TSOM：受鸟类视觉电路启发的小目标运动检测神经网络
计算机视觉与模式识别
2024-04-02 v1 人工智能
摘要
从俯视角度在复杂背景中检测运动小目标对机器视觉系统而言是一项极具挑战性的任务。受自然界启发，鸟类视觉系统能够在各种复杂的空中场景中处理运动信息，其视网膜-顶盖-圆核（Retina-OT-Rt）视觉电路对从高空捕获小目标的运动信息高度敏感。然而，基于鸟类视觉系统的小目标运动检测算法仍有待进一步研究。本文在广泛研究 Retina-OT-Rt 视觉电路生物学机制的基础上进行了数学建模。基于此，我们提出了一种新型顶盖小目标运动检测神经网络（TSOM）。该神经网络包含视网膜层、SGC 树突层、SGC 胞体层和 Rt 层，每层对应视觉通路中的神经元。视网膜层负责准确投影输入内容，SGC 树突层感知并编码时空信息，SGC 胞体层计算复杂运动信息并提取小目标，Rt 层整合并解码多方向的运动信息以确定小目标的位置。在鸽子神经生理学实验和图像序列数据上的大量实验表明，TSOM 具有生物学可解释性，并能从复杂的高空背景中有效提取可靠的小目标运动特征。
引用
@article{arxiv.2404.00855,
title = {TSOM: Small Object Motion Detection Neural Network Inspired by Avian Visual Circuit},
author = {Pignge Hu and Xiaoteng Zhang and Mengmeng Li and Yingjie Zhu and Li Shi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.00855},
year = {2024}
}