論文の概要: KANO: Kolmogorov-Arnold Neural Operator for Image Super-Resolution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.22822v1
- Date: Sun, 28 Dec 2025 07:27:21 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-30 22:37:30.240222
- Title: KANO: Kolmogorov-Arnold Neural Operator for Image Super-Resolution
- Title(参考訳): カノ:イメージ超解像のためのコルモゴロフ・アルノルド神経オペレーター
- Authors: Chenyu Li, Danfeng Hong, Bing Zhang, Zhaojie Pan, Jocelyn Chanussot,
- Abstract要約: 我々はKolmogorov-Arnold Neural Operator(KANO)と呼ばれる新しい解釈可能な演算子を提案する。
狩野は、潜伏劣化フィッティングプロセスの透明で構造化された表現を提供する。
複雑なシーケンスフィッティングタスクの処理において,多層パーセプトロン (MLP) とコルモゴロフ・アルノルドネットワーク (KAN) を比較した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 41.768127715624
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The highly nonlinear degradation process, complex physical interactions, and various sources of uncertainty render single-image Super-resolution (SR) a particularly challenging task. Existing interpretable SR approaches, whether based on prior learning or deep unfolding optimization frameworks, typically rely on black-box deep networks to model latent variables, which leaves the degradation process largely unknown and uncontrollable. Inspired by the Kolmogorov-Arnold theorem (KAT), we for the first time propose a novel interpretable operator, termed Kolmogorov-Arnold Neural Operator (KANO), with the application to image SR. KANO provides a transparent and structured representation of the latent degradation fitting process. Specifically, we employ an additive structure composed of a finite number of B-spline functions to approximate continuous spectral curves in a piecewise fashion. By learning and optimizing the shape parameters of these spline functions within defined intervals, our KANO accurately captures key spectral characteristics, such as local linear trends and the peak-valley structures at nonlinear inflection points, thereby endowing SR results with physical interpretability. Furthermore, through theoretical modeling and experimental evaluations across natural images, aerial photographs, and satellite remote sensing data, we systematically compare multilayer perceptrons (MLPs) and Kolmogorov-Arnold networks (KANs) in handling complex sequence fitting tasks. This comparative study elucidates the respective advantages and limitations of these models in characterizing intricate degradation mechanisms, offering valuable insights for the development of interpretable SR techniques.
- Abstract(参考訳): 非常に非線形な劣化過程、複雑な物理的相互作用、および様々な不確実性の源は、特に難しい課題を単一画像超解像(SR)に与えている。
既存の解釈可能なSRアプローチは、事前学習または深層展開最適化フレームワークをベースとして、一般的に潜伏変数をモデル化するためのブラックボックスのディープネットワークに依存しており、分解プロセスは大部分が未知であり、制御不能である。
コルモゴロフ・アルノルドの定理(KAT)に触発され、我々は初めて新しい解釈可能な作用素であるコルモゴロフ・アルノルドニューラル作用素(KANO)を提案し、SRの画像化に適用した。
狩野は、潜伏劣化フィッティングプロセスの透明で構造化された表現を提供する。
具体的には、有限個のB-スプライン関数からなる加法構造を用いて、連続スペクトル曲線を断片的に近似する。
定義間隔内でスプライン関数の形状パラメータを学習・最適化することにより, 非線形反射点における局所線形トレンドやピークバレー構造などの重要なスペクトル特性を正確に把握し, SR結果に物理的解釈性を持たせる。
さらに, 自然画像, 航空写真, 衛星リモートセンシングデータ間の理論的モデリングと実験により, 複雑なシーケンスフィッティングタスクの処理において, 多層パーセプトロン (MLP) とコルモゴロフ・アルノルドネットワーク (KAN) を体系的に比較した。
この比較研究は、複雑な劣化機構を特徴づける上で、これらのモデルのそれぞれの利点と限界を解明し、解釈可能なSR技術の開発に有用な洞察を与える。
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