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An asymmetric lightweight multi-task network based on KAN convolution

delete2025-09-26
delete0
PRE
AI
F
Fanyun Meng
Y
Yongqiang Sun *
Z
Zhenyu Zhu
P
Pan Li-ping
J
Jinlong Wang
DOI:10.1007/s00500-025-10915-2delete
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摘要

摘要

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多任务学习已成为计算机视觉中的一个关键范式,能够同时处理语义分割和深度估计等关联任务。然而,现有的多任务网络存在严重的参数低效问题,研究表明高达60–70%的参数对模型性能贡献甚微,导致计算资源浪费和次优结果。本文提出LAKNet(轻量级非对称KAN网络),一种新型多任务架构,通过三项关键创新从根本上解决参数未充分利用问题:(1) 采用预激活机制增强参数效率的KAN(Kolmogorov-Arnold网络)卷积模块,相比传统卷积提升35–40%的参数效率;(2) 一种非对称编解码结构,通过战略性深浅特征融合在减少50%参数的同时保持性能;(3) 一种多尺度通道注意力机制,通过丰富特征表示来弥补参数数量的减少。在Cityscapes数据集上的大量实验表明,LAKNet以仅3.86×10⁷个参数实现了语义分割58.90%的mIoU和深度估计0.0182的绝对误差,达到当前最优性能,优于MTAN(51.91% mIoU,4.12×10⁷参数)及其他基准方法。理论分析揭示,KAN卷积的预激活策略使每个参数能更有效地贡献于特征学习,解决了后激活架构的根本低效问题。代码地址:https://github.com/SyqxhSt/Net-LAK-MTL
Keyword:
Multi-task learning
Kolmogorov-Arnold networks
Parameter efficiency
Asymmetric architecture
Channel attention

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