비선형 시각 정보처리과정

• 영문명: Nonlinearity in Visual Information Processing
• 발행기관: 서울대학교 심리과학연구소
• 저자명: 김정훈(Jeounghoon Kim)
• 간행물 정보: 『심리과학』제6권 제2호, 95~108쪽, 전체 14쪽
• 주제분류: 사회과학 > 심리학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 1997.12.01

국문 초록

시각 정보처리 과정의 특성에 관한 많은 이해는 선형 시스템 분석의 틀 안에서 이루어져 왔다. 이 분석은 생리학 연구에서 관찰된 위치방향 선택반응 세포가 물리자극의 번화에 선형적으로 반응한다는 관찰에 기초를 둔 것으로, 지난 삼십년 동안 공간주파수에 따른 휘도대비 민감도, 패턴변별과정, 움직이는 물체의 방향과 속도의 탐지과정 그리고 깊이 정보처리등, 시각 경험을 구성하는 제 문제에 관한 연구를 주도하여 왔다. 그러나, 다른 한편으로 이 선형시스템의 분석방법으로는 설명될 수 없는 많은 시각 경험의 예가 연구자들에 의해 제기되어 왔는데, 대표적인 것은 결(texture)패턴에서 관찰되는 주관적 윤곽선의 탐지와 물리적 차원(Fourier energy spectrum)에서 기술되지 않는 움직임의 파악등이다. 이런 현상은 시각체계가 비선형 정보처리과정을 포함하고 있음을 강력히 시사하는 것이다. 이에, 본 논문 에서는 시각과정에 관한 중요한 몇 계산이론들에서 공통적으로 관찰되는 비선형 처리과정을 요약, 소개 함으로써, 그동안 상대적으로 연구가 미비하였으나 앞으로 우리나라에서 활발히 진행될 것으로 기대되는 시각 연구에 한 준거를 제시하고자 했다. 또한 이 비선형 정보처리과정을 결패턴 처리와 비선형 움직임(non-Fourier motion) 분석에 적용시킨 결과를 보이는 한편 연구자들이 제안한 비선형 계산이론에 포함된 알고리듬(algorithm)의 생리적, 해부학적 타당성을 논의하였다.

영문 초록

The fecund characteristics of human visual information processing has been revealed by the method of linear systems analysis. Linear systems analysis for human vision is based on the observations that the responses of orientation-selective cells physiologically found in the visual cortex can be well approximated as linear filters. It has guided vision research for the last three decades resulting in our understanding to date of the many aspects of human vision: contrast sensitivity, pattern discrimination, perceived direction and speed of moving objects, and depth perception. It has also been reported by vision researchers, however, that there are lots of visual phenomena that cannot be accounted for by the simple linear systems analysis. Typical examples are the perception of subjective countour usually defined in texture patterns and the extraction of motion information not described in the Fourier energy spectrum. Both visual phenomena has long been regarded as strong indication for a nonlinear processing in human vision. Acknowledging the existence of nonlinear visual processing, researchers has developed computational models to simulate the behavior of the visual system, However, it has been very hard to understand precisely the algorithms included in the models because of their complexity. Here, I tried to introduce and review some core properties of nonlinear processing in the computational models for pattern discrimination and motion perception developed by leading researchers. Furthennore, I tried to consider some physiological plausibility of the current computational models to provide a useful framework for the future vision research that is believed to flourish in Korea.

목차

1. 선형 시스템 분석

2. 비선형 시각 정보처리과정을 시사하는 예들

3. 비선형 시각 정보처리

4. 비선형 처리과정의 생리적, 해부학적 타당성

5. 결론

참고문헌