論文の概要: A Novel Spike Transformer Network for Depth Estimation from Event Cameras via Cross-modality Knowledge Distillation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.17335v2
• Date: Wed, 1 May 2024 08:54:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-02 11:09:15.426318
• Title: A Novel Spike Transformer Network for Depth Estimation from Event Cameras via Cross-modality Knowledge Distillation
• Title（参考訳）: クロスモーダル知識蒸留によるイベントカメラからの深度推定のための新しいスパイクトランスネットワーク
• Authors: Xin Zhang, Liangxiu Han, Tam Sobeih, Lianghao Han, Darren Dancey,
• Abstract要約: イベントカメラは従来のデジタルカメラとは異なる動作をし、データを継続的にキャプチャし、時間、位置、光強度を符号化するバイナリスパイクを生成する。 これは、イベントカメラに適した革新的でスパイク対応のアルゴリズムの開発を必要とする。 スパイクカメラデータから深度推定を行うために,純粋にスパイク駆動のスパイク変圧器ネットワークを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.355813093377501
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Depth estimation is crucial for interpreting complex environments, especially in areas such as autonomous vehicle navigation and robotics. Nonetheless, obtaining accurate depth readings from event camera data remains a formidable challenge. Event cameras operate differently from traditional digital cameras, continuously capturing data and generating asynchronous binary spikes that encode time, location, and light intensity. Yet, the unique sampling mechanisms of event cameras render standard image based algorithms inadequate for processing spike data. This necessitates the development of innovative, spike-aware algorithms tailored for event cameras, a task compounded by the irregularity, continuity, noise, and spatial and temporal characteristics inherent in spiking data.Harnessing the strong generalization capabilities of transformer neural networks for spatiotemporal data, we propose a purely spike-driven spike transformer network for depth estimation from spiking camera data. To address performance limitations with Spiking Neural Networks (SNN), we introduce a novel single-stage cross-modality knowledge transfer framework leveraging knowledge from a large vision foundational model of artificial neural networks (ANN) (DINOv2) to enhance the performance of SNNs with limited data. Our experimental results on both synthetic and real datasets show substantial improvements over existing models, with notable gains in Absolute Relative and Square Relative errors (49% and 39.77% improvements over the benchmark model Spike-T, respectively). Besides accuracy, the proposed model also demonstrates reduced power consumptions, a critical factor for practical applications.
• Abstract（参考訳）: 深度推定は複雑な環境、特に自律走行航法やロボット工学のような分野の解釈に不可欠である。 それでも、イベントカメラのデータから正確な深度を読み取ることは、まだまだ難しい課題だ。 イベントカメラは従来のデジタルカメラとは異なる動作をし、データを継続的にキャプチャし、時間、位置、光強度をエンコードする非同期バイナリスパイクを生成する。 しかし、イベントカメラのユニークなサンプリングメカニズムは、スパイクデータを処理するのに標準画像ベースアルゴリズムが不十分である。 これにより, スパイキングデータに固有の不規則性, 連続性, ノイズ, 空間的および時間的特性を複合したタスクであるイベントカメラに適したスパイク対応アルゴリズムの開発が必要となり, スパイクカメラデータから深度を推定するための純粋スパイク駆動スパイクトランスフォーマネットワークを提案する。 スパイキングニューラルネットワーク(SNN)の性能制限に対処するため,我々は,人工知能ニューラルネットワーク(ANN)の大規模ビジョン基盤モデル(DINOv2)からの知識を活用して,限られたデータによるSNNの性能向上を図る,新しい単一段階のクロスモーダルな知識伝達フレームワークを導入する。 合成データセットと実データセットの両方の実験結果は、既存のモデルよりも大幅に改善され、絶対相対誤差と平方相対誤差(ベンチマークモデルSpike-Tの49%と39.77%)が顕著に向上した。 提案モデルでは, 精度に加えて, 実用上の重要な要因である消費電力の削減も示している。

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