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EventRPG:基于相关性传播引导的事件数据增强

Mingyuan Sun Donghao Zhang Zongyuan Ge Jiaxu Wang Jia Li Zheng Fang Renjing Xu

摘要

事件相机(event camera)作为一种新型仿生视觉传感器,因其低延迟、低功耗和高动态范围等优势,近年来受到广泛关注。然而,在基于事件的分类任务中,脉冲神经网络(Spiking Neural Network, SNN)仍面临过拟合这一关键问题,主要源于其相对较弱的空间表征能力。数据增强是一种简单而高效缓解过拟合、提升神经网络泛化能力的方法,且在图像处理领域中,基于显著性(saliency)的数据增强方法已被证明具有显著效果。然而,目前尚无有效方法能够从SNN中提取显著性图(saliency maps)。为此,本文首次提出脉冲层时间逐层重要性传播规则(Spiking Layer-Time-wise Relevance Propagation, SLTRP)与脉冲层逐层重要性传播规则(Spiking Layer-wise Relevance Propagation, SLRP),使SNN能够生成稳定且准确的类激活图(Class Activation Maps, CAMs)与显著性图。基于此,我们进一步提出EventRPG方法,通过在脉冲神经网络上引入重要性传播机制,实现更高效的增强策略。所提方法在多种SNN架构上进行了验证,在物体识别任务中取得了当前最优性能,分别在N-Caltech101和CIFAR10-DVS数据集上达到85.62%和85.55%的准确率;在动作识别任务SL-Animals上,准确率高达91.59%。相关代码已开源,地址为:https://github.com/myuansun/EventRPG


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