인간의 네 가지 시각경로를 이용한 주의시각 기반 시각정보처리체계 시스템의 구현

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

According to Livingstone and Hubel(1987), four information, which are color, shape, depth and motion, are processed parallel in the specific functional pathways in the brain.This paper is based on their idea and a human-like visual information processing system is presented. The proposed system is composed of two main modules, a visual selective attention processing module, and a saccadic eye movements processing module. The attention module, inspired by some ideas in cognitive science and computer science, have four sub-modules which process color, shape, depth, and motion information along the Livingstone and hubel''s theory. And all the sub-modules are designed to work parallel and independently so that they have features like human visual system.The saccadic eye movements processing module make a final map from the two maps, that are a filtered map containing location and size information and an unified map weighted differently between four attention sub-modules. All the results in an image are numbered 1 to 4 and that makes the system more plausible.In this paper, a simple on-line survey is used to know how reliable the results are. As a result of the survey, many of the results from the modules have consistency in from the survey. For the survey have a rough assumption that the participants'' responses are similar to ones at their precognition level, some inconsistencies are irresistible and cannot be removed, of course. Future works, therefore, should account for the visual processing at cognition level to develop plausible human-like vision systems.

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 1987년 Livingstone과 Hubel이 “눈으로 들어온 여러 가지 정보들 중 색깔, 형태, 깊이, 움직임과 같은 네 가지 정보를 병렬적으로 처리하는 기능적 경로가 뇌 속에 있고, 그를 통해 시각처리과정이 일어난다” 고 주장한 이론을 토대로 보다 더 인간과 비슷한 시각정보처리체계를 구현하고자 시스템을 만들었다.이 시스템은 크게 주의 영역 선택 모듈과 통합 및 시선 처리 모듈로 이루어져있다. 주의 영역 선택 모듈은 주의시각에서 아이디어를 얻어 구성한 것으로서 Livingstone과 Hubel이 주장한대로 색깔, 형태, 깊이, 움직임 네 가지 정보에 기초하여 각각의 모듈을 만들었고, 이 모듈들은 병렬적으로 처리하고 통합됨으로서 보다 인간에 가까운 시각처리과정이 이루어지도록 설계되었다. 통합 및 시선 처리 모듈은 주의 영역 선택 모듈안의 네 가지 모듈들에 가중치를 두어 만든 통합 지도와, 위치와 크기 정보를 담은 필터 맵을 합하여 최종 맵을 만들게 되는데, 이 위에 검은 사각형 안에 하얀색 숫자로 네 단계까지 시선처리를 함으로서 사람의 시각정보처리 순서까지 고려한 보다 정교한 시스템이 설계되었다.본 논문에서는 이 시스템이 얼마나 신뢰할 수 있는 결과를 나타내는지 알아보기 위하여 온라인으로 설문조사를 하였다. 실험 결과, 설문 조사의 응답과 많은 부분에서 일치하는 것을 알 수 있었고, 잘못된 결과는 인식이전의 단계에서 이루어지는 것을 가정하고 만든 실험과 인식과정을 완전하게 배제하지 않은 설문조사간의 차이가 작용했기 때문인 것을 알 수 있었다.본 논문에서는 시각적 특징 요소들을 선정할 때의 기준이 미약했던 이전의 주의시각 시스템과 달리 인간의 뇌 속 시각경로에 대한 이론을 토대로 시각적 특징 요소들을 선정하였고, 더 나아가 시선처리과정까지 이루어지는 시스템을 구현함으로서, 한 단계 더 발전된 상향식 정보 기반 시각정보처리체계 시스템을 완성하였다. 이를 통해 인지과학과 컴퓨터과학, 인간에 대한 연구가 선행되어야 하는 로봇분야 등에 기여할 것으로 보인다.