3), 주의 정향에 실패하여 암묵적으로 처리된 자극도 통계적으로 표상됨(실험 4)을 검증하였음. 이는 통계 표상이 지각되는 정보를 중심적으로 처리하여 맥락에 적합하게 자극을 처리하는 데 유용하며, 의식되지 않은 자극에 대한 정보를 반영함으로써 인간의 정보 처리가 가지는 한계를 효율적으로 극복할 수 있음을 시사함.
2차년도 과제 수행 단계에서는 시각 자극의 크기 정보 뿐만 아니라 공간 주파수 정보도 통계적 표상이 일어남을 밝히고(실험 5), 뇌 발화 양상에서도 통계 정보가 반영됨을 보였으며(실험 6), 암묵적으로 표상된 통계 정보가 시각탐색 과제에 도움을 줌을 보임(실험 7). 또한 통계 정보가 단기기억에 효율적으로 표상되며, 상향적(bottom-up) 정보를 사용하여 집합에 근거한 표상을 함으로써 복잡한 환경을 의미있는 단위로 처리할 가능성을 보임(실험 8). 동시에 시각 환경에서 끊임없이 발생하는 노이즈의 문제를 해결하기 위하여 상향정보 뿐만 아니라 하향적 정보 처리 또한 시각 정보 처리에 중요한 단서를 제공함을 밝힘(실험 9).
본 연구 과제를 통해 이루어진 일련의 연구를 통하여 인간의 시각 체계가 자연적인 환경에 존재하는 수많은 단서와 노이즈를 어떻게 여과하고 효율적인 정보 처리를 도모하는지에 대한 주요 시사점을 제시할 수 있었음. 통계적 시각 정보의 처리는 실제 인간이 지각하는 시각 정보를 반영한 암묵적인 정보 표상을 통해 맥락에 요구되는 정보를 선택적으로 축출함. 이러한 관점은 인공 시각에서 해결하지 못하는 속도와 정확성의 양분 관계를 해결하는 실마리를 제공할 것으로 기대함.

This study investigated the representation of visual statistical properties. Our ability to perceive statistical properties is very accurate as has been demonstrated for a number of basic feature dimensions, such as size, orientation, and the direct ...

This study investigated the representation of visual statistical properties. Our ability to perceive statistical properties is very accurate as has been demonstrated for a number of basic feature dimensions, such as size, orientation, and the direction of motion. However, where and how this representation is formed in the visual streams has yet to be investigated.
In the first year, we showed 1) representation of statistical properties happened after binocular integration, 2) they were based on perceived rather than physical sizes, 3) they were formed even for invisible sizes, and 4) statistical properties were represented without attention. These results suggest that statistical properties are represented efficiently and preattentively.
In the second year, we showed 1) the visual system represented mean spatial frequencies, 2) activities in right posterior temporal area were reduced with repeated presentation of the same mean sizes, 3) the mean size of the display facilitated visual search, 4) the visual system could represent multiple sets as long as bottom-up or top-down cues helped selection processes, and 5) top-down information influenced the filling-in of the blind spot. These results suggest that statistical properties are formed in later stages of visual processing and they are useful in various tasks.
Based on these results, we suggest that the visual system efficiently extracts and uses statistical properties of a scene to cope with the limited capacity. Representation of statistical properties may shed lights on problems of machine vision such as dealing with massive information.

복잡하고 다양한 정보를 실시간으로 처리해야 하는 환경에서 인간이 어떻게 빠르고 정확하게 시각 정보를 처리하는 지를 알아보기 위하여 본 연구가 진행되었다. 시각 자극의 통계적 정보는 현 맥락에서 유용한 자극을 탐지하여 부분적으로 정확한 정보 처리를 촉진하거나 ...

복잡하고 다양한 정보를 실시간으로 처리해야 하는 환경에서 인간이 어떻게 빠르고 정확하게 시각 정보를 처리하는 지를 알아보기 위하여 본 연구가 진행되었다. 시각 자극의 통계적 정보는 현 맥락에서 유용한 자극을 탐지하여 부분적으로 정확한 정보 처리를 촉진하거나 정보 표상을 효율적으로 요약하게 한다. 이러한 가능성을 기반으로 본 연구는 통계적으로 표상되는 시각 정보의 종류, 통계 정보가 처리되는 기제 및 뇌 영역에 대해 알아보았다. 나아가 하향 및 상향적 정보 처리가 현 정보 내의 맥락을 탐지하고 선택적 주의를 유도하는 과정에 대한 연구도 진행되었다. 그 결과 인간은 크기뿐 아니라 공간 주파수와 같은 다양한 시각 정보를 통계적으로 표상할 수 있음을 발견하였다. 본 연구에서 진행된 일련의 실험에서는 특히 무의식적 기제를 통해 통계 표상이 이루어지며 그 정보가 시각 탐색에 이용될 수 있음을 검증하였다. 이러한 정보는 뇌의 우측 측두엽에서 처리되고 있음을 발견하였다. 신경생리학적 결과와 유사하게 정신 물리 실험을 통해서도 통계표상이 양안 정보의 통합과 크기 항등성이 이루어진 이후, 즉 최초시각피질 및 후측두엽에서의 정보 처리 이후에 발생하는 것으로 나타났다. 또한 통계 정보 표상이 상향 정보 처리 과정에서 제시되는 사전 단서를 이용하여 부분적으로 이루어지며, 자극의 수가 증가하여도 효율적으로 일어남을 검증하였다. 또한 상향 정보뿐만 아니라 하향 정보도 시각 자극의 표상에 영향을 미침을 확인하였다. 본 연구는 시각 정보 처리 과정에서 통계 정보가 암묵적 기제를 통해 효율적으로 처리되고 능동적 정보 처리 과정에 개입함을 보였다. 이러한 결과는 인공 시각 구현의 난제인 빠르고 정확한 정보 처리를 해결할 수 있는 가능성을 보여주었다.

본 연구 결과는 빠르고 정확한 시각 정보의 처리를 위하여 인간의 시각 체계가 암묵적 과정을 통해 평균 정보를 이용함을 검증하였다. 이는 기계에서 구현하지 못하는 효율적인 정보처리 및 의사 결정 과정이 인간의 뇌에서 이루어지는 과정을 밝힘으로써 향후 인지과학 ...

본 연구 결과는 빠르고 정확한 시각 정보의 처리를 위하여 인간의 시각 체계가 암묵적 과정을 통해 평균 정보를 이용함을 검증하였다. 이는 기계에서 구현하지 못하는 효율적인 정보처리 및 의사 결정 과정이 인간의 뇌에서 이루어지는 과정을 밝힘으로써 향후 인지과학 및 인공시각 연구에서 중요한 정보로 활용될 수 있다. 물체 인식과 같은 고차적 시각 처리 연구, 뇌 영상을 이용한 신경 상관 기제 연구, 컴퓨터 시각에서의 알고리즘 개발에 응용할 수 있는 방안을 고안하여 향후 시각 정보 처리 연구에 새로운 관점을 제시할 수 있을 것으로 사료된다. 나아가 부정확하지만 광역적인 정보를 신속하게 처리하여 유용한 정보만 선택하는 인간 시각 체계의 특성은 불필요한 계산 과정을 최소화하고 수행을 극대화하기 위한 인간-환경 상호작용 연구에도 중요한 시사점을 제시할 것이다.