• 제목/요약/키워드: P300-based concealed information test

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기계학습을 이용한 단일 관련자극 P300기반 숨김정보검사 (One-probe P300 based concealed information test with machine learning)

  • 김혁;김현택
    • 인지과학
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    • 제35권1호
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    • pp.49-95
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    • 2024
  • 국내 형사소송절차에서 진술의 진위여부 확인을 위해 사용하는 도구는 폴리그래프검사, 진술타당도분석, P300 기반 숨김정보검사 등이 있고, 이 중에서 폴리그래프검사의 사용빈도가 다른 도구들에 비하여 높다. 하지만, 검사결과를 뒷받침해 줄 수 있는 근거의 부족으로 인하여 재판과정에서 증거채택 가능성이 낮다. 폴리그래프검사를 뒷받침해 줄 수 있는 방법으로, 사전연구가 풍부한 P300기반 숨김정보검사가 주목을 받아 왔지만, 기존의 검사기법은 두 가지 제한점이 있어 실제 사건에서의 활용도는 낮은 편이다. 첫째, 검사에 필요한 관련자극만 3개 또는 6개 등, 사전에 노출되지 않은 정보가 다수 필요하기 때문에 실제 사건에서 사용 가능성이 낮다. 둘째, 기존의 P300기반 숨김정보검사 프로토콜에서는 관련자극과 무관련자극에 대한 P300요소 전위값을 명확하게 구분하기 위하여 오드볼패러다임을 사용하기 때문에 무관련자극에 대한 P300요소 전위값이 과소 추정될 가능성이 있다. 본 연구에서는 검사의 사용 가능성을 높이기 위하여 사전에 노출되지 않은 정보가 단 하나만 있어도 검사가 가능한 단일 관련자극을 사용하는 수정된 P300기반 숨김정보검사 프로토콜을 탐색하였고, 오드볼패러다임 사용으로 인한 무관련자극에 대한 P300요소 전위값이 과소 추정되는 문제를 보완하기 위하여 다양한 기계학습의 분류 알고리즘을 비교하였다. 연구결과 단일 관련자극으로 여성과 남성의 얼굴자극을 사용할 경우, 자극은 400ms 지속시간으로 60회 제시하고, 절단값을 유죄집단은 90%로 무죄집단은 30%로 하여 정점-정점 방법으로 P300요소 전위값을 분석하는 것이 적합함을 확인하였다. 단어자극의 경우, 지속시간을 300ms로 60회 제시하고, P300요소 전위값 분석방법은 얼굴자극과 동일하게 시행하는 것이 적합하다는 것을 확인하였다. 또한 관련자극과 무관련자극에 대한 정점-정점 P300요소 전위값을 6가지 기계학습 분류 알고리즘을 사용하여 분석한 결과, 로지스틱 회귀(LR), 선형 판별 분석(LDA), K-최근접 이웃(KNN) 알고리즘이 관련자극과 무관련자극의 분류에 적합하다는 것을 확인하였다.

기억에 대한 오정보의 영향: 숨긴정보검사를 이용한 원기억의 탐지 (The influence of misinformation on memory: detection of original memory using concealed information test (CIT))

  • 한유화;박광배
    • 감성과학
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    • 제18권2호
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    • pp.85-100
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    • 2015
  • 본 연구에서는 오정보가 제시된 경우, 원기억의 존재여부를 사건관련전위 기반 숨긴정보검사 (Event-Related Potential based Concealed Information test: ERP-based CIT)를 사용하여 확인하고자 하였다. 오정보 제시 여부를 조작하여 두 가지 실험 조건을 구성한 후 각 조건의 피험자들을 대상으로 뇌파를 측정하여 P300 진폭, 면적 및 잠재기와 반응시간을 분석하였다. 조건별 피험자 수는 각 20명이었고, Cz, Pz와 Oz영역에서 뇌파를 측정하였다. 본 연구의 결과는 두 가지로 요약할 수 있다. 첫째, Cz, Pz와 Oz영역의 P300 면적에 대한 분석에서 오정보 제시여부와 자극 종류의 상호작용 효과가 나타났다. 둘째, 오정보 조건에서의 P300 진폭에 대한 분석 결과 Pz영역에서 오정보에 대한 P300 진폭과 무관련 정보에 대한 P300 진폭은 다른 것으로 나타났으나, 원정보에 대한 P300 진폭은 오정보 또는 무관련 정보에 대한 P300 진폭과 다르지 않은 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과는 원기억이 오정보에 대한 기억과 함께 존재할 가능성과 원기억이 부분적으로 손상되었을 가능성을 보여주는 것이라고 할 수 있다. 논의에서는 분석 결과에 대한 세부적인 해석, 본 연구의 단점 및 보완할 수 있는 가능한 방법과 향후 연구의 방향에 대해 논의하였다.

반응양식이 P300 숨긴정보검사의 정확도에 미치는 영향 (The Effect of Response Type on the Accuracy of P300-based Concealed Information Test)

  • 전하정;손진훈;박광배;엄진섭
    • 감성과학
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    • 제20권3호
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    • pp.109-118
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    • 2017
  • 본 연구에서는 P300 숨긴정보검사에서 관련자극과 무관련자극에 대한 버튼 반응 여부가 P300 진폭과 거짓말 탐지 정확률에 미치는 영향을 검증하였다. 실험참가자들은 두 가지 조건에서 P300 숨긴정보검사를 받았다. 일반응 조건에서는 실험참가자들에게 목표자극이 제시될 때에만 마우스 왼쪽 버튼을 누르도록 지시하였으며, 양반응 조건에서는 제시되는 자극이 목표자극이면 마우스 왼쪽 버튼을 누르고 목표자극이 아니면 마우스 오른쪽 버튼을 누르도록 하였다. 실험 결과, 목표자극에 대한 반응시간은 두 조건에서 유의하게 다르지 않았으며, 양반응 조건에서 관련자극에 대한 반응시간은 무관련자극에 대한 반응시간보다 유의하게 더 길었다. 관련자극에 대한 P300 진폭과 무관련자극에 대한 P300 진폭은 모두 양반응 조건에 비교하여 일반응 조건에서 더 작았다. 그러나 관련자극과 무관련자극 간의 P300 진폭 차이는 두 실험조건에서 유의한 차이가 나타나지 않았으며, 거짓말 탐지율도 두 조건 간에 큰 차이가 없었다. 이러한 결과에 근거하여 버튼 반응이 자극 간 제시간격이 짧은 P300 숨긴정보검사에 미치는 영향을 논의하였다.

P300 숨긴정보검사에서 t 검증이 부트스트랩 방법보다 덜 민감한가? (Is the t-test insensitive than the bootstrap method in the P300-based concealed information test?)

  • 엄진섭;손진훈;박미숙
    • 한국심리학회지:법
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    • 제11권1호
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    • pp.21-36
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    • 2020
  • P300 숨긴정보검사에서는 조사대상자가 거짓을 말하고 있는지 판단하기 위하여 관련자극의 P300 진폭이 무관련자극의 P300 진폭보다 통계적으로 유의하게 더 큰지를 평가한다. 구체적인 통계적 방법으로 독립표본 t 검증 또는 부트스트랩 방법을 사용할 수 있다. Rosenfeld와 Soskins, Bosh, Ryan(2004)은 "개인 내에서 관련자극과 무관련자극의 P300 평균을 비교하는데 사용하기에는 t 검증이 너무 둔감하다."면서 부트스트랩 방법을 사용하였다. 본 연구의 목적은 P300 숨긴정보검사에서 t 검증의 검증력이 부트스트랩 방법보다 더 낮은지 평가하는 것이다. 이를 위하여 39명의 실험참가자로부터 측정한 뇌파자료를 이용하여 Monte Carlo 연구를 수행하였다. 연구결과, t 검증과 백분위를 이용한 부트스트랩 방법의 1 종 오류율은 서로 비슷하였으며, 백분위를 이용한 부트스트랩 방법의 검증력이 t 검증의 검증력보다 약간 더 높았다. 두 검증 방법의 1 종 오류율은 모두 유의수준보다 낮은 값을 보였으며, 검증력은 이론적인 t 검증의 검증력보다 약간 낮은 값을 보였다. 반면에 표준오차를 이용한 부트스트랩 방법의 1 종 오류율과 검증력은 이론적인 t 검증의 1 종 오류율 및 검증력과 비슷한 값을 보였으며, t 검증의 검증력보다 실험조건에 따라 .012 ~ .081 더 높았다.

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P300 숨긴정보검사에서 BAD 방법과 BCD 방법의 비교 (The comparison of the BAD and the BCD methods in a P300-based concealed information test)

  • 엄진섭
    • 한국심리학회지:법
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    • 제12권2호
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    • pp.151-169
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    • 2021
  • P300 숨긴정보검사에서 거짓말 여부를 판단하기 위하여 가장 많이 사용되는 기법은 부트스트랩 진폭차이(BAD) 방법과 부트스트랩 상관차이(BCD) 방법이다. 두 방법의 정확판단율을 비교한 선행연구들은 일관되지 않은 결과를 보고하였다. 일부의 연구들에서 BAD 방법이 BCD 방법보다 더 정확하다고 보고되고 있지만, 다른 연구에서는 BCD 방법이 BAD 방법보다 더 정확한 것으로 나타났다. 본 연구의 목적은 BAD 방법의 정확도가 더 높은 조건과 BCD 방법의 정확도가 더 높은 조건을 확인하는 것이다. 몬테 카를로 연구결과, 전반적으로 BAD 방법의 오경보율이 BCD 방법의 오경보율보다 더 높았으며, BAD 방법의 적중률이 BCD 방법의 적중률보다 더 높았다. 관련자극과 무관련자극의 P300 잠재시간이 비슷한 경우에 비교하여 관련자극의 P300 잠재시간이 약 100ms 빠른 경우에는 BCD 방법의 적중률이 크게 감소하였으며, 약 100ms 느린 경우에는 BCD 방법의 적중률이 증가하였다. 관련자극의 P300 진폭이 무관련자극의 P300 진폭보다 약간 더 크면서 관련자극의 P300 잠재시간이 목표자극의 P300 잠재시간보다 긴 경우에는 BCD 방법의 적중률이 BAD 방법의 적중률보다 더 높았다. BAD 방법의 오경보율이 높은 이유와 BCD 방법의 적중률이 관련자극의 P300 잠재시간에 영향을 받는 이유에 대해서 논의하였다.

ERP와 동공 반응을 이용한 숨긴정보검사 (Concealed information test using ERPs and pupillary responses)

  • 엄진섭;박광배;손진훈
    • 감성과학
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    • 제15권2호
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    • pp.259-268
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    • 2012
  • P300-기반 숨긴정보검사(P300 CIT)에서, 조사대상자에게 관련자극이 가치가 있는 정도는 검사결과에 큰 영향을 미친다. 관련자극의 가치가 낮을 경우, P300 CIT의 정확판단율은 낮아진다. 본 연구의 목적은 관련자극의 가치가 낮은 경우, 동공-기반 숨긴정보검사(Pupil CIT)가 P300 CIT를 보완하는 검사로 사용될 수 있는지를 파악하는 것이다. 25명의 실험참여자에게 5장(스페이드 2, 3, 4, 5, 6)의 카드 중 한 장을 뽑도록 한 다음, 실험참여자가 뽑은 카드를 숨기정보로 사용한 P300 CIT와 Pupil CIT를 실시하였다. P300은 Fz와 Cz, Pz에서 측정하였으며, 동공크기는 양쪽 눈에서 모두 측정하였다. P300 CIT에서, Fz와 Cz, Pz에서 측정한 관련자극의 P300 진폭은 무관련자극의 P300 진폭보다 통계적으로 유의하게 더 컸다. Pupil CIT에서, 왼쪽 눈과 오른쪽 눈의 동공크기는 무관련자극이 제시되었을 때보다 관련자극이 제시되었을 때 더 컸다. P300 CIT의 정확판단율은 Fz와 Cz에서 44%였으며, Pz에서 36%였다. Pupil CIT의 정확판단율은 왼쪽 눈의 동공크기를 이용한 경우 52%였으며, 오른쪽눈의 동공크기를 이용한 경우 60%였다. 전체 사례수가 크지 않아 통계적으로 유의하지는 않았지만, Pupil CIT의 정확판단율이 P300 CIT의 정확판단율보다 높은 경향이 있었다. P300 CIT의 판단과 Pupil CIT의 판단 간의 상관관계는 통계적으로 유의하지 않았다. 결과적으로, 조사대상자에게 관련자극의 가치가 높지 않을 경우에는 P300 CIT 보다는 Pupil CIT를 사용하는 것이 더 좋을 것이다. 그리고 두 가지 검사방식을 결합한다면, 더욱 높은 정확도를 가진 숨긴정보검사를 구성할 수 있을 것이다.

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P300-기반 숨긴정보검사에서 자극유사성이 P300의 진폭에 미치는 영향 (Effects of stimulus similarity on P300 amplitude in P300-based concealed information test)

  • 엄진섭;한유화;손진훈;박광배
    • 감성과학
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    • 제13권3호
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    • pp.541-550
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    • 2010
  • 본 연구에서는 P300-기반 숨긴정보검사(P300 CIT)에서 검사자극들 간의 물리적 유사성이 P300 진폭과 검사의 효율성에 미치는 영향을 검증하였다. 사고를 당하여 자신의 이름을 기억하지 못한다고 허위로 주장하는 허위기억상실을 가정한 상황에서, 실험참여자의 이름을 숨긴정보(관련자극)로 사용하여 P300 CIT를 실시하였다. 이 검사에서 실험참여자의 과제는 목표자극과 나머지 자극을 변별하는 것이었다. 한 집단의 실험참여자들은 목표자극과 관련자극, 무관련자극들 간의 물리적 유사성이 낮은 조건(저난도 조건)에서 검사를 받았으며, 다른 한 집단의 실험참여자들은 검사자극들 간의 물리적 유사성이 높은 조건(고난도 조건)에서 검사를 받았다. 기저선-정점 P300 진폭을 측정치로 사용한 경우, 난이도 조건과 자극유형의 상호작용효과가 $\alpha$=.10 수준에서 유의하였다(p=.052). 저난도 조건에서는 관련자극과 무관련자극 간의 P300 진폭차이가 유의하였으며, 고난도 조건에서는 관련자극과 무관련자극 간의 P300 진폭차이가 유의하지 않았다. 정점-정점 P300 진폭을 측정치로 사용한 경우, 난이도 조건과 자극유형의 상호작용효과가 유의하지 않았으며, 저난도 조건과 고난도 조건 모두에서 관련자극과 무관련자극간의 P300 진폭차이가 유의하였다. 기저선-정점 P300 진폭을 이용한 개인별 판단결과, 저난도 조건과 고난도 조건 간의 정확판단율 차이가 유의하지 않았으며, 정점-정점 P300 진폭을 이용한 개인별 판단결과도 저난도 조건과 고난도 조건 간의 정확판단율 차이가 유의하지 않았다. 그러나, 난이도 조건 간의 정확판단율 차이가 기저선-정점 P300 진폭을 이용한 경우보다 정점-정점 P300 진폭을 이용한 경우에 더 작은 경향이 있었다. 이러한 결과는 검사자극들 간의 물리적 유사성이 높을 때에도 P300 CIT의 효율성이 크게 감소하지 않는다는 것을 의미한다.

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P300 숨긴정보검사와 대응수단 (P300-based concealed information test and countermeasures)

  • 엄진섭;음영지;장은정;정이내;손진훈
    • 감성과학
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    • 제18권1호
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    • pp.39-48
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    • 2015
  • P300 숨긴정보검사는 전통적인 대응수단에 큰 영향을 받지 않는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 전형적인 세 자극 프로토콜을 사용한 P300 숨긴정보검사가 새로운 대응수단에 영향을 받는지 검증하였다. 세 가지 유형의 대응수단을 사용하였다. 첫 번째는 순차적 대응수단으로, 무관련자극이 제시될 때마다 왼손 검지손가락에 힘주기, 오른쪽 발가락에 힘주기, 마음속으로 어머니 이름 부르기, 마음속으로 아버지 이름 부르기를 순서대로 하나씩 수행하는 것이었다. 나머지 두 개의 대응수단은 부분 매칭 대응수단으로 네 개의 무관련자극 중 특정한 2개의 무관련자극에만 반응을 하는 것이었다. 두 번째는 행동적 부분 매칭 대응수단으로, 특정한 한 무관련자극이 제시되면 왼손 검지손가락에 힘을 주고, 특정한 다른 무관련자극이 제시되면 오른쪽 발가락에 힘을 주는 것이었다. 세 번째는 정신적 부분 매칭 대응수단으로, 특정한 한 무관련자극이 제시되면 마음속으로 어머니 이름을 부르고, 특정한 다른 무관련자극이 제시되면 마음속으로 아버지 이름을 부르는 것이었다. 실험결과, 순차적 대응수단을 사용하는 것은 예상과는 달리 P300 숨긴정보검사의 정확판단율을 77%에서 92%로 증가시켰다. 부분 매칭 대응수단은 P300 숨긴정보검사의 정확판단율에 부정적인 영향을 미쳤다. 물리적 대응수단은 정확판단율을 77%에서 46%로 감소시켰으며, 정신적 대응수단은 정확판단율을 100%에서 69%로 감소시켰다. 대응수단의 사용을 억제하거나 탐지할 수 있는 기법의 개발 필요성을 논의하였다.

시행수가 P300에 기초한 유지지식검사의 정확도에 미치는 영향 (The effect of the number of trials on P300-based guilty knowledge test)

  • 엄진섭;이창규;음영지;박광배;손진훈
    • 한국감성과학회:학술대회논문집
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    • 한국감성과학회 2009년도 춘계학술대회
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    • pp.169-172
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    • 2009
  • 본 연구에서는 P300에 기초한 유죄지식검사에서 목표자극과 관련자극, 무관련자극을 제시하는 횟수가 검사의 정확도에 미치는 영향을 평가하였다. 이를 위하여, 한 집단의 실험참여자들에게는 모의범죄를 수행한 후 P300에 기초한 유죄지식검사를 실시하였으며, 다른 집단의 실험참여자들에게는 모의범죄를 수행하지 않은 상태에서 P300에 기초한 유죄지식 검사를 실시하였다. 모든 실험참여자들에게 목표자극 1개와 관련자극 1개, 무관련자극 4개를 각각 120회씩 총 720회 제시하였다. 실험결과, 유죄조건에서 관련자극은 시행수가 증가함에 따라서 P300의 크기가 감소하는 습관화 현상을 보이는 경향이 있었으며, 시행수가 증가함에 따라서 유죄판단을 위한 통계적 지수가 달라지는 경향이 있었다. 시행수가 40회에서 80회 사이일 때, 가장 높은 정확도가 나타나는 것으로 보였다.

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P300에 기초한 숨긴정보검사에서 세 자극 방안과 두 자극 방안의 정확도 비교 (P300-based concealed information test in three stimulus and two stimulus paradigms)

  • 엄진섭;한유화;박광배;손진훈
    • 한국감성과학회:학술대회논문집
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    • 한국감성과학회 2008년도 추계학술대회
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    • pp.50-53
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    • 2008
  • 본 연구에서는 목표자극을 포함한 P300 숨긴 정보 검사와 목표자극을 제거한 P300 숨긴 정보 검사의 정확도를 비교하였다. 목표자극을 제거한 경우에는 피검사자의 주의를 검사상황에 집중하도록 하기 위하여, 1) 검사자극이 속한 범주에 대한 판단을 하도록 하거나, 2) 검사자극이 제시된 지 1.5초 후에 재인검사를 실시하였다. 16명의 피검사자에게 반복측정 설계를 이용하여 실험한 결과, 세조건 모두에서 에서 관련자극의 P300이 무관련자극의 P300보다 통계적으로 유의하게 큰 것으로 나타났다. 부트스트랩 방법을 이용한 개인별 판단 결과, 세 자극 방안의 정확도가 93.8%로 가장 높은 것으로 나타났으며 재인검사를 이용한 두 자극 방안의 정확도는 81.3%였으며, 범주판단을 이용한 두 자극 방안의 정확도가 62.5%로 가장 낮았다.

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