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인공지능 감성자극을 통한 목적지향성 심상작용 유도 시스템

 

최문찬, 백인호, 백준기, 김형기

중앙대학교 첨단영상대학원

 

Purpose–Oriented Imaging Induction System Using Artificially Intelligent Sensibility Stimulation

Moonchan Choi¹, Inho Paik², Joonki Paik², and Hyunggi Kim¹

¹Digital Art and Technology Application Laboratory

² Image Processing and Intelligent Systems Laboratory

Graduate School of Advanced Imaging Science, Multimedia, and Film

Chung-Ang University.

color001@paran.com, http://www.mlcenter.co.kr

 

 

요   약

본 연구의 최종 목적은 인간의 마음을 움직일 수 있는 감각자극 즉, 내적 이미지와 연결된 시각과 청각에 관한 자극과 그것을 표출해 내는 시스템 구현에 관한 연구이다. 사용자가 이 시스템 앞에 서서 작동을 주도 하는 동안 시스템은 사용자의 성격과 취향에 대한 데이터베이스와 동기화된 시, 청각적 이미지들로 마음을 움직이거나, 사용자가 원하는 어떤 행동을 유발할 수 있는 정신작용의 과정에 관여하는 것들을 불러 일으킬 수 있다. 즉, 개개인이 가지고 있는 경험을 바탕으로 일어나는 심상작용에 관여하는 일이라는 것은 개개인에게 있어 목적성 행동유발의 특별한 경험을 예측하고 그것과 어떤 감성작용이 만났을 때 의지, 믿음, 신념 등의 목적실현적인 정신적 바탕을 효과적으로 수립 할 수 있다는 것이다.

인간은 감각, 감정, 정서, 욕구 등에 관한 종합적인 개념인 감성, 그리고 판단과 식별능력인 이성을 통해 외부의 세계로부터의 자극을 분석, 종합, 개념화, 추상화 하게 된다[1].  이와 같은 정신작용 속에 일어나는 상기, 상상, 사고 등의 심상작용을 촉진 시키거나 관여하여 의도된 심상작용을 유도할 수 있는 감각 자극이 개입 된다면, 인간의 마음을 움직이는 일에 대한 항해의 키를 잡을 수 있다고 본다.

 

Abstract

The final goal of this study is realization of the system which can move human’s mind. In other words, it can express stimulate about light sense and auditory sense linking the mental images of human being. While user lead system to be operated in front of this system, it makes emotions to move by synchronized light sense and auditory sense images and database about user’s character and liking, or arouse which is relative to mental process derived some behavior which use’s wants.

 Human can analyze, synthesize, generalize and abstract stimulate from general phenomena through the reason which is judgment and distinguish ability and general idea of synthesize like sense, feeling, emotion, desire. If sense stimulation that can promote mental image action of remembrance that happen within such mentality, imagination, thinking etc. or motive intended mental image action because being concerned is intervened, see that can catch key of sailing about work that move human's mind.

1          서 론

17세기 이후 수백 년간 지속된 냉철한 이성의 법칙에 묶여있던 사유의 패러다임은 커뮤니케이션의 주요한 수단이었던 문자매체가 영상매체로 옮겨가는 동안, 이미 문자적 사유에서 이미지적 사유로의 사회적 현상을 보이고 있음[2]을 우리는 잘 알고 있다. 이미지적 사유의 패러다임의 중심에는 감성과 상상력이 있음을 감지 할 수 있는데, 이제는 이러한 정신작용이 결코 억제의 대상이 아니라 자유로운 표현과 관찰, 해석의 대상인 것이다. 이러한 이미지적 사유의 정신작용 현상을 반영하는 일은 커뮤니케이션 효과를 극대화 시킬 수 있다. 뿐만 아니라 시, 청각적 이미지 매체의 이용은 치료 요법이라는 긍정적인 현상으로 나타나며, 감성이나 경험의 무의식적 작용을 마케팅에서도 이용 하는데 그 기법을 이해하는 일은 자기 방어의 가치와 더불어 자신의 목적 실현을 위한 정신적 바탕을 만드는데 사용 할 수 있다.

본 논문은 이러한 사례로 색채치료요법, 음악요법, 마케팅에 적용된 것들에 대해 기술하고 있으며 그러한 사례들을 통해 기대할 수 있는 효과들을 바탕으로 구성된 시스템을 소개 하고 있다. 그 내용을 간략히 살펴보면 사용자의 성격유형, 취향, 개성, 감정, 정서, 욕구 등을 판독하여 거기에 상응하는 심상들을 유추하고 내적 이미지의 심상 작용에 개입하는 시, 청에 대한 감각자극을 미적 유희와 함께 제공하게 되는 시스템 개발이라는 것이다.

색과 음악을 이용한 치료 요법이나 감성 마케팅 사례를 보면 인간에게 시, 청각적 자극은 정신작용을 통해 원하는 행동유발에 개입 할 수 있다는 것을 알 수 있다. 이러한 사실에 기인하여 사용자 자신이 필요로 하는 정신적 바탕을 스스로 만들 수 있다는 가능성을 짐작 할 수 있는데, 이는 자신의 목표를 위한 성취의 정신적 기초를 이룰 수 있음을 의미하며, 이러한 것은 자신의 목적실현을 위한 의지, 믿음, 자신감, 긍정적 비전이라는 정신적 바탕을 마련하는 계기가 될 수 있다. 

 

2          사례와 연구방향

2.1      색채 치료 요법

색채 치료 요법은 색을 이용해 병을 치유하는 대체의학의 한 분야로서, 아직은 과학적으로 증명된 것은 아니고 경험적으로만 확인되고 있다. 인간에게 색채의 물리적 효과는 심리적으로 반응을 일으키는데, 밝은 색에서 상쾌함을 느끼고, 어두운 회색계열의 색에서 우울함을 느끼며, 붉은 색은 흥분하게 하고, 청색계열의 색은 마음을 차분하게 해준다. 그 뿐만이 아니고, 반짝이는 적색 광은 간질의 발작을 가라앉히고, 회전 하는 불빛은 최면을 일으키고 두통과 메스꺼움, 신경쇠약 등의 현상을 유발할 수 있다는 것이 임상연구를 통해 밝혀진바 있다. [3]

색채의 파장이 가진 물리적 효과는 인간의 육체, 감정, 정서, 정신에 작용한다. 이와 같은 색의 힘을 활용한다면, 안정감 있는 정서와 생활의 활력을 불러 일으킬 수 있음을 알 수 있다.

 

2.2      음악요법(music therapy)

음악요법은 그리스 신화와 구약성서에도 그 예를 찾을 수 있고, 세계각처의 주술의사들에 의해 행해지고 경험적으로 확인되어 왔다. 음악요법의 유형으로는 감상, 발성, 연주, 합창, 합주가 있으며, 이는 스트레스를 완화 해주고 자극반응을 활성화하는 등의 작용을 하게 된다. 중국의 가장 오래된 의학서인 황제내경에서는 오음인 궁상각치우(서양: 도레미솔라)가 신체 장기인 비장, 폐, 간, 심장, 소장과 관련한다고 하였으며 현재 음악치유 분야에서 이를 이용하고 있다. [4]

2.3      마케팅 사례

감성은 개인의 경험과 관계에 의해서 다양하게 일어날 수 있는데, 여기서 개인의 경험에 의한 감성의 자극이라는 말은 각자가 가지고 있는 감각의 경험을 자극하는 것이라 할 수 있다.  인간의 오감 가운데 정보 인지능력이 가장 우수한 것으로 알려진 시각과 청각의 작용은 다른 감각작용까지 상기하여 과거의 인지를 경험하게 할 수 있는데, 이를 이용한 마케팅 사례는 이미 모든 기업에서 활용하고 있는 것을 볼 수 있다.

미국 컬러리서치 연구소(ICR)의 연구결과에 따르면 사람은 상대방이나 환경, 물건 등을 처음 접할 때 처음 90초안에 잠재 의식적인 판단을 내린다고 하며, 그런 평가 내지 판단의 60~92%가 색에 의존해 이루어 진다고 한다[4].

우리가 어떤 기업을 떠올릴 때 어떠한 색을 함께 상기하게 된다면, 이러한 기업의 경우 색을 통해서 제품의 브랜드를 상기할 수 있도록 고객의 기억체계를 반복적으로 자극하여 고객이 선호하는 감성의 대상으로 자리매김 하는 전략을 보여주는 것이다.

다음은 청각에 대한 것인데, 수수께끼 같은 소리로 축약된 메시지를 사회 억압적 단어(kill, sex, death, fuck 등)를 사용해 교묘하게 편집하는 사례이다. 이것은 잠재 의식적인 것이 의식 세계에서 드러나게 되면, 그 의식 세계의 기억 체계에 영구히 남게 되는 매몰의 기억 고착화 원리를 이용한 과거부터 상업적으로 오래도록 쓰여지고 있는 테크닉이다. 잠재의식 조정의 테크닉을 이용해서 마케팅을 벌었던 일례로써, 폴 메카트니의 죽음에 대한 추측을 둘러싸고 비틀즈가 벌였던 수백만 달러짜리의 선전을 들 수 있다. 이들은 레코드를 녹음할 때, 폴의 죽음에 관한 잠재 의식적 소재를 그 속에 매몰(埋沒)시켜 넣었다. 그 중의 하나는 ‘Magical Mystery Tour'라는 앨범에 실렸던“Strawberry Field"라는 노래의 마지막 부분이다. 여기에서는 이상한 목소리가 낮은 볼륨으로 나타나는데 “나는 폴을 묻었다(I buried Poul)"라고 중얼거리는 것이다. 이 밖에도 여러 레코드들 속에서 유사한 잠재 의식적 매재물이 나타나고 있는데, 이러한 매재물은 의식적으로 지각되지 않았으며, 다만 잠재의식 속에서-감정상의 충격이 너무 강한 소재이기 때문에-이들의 레코드주가를 발휘 할 수 있었다. [5]

이렇듯 시각과 청각의 어떤 이미지들은 그 표현의 방법에 따라 무의식이나 잠재의식에 작용하여 제작자의 의도를 반영하는 강력한 힘을 지니고 있다.

 

2.4      연구방향

시각과 청각 자극은 개인의 경험과 관련하여 작용하고 그 작용의 현상은 효과 면에서 여러 가지의 가치 창출이 가능하다. 그 현상 속에는 경험을 단서로 하는 다양한 요인들이 존재 할 텐데, 외계의 사상을 인지, 개념화하는 주체의 성격, 감각반응의 정도, 감정, 정서, 욕구 등의 유형에 따라 분류 될 수 있을 것이며, 그 요인들도 어떠한 원리로 서로 상호작용 할 것으로 보인다. 개개인의 기억 속에 존재하는 경험을 자극하는 방법에도 보편적인 것과 함께 그 유형이 존재하며, 상호작용의 원리도 존재 하리라 본다.

감성과 이성을 통한 정신작용의 산물인 경험이나 기억을 자극하는 시각과 청각의 메커니즘과 그 자극을 통해 일어나는 상기, 상상, 사고 등의 심상작용을 예측 할 수 있는 기반을 마련하고자 하며 이것은 본 연구자가 기획하여 제작하고 있는 시스템의 완성도에 의해 가능할 것이다.

본 연구를 아래의 그림(그림 1)으로 설명하면 내적 이미지의 감성에 작용하는 인공감성지능 자극에 관한 것이고 이것을 통해 일어날 심상작용을 예측할 수 있는 시스템 구현에 관한 연구이다.

 

(그림 1) 시스템 개념 절차

3          시스템구현의 내용

3.1      시스템 개요

본 시스템은 4단계의 단계를 거치는데 감성유형 판독 단계에서는 사용자의 심리학적 흔적을 받아서 감성유형코드를 생성해내게 된다. 여기서 사용자의 개별성을 입력 받거나 식별 하게 되는데 이 부분은 아직 프로그래밍 되지 못했다. 두 번째 단계로는 감성내용을 분석하는 일인데, 1단계에서 생성된 유형코드를 바탕으로 전체적인 주도 색, 리듬유형, 음악적 분위기, 오브제가 되는 소리와 이미지 들이 선택된다. 이때의 내용들은 앞의 서론에서 언급한 의지, 믿음, 자신감, 긍정적 비전 등에 관한 것이 될 것이다. 세 번째 단계(감성이미지생성단계)에서는 이들을 조합하고 가공해서 시간적, 공간적 배치를 하게 된다. 네 번째 단계(심상작용단계)에서는 이런 시, 청각적 감성 이미지를 기초로 해서 디스플레이 되는데, 검증의 단계로 변이요소들을 재 조절하게 되고 이는 다음의 같은 유형의 사용자에게 통계적인 변별력으로 재 생성되어 제공하게 된다. (그림2)

(그림 2) 시스템 다이어그램

 

(그림 3) 설치도

 

3.2      감성유형 판독단계: 4 Selection

3.2.1 내용

시스템 구조상 1단계(그림2 감성유형판독 단계)에 해당하며, 여기서의 주된 임무는 사용자의 개별성 판독 저장(ID생성, 표정으로 정서상태 판독, 패션으로 취향판독 등), 심리유형적 성격 판독 저장이다. 여기에 심리학적 유희와 보상 이미지(감성유형과 정서상태에 대응하는 음악적, 회화적 이미지)를 제공 받게 된다. 4 Selection에서는 기초적 심리학적 흔적만을 형식적으로 받는 기능과 보편적 보상이미지(개발 중)가 적용 되었다.

 

3.2.2 4 Selection 작동과정

이 시스템은 시각적인 효과를 주기 위한 동영상 제어와 인터페이스를 위한 실시간 추적으로 구성되어 있다. 동영상 제어는 도입, 선택, 보상(그림 6)으로 구성되며 4가지를 선택할 수 있다. 각 선택에는 보상 이미지를 보여주게 되며 4가지를 선택이 끝나면 최종적으로 선택된 4가지를 순차적으로 보여주게 된다. 실시간 추적은 선택단계에서 사용자의 응답으로 CCD 카메라에서 사용자의 특정한 행동에 대한 추적과 인식을 한다.

추적 시스템은 CCD 카메라와 Frame Grabber를 사용하여 RGB24 Format으로 데이터를 입력 받아 추적할 물체(Target)의 특징(색상, 크기)정보를 사전에 추출한다. 추출된 정보는 현재영상에 매칭되어 가장 비슷한 관심영역(ROI: Region of Interesting)을 찾아 낸다. (그림 4)

 

(그림 4) ROI and Motion search

 

동시에 현재 프레임과 이전 프레임을 차분하여 움직임(Motion)을 찾아 관심영역에서 찾은 특징을 비교하여 Object와 배경(Background)을 분할한다. 분리된 Object의 정확한 형태를 추출하기 위해서 모폴로지(Morphology) 연산을 적용하여 에지(Edge)의 끊김을 보정하고 계속되는 추적을 위해 Labeling을 한다. 그림(그림 5)과 같이 Target정보와 Labeling된 Object의 정보를 비교하여 계속 추적중인 물체인지 비교한다. 추적중인 물체이면 정보를 Update하고 아니면 사라진 것으로 간주하여 제거한다. [6][7][8]

 

(그림 5) Target 추적

 

(그림 6) 도입, 선택, 보상 이미지

 

(그림 7) 영역추적 순서도

 

 

Algorithm  i.추적할 물체(Target)의 특징(색상, 크기) 추출 ii.현재 프레임(Ft)에서 추적할 물체의 색상(Nc)과 크기(Ns)가 존재하는 관심영역(ROI)을 검색      ROI = ( Ft ∩ Nc) ∩ Ns iii.현재 프레임(Ft)과 이전 프레임(Ft-1)을 차분을 구하여 움직임(Motion)을 검색.        Dt(i, j) = | Ft(i, j) – F t-1(i, j) | iv.ROI와 Motion 비교하여 Object와 배경을 분할  v.Object의 외각 정보를 보정하기 위해 모폴로지(Morphology) 연산의 팽창과 Labeling을 수행 A    B = { x|B Bx∩ A ≠ 0 } vi.추적할 target 정보와 현재 프레임의 Object의 정보를 비교하여 계속 추적중인 물체이면 정보를 Update하고 아니면 사라진 것으로 간주하여 제거 vii.단계 ⅱ를 수행

 

일반적으로 저조도 환경에서 배경과 객체(Object)를 분할 하는 것과 형태가 변하는 객체를 완벽하게 추적하기는 어렵다. 따라서 저 조도에서도 잘 보이는 적색의 특징(색상)과 정형객체(막대)의 정보(크기, 모양)을 이용하여 깊이(depth)정보를 구해낼 수 있다.

Length² = width² + height² + depth²

depth² = Length² - width² - height²

(그림 8) 저조도 환경

 

(그림 9) 4 Selection의 구현 장면

 

3.3      심상작용 단계: Cloud Maker

3.3.1 내용

구조적으로 네 번째 단계(그림2 심상작용 단계)에 해당하나, 독립 된 형태의 디스플레이 상태에서는 이 단계를 처음으로 시작 할 수 있다. 이 단계에서는 많은 미학적 유희나 오락성 등을 깊이 고려해야 할 필요성이 있으며, 심상작용에 대한 미니멀한 자극 이미지의 깊은 연구와 실험의 필요성 또한 감지 된다. 시대적, 문화적 감수성이 발휘 되어야 할 부분으로 연구자의 예술가적 입지를 판가름 하게 될 부분이다. Cloud Maker에서는 풀밭 위에 누워 여유롭게 구름을 감상하던 경험이 있는 사용자의 감성을 위해 개발 중이나, 보다 효과적인 심상작용의 연구가 필요하고, 검증단계(그림 2의 재조절 항목)의 역할을 부여하지 못 했다. 

 

3.3.2 Cloud Maker 작동과정

이 시스템은 액체가 담긴 투명 유리판에 사용자가 만드는 구름형태의 형상을 받아 영상에 맞는 청각적 이미지로 표현한다.

카메라 반대방향에 있는 조명(Light)이 비추는 빛을 액체와 고체의 투과성을 이용하여 밝게 퍼지는 영상(Saturation)을 받아 밝기 값이 가장 많이 있는 부분을 추적한다. 밝기 값 추적은 CCD 카메라에서 RGB 형태로 전달되는 영상 정보에서부터 광도를 분리하는 작업으로 이 시스템에서는 YCbCr 컬러변환을 사용 하였다. 광도(Luminance)는 Y로 기호화되고 푸른 정도와 붉은 정도는 Cb(Chrominance blue), Cr(Chrominance red)로 기호화 된다. [9]

획득된 영상(그림 10, 11)은 악보에서의 음표와 비슷한 역할로 나누어져 각각의 에너지 값(E)을 추출한다. 추출된 에너지 값 중 최대(max), 중간(middle), 최소(min)값을 선택하고 선택된 위치에 맞는 청각적 이미지들과 획득된 영상 이미지를 동시에 제공한다.

(그림 10) 이미지 생성장치(그림 3) 참조

 

(그림 11) 이미지 생성장치에 의해 생성 된 영상

 

(그림 12) Cloud Maker의 구현장면

 

4          목적실현을 위해 사용되는 예술

사용자는 조작행위를 하는 동안 선택, 조절 등의 자료와 앞서 언급한 표정, 패션 등의 자료로 인해 여러 가지 심리학적 분석 근거를 입력하게 된다. 이를 근거로 이 시스템은 사용자의 현재 감정 상태를 알 수 있고, 성격유형이나 취향에 대한 정보를 유추 종합하여 사용자의 마음에 어떤 유형의 내적 이미지를 담고 있는가를 판독 할 수 있을 것이다. 이러한 바탕 위에 시스템은 평온함, 여유, 행복감, 기쁨, 즐거움, 황홀, 신남, 열정, 자랑스러움, 뿌듯함(그림2의 연출컨셉 코드 내용) 등의 긍정적인 심상작용을 일으킬 수 있는 메시지를 담은 감각자극을 제공하게 되며, 자신의 목적실현을 위한 의지, 믿음, 자신감, 긍정적 비전 등의 정신적 바탕을 만드는 역할을 위해 사용 된다.

 

 

5          결론

감성과 이성을 통해 얻어진 경험 즉 내적 이미지는(그림 1) 의식과 무의식으로 이루어져 있다. 그 중 의식의 세계는 일반적으로 정신세계에 있어 그 크기는 약10% 정도밖에 되지 않는다고 한다. 그리고 그 의식의 기억용량은 7 ± 2개의 항목 이라고 한다. 이것은 작게는 5개 항목에서 많게는 9개 항목이라는 정도의 아주 작은 단위의 용량을 의미한다. 인간이 순간적으로 인지하여 묘사할 수 있는 모든 것은 의식적인 것으로 간주 되며 의식 상태 밖에 있는 모든 것은 무의식에 속한다. 무의식은 일반적으로 그리고 현실적으로 인식 하지 못하는 모든 것을 포괄한다[9]. 이와 같이 우리의 경험 속 대부분은 무의식에 대한 것으로 자리 잡혀 있다. 본 연구의 목적이라 할 수 있는 마음을 움직이는 일이란, 사용자의 내적 이미지들의 감성적, 이성적 유형과 그것에 기인하여 일어나는 심상작용의 결과를 원하는 데로 유도 할 수 있음을 의미한다. (그림 1 참조) 이는 대부분의 무의식의 형태로 존재하는 내적 이미지들이 형성해 내는 성격, 취향 등의 유형적인 결과와 어떤 내용(평온함, 여유, 행복감, 기쁨, 즐거움, 황홀, 신남, 열정, 자랑스러움, 뿌듯함 등)의 감성자극이 보다 효과적인 목적실현을 위한 정신적 바탕을 만들어 낼 수 있는가의 관계를 경험적으로 밝혀내야 할 것이다. 성격, 취향유형의 분석 근거가 되는 이 시스템의 4 Selection과 같은 작품의 선택행위(그림2 감성유형판독 단계)와 구조적으로 네 번째 단계(그림2 심상작용 단계)의 검증을 위한 재조절 행위에서 얻어지는 데이터의 통계적 관계 적용은 이 시스템이 갖고 있는 목적을 실현 할 수 있는 장치가 된다.

인간의 마음을 움직일 수 있는 인공감성지능 자극은 스스로의 목적을 실현하는 정신적 바탕(의지, 믿음, 자신감, 긍정적 비전 등)을 만드는 보편적 도구로서 성장 할 것이며, 그 일은 연구자가 꿈꾸는 예술가의 사회적 역할을 실현 하는 것이기도 하다.

 

6          참고문헌

[1] 양현승 외11인, “컴퓨터의 감성 인터페이스 기술 개발”, p8, 한국과학기술원, 과학기술부, 1999,

[2] 진중권, “놀이와 예술 그리고 상상력”머리글, 휴머니스트, 2005

[3] 두산세계대백과사전,“크로머서로피”두산동아, 2001.

[4] 맹명관, “스타벅스 100호점의 숨겨진 비밀”, 2부_2, 비전코리아, 2005.

[5] 윌슨 브라이언 키, “현대 사회와 잠재의식의 광고”, p211, 허 갑중(역), 도서출판나남, 1992.

[6] 나도백, 김진을,“비디오 영상내의 물체 추적 기술 개방 동향”, 전자 기술동향 정보 분석(KISTI), 2002.

[7] 이준행, 김태경, 이성원, 신정호, 백준기, “특징점 기반 템플릿 매칭을 이용한 차량 추적”, 17회 영상처리 및 이해에 관한 워크샵 발표 논문집, 2005.

[8] I smail Haritaoglu, david Harwood, Larry S. Davis, ”W4 : Real-Time Surveillance of People and Their Activites, IEEE TRANSACTIONS ON PATTERN ANALYSIS AND MACHINE INTELLIGENCE, Vol.22, NO.8, AUGUST 2000

[9] 설기문, “자기혁신을 위한 NLP 파워”, p71, p73학지사, 2003.