論文の概要: HiLNO: A Hierarchical Latent Neural Operator with Multi-Scale Supervision for PDEs on General Geometries
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.18419v1
- Date: Wed, 16 Sep 2026 10:12:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-20 08:55:53.750152
- Title: HiLNO: A Hierarchical Latent Neural Operator with Multi-Scale Supervision for PDEs on General Geometries
- Title(参考訳): HiLNO: 一般測地上のPDEのためのマルチスケールスーパービジョン付き階層型潜在ニューラルネットワーク
- Abstract要約: HiLNOは階層型潜在ニューラルネットワークであり、微細から粗い潜在空間を構築する。
異方性ガウスアテンションは階層を横断する特徴伝達を可能にし、HLNOは一般測地に適用できる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 16.10965213796311
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Latent neural operators improve the efficiency of operator learning for partial differential equations (PDEs) by performing the main computation on compact latent representations. However, directly compressing the input representation to obtain such compact representations may discard solution-relevant spatial information, especially for PDE solutions with multiscale structures. To address this problem, we propose HiLNO, a hierarchical latent neural operator that constructs a fine-to-coarse-to-fine latent space and further introduces multi-scale supervision (MSS) and anisotropic Gaussian attention. The hierarchy mitigates potential information loss during compression, while MSS aligns intermediate predictions with downsampled target fields, encouraging solution-relevant structures to be captured across multiple spatial scales. Anisotropic Gaussian attention enables feature transfer across the hierarchy, making HiLNO applicable to general geometries. Experiments on representative PDE benchmarks and a large-scale automotive aerodynamics task show that HiLNO achieves competitive predictive accuracy, while reducing the parameter count by an average of 84.4% and FLOPs by an average of 69.2% compared with LinearNO. Additional experiments demonstrate effective generalization to unseen spatial resolutions. Code is available at https://github.com/JcLimath/HiLNO.
- Abstract(参考訳): ラテントニューラルネットワークは、コンパクトなラテント表現で主計算を行うことにより、偏微分方程式(PDE)の演算子学習の効率を向上させる。
しかし、そのようなコンパクトな表現を得るために入力表現を直接圧縮することは、特にマルチスケール構造を持つPDEソリューションにおいて、解関連空間情報を破棄する可能性がある。
この問題に対処するため,階層型潜在ニューラルネットワークであるHiLNOを提案し,さらにマルチスケール監視(MSS)と異方性ガウス的注意を導入する。
階層構造は圧縮中の潜在的な情報損失を軽減し、MSSは中間予測を縮小されたターゲットフィールドと整列させ、複数の空間スケールで解関連構造を捕捉することを奨励する。
異方性ガウスアテンションは階層を横断する特徴伝達を可能にし、HLNOは一般測地に適用できる。
代表的なPDEベンチマークと大規模な自動車空気力学タスクの実験では、HiLNOは平均84.4%、FLOPは平均69.2%の精度で、競合予測精度を達成している。
追加の実験は、見当たらない空間分解に対する効果的な一般化を実証している。
コードはhttps://github.com/JcLimath/HiLNO.comで入手できる。
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