인간의 신호 처리 패러다임

우리는 매일 시그널을 주고 받습니다

신호 처리 이론

• 이 세상에는 믿을 만한 정보 (Signal)과 그렇지 못한 가짜정보 (Noise)가 있다고 가정하고 이 둘을 구분하기가 어렵다는 전제하에 만들어진 이론
• 의사 결정을 위해 취해야할 정보의 내용을 취사 선택하는 심리적 상태를 통계적이고 논리적으로 표현 해 놓은 이론

레이더 신호 처리

HIT: 실제로 적기 출현 함, 레이더에서 적기 출현 탐지 (O-O)

Miss: 실제로 적기 출현 함, 적기 출현 미 탐지(O-X)

False Alarm: 적기 출현하지 않음, 적기 출현한 것으로 판단(X-O)

Correct Rejection: 적기 출현하지 않음, 적기 출현 미 탐지(X-X)

최적의 신호 감지란?

• 적기 출현을 미 탐지 한 경우, 경계 (Vigilance)의 의무를 소홀히 한 경우가 되고, 적의 폭격을 당할 경우 이는 생명을 잃게 되므로 치명적인 손실.
• 이러한 이유로 레이더 탐지병은 “Miss”(나타났는데 미탐지한 경우)를 줄이기 위해 “False Alarm”(나타나지 않았음에도 불구하고 탐지한 경우)를 남발하게 됨. 이 경우, 적기가 출현하지 않았는데도 계속 출동을 해야함. 이 또한 새로운 비용 증가시키고 탐지의 신뢰도를 떨어뜨려 “양치기 소년“ 효과를 유발할 수 있음.

컴퓨터 조차도 signal과 noise를 잘못 탐지할 수 있다. 그렇다면, 외부의 신호를 어떻게 받아들이는 것이 가장 합리적일까? 과연 우리는 뇌는 최적의 판단으로 상대방의 신호 (말, 글, 표시, 이미지 등)를 받아들이고 있을까?

최적의 오류 감소 전략

• 궁극적으로 Type I error (False Alarm) 와 Type II error (Miss)를 줄이는 것이 최적의 신호 탐지 전략이다.

https://bioinformaticsandme.tistory.com/148

• Type I error ( α): False Alarm
  없는 사실을 있다고 잘못 판단, 잘못된 사실을 맞다고 판단, 가짜를 진짜로 판단
• Type II error (β): Miss
  있는 사실을 없다고 잘못 판단, 맞는 사실을 틀리다고 판단, 진짜를 가짜로 판단

신호 처리 이론

• 신호(signal)과 잡음(noise)가 특정한 발생 확률을 가지고 들어오는 경우이므로 이를 확률분포곡선으로 표현함.

user3000877 from https://stats.stackexchange.com/users/221237/user3000877, CC BY-SA 4.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0>, via Wikimedia Commons

신호 처리 이론은 인간의 의사결정에 대한 과학적 근거를 제시하는 데에 의의가 있습니다. 특히 레이더 신호 처리 사례를 통해 우리가 가진 편견과 의사결정에 작용하는 방식에 대해 고민해볼 수 있습니다. 인터페이스에서의 정보를 처리하는 방식에 대한 고민 또한 이어질 수 있는 문제입니다.