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개체 대체 마스킹

Overview

출처: 조나단 플롬바움 연구소 -존스 홉킨스 대학

시각 마스킹은 지각 과학자들이 이미지에서 제시되지만 두 번째 이미지의 프리젠 테이션으로 인해 관찰자에 의해 인식되지 않는 광범위한 현상을 지칭하는 데 사용되는 용어입니다. 마스킹의 여러 가지 종류가 있다, 그들 중 많은 상대적으로 직관적이고 놀라운. 그러나 마스킹의 한 가지 놀랍고 중요한 유형은 객체 대체 마스킹이라고합니다. 그것은 발견 된 이후 비전 과학연구의 초점되었습니다, 상대적으로 최근에, 약 1997 Enns와 디 롤로에 의해. 1

이 비디오는 개체 대체 실험을 수행하는 방법, 결과를 분석하는 방법, 이 특이한 형태의 마스킹에 대한 가설원인을 설명하는 표준 절차를 보여줍니다.

Procedure

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1. 자극과 디자인

  1. 이 실험을 실행하려면 MATLAB과 같은 프로그래밍 환경또는 E-Prime과 같은 실험적인 시퀀싱 소프트웨어가 필요합니다.
  2. 각 평가판은 고정 크로스, 모양 자극 디스플레이(대상 디스플레이라고 함), 마스크(4개 점), 응답 디스플레이의 네 가지 기본 구성 요소로 구성됩니다. 그림 1은 각 평가판의 네 가지 기본 요소를 묘사합니다.
    1. 디스플레이 배경은 항상 흰색입니다.
    2. 고정 크로스는 디스플레이 중앙에 있는 작은 십자가이며, 십자가의 각 팔은 0.25cm를 측정합니다. 응답 표시가 나타나는 경우를 제외하고 고정 십자가는 항상 존재합니다.
    3. 응답 디스플레이는 사각형의 검은 색 윤곽선, 원, 다이아몬드 및 수평 및 화면 중앙에 배치된 삼각형으로 구성됩니다. 모양은 각각 0.75cm의 반지름이 있는 보이지 않는 원 내에 새겨져야 합니다.
    4. 대상 디스플레이에는 원, 사각형, 다이아몬드 및 삼각형의 검은 윤곽선인 네 개의 세트에서 각 시험에서 무작위로 선택된 8개의 모양이 포함됩니다. 모든 셰이프가 각 평가판에 표시되어야 하는 것은 아니며, 물론 지정된 평가판에서 셰이프가 반복될 수 있습니다. 다시 말하지만, 모양은 각각 반경0.75cm입니다. 화면 중앙에 고정 십자가에서 반지름이 1.5cm인 보이지 않는 원의 임의의 위치에 나타납니다.
    5. 마스크는 반경이 0.25cm인 4개의 검은색 디스크(점)입니다. 점은 사각형의 네 모서리를 형성하여 네 개의 대상 셰이프를 모두 포함할 수 있을 만큼 충분히 커야 합니다.

Figure 1
그림 1: 오브젝트 변전소 디스플레이의 기본 요소입니다. 모든 평가판은 고정 디스플레이로 시작되며, 참가자는 시험을 시작하기 전에 십자가를 고정하라는 지시를 받게 됩니다. 모든 평가판은 응답 디스플레이로 끝나며, 참가자는 네 점 간에 보았던 셰이프를 선택합니다. 고정 및 응답 디스플레이 사이에는 8개의 모양의 링이 표시되고 셰이프 중 하나를 둘러싼 위치에 4개의 도트의 마스크도 표시됩니다. 절차에 자세히 설명된 바와 같이 마스크 및 대상 디스플레이는 서로 다른 순서로 나타날 수 있지만 각각30ms에 대해 존재합니다.

  1. 각 평가판의 이벤트 순서는 참가자가 스페이스바를 누를 때까지, 그리고 200ms 이후의 고정 화면으로 시작됩니다.
  2. 시험은 참가자가 응답을 입력할 때까지 항상 현재 남아 있는 응답 디스플레이로 끝납니다(해당 시험에서 네 점 간에 본 모양을 클릭하여).
  3. 고정 및 응답 사이에 대상 디스플레이가 표시되고 마스크는 각각 30ms에 표시됩니다. 마스크는 각 평가판에서 무작위로 선택된 대상 셰이프의 위치를 둘러싸고 있습니다.
  4. 이 실험에서 중요한 독립적인 변수는 자극 개시 비동기(SOA)입니다. 이는 이 실험의 경우, 마스크와 대상 디스플레이의 경우 두 자극의 발병 사이의 시차로 정의된다. 따라서, SOA는 마스크 디스플레이의 개시 시간을 뺀 대상 디스플레이의 개시 시입니다. 그림 2-4는 다른 SOA로 실험의 여러 시험을 스키마화합니다.
    1. SOA가 0인 경우 자극이 함께 나타나고 30ms에 대해 각각 지속되기 때문에 함께 사라집니다.)
    2. SOA가 음수인 경우 대상 디스플레이 앞에 마스크가 나타났다는 것을 의미합니다.
    3. SOA가 양수인 경우 대상 디스플레이 후에 마스크가 나타났다는 것을 의미합니다.
    4. 실험에는 15개의 다른 SOA, 0ms뿐만 아니라 양성 및 음수: 10, 30, 50, 70, 90, 150 및 300ms를 포함합니다.

Figure 2
그림 2: 자극 개시 0 ms의 비동기. SOA가 0ms인 재판에서 마스크와 대상이 동시에 나타납니다. 각 사람은 30 ms에 대한 존재로 유지하도록 프로그램되어 있기 때문에, 그들은 존재하고 뿐만 아니라 함께 만료됩니다.

Figure 3
그림 3: 50ms의 자극 개시 비동기. 50 ms의 SOA는 음수 또는 긍정적 이든, 하나의 자극이 다른 후 50 ms를 켜다는 것을 의미합니다. 그러나 이러한 자극은 단지 30 ms를 지속하도록 프로그램되어 있으며, 이는 50의 SOA가 빈 디스플레이로 20 ms를 남길 것임을 의미합니다 (고정 십자가 제외). 이 실험의 경우 SOA를 대상 발병 마스크 발병집합으로 정의했는데, 이는 음수 SOA 값이 먼저 나타나는 마스크와 관련이 있으며, 마스크가 두 번째로 나타날 때 양수 값이 표시됩니다.

Figure 4
그림 4: 자극 개시 비동기 10 ms. 마스크와 목표가 30ms에 존재하도록 프로그램된 상태로, 10ms의 SOA는 마스크와 대상이 겹치는 동안 20ms를 둡니다.

  1. 실험을 순서로 20개의 시험을 각각 15SOA와 포함시키고, 임의로 모든 상이한 종류의 시험을 혼합한다.
  2. 중요한 요소는 참가자가 각 평가판에 점이 나타날 위치를 알지 못하므로 평가판에서 재판까지 예기치 않게 점이 나타나고 있는지 확인하십시오.
  3. 실험 프로그램은 나중에 결과를 분석할 수 있도록 각 평가판에 대한 충분한 정보를 출력해야 합니다. 각 평가판의 관련 정보는 평가판 번호, 해당 시험의 SOA, 마스크 사이에 표시된 모양 및 참가자가 제공한 모양 응답입니다.

2. 실험 실행

  1. 이 실험을 실행하려면 10명의 참가자를 모집하여 조용한 방에서 각각 개별적으로 테스트해야 합니다.
  2. 참가자가 실험을 위해 도착하면 테스트 컴퓨터의 모니터에서 60cm 떨어진 곳에 앉습니다.
  3. 화면의 이미지는 마스크가 있는 대상 디스플레이여야 합니다. 이 이미지를 사용하여 다음과 같이 지침을 설명합니다.
    1. 이 실험의 각 시험에서 여기에 표시된 것과 같은 모양의 고리가 표시됩니다[가리키는]. 또한, 당신은 네 개의 점을 볼 수 있습니다, 여기에 있는 것과 같은. 때때로, 그들은 이 이미지와 같이 겹칩니다. 그러나 때로는 다른 것보다 선행 할 수 있습니다. 외모 순서에 관계없이 작업은 단순히 해당 네 점 사이의 공간에 나타나는 모양을 보고 기억하는 것입니다. 이것이 의미가 있습니까?"
    2. 대. 때로는 답을 모르는 것처럼 느낄 수도 있습니다. 그냥 그 경우에 추측. 몇 가지 다른 것들. 각 시험은 중간에 있는 것과 같은 십자가만 표시하는 것으로 시작됩니다. 시험을 시작하기 전에 십자가를 고정하고 눈을 움직이지 않도록 최선을 다하십시오. 준비가 되면 스페이스바를 눌러 평가판을 시작하게 됩니다."
  4. 참가자에게 지침을 설명한 후 실험을 시작하고 참가자를 관찰하여 지침을 이해했는지 확인합니다. 그런 다음 실험을 완료하도록 둡니다.

3. 결과 분석

  1. 결과를 분석하려면 먼저 각 주제및 SOA에 대해 응답 정확도를 개별적으로 계산하려고 합니다.
  2. 다음으로, 주제 전반에 걸쳐 SOA에 의해 응답 정확도를 함께 평균할 수 있습니다.
  3. SOA가 성능에 중요한 영향을 미치는지 확인하려면 MATLAB을 사용하는 SOA의 함수 또는 SPSS와 같은 통계 패키지로서 정확도에 대한 ANOVA를 반복적으로 수행합니다.

시각적 세계는 공간과 시간에 상호 작용하는 개체로 가득차 있으며 이러한 차원 내에서 겹치는 것은 시각적 마스킹이라고 하는 개념인 해당 개체의 의식적인 인식에 영향을 줄 수 있습니다.

의상 변장을 하는 사람과 마찬가지로, 얼굴과 같은 대상 항목(예: 마스크)이 있기 때문에 인식할 수 없을 때 현상이 발생합니다.

대상이 동일한 공간 위치의 일부에서 겹치는 자극으로 대체되면 개체 대체라고 하는 시각적 마스킹의 한 형태입니다.

1997년 Enns와 Di Lollo가 개척한 방법을 바탕으로 이 비디오는 객체 대체 마스킹 실험을 설계및 구현하는 방법과 데이터를 분석하고 모양의 의식적인 인식을 다루는 결과를 해석하는 방법을 보여줍니다.

이 실험에서 개체 대체 마스킹은 컴퓨터 화면에서 고정 십자가, 대상 디스플레이, 마스크 및 응답 선택과 같은 네 가지 요소의 프레젠테이션을 관찰할 때 참가자에게 유도됩니다.

각 시험의 시작 부분에는 화면 중앙에 50mm 선으로 구성된 고정 십자가가 표시되고 참가자가 주의를 기울이고 있는지 확인합니다.

그 다음에는 두 번째 요소인 대상 디스플레이가 원, 사각형, 다이아몬드 및 삼각형이라는 네 개의 이미지 세트에서 무작위로 선택되는 8개의 셰이프가 표시됩니다. 30ms의 반지름이 150mm인 보이지 않는 원 주위에 표시됩니다.

바로 그 직후 세 번째 요소인 마스크는 반경이 25mm인 4개의 검은 점으로 구성되어 있으며, 사각형의 네 모서리를 형성하여 한 모양을 둘러싸도록 배열됩니다. 마스크는 무작위로 선택된 대상 셰이프의 위치를 둘러싸고 있으며 시험 중에 30ms에 대해 볼 수 있습니다.

여기서 중요한 독립적인 변수는 자극 개시 비동기(SOA)로, 대상 디스플레이와 마스크의 모양 사이의 시차로 정의됩니다.

양수 자극이 비동기화되어 있기 때문에 대상 디스플레이 후에 마스크가 나타납니다. 예를 들어, 50 ms의 SOA를 사용하면 대상 디스플레이가 30ms에 표시되고, 마스크가 30ms에 켜지기 전에 고정 십자가만 있는 20ms의 기간이 표시됩니다.

SOA의 경우, 10ms 미만의 SOA의 경우 마스크가 표시되기 전에 대상 디스플레이가 10ms에 표시됩니다. 또 다른 20 ms 후, 대상 디스플레이가 사라지고 마스크는 10 ms에 대한 남아있다.

대상 디스플레이와 마스크가 모두 화면에 표시되는 시간을 자극 중첩이라고 합니다. 이는 자극이 비동기가 0일 때 최대입니다.

자극 개시 비동기가 음수인 경우 요소의 순서가 반전됩니다: 마스크는 대상 디스플레이 앞에 나타납니다. -10 ms의 SOA를 사용하면 대상이 20 ms에 겹치기 전에 마스크가 10 ms에 표시됩니다. 그런 다음 사라지면 대상 표시가 10ms를 추가로 볼 수 있습니다.

-50 ms의 SOA와 같이 더 큰 음수 값을 사용하면 마스크가 30 ms로 표시됩니다. 그런 다음 대상 디스플레이가 30 ms에 표시되기 전에 고정 십자가만 나타나는 20 ms의 기간이 있습니다.

SOA에 관계없이 네 번째 및 최종 요소는 응답 디스플레이입니다: 화면 중앙에 수평으로 배열된 네 개의 셰이프. 참가자가 선택한 모양에 해당하는 키를 누를 때까지 표시됩니다.

종속 변수는 SOA 수에 걸쳐 기록된 올바른 응답의 백분율입니다. 개체 대체 마스킹은 이산 시간 범위에서 유도될 것으로 예상되며, 이어서 양수 SOA 동안 정확도가 저하되어 마스크가 곧 발생하고 대상 디스플레이와 겹쳐질 수 있다.

실험을 시작하려면 실험실에서 채용된 참가자 중 한 명에게 인사하고 동의 서를 통해 안내하십시오. 그런 다음 테스트 컴퓨터의 모니터에서 60cm 떨어진 편안하게 앉게하십시오.

작업 지침을 설명합니다: 임의의 위치에 나타나는 4개의 점과 함께 8개의 모양의 링이 표시됩니다. 이 마스크가 때때로 셰이프를 시간에 겹칠 수 있지만 그 다음에 나타나거나 발생할 수도 있음을 나타냅니다.

참가자에게 그 사이의 공간에 나타나는 셰이프와 의심스러울 때 추측하도록 지시합니다.

주요 규칙이 이해되면 몇 가지 더 많은 점을 설명하십시오: 각 시험을 시작하기 위해 스페이스바를 눌러야 합니다. 고정 십자가가 디스플레이에 나타나면 시험 중에 눈을 움직여야 합니다.

이제 참가자가 프로그램을 시작하고 몇 번의 시험을 완료할 때 시청하십시오. 이 시점에서, 방을 떠나.

감독 없이, 참가자가 각 자극 에 대한 모든 300 시험을 완료 할 수 있도록 - 20 각 자극 비동기 값에 대해. 부정값에서 대상 앞에 마스크가 있는 값은 15개이며, 마스크는 중첩 영역을 포함하여 다음과 함께 양수에 이르기까지 다양합니다.

참가자가 작업을 완료하면 방으로 돌아와 실험에 참여해 주셔서 감사합니다.

데이터를 분석하려면 모든 자극 시팅 비동기에 대해 응답 정확도를 백분율로 계산하고 15시간 포인트의 평균을 그래프로 분석합니다.

예상대로, 150 또는 300 ms의 매우 큰 SOA, 양수 또는 음수, 마스크와 대상 디스플레이는 별도의 이벤트로 인식되었기 때문에 성능이 매우 정확했다.

마찬가지로- 90~10ms 사이의 음수 SOA의 경우 대상 디스플레이 전에 마스크의 모양에 의해 참가자의 주의가 올바른 위치로 향했기 때문에 성능이 상당히 정확했습니다.

그러나 SOA가 0에 가까웠을 때 정확도가 50%로 떨어졌는데, 자극이 겹쳐서 너무 짧게 인식될 수 있었습니다.

SOA의 중요 범위는 10에서 90 사이의 값으로 구성되었으며, 여기서 대상 디스플레이는 마스크 앞에 표시되었습니다. 여기서 성능이 좋지 못했고, 기회 수준에 근접했습니다. 이것은 객체 대체 마스킹이 일어났고 4 점 마스크가 형성된 모양의 의식적인 지각 전에 두뇌를 혼동하기에 충분하다는 것을 건의합니다.

이제 개체 대체 마스킹에 익숙해지면 의식 적인 인식 연구뿐만 아니라 시각적 인식과 관련된 신경 회로를 조사하는 사람들에게 어떻게 사용되는지 살펴 보겠습니다.

이 마스킹 패러다임반복 경두개 자기 자극과 결합 될 수있다, rTMS, 의식 적 지각에 관련된 뇌 회로를 분리. 자기 코일은 반복적으로 뇌의 작은 전기 전위를 유도하는 데 사용할 수 있습니다, 잠시 비활성화 피질의 작은 부분을 일으키는.

한 연구에서, Hirose와 동료는 운동의 인식에 있는 역할을 하는 것으로 알려진 시각 피질의 V5/MT+ 지역이, 작업 도중 비활성화된 경우에, 마스킹의 효력을 부정할 수 있었다는 것을 것을을 발견했습니다. 이는 rTMS 중단으로 인해 마스크와 대상이 더 이상 동일한 이벤트의 일부로 인식되지 않아 피사체가 둘 다 볼 수 있음을 시사합니다.

그밖 연구원은 자극이 언어 프라이밍 같이 행동에 영향을 미치기 위하여 인식될 필요가 있는지 조사하고 있습니다. 이 효과에 대한 자세한 내용은 인지 심리학 컬렉션, 구두 프라이밍에서비디오를 확인하십시오.

Goodhew와 동료들이 실시한 연구에서 마스크 작업의 변형을 사용했으며, 마스크의 네 점은 분홍색또는 파란색으로 표시되며 참가자들에게 색상을 기억하도록 요청했습니다. 마스크는 핑크, 블루, 메일, HOUR, JQCG 및 AWHF라는 단어로 구성된 대상 자극으로 제시되었습니다.

200ms의 SOA를 사용하면 대상 단어가 대상이 아닌 때보다 색의 이름이 될 때 참가자는 마스크의 색상을 더 빨리 명명했습니다. 이는 참가자가 대상을 단어나 단어가 아닌 것으로 정확하게 식별할 수 있는지 여부와 관련이 있으며, 자극을 인식하거나 유용하도록 의식을 입력할 필요가 없다는 것을 시사합니다.

당신은 객체 대체 마스킹에 JoVE의 비디오를 보았다. 이제 요소를 설계하고 실험을 실행하는 방법과 결과를 분석하고 평가하는 방법에 대해 잘 이해해야 합니다.

시청해 주셔서 감사합니다!

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Results

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그림 5 그래프는 SOA의 함수로서 참가자의 평균 응답 정확도를 나타냅니다. 그래프가 명확하겠지만 이러한 결과를 분석하는 ANOVA는 아마도 SOA의 중요한 효과를 보여줄 것입니다. 어떤 효과를 보여 주나요? 매우 큰 SOA, 음수 또는 긍정적 인 마스크는 작업에 아무 런도 하지 않는 것이 매우 좋은 것으로 보입니다. 150 또는 300 ms로 분리되면 마스크와 목표 자극은 실제로 별개의 이벤트입니다. 그러나 이들은 표적 모양이 노출의 30 ms에서 4 개의 점의 위치와도 관련이 있음을 보여주기 때문에 중요한 조건입니다. 즉, 이러한 프레젠테이션 시간에 대해 본질적으로 너무 빠른 것은 없다는 것을 보여줍니다. 마찬가지로, 부정적인 SOA와 함께, 성능은 대부분 꽤 좋은. 이들은 마스크가 표적 자극앞에 있는 시험입니다. SOA가 -10과 0이더라도 성능은 50% 이상이며, 마스크와 자극은 20~30ms의 SOA 동안 겹칩니다.

Figure 5
그림 5: 개체 대체 마스킹 실험의 결과입니다. 플롯된 결과는 SOA의 함수로서 평균 응답 정확도입니다. 각 시험에서 4개의 모양이 있었기 때문에 추측은 평균 정확도25%를 생성할 것이고, 레드 라인으로 표시된 확률. 마스크가 목표 자극(SOA이 음수일 때)보다 선행되면 성능이 50% 이상이고 종종 80% 보다 더 나은 경향이 있습니다. 마스크의이 종류는 그것을 마스크하기 위해 대상 후 와야하기 때문이다. 그러나 SOA가 10~90ms 범위의 경우 정확도가 놀라울 정도로 낮으며 때로는 25%로 떨어뜨립니다. 개체 대체 마스크가 작동하는 동안 SOA 의 범위입니다.

중요한 SOA는 10에서 90 ms 사이의 SOA입니다. 이 SOA에서 성능은 매우 나쁘고, 누군가가 추측하는 경우 할 수있는 기회만큼 낮게 떨어뜨립니다. 이러한 SOA의 성능은 오브젝트 대체 마스킹이 수행되고 있음을 보여줍니다. 왜?

네 개의 점이 마스크된 셰이프를 겹치거나 덮지 않는다는 점을 기억하십시오. 그러나 그들이 둘러싸고있는 공간에는 모양이 완전히 포함됩니다. 이 현상에 대한 설명은 자극이 의식적으로 인식되기 위해서는 망막을 자극하는 것 이상을 할 필요가 있다는 것입니다. 처리 및 재처리해야 합니다. 의식적 지각은 우리의 두뇌가 창조하는 데 시간이 걸리는 무언가이다. 네 개의 점 효과적으로 뇌를 혼동 하는 역할을 점령 했다 위치를 둘러싸고 나타나는; 그들은 의식적인 인식으로 그것을 만들기 위해 필요한 원래 자극의 재처리를 중단합니다.

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Applications and Summary

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최근 몇 년 동안 개체 대체 마스킹의 많은 응용 프로그램 중 의식 경험의 생산에 관여하는 뇌 회로를 격리하기 위해 신경 생리기술과 함께 그것을 활용 한 연구입니다. Hirose와 동료 22에서 22반복경두개 자기 자극 (rTMS)으로 알려진 기술을 사용하여 실험을 수행: 연구원은 피사체의 뇌에 있는 작은 전기 전위를 유도하기 위하여 자기 코일을 이용하고, 반복된 유도는 짧은 기간 동안 비활성화하는 피질의 작은 부분을 일으키는 원인이 될 수 있습니다. Hirose 연구에서는 V5/MT+라는 시각 피질 영역을 비활성화했습니다. 그 효과는 이러한 물체 대체 마스킹-양성 SOA 도트 프리젠테이션이 자극에 대한 인식을 막지 못했다는 것이다. V5/MT+는 모션 인식에 큰 역할을 하는 것으로 알려져 있습니다. 이 연구는 그 역할이 더 광범위 할 수 있음을 제안, 지각 경험에 함께 순간을 연결에 참여. 중단되면 마스크와 대상 자극을 동일한 이벤트의 일부로 볼 수 없으며 결과적으로 마스크가 마스크에 실패합니다.

개체 대체 마스킹이 사용된 또 다른 방법은 자극이 행동에 영향을 미치기 위해 의식적인 인식으로 만들어야 하는지에 대한 질문을 조사하는 것입니다. 예를 들어, 마스크된 단어는 관찰자가 보고할 수 없습니다. 그러나 프라이밍 효과가 있습니까? 일부 연구는 그것을 제안. 3

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References

  1. Enns, J. T., & Di Lollo, V. (1997). Object substitution: A new form of masking in unattended visual locations. Psychological Science, 8(2), 135-139.
  2. Hirose, N., Kihara, K., Tsubomi, H., Mima, T., Ueki, Y., Fukuyama, H., & Osaka, N. (2005). Involvement of V5/MT+ in object substitution masking: evidence from repetitive transcranial magnetic stimulation. Neuroreport,16(5), 491-494.
  3. Goodhew, S. C., Visser, T. A., Lipp, O. V., & Dux, P. E. (2011). Implicit semantic perception in object substitution masking. Cognition, 118(1), 130-134.

Transcript

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