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何时简单更优:针对受物理约束的 InSAR 相位展开,简单性优于复杂性

计算机视觉与模式识别 2026-05-05 v1 人工智能 机器学习

摘要

相位展开是基于 InSAR volcanic 和 seismic 监测中的主要计算瓶颈。我们挑战着色业界采用高复杂度计算机视觉架构(如注意力机制)而不验证其适合性的趋势,以物理约束的地理学回归为例。我们进行首次大规模架构消除实验,基于全球 LiCSAR 基准(20 帧、39,724 个切片、6510 万像素)。我们的结果揭示了显著的 "complexity penalty":一个 vanilla U-Net(776 万参数)达到 R2=0.834R^2=0.834 和 RMSE =1.01= 1.01 cm,显著优于 1137 万参数的注意力模型,在 R2R^2 提升 34%,在 RMSE 中改善 51%。功率谱密度(PSD)分析提供了物理依据:虽然注意力在捕获自然图像中锐利语义边缘方面出色,但会将非物理的高频杂波(>0.3>0.3 cycles/pixel)注入地理学场中,违反弹性表面变形的基本平滑约束。具有 2.92ms 的推理延迟(加快 2.5 倍),vanilla U-Net 是唯一能够轻松满足 operational early-warning 系统中子 100ms 要求的候选方案。这项工作填补了 "publication-to-practice" 之间的鸿沟,证明卷积局部性在光滑场回归中优于现代复杂性,主张在 ML4RS 中采用物理感知的简单性。代码可在 https://github.com/prabhjotschugh/When-Less-is-More-InSAR-Phase-Unwrapping 查阅。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.00896,
  title  = {When Less Is More: Simplicity Beats Complexity for Physics-Constrained InSAR Phase Unwrapping},
  author = {Prabhjot Singh and Manmeet Singh},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.00896},
  year   = {2026}
}

备注

9 pages, 5 figures, 2 tables. Oral presentation, ML4RS Workshop @ ICLR 2026