論文の概要: Beyond Trial Averaging: Anchoring Neural and Visual Representations for Few-Repetition Brain-to-Image Retrieval
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.19128v1
- Date: Wed, 19 Aug 2026 17:23:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-20 20:13:55.470314
- Title: Beyond Trial Averaging: Anchoring Neural and Visual Representations for Few-Repetition Brain-to-Image Retrieval
- Title(参考訳): 試行平均を超える:脳画像検索のためのニューラル表現と視覚表現のアンカリング
- Abstract要約: 本稿では,高繰り返し中心をアンカーとして扱い,両端からアプローチするニューラルアンカーに基づく検索フレームワークを提案する。
脳波、MEG、fMRIにまたがる4つのデータセットにおいて、NEARは数回の反復状態における検索を継続的に改善した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 7.599218587134888
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Decoding visual information from brain signals probes neural representations and enables neuro-rehabilitation and dream decoding. Recent brain-to-image retrieval approaches have achieved promising performance, typically by averaging many (up to 80) neural trials per image, requiring repeated stimulus presentation that increases latency, cost, and user burden. When only one or a few repetitions are available, the retrieval accuracy drops sharply. This drop is commonly attributed to query noise because averaging suppresses noise and increases signal stability. However, we find a non-transitive alignment pattern: the low-repetition query signal and the image representation each align with the high-repetition center, but not directly with each other. This pattern shows that query noise is only part of the problem and that gallery placement also affects retrieval. We therefore propose a neural-anchor-based retrieval (NEAR) framework that treats the high-repetition center as an anchor and approaches it from both sides: a denoiser pulls the noisy query toward the true anchor, and a small network predicts each candidate's pseudo anchor from its image and pulls the image toward it. Across four datasets spanning EEG, MEG and fMRI, NEAR consistently improved retrieval in the few-repetition regime. On THINGS-EEG2, it improved 200-way Top-1 accuracy by 5.7 and 9.3 percentage points respectively, when averaging one and four repetitions. By anchoring neural and visual representations, NEAR reduces reliance on repeated acquisition and brings neural retrieval closer to real-world deployment.
- Abstract(参考訳): 脳信号からの視覚情報の復号化は神経表現を探索し、神経リハビリテーションと夢の復号を可能にする。
最近の脳画像検索アプローチは、通常、画像当たりの多くの(最大80までの)ニューラルトライアルを平均化し、レイテンシ、コスト、ユーザの負担を増大させる反復的な刺激提示を必要とすることで、有望なパフォーマンスを実現している。
1回または数回の繰り返ししか得られない場合、検索精度は急激に低下する。
この落差は、平均値がノイズを抑制し、信号安定性を高めるため、クエリノイズに起因するのが一般的である。
しかし,非推移的なアライメントパターン:低繰り返しクエリ信号と画像表現は,それぞれ高繰り返し中心と一致しているが,直接は一致しない。
このパターンは,クエリノイズが問題の一部に過ぎず,ギャラリー配置が検索に影響を及ぼすことを示している。
そこで我々は, 高繰り返し中心をアンカーとして扱うニューラルアンカーベースの検索(NEAR)フレームワークを提案し, ノイズキャンセラーが真のアンカーに向かってノイズの多いクエリをプルし, 小さなネットワークが各候補の疑似アンカーを画像から予測し, イメージをそれに向けてプルする。
脳波、MEG、fMRIにまたがる4つのデータセットにおいて、NEARは数回の反復状態における検索を継続的に改善した。
THINGS-EEG2では、平均1回と4回の繰り返しで200ウェイトップ1の精度をそれぞれ5.7ポイントと9.3ポイント改善した。
神経と視覚の表現をアンカーすることで、NEARは繰り返し取得への依存を減らし、ニューラルネットワークを現実世界のデプロイメントに近づける。
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