[논문]뇌과학 기반의 디즈니 애니메이션 흥행 예측 AI 모형 개발 연구

이종은; 양은영

doi:10.14400/jdc.2018.16.9.405

뇌과학 기반의 디즈니 애니메이션 흥행 예측 AI 모형 개발 연구
A Study on Development of Disney Animation's Box-office Prediction AI Model Based on Brain Science 원문보기

디지털융복합연구 = Journal of digital convergence, v.16 no.9, 2018년, pp.405 - 412

이종은 (포항공과대학교 생명과학과) , 양은영 (포항공과대학교 인문사회학부)

초록
AI-Helper

영화 흥행의 예측이 필요한 시점은 영화 제작 전에 시나리오에 대한 투자를 결정하는 시점이다. 이런 요구에 따라 최근 인공지능 기반 시나리오 분석 서비스가 출시되었으나, 아직 그 알고리즘이 완벽하지는 않다. 본 연구의 목적은 인간의 뇌 작동 기작에 기반 하여, 영화 시나리오 흥행 예측 모형을 제시하는 것이다. 이를 위해 베버의 자극 반응 법칙과 뇌의 자극 기작 이론 등을 적용하여, 디즈니 애니메이션 흥행작의 시각, 청각, 인지적 자극의 타임 스펙트럼 패턴 도출을 시도한 결과는 다음과 같다. 첫째, 흥행작에서 나타난 뇌 자극의 빈도가 비 흥행작보다 약 1.79배가 많았다. 둘째로, 흥행작에서는 지각 자극 코드들이 타임 스펙트럼 상에 고른 분포를 보인 반면에 비흥행작에서는 집중 분포를 보였다. 셋째로, 흥행작에서는 인지적 부담이 큰 인지적 자극은 주로 단독적으로 등장한 반면에, 인지적 부담이 적은 시각적, 청각적 자극은 두 가지가 동시에 등장하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

When a film company decides whether to invest or not in a scenario is the appropriate time to predict box office success. In response to market demands, AI based scenario analysis service has been launched, yet the algorithm is by no means perfect. The purpose of this study is to present a prediction model of movie scenario's box office hit based on human brain processing mechanism. In order to derive patterns of visual, auditory, and cognitive stimuli on the time spectrum of box office animation hit, this study applied Weber's law and brain mechanism. The results are as follow. First, the frequency of brain stimulation in the biggest box office movies was 1.79 times greater than that in the failure movies. Second, in the box office success, the cognitive stimuli codes are spread evenly, whereas in the failure, concentrated among few intervals. Third, in the box office success movie, cognitive stimuli which have big cognition load appeared alone, whereas visual and auditory stimuli which have little cognitive load appeared simultaneously.

주제어

표/그림 (9)

그림 Fig. 1. Action potential as receptor potential changing
그림 Fig. 2. Receptor potential change as time course after stimulation
그림 Fig. 3. Possible cognitive process from sensory organ to action response
표 Table 1. 3 Comparison between high ranks and low ranks among Disney animations (Box Office, 2015.2.7, Total Domestic Gross)
그림 Fig. 4. Ratio of each type of codes
그림 Fig. 5. Time-spectrum of
그림 Fig. 6. Time-spectrum of
그림 Fig. 7. Time-spectrum of
그림 Fig. 8. Time-spectrum of

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 연구는 흥행 애니메이션을 관람하는 동안 관객이 체험할 수 있는 작품에 대한 만족 정도의 차이가 뇌의 행동적 반응을 유도하는 인지적, 시각적, 청각적 자극의 빈도수와 자극의 강도, 자극의 패턴의 차이에서 온다는 가설을 타임 스펙트럼 분석을 통해 증명하고자 한다.
본 연구에서는 베버의 자극 반응 이론(Weber’s law)과 뇌의 자극 반응 기작에 대한 이해를 현상적으로 적용하여 흥행 작품의 특징을 분석하고자 한다.

가설 설정

1) 시각적 자극 (V): 시각적 자극은 영상에서 비롯되는 자극이다. 예를 들어 [Aladdin] 에서 나오는 곡예 장면이나 노래를 부르면서 추는 군무, 신데렐라에서 등장하는 요정이나 <Frozen>에서 Elsa가 마법을 사용할 때의 화려한 이미지, ‘Beauty and the Beast’에서 가구와 식기들이 Belle을 환영하기 위해 보여준 성대한 파티, 궁전 등의 화려한 배경 등이 여기에 해당된다 [17].
3) 인지적 자극(C): 인지적 자극에는 극적 플롯이 존재한다. 극적 플롯이란 인과 관계가 있는 일련의 사건들이다.
등을 통계적으로 사용함으로써 분류한다. 이를 통해, 본 설계에 있어서 개체 간의 차이에 대해서는 흥행실적으로 통계적 분류가 가능하다고 가정한다.

제안 방법

둘째, 작품 전체의 타임 스펙트럼에서 나타난 자극의 시간적 배치를 비교, 분석한다.
본 연구에서는 인지적 자극 코딩을 위해 극적 플롯을 ‘영화와 애니메이션을 위한 36가지 극적 플롯’[15]을 기본으로 하여 분류하였다.
본 연구에서는 자극 패턴의 타임 스펙트럼 비교 분석을 실시했다. 분석 대상 작품으로는 2015년도 미국 Box Office가 공개한 43개의 디즈니 애니메이션 중 매출액을 근거로 흥행 순위 최상위권에 속한 1,2,5위를 기록한 <The Lion King>, <Frozen>, <Aladdin>과 최하위권인 43위, 41위의 저조한 성적에 머무른 <Sword in the stone>, <Rescuers down under>를 선정하였다.
본 연구의 목적인 애니메이션 흥행작에 나타난 자극패턴의 특징을 파악하기 위해, 흥행작과 비흥행작의 시각, 청각, 인지적 자극의 빈도와 자극의 간격 패턴 분석을 실시했다. 그 결과는 다음과 같다.
분석 대상 작품으로는 2015년도 미국 Box Office가 공개한 43개의 디즈니 애니메이션 중 매출액을 근거로 흥행 순위 최상위권에 속한 1,2,5위를 기록한 <The Lion King>, <Frozen>, <Aladdin>과 최하위권인 43위, 41위의 저조한 성적에 머무른 <Sword in the stone>, <Rescuers down under>를 선정하였다. 이 작품을 대상으로 시각적(V), 청각적(A), 인지적 자극(C)으로 코딩하여 다음과 같은 비교분석을 실시하였다.
본 연구에서는 베버의 자극 반응 이론(Weber’s law)과 뇌의 자극 반응 기작에 대한 이해를 현상적으로 적용하여 흥행 작품의 특징을 분석하고자 한다. 이를 위해 애니메이션의 핵심 구성요소인 스토리와 영상, 노래의 인지적, 시각적, 청각적 자극의 빈도수와 자극의 강도, 시간적 배치의 패턴이 관람자의 집중과 환기 등의 감정 유발을 통해 흥행에 미치는 영향을 예측하기 위한 타임 스펙트럼 비교 분석을 실시할 것이다.
첫째, 각 코드의 수와 코드 내의 비중을 비교, 분석한다.

대상 데이터

분석 대상 작품으로는 2015년도 미국 Box Office가 공개한 43개의 디즈니 애니메이션 중 매출액을 근거로 흥행 순위 최상위권에 속한 1,2,5위를 기록한 <The Lion King>, , 과 최하위권인 43위, 41위의 저조한 성적에 머무른 <Sword in the stone>, 를 선정하였다.

성능/효과

이에 반해, 비흥행작이었던 <Sword in the stone>과 <The Rescuers down under>는 각 자극 코드들이 타임 스펙트럼 위에 균일하지 않게 집중 분포되어 있었으며, 각 자극간의 시간 간격이 평균 약 18분 전후로, 흥행작의 간격에 비해 길었다. 결과적으로, 타임 스펙트럼 분석 결과는 베버의 이론을 기반으로 설정한 가설을 과학적으로 입증하고 있다.
둘째, Fig. 4와 같이 디즈니 애니메이션은 흥행작과 비흥행작에 관계없이 세 가지 자극원 중 인지적 자극이 전체 자극 시간의 40 % 정도로 비슷한 비중을 차지한다. 그런데, 청각적 자극의 비중은 흥행작과 비 흥행작, 그리고 흥행작 사이에서도 작품에 따라 차이를 보였다.
둘째로, 역대 최고의 흥행을 기록한 <The Lion King>과 은 각 자극 코드들이 타임 스펙트럼상에 고르게 분포되어 있었다.
디즈니 애니메이션은 어린이들과 성인이 모두 즐겨볼 수 있는 인지적 부담 수준을 유지하고 있는 것을 알 수 있었다. 패턴 분석 결과, 흥행작 비 흥행작 모두 인지적 부담 (cognitive load)이 적은 시각적 자극 코드와 청각적 자극 코드가 동시에 등장하지만, 인지적 부담이 큰 인지적 자극 코드는 단독적으로 나오는 경향이 있다.
그런데, 청각적 자극의 비중은 흥행작과 비 흥행작, 그리고 흥행작 사이에서도 작품에 따라 차이를 보였다. 먼저, 흥행작 세 작품에서 청각적 자극의 비중의 평균 약 27.7%로 비 흥행작 두 작품의 평균인 23.3% 보다 약간 크게 나타났다. 본 분석에서는 그 값을 측정하기 어려워 분석에 직접적으로 반영하지는 않았지만 흥행작에 삽입된 노래들은 Table 1에서 볼 수 있듯이 아카데미상을 수상하거나 후보로 올랐던 노래들이 많다는 점을 고려할 때 작품성이나 대중성에서 좋은 평가를 받지 못했던 비 흥행작에 나오는 노래에 비해 역치값 이상의 강한 자극을 줄 수 있었을 것이라고 주장할 수 있을 것이다.
3% 보다 약간 크게 나타났다. 본 분석에서는 그 값을 측정하기 어려워 분석에 직접적으로 반영하지는 않았지만 흥행작에 삽입된 노래들은 Table 1에서 볼 수 있듯이 아카데미상을 수상하거나 후보로 올랐던 노래들이 많다는 점을 고려할 때 작품성이나 대중성에서 좋은 평가를 받지 못했던 비 흥행작에 나오는 노래에 비해 역치값 이상의 강한 자극을 줄 수 있었을 것이라고 주장할 수 있을 것이다.
둘째로, 역대 최고의 흥행을 기록한 <The Lion King>과 <Frozen>은 각 자극 코드들이 타임 스펙트럼상에 고르게 분포되어 있었다. 셋째로, 인지적 부담이 큰 인지적 자극은 주로 단독적으로, 인지적 부담이 적은 시각적, 청각적 자극은 두 가지가 동시에 등장하였고, 각 자극간의 시간 간격이 평균 약 8분 전후였다. 이에 반해, 비흥행작이었던 <Sword in the stone>과 <The Rescuers down under>는 각 자극 코드들이 타임 스펙트럼 위에 균일하지 않게 집중 분포되어 있었으며, 각 자극간의 시간 간격이 평균 약 18분 전후로, 흥행작의 간격에 비해 길었다.
그 결과, 뇌에 신호를 받은 쥐는 안절부절 못하고, 숨으려 하고, 무리를 이루는 등의 움직임을 나타냈다[9]. 이 실험을 통해, 시각적∙청각적 자극은 짧은 시간 안에 활동 전위를 발생시켜 단순 감정반응을 일으키며, 이 인지적 프로세스(cognitive process)의 결과로 도파민이 분비된다는 것을 확인 했고, 도파민 분비로 인해 강화된 복합감정반응이 뇌에서 일어난다는 것이 증명하였다[10,11].
첫째, Table 1에서 확인할 수 있듯이, 흥행작에서 자극의 횟수가 비 흥행작에서보다 최소 186%에서 최대 333%나 더 많았다. 이 결과를 통해 빈번한 자극 요소가 배치되어 있을수록 작품 흥행의 확률이 높아질 것이라는 것을 유추할 수 있다.
그 결과는 다음과 같다. 첫째로, 흥행작의 자극의 횟수가 비 흥행작의 그것보다 186에서 333%가 더 많았다. 둘째로, 역대 최고의 흥행을 기록한 <The Lion King>과 <Frozen>은 각 자극 코드들이 타임 스펙트럼상에 고르게 분포되어 있었다.
타임 스펙트럼 상에서 확인하여도, 각 자극의 간격이 균일하지 못하고 자극이 한꺼번에 뭉쳐져 분포하고 있음을 확인할 수 있다. Weber의 이론에 입각하여 고려하였을 때, 자극이 모여 있는 부분에서는 자극이 0에 수렴하기 때문에 무 자극의 시간 동안은 집중력 등의 행동반응이 떨어지며, 자극이 모인 부분에서 인지적 로드가 상대적으로 더 커지기 때문에 정보처리능력이 부족한 어린아이들은 이해하기 어려울 수 있을 것이라는 것을 예상할 수 있다.
디즈니 애니메이션은 어린이들과 성인이 모두 즐겨볼 수 있는 인지적 부담 수준을 유지하고 있는 것을 알 수 있었다. 패턴 분석 결과, 흥행작 비 흥행작 모두 인지적 부담 (cognitive load)이 적은 시각적 자극 코드와 청각적 자극 코드가 동시에 등장하지만, 인지적 부담이 큰 인지적 자극 코드는 단독적으로 나오는 경향이 있다.
흥행작 내에서의 청각적 자극이 사용된 비중은 각 각 35.7 %(The Lion King, 1위), 27.5 %(Frozen, 2위), 18.9 %(Aladdin)로 나타나 청각적 자극과 흥행 순위간의 상관관계를 보이는 것으로 나타났다.
흥행한 애니메이션의 스펙트럼을 보면 공통적으로 무자극의 시간이 10분을 넘지 않았으며, 각 자극들이 겹치지 않고 고른 분포로 배치되어 있는 특징이 나타났다. <The Lion King>에서는 청각적 자극이 최소 5분에서 최대 14분, 평균 약 9분 26초의 간격으로, 시각적 자극은 최소 8분에서 최대 24분, 평균 약 11분 5초의 간격으로 배치되어 있다.

후속연구

끝으로, 본 연구는 영화나 드라마의 흥행예측을 위한 기계학습 알고리즘 개발을 위한 기초 연구이며, 시나리오 제작을 위한 실질적인 가이드라인을 마련하는 데도 활용할 수 있을 것이라 기대한다. 앞에서 제시한 시각적, 청각적, 인지적 자극 요소의 배치 패턴의 유효성을 검증하는 좀 더 많은 양의 데이터를 분석한 후속 연구가 요구된다.
끝으로, 본 연구는 영화나 드라마의 흥행예측을 위한 기계학습 알고리즘 개발을 위한 기초 연구이며, 시나리오 제작을 위한 실질적인 가이드라인을 마련하는 데도 활용할 수 있을 것이라 기대한다. 앞에서 제시한 시각적, 청각적, 인지적 자극 요소의 배치 패턴의 유효성을 검증하는 좀 더 많은 양의 데이터를 분석한 후속 연구가 요구된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	신경망 모델은 어디에 활용되고 있는가?	뇌 작동 기작 (brain processing mechanism)을 인공지능 기술에 적용한 신경망 모델(neural networks model)은 미술, 음악, 문학, 영화 등 여러 문화 예술 분야의 창작에 다양하게 활용되고 있다[1]. 최근에는 영화 시나리오를 분석하여 흥행을 정량적으로 평가하는 서비스 또한 출시되었다.
	신경망 모델을 이용한 영화의 흥행 예측 정확도는 어떠한 실정인가?	최근에는 영화 시나리오를 분석하여 흥행을 정량적으로 평가하는 서비스 또한 출시되었다. 그러나 영화의 흥행 예측에는 다양한 요소가 고려되어야하기 때문에, 아직 예측 정확도의 수준이 만족스럽지 못하다[2].
	행동을 유발시키는 자극은 무엇의 분비를 촉진시키는가?	수용기전위가 역치 이상이 되었을 때, 도파민을 합성할 수 있는 신경세포들이 탈분극 됨으로써, 분비하게 된다[6,7]. 특히, 행동을 유발시키는 자극은 일시적으로 도파민 신경원의 점화(neuronal firing) 기전을 통한 분비를 촉진시킬 수 있다[8]. 도파민은 이처럼 행동 및 감정 반응에 직∙간접적 영향을 강화시켜 뇌 내의 자극을 행동반응으로 이어지게 한다.

참고문헌 (17)

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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