Deep learning techniques have shown significant potential in many applications through recent years. The achieved results often outperform traditional techniques. However, the quality of a neural network highly depends on the used training data. Noisy, insufficient, or biased training data leads to suboptimal results. We present a hybrid method that combines deep learning with iterated graph Laplacian and show its application in acoustic impedance inversion which is a routine procedure in seismic explorations. A neural network is used to obtain a first approximation of the underlying acoustic impedance and construct a graph Laplacian matrix from this approximation. Afterwards, we use a Tikhonov-like variational method to solve the impedance inversion problem where the regularizer is based on the constructed graph Laplacian. The obtained solution can be shown to be more accurate and stable with respect to noise than the initial guess obtained by the neural network. This process can be iterated several times, each time constructing a new graph Laplacian matrix from the most recent reconstruction. The method converges after only a few iterations returning a much more accurate reconstruction. We demonstrate the potential of our method on two different datasets and under various levels of noise. We use two different neural networks that have been introduced in previous works. The experiments show that our approach improves the reconstruction quality in the presence of noise.


翻译:深度学习技术近年来在众多应用中展现出显著潜力,所取得的成果往往优于传统方法。然而,神经网络的质量高度依赖于所使用的训练数据。包含噪声、数据不足或存在偏差的训练数据会导致次优结果。我们提出了一种将深度学习与迭代图拉普拉斯相结合的混合方法,并将其应用于声阻抗反演——地震勘探中的常规流程。首先利用神经网络获得地下声阻抗的初始逼近,并基于该逼近构建图拉普拉斯矩阵;随后采用基于Tikhonov正则化的变分方法求解阻抗反演问题,其中正则化项以所构建的图拉普拉斯矩阵为基础。结果显示,相比于神经网络给出的初始估计值,该求解过程对噪声具有更高的精度和稳定性。上述过程可多次迭代,每次迭代均基于最新重建结果构建新的图拉普拉斯矩阵。该方法仅需数次迭代即可收敛,并返回显著更精确的重建结果。我们在两个不同数据集及多种噪声水平下验证了该方法的潜力,并采用了两类前期研究中提出的神经网络。实验表明,我们的方法在存在噪声的情况下能有效提升重建质量。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
69+阅读 · 2022年9月7日
Arxiv
18+阅读 · 2021年3月16日
Arxiv
11+阅读 · 2018年7月31日
Arxiv
17+阅读 · 2018年4月2日
VIP会员
最新内容
“Maven计划”的发展演变之“Maven智能系统”应用
《无人机革命:来自俄乌战场的启示》(报告)
专知会员服务
5+阅读 · 今天6:48
《实现联合作战能力所需的技术》58页报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:30
以色列运用人工智能优化空袭警报系统
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:20
以色列在多条战线部署AI智能体
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:12
2025年大语言模型进展报告
专知会员服务
19+阅读 · 4月25日
多智能体协作机制
专知会员服务
15+阅读 · 4月25日
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
相关论文
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员