Здесь вся хитрость заключается в числительном "четыре".
В вашем предложении используется глагол "заметить", управление которого -
Винительный падеж. Иными словами
- заметить кого?/что? - Вин.п.
Теперь перейдем к нашему числительному, потому что оно может сыграть злую шутку с автором текста.
Если сказать "четыре", то это числительное управляет последующими словами, а именно получится
- заметить (кого?/что?) четыре небольшие собаки
Обратите внимание, если опустить наше числительное, то должно было бы быть:
- заметить (кого?/что?) небольших собак
Если в этом последнем примере поставить числительное, но оно будет играть подчинительную роль определения (а не самостоятельную, как в первом примере):
- заметить четырех небольших собак
Эти две формы сильно отличаются, ср.: "небольшие собаки" и "небольших собак".
Это отличие зависит от числительного: самостоятельно ли оно или нет.
В итоге возможны два варианта употребления:
1)По пути он заметил четыре небольшие собаки.
2)По пути он заметил четырех небольших собак.
А цифру "4" обычно читают именно как "четыре", а не как "четырех".