論文の概要: A Retinomorphic Optical Spiking Neuron for Camouflaged Object Detection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.00818v1
• Date: Sat, 30 May 2026 17:36:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-02 21:34:28.862431
• Title: A Retinomorphic Optical Spiking Neuron for Camouflaged Object Detection
• Title（参考訳）: カモフラージュ物体検出のための網膜型光スパイクニューロン
• Abstract要約: 高度な視覚システムは、動的視覚シーンのレチノモルフィックでエネルギー効率の高いスパイクベースの前処理を必要とする。 我々はHodgkin-Huxley-based optical spiking neuron(OSHN)を利用した網膜前処理機能を示す。 OSHNは480nmで2pJ(中波長、M)、800nmで24.5pJ(長波長、L)のスパイク当たりのエネルギー消費で波長及び強度に敏感なスパイク符号化を行う。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: Advanced vision systems require retinomorphic, energy-efficient spike-based preprocessing of dynamic visual scenes. Here, we demonstrate multiple retinal preprocessing functionalities by leveraging a Hodgkin-Huxley-based optical spiking neuron (OSHN) that incorporates a two-dimensional anti-ambipolar phototransistor operated in the subthreshold regime to minimize power consumption. OSHN exhibits wavelength- and intensity-sensitive spike encoding with energy consumption per spike of 0.9 pJ under dark, 2 pJ at 480 nm (mid wavelength, M), and 24.5 pJ at 800 nm (long wavelength, L). The low (biological)-to-high spiking rate (0 - 2 kHz) with substantially faster response times (4.2 $μ$s - 1.25 ms) than the human retina (30 ms - 60 ms), reveal OSHN's fast decision-making capability. OSHN facilitates concurrent spectral-spatial processing by emulating retinal antagonistic center-surround receptive fields (CSRFs) at a single wavelength (480 nm or 800 nm) with varying intensities, visual adaptation (at 480 nm) to prevent system saturation, and L-M cone opponency in midget ganglion cells. Finally, a CSRF-augmented spiking neural network (SNN) has been developed for camouflaged object detection, achieving 4.4%, 10.4%, and 28.4% improvements in accuracy over conventional SNN on FMNIST, COD10K, and synthetic camouflaged datasets, outperforming existing photoactive spiking architectures while enabling event-driven intelligent edge vision systems.
• Abstract（参考訳）: 高度な視覚システムは、動的視覚シーンのレチノモルフィックでエネルギー効率の高いスパイクベースの前処理を必要とする。 本稿では,Hodgkin-Huxley をベースとした光スパイクニューロン (OSHN) を用いて, サブスレッショルド方式で動作する2次元抗アンビポーラ光トランジスタを用いて, 消費電力を最小化することで, 複数の網膜前処理機能を実証する。 OSHNは480nm(中波長、M)で2pJ、800nm(長波長、L)で24.5pJである。 低(生物学的)-高スパイク速度 (0 - 2 kHz) は、ヒト網膜 (30 ms - 60 ms) よりもはるかに速い応答時間 (4.2$μ$s - 1.25 ms) で、OSHNの迅速な意思決定能力を示す。 OSHNは、単一波長 (480 nmまたは800 nm) で網膜アンタゴニスト中心周囲受容野 (CSRF) をエミュレートすることで、同時スペクトル空間処理を促進する。 最後に、CSRF強化スパイキングニューラルネットワーク(SNN)が、従来のFMNIST、COD10K、合成カモフラージュデータセット上のSNNよりも精度が4.4%、10.4%、28.4%向上し、イベント駆動のインテリジェントエッジビジョンシステムを実現しつつ、既存の光活性スパイキングアーキテクチャよりも優れている。

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