지각과정에 대한 이론적 접근(상향적 시각정보처리모형, 하향적 정보처리모형, 시각계산모형)

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지각과정에 대한 이론적 접근(상향적 시각정보처리모형, 하향적 정보처리모형, 시각계산모형)

시각 정보 처리 과정에서 지각의 하위 체계인 단순 물리자극을 조합해 지각의 대상인 물체의 전체적인 형태를 파악하는 처리 방식을 상향적(bottom-u굴 처리라 일컫는다. 반면에 기억 또는 학습을 통해 습득한 과거의 지식이 지각의 하위 체계 처리 과정에 영향을 미치는 경우를 하향적(top-down) 처리라 일컫는다. 이 두 과정은 지각 과정의 여러 모형을 이해하는 데 매우 중요한 역할을 한다.

I. 상향적 시각 정보 처리 모형

시각 정보 처리 과정에서 나타나는 상향적 정보 처리 과정을 이론화한 예로 세부특징모형(feature-matching model)이 있다. 셀프리지(Selfridge, 1959)가 제안한 이 모형에 따르면, 시각 이미지에 대한 지각은 그 이미지를 분석하고 조직화하는 과정에서 발견되는 세부 특징과 기억 속에 저장된 이미지의 세부특징이 서로 얼마나 유사한가를 토대로 이루어진다고 가정한다. 예를 들어, 알파벳 'R' 자는 수직 및 수평 그리고 사선이라는 직선과 하나의 곡선이라는 시각적 세부 특징을 가지며, 각각의 세부 특징이 조합되는 모양과 각도에 따라 제한된 수의 몇 가지 세부 특징들로 조직화된다. 이 과정에서 분석된 세부 특징을 부분적으로 공유하는 또 다른 알파벳들의 수는 지극히 제한적이다(예, R, P, D, G 등). 이 제한된 수의 알파벳 중 세부 특징들이 정확히 일치하는 기억 속의 글자('R')를 찾아냄으로써 그 패턴을 지각하게 된다.
세부특징모형은 시각 정보를 분석한 결과물인 기본 세부 특징 단위로부터 조금 더 복잡한 형태의 상위 세부 특징으로 조직화하는 과정에 존재하는 위계성(hierarchy)을 강조한다. 이러한 세부특징모형의 위계성 원리는 신경해부학적 연구를 통해 발견된 피질 수준의 신경 세포들이 가지고 있는 위계적 처리 특성과 매우 유사하다. 후벨과 위젤(Hubel & Wiesel, 1959)은 고양이의 시각피질에 존재하는 여러 세포 중 일정한 방위(orientation)를 가진 직선 자극이 수용장 내에 제시될 때 활발하게 반응하는 세포를 발견하였다. 후벨과 위젤은 이 세포들을 '단순세포(simple cell)'라 명명하였으며, 특정 방위의 선분에 선별적으로 반응하여 마치 세부특징탐지기(feature detector)와 같은 특성이 있음을 보여 주었다. 흥미롭게도 수용장 내에서 특정 방
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