Analog “neuronal” networks in early vision

Analog “neuronal” networks
in early vision
Koch and Yuille et al.
Proc Academic National Sciences
1986
概要

表面再構成問題を例として、アナログネット
ワーク(アナログ回路)の実装と問題解決方
法について紹介する。

標準正則化理論によるエネルギー関数。

Line Processを含むエネルギー関数。
Smooth Surface
Reconstruction(1)
表面再構成(Surface Reconstruction)とは・・・
•少数の観測データに、必要な点を補完して、曲
面全体を復元する。
•観測データにノイズが含まれている場合には、
ノイズの除去も行う(Smoothing)。
エネルギー関数の最小化問題
Smooth Surface
Reconstruction(2)
解が一意に定まらない
=
不良設定問題(ill-posed problem)
標準正則化理論を用いる
Smooth Surface
Reconstruction(3)
エネルギー関数
E( f ) || Bf  d ||  || Sf ||
2
2
d : data
 : regularization parameter
S : stabilizer
B : liner operater
Smooth Surface
Reconstruction(4)
1
L(V )   Ti , jViV j  Vi I i
2 i, j
i
T : 2( B B  S S )
T
V:f
I i : 2 B T d
T
Vi : ニューロン
iにおける電圧
I i : ニューロン
iに流入する電流
T : Connect ion
行列
L : 回路で消費される総電
力量
Smooth Surface Reconstruction
Line Process(1)
表面補完の欠点:不連続点を含む解を扱うことができない。
Line Process(線過程)の導入
Line Process(2)
隣接する2点が連続か不連続かを表す変数を導入。
E ( f , h)   ( f i 1  f i ) 2 (1  hi )
i
 cD  ( f i  d i ) 2  cL  hi
i
hi : LineProcess
i
Simulation Results
Simulation Results
Analog Networks for Early Vision
Analog Networkの利点:
•非常に高速に収束する。
Analog Networkの欠点:
•ローカルミニマムに陥る可能性がある。
→ほとんどの場合、妥当な解が得られる
•一度、回路を組んでしまうと、パラメータの変
更が困難になる。
→ハイブリッドアーキテクチャ
Analog Networks for Early Vision