[논문]IAPS 사진 자극에 유발된 긴장도 감성 변화의 평가

전광진; 정순철; 민병찬; 정은지; 성은정; 강인형; 김철중

IAPS 사진 자극에 유발된 긴장도 감성 변화의 평가
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전광진 (한국표준과학연구원 인간정보그룹) , 정순철 (건국대학교 의과대학 의학공학부) , 민병찬 (한국표준과학연구원 인간정보그룹) , 정은지 (건국대학교 의과대학 의학공학부) , 성은정 (한국표준과학연구원 인간정보그룹) , 강인형 (한국표준과학연구원 인간정보그룹) , 김철중 (한국표준과학연구원 인간정보그룹)

본 연구는 International Affective Picture System (IAPS) 사진의 시각 자극을 통해 유발된 감성 변화를 심리ㆍ생리적으로 측정하여 긴장도의 감성 변화를 수행하고자 하였다. 미리 선정된 9개의 사진을 30초씩 제시하면서 ECG, GSR, Skin Temperature, Respiration 등의 생리 신호를 측정하였고, 자극 제시 후 주관적 평가를 실시하였다. 주관적 평가 분석 결과 9개의 사진 중 5종류의 사진에 대한 감성 구분의 가능성이 보였으며, 긴장축으로 긴장 > 불쾌긴장, 쾌긴장 > 중립 > 이완 순서의 4단계로 긴장도가 구분되었다. 자율신경계 반응 또한 긴장영역의 감성을 구분할 수 있었는데, 긴장축으로 긴장, 불쾌긴장, 쾌긴장 > 중립 > 이완 순서의 3단계로 긴장도가 구분되었다. 따라서 각 사진이 유발한 긴장의 감성영역을 주관적 평가를 바탕으로 생리적 반응 분석을 통하여 변별할 수 있을 것으로 판단된다.

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문제 정의

본 연구는 차원 이론올 근거로 국제정서사 진 체계를 이용하여 감성 변화를 유발하였고, 주관적 평가를 바탕으로 한 긴장영역의 감성을 생리적 측정으로 변별 가능한 지를 알아보고자 하였다.
본 연구에서는 9장의 사진으로 9가지의 감성 변화를 유발하였고 이증 긴장축의 감성 변화를 주관적 평가와 생리 신호의 반응으로 변별하고자 하였다. 주관적 평가에서 불쾌, 불쾌 이완, 쾌, 쾌이완에 대한 감성은 피험자간의 편차가 크므로 분석에서 제외하였는데, 이는 사회적.

제안 방법

실험실의 온도와 습도는 22±1℃, 45±5% 로 유지하였다. ECG (合1合아1'0€01'5。引3^1)측정 온 CM5 법으로 하였고, SKT (Skin Temperature)는 왼손 소지, GSR (Gal.,anic Skin Response)온 왼손 검지와 증지에 센서를 부착하여 반응올 측정하였고, RSP(Respiration)는 측정용 밴드를 흉부에 착용하였다.
검출된 R피크로부터 각 실험 상황에서 평균R-R 간격을 계산하였다. SKT, GSR의 분석은 신호 진폭의 평균을 계산하였 고, RSP는 분당 호흡수를 계산하였다. 안정 상태에 대하여 각 사진자극 시 유발되는 생리 신호의 변화를 관찰하기 위해 아래 수식을 이용한 Normalized Sensibility (NS)를 계산하여 비교하였다.
시각 자극온 IAPS 사진 중 선행 연구에서 선정된 각 감성을 대 표하는 9장의 사진을 사용하였다 (정순철 등, 2001). 사진이 제시되는 동안 피험자는 화면올 회피하지 않도록 하였고, 사진제시가 끝나면 주관적 평가서를 작성하였다. 9장의 사진은 각 피험자에게 무작위적으로 제시되었으며, 생리 신호를 측정하는 동안 가능한 움직이지 않게 하였다.
피험자는 심장질환이나 정신질환 경험이 없는 건강한 20대(평균 23세) 남 · 여 32명올 대상으로 하였다. 실험 전 일부터 신경계에 영 향올 미칟 수 있는 담배, 카페인, 약물, 알코올의 섭취를 금하였고, 야간 작업, 낮잠 흑은 과 격한 운동은 피하도록 하였다.
실험 전일 피험자가 충분한 수면올 취하게 하여 실험에 적극적으로 참여할 수 있도록 하였으며, 실험 당일에는 피험자에게 그 날의 정신적 · 신체적 상태에 대한 설문지를 작성하게 하였다. 측정에 필요한 전극올 부착한 후 피험자를 편안하게 하여 안정 할 수 있게 하였다.
측정에 필요한 전극올 부착한 후 피험자를 편안하게 하여 안정 할 수 있게 하였다. 실험온 광선이 차단된 실험실에서 피험자가 편안한 상태가 되었으면 안정 상태의 생리신호를 30초간 측정한 후 전면의 스크린에 30초간 사진을 투영하였다. 시각 자극온 IAPS 사진 중 선행 연구에서 선정된 각 감성을 대 표하는 9장의 사진을 사용하였다 (정순철 등, 2001).
SKT, GSR의 분석은 신호 진폭의 평균을 계산하였 고, RSP는 분당 호흡수를 계산하였다. 안정 상태에 대하여 각 사진자극 시 유발되는 생리 신호의 변화를 관찰하기 위해 아래 수식을 이용한 Normalized Sensibility (NS)를 계산하여 비교하였다.
5를 이용하였으며, 모든 생리 신호의 샘플링 주파수는 256Hz로 설정하였다. 주관적 평가는 그림 1과 같이 각 사진에 대한 감성을 표시할 수 있도록 9개의 셑(3×3block) 이 그려져 있는 sheet지를 사용하여 각 피험자에게 제시된 사진이 어떤 감성 영역에 해당 되는지 직접 표시하도록 하였다.

대상 데이터

실험온 광선이 차단된 실험실에서 피험자가 편안한 상태가 되었으면 안정 상태의 생리신호를 30초간 측정한 후 전면의 스크린에 30초간 사진을 투영하였다. 시각 자극온 IAPS 사진 중 선행 연구에서 선정된 각 감성을 대 표하는 9장의 사진을 사용하였다 (정순철 등, 2001). 사진이 제시되는 동안 피험자는 화면올 회피하지 않도록 하였고, 사진제시가 끝나면 주관적 평가서를 작성하였다.
피험자는 심장질환이나 정신질환 경험이 없는 건강한 20대(평균 23세) 남 · 여 32명올 대상으로 하였다. 실험 전 일부터 신경계에 영 향올 미칟 수 있는 담배, 카페인, 약물, 알코올의 섭취를 금하였고, 야간 작업, 낮잠 흑은 과 격한 운동은 피하도록 하였다.

데이터처리

ECG 신호의 데이터 처리는 R 피크를 1차 미분에 의한 zero-crossing 방법올 사용하여 검출하였다. 검출된 R피크로부터 각 실험 상황에서 평균R-R 간격을 계산하였다. SKT, GSR의 분석은 신호 진폭의 평균을 계산하였 고, RSP는 분당 호흡수를 계산하였다.
측정 장비 로는 Biopac system 의 Biopac MP 100을 사용하였고, 분석 소프트웨어는 Acknowledge 3.5를 이용하였으며, 모든 생리 신호의 샘플링 주파수는 256Hz로 설정하였다. 주관적 평가는 그림 1과 같이 각 사진에 대한 감성을 표시할 수 있도록 9개의 셑(3×3block) 이 그려져 있는 sheet지를 사용하여 각 피험자에게 제시된 사진이 어떤 감성 영역에 해당 되는지 직접 표시하도록 하였다.
통계분석온 SPSS(vwl0.0)를 사용하여 T-test 분석올 하였다.

이론/모형

ECG 신호의 데이터 처리는 R 피크를 1차 미분에 의한 zero-crossing 방법올 사용하여 검출하였다. 검출된 R피크로부터 각 실험 상황에서 평균R-R 간격을 계산하였다.

성능/효과

GSR과 SKT분석의 경우 불쾌긴장, 긴장, 쾌긴장이 증립과 이완에 대해 유의적인 차이가 있었으며, 증립과 이완 사이에서도 유의차를 확인할 수 있었다(그림 4, 5).
그럼에도 불구하고 IAPS사진을 이용한 감성 유발 자극은 안정상태와 다른 유의한 차이를 보이므로, 각 사진에 대해 피험자는 감성적 변화를 일으킨 것으로 보인다. 또한 생리신호를 분석했올 때, 긴장영역올 단계적으로 분류할 수 있었는데 이것은 감성의 변화를 생리신호 분석올 통해 표현할 수 있다는 가능성을 나타내는 것으로 판단된다.
따라서 그림2의 긴장.이완축올 비교했을 때, 각 사진의 긴장도는 긴장, 불 쾌긴장, 쾌긴장 > 증립 > 이완 순의 4그륩으로 분류할 수 있었다(p < 0.05).
전반적으로 자율신경계 반응 분석 결과 (불쾌긴장, 긴장, 쾌긴장)의 긴장 그룹 사이에는 유의차가 없었지만 긴장 그룹과 증립, 이완 사이에는 3단계의 감성변화를 구분할 수 있었다.
주관 평가서의 값을 평균한 결과 긴장사진 온 긴장의 감성이 유발되었고, 불쾌긴장 사진 과 쾌긴장 사진은 약간 긴장된 감성이 나타났다. 증립사진에 대해서는 피험자가 약간 이완 되게 느꼈으며, 이완사진은 이완된 감성이 나타났다(그림2).
주관 평가서의 값을 평균한 결과 긴장사진 온 긴장의 감성이 유발되었고, 불쾌긴장 사진 과 쾌긴장 사진은 약간 긴장된 감성이 나타났다. 증립사진에 대해서는 피험자가 약간 이완 되게 느꼈으며, 이완사진은 이완된 감성이 나타났다(그림2). 따라서 그림2의 긴장.

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