Implicit Neural Representation (INR) has emerged as a powerful tool for encoding discrete signals into continuous, differentiable functions using neural networks. However, these models often have an unfortunate reliance on monolithic architectures to represent high-dimensional data, leading to prohibitive computational costs as dimensionality grows. We propose F-INR, a framework that reformulates INR learning through functional tensor decomposition, breaking down high-dimensional tasks into lightweight, axis-specific sub-networks. Each sub-network learns a low-dimensional data component (e.g., spatial or temporal). Then, we combine these components via tensor operations, reducing forward pass complexity while improving accuracy through specialized learning. F-INR is modular and, therefore, architecture-agnostic, compatible with MLPs, SIREN, WIRE, or other state-of-the-art INR architecture. It is also decomposition-agnostic, supporting CP, TT, and Tucker modes with user-defined rank for speed-accuracy control. In our experiments, F-INR trains $100\times$ faster than existing approaches on video tasks while achieving higher fidelity (+3.4 dB PSNR). Similar gains hold for image compression, physics simulations, and 3D geometry reconstruction. Through this, F-INR offers a new scalable, flexible solution for high-dimensional signal modeling.


翻译:隐式神经表示(INR)已成为利用神经网络将离散信号编码为连续可微函数的强大工具。然而,这些模型通常依赖单一架构来表示高维数据,导致计算成本随维度增长而急剧增加。我们提出F-INR框架,该框架通过函数张量分解重构INR学习过程,将高维任务分解为轻量化的轴向特定子网络。每个子网络学习一个低维数据分量(如空间或时间分量),随后通过张量运算组合这些分量,从而降低前向传播复杂度,并通过专业化学习提升精度。F-INR采用模块化设计,因此具备架构无关性,可与MLP、SIREN、WIRE或其他先进INR架构兼容。同时支持分解方式无关性,兼容CP、TT及Tucker分解模式,用户可通过自定义秩实现速度-精度调控。实验表明,F-INR在视频任务中的训练速度比现有方法快$100\times$,同时获得更高的保真度(PSNR提升+3.4 dB)。在图像压缩、物理仿真和三维几何重建任务中亦取得类似优势。F-INR由此为高维信号建模提供了一种可扩展、灵活的新解决方案。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Attentive Graph Neural Networks for Few-Shot Learning
Arxiv
40+阅读 · 2020年7月14日
Arxiv
20+阅读 · 2019年9月7日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员