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径向 M"untz-Sz\'asz 网络:用于多维奇异性的可学习幂基神经网络架构

机器学习 2026-03-10 v2 数值分析 数值分析

摘要

径向奇异场(如 1/r1/r, logr\log r, 裂缝尖端轮廓)难以由当前坐标可分神经网络建模。我们形式化证明:任何既径向又加法可分的 C2C^2 函数必为二次函数,确立了坐标逐元素幂律模型的根本性障碍。致力于此目的,我们引入径向 M"untz-Sz\'asz 网络(RMN),其代表场作为可学习径向幂 rμr^\mu 的线性组合,其中包括负指数,以及用于精确 logr\log r 行为的极限稳定 log-原始项。RMN 具有闭式空间梯度和拉普拉斯算子,支持在带洞域上的物理感知学习。在十个二维和三维基准测试中,RMN 的均方根误差(RMSE)比 MLP 低 1.5 至 51 倍,比 SIREN 低 10 至 100 倍,仅需 27 个参数,远少于 MLP 的 33,537 个参数和 SIREN 的 8,577 个参数。我们扩展 RMN 以包含角向依赖(RMN-Angular)和处理多个源点(RMN-MC),其源点恢复误差低于 10410^{-4}。我们也报告在光滑强非径向目标上的受控失效,以界定 RMN 的适用范围。

关键词

引用

@article{arxiv.2602.08419,
  title  = {Radial M\"untz-Sz\'asz Networks: Neural Architectures with Learnable Power Bases for Multidimensional Singularities},
  author = {Gnankan Landry Regis N'guessan and Bum Jun Kim},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2602.08419},
  year   = {2026}
}

备注

52 pages, 15 figures