全局加速运动感知神经网络
前言
2020年一份关于螃蟹Neohelicegranulata的研究表明，在螃蟹的小叶层新发现了一组具有显著方向选择性的运动敏感神经元，命名为小叶复合体方向细胞(LobulaComplexDirectionalCells,LCDCs)。
与大多数节肢动物中处理光流信息的DS神经元不同，螃蟹LCDCs神经元在处理光流信息的同时，还处理目标运动线索，而且仅对水平运动方向有选择性。
一、LCDCs神经元分析
与MLG1迫近敏感神经元一样，LCDCs神经元也从柱状神经元获取视觉信号,属于小叶层切向神经元。具体来说，大部分的LCDC方向选择性神经元表现出与MLG1迫近敏感神经元相似的特征:
1. 每个LCDC神经元对应局部视野接受域。
2. 大部分LCDC神经元对目标运动有强烈反应。
3. 大部分LCDC神经元表现出对连续运动视觉信号的快速适应性。
4. 其他LCDC神经元表现出对连续运动视觉信号的持续反应。
所有的LCDCs神经元将视觉信号汇集至侧前脑方向性神经纤维网(LateralProtocerebrumDirectionalNeuropil,LPDN)，以提高对运动目标的识别。
因此，一个合理的假设是:不具备适应性反应的LCDC神经元是运动方向感知神经元，而具有适应性属性的LCDC神经元是加速运动感知神经元。
加速运动感知神经元不会被持续匀速平移激活，仅有持续地加速运动才能反复激活加速运动感知神经元。两种不同的LCDCs神经元对水平平移运动的反应。
蓝色和红色箭头指示水平运动方向，紫色箭头指示垂直运动方向。LCDC-A和B两种神经元具有相反的运动方向选择性。LCDC-A表现出对持续运动的快速适应性。
LCDC-B对持续运动有持续的神经元脉冲输出。图片引用自作为一种新发现的方向选择性神经元，LCDC神经元很多属性，包括神经元数量、神经突触通路等并不明确。
因此，生物学研究目前仅提供一种神经突触连接假设。侧前脑方向神经纤维网(LPDN)作为LCDC神经元的神经突触汇集点，被认为是运动信息融合中心。
二、加速运动感知神经元
在LPDN中，关于运动目标的信息与关于光流场的运动信息经过集成，可以更好帮助螃蟹识别运动目标，也有可能参与引导螃蟹发起由视觉刺激引发的定向运动(追逐或者逃逸)。由于目前对LCDCs神经元的研究较少，MLG1神经元及其突触前神经网络结构作为本章神经网络模型的输入部分，并构建了位于MLG1神经元后的全局加速运动感知神经网络模型，实现对LCDCs神经元功能的仿生。
MLG1神经元模型本质为感知局部视野接受域内的运动目标图像膨胀事件，因此，MLG1模型不仅可以感知由迫近事件引起的图像膨胀事件，还可以感知运动目标由视野接受域外进入视野接受域内所引发的运动目标图像膨胀事件。
与STDE不同，AT-TDE实质上仅有一条前突触，但是本章仍用fac信号和trig信号表示脉冲的先后次序。AT-TDE单元的突触前神经元为DD神经元，突触后神经元是加速运动感知神经元，即加速运动感知神经元。
三、执行频率与采样帧率
全局加速运动感知神经网络模型算法的执行频率与采样帧率相关，因此使用频度综合表达算法的时间复杂度。通过上述对神经网络模型各层算法的描述可知，该模型的计算复杂度由神经网络各层对运动敏感神经元集合的运算处理方法决定。
全局加速运动感知神经网络模型主要用于捕捉空间大范围运动事件，因此首先对二维平面下的运动模式进行分类分析。以运动方向为准，二维平面的运动模式基本由以下三种模式组成。
1. 径向运动径向运动即在二维平面中，径直迫近或远离观察者的运动模式。其中，径向迫近运动在观察者视野接受域中表现为目标图像膨胀，径向远离运动
2. 平移运动平移运动是指在二维平面中，与观察者保持恒定距离的运动模式。在一定视野接受域中，向某一方向进行短距离运动都可被认为是理想水平运动。在观察者视野接受域中，理想平移运动的目标图像尺寸不发生变化。
3. 切向运动切向运动是径向运动和平移运动两种基本运动模式的合成。即运动目标朝向观察者移动，但不发生碰撞的运动模式。
结论
综上，地面坐标系下的匀速的切向运动在观察者坐标系下也包含加速信息。本章的全局加速运动感知神经网络主要用于感知在观察者坐标系下的相对加速信息。
为了更好的量化测试全局加速运动感知神经网络模型的功能，本章的实验环节将主要使用合成平移视频进行离线测试。运动目标尺寸为120的正方形，在全景图像中经过空间压缩后呈现类似梯形形状。
