論文の概要: TSOM: Small Object Motion Detection Neural Network Inspired by Avian Visual Circuit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.00855v1
- Date: Mon, 1 Apr 2024 01:49:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-04 01:31:23.552250
- Title: TSOM: Small Object Motion Detection Neural Network Inspired by Avian Visual Circuit
- Title(参考訳): TSOM:鳥の視覚回路にインスパイアされた小型物体運動検出ニューラルネットワーク
- Authors: Pignge Hu, Xiaoteng Zhang, Mengmeng Li, Yingjie Zhu, Li Shi,
- Abstract要約: Retina-OT-Rt視覚回路は、高高度から小さな物体の動き情報を捉えることに非常に敏感である。
本稿では,新しい触覚小物体運動検出ニューラルネットワーク(TSOM)を提案する。
TSOMは生物学的に解釈可能であり、複雑な高高度背景から信頼性の高い小さな物体の運動特徴を抽出するのに有効である。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 4.640328175695991
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Detecting small moving objects in complex backgrounds from an overhead perspective is a highly challenging task for machine vision systems. As an inspiration from nature, the avian visual system is capable of processing motion information in various complex aerial scenes, and its Retina-OT-Rt visual circuit is highly sensitive to capturing the motion information of small objects from high altitudes. However, more needs to be done on small object motion detection algorithms based on the avian visual system. In this paper, we conducted mathematical modeling based on extensive studies of the biological mechanisms of the Retina-OT-Rt visual circuit. Based on this, we proposed a novel tectum small object motion detection neural network (TSOM). The neural network includes the retina, SGC dendritic, SGC Soma, and Rt layers, each layer corresponding to neurons in the visual pathway. The Retina layer is responsible for accurately projecting input content, the SGC dendritic layer perceives and encodes spatial-temporal information, the SGC Soma layer computes complex motion information and extracts small objects, and the Rt layer integrates and decodes motion information from multiple directions to determine the position of small objects. Extensive experiments on pigeon neurophysiological experiments and image sequence data showed that the TSOM is biologically interpretable and effective in extracting reliable small object motion features from complex high-altitude backgrounds.
- Abstract(参考訳): オーバーヘッドの観点から複雑な背景にある小さな移動物体を検出することは、マシンビジョンシステムにとって非常に難しい課題である。
自然界からのインスピレーションとして、鳥の視覚系は様々な複雑な空中シーンで運動情報を処理でき、その網膜-OT-Rt視覚回路は高高度から小さな物体の運動情報を捕捉するのに非常に敏感である。
しかし、鳥の視覚システムに基づく小さな物体の動き検出アルゴリズムでは、さらに多くのことを行う必要がある。
本稿では,網膜-OT-Rt視覚回路の生物学的機構に関する広範な研究に基づいて,数学的モデリングを行った。
そこで我々は,新しい触覚小物体運動検出ニューラルネットワーク(TSOM)を提案する。
神経ネットワークは、網膜、SGC樹状体、SGC SomaおよびRt層を含み、視覚経路のニューロンに対応する。
網膜層は入力内容を正確に投影し、SGC樹状層は空間時間情報を知覚して符号化し、SGCソマ層は複雑な動き情報を計算して小さな物体を抽出し、Rt層は複数の方向から運動情報を統合して復号し、小さな物体の位置を決定する。
TSOMは生物学的に解釈可能であり、複雑な高高度背景から信頼性の高い小さな物体の運動特徴を抽出するのに有効であることを示した。
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