We present Recurrent Vision Transformers (RVTs), a novel backbone for object detection with event cameras. Event cameras provide visual information with sub-millisecond latency at a high-dynamic range and with strong robustness against motion blur. These unique properties offer great potential for low-latency object detection and tracking in time-critical scenarios. Prior work in event-based vision has achieved outstanding detection performance but at the cost of substantial inference time, typically beyond 40 milliseconds. By revisiting the high-level design of recurrent vision backbones, we reduce inference time by a factor of 6 while retaining similar performance. To achieve this, we explore a multi-stage design that utilizes three key concepts in each stage: First, a convolutional prior that can be regarded as a conditional positional embedding. Second, local and dilated global self-attention for spatial feature interaction. Third, recurrent temporal feature aggregation to minimize latency while retaining temporal information. RVTs can be trained from scratch to reach state-of-the-art performance on event-based object detection - achieving an mAP of 47.2% on the Gen1 automotive dataset. At the same time, RVTs offer fast inference (<12 ms on a T4 GPU) and favorable parameter efficiency (5 times fewer than prior art). Our study brings new insights into effective design choices that can be fruitful for research beyond event-based vision.


翻译:我们提出循环视觉Transformer(RVTs),一种适用于事件相机目标检测的新型骨干网络。事件相机能以亚毫秒级延迟提供高动态范围信息,并对运动模糊具有强鲁棒性。这些独特特性为时间敏感场景中的低延迟目标检测与跟踪提供了巨大潜力。现有事件视觉方法虽取得卓越检测性能,但推理时间通常超过40毫秒。通过重新审视循环视觉骨干网络的高级设计,我们将推理时间降低至原有的六分之一,同时保持相近性能。为达成此目标,我们探索了多阶段设计,每个阶段融入三个关键概念:第一,可视为条件位置编码的卷积先验;第二,用于空间特征交互的局部与扩张全局自注意力;第三,在最小化延迟的同时保留时序信息的循环时序特征聚合。RVT可从零训练,在事件目标检测中达到最优性能——在Gen1自动驾驶数据集上实现47.2%的mAP。同时,RVT具备快速推理能力(T4 GPU上<12毫秒)和优越的参数效率(仅为先前方法的五分之一)。本研究为超越事件视觉领域的有效设计选择提供了新的见解。

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