Seismic Wavelet Estimation: A Fast Learning Algorithm Using Cumulant Matching and Natural-Gradient
Notice bibliographique
Résumé
Abstract In this paper, a simple, fast and local learning algorithm for estimating mixed-phase seismic wavelets is developed. This learning algorithm minimizes the nonlinear cumulant matching criterion using the natural gradient. It is shown that the nonlinear cumulant matching criterion has a Riemannianstructure. Therefore its steepest-descent is given by its natural gradient descent. The Riemannian metric tensor of the pth-order cumulant matching criterion, p?3, is determined. Then thenatural-gradient learning algorithm minimizing the pth-order cumulant matching criterion is derived for recovery of mixedphase seismic wavelets. Computer simulations, for the extraction of a broadband mixed-phase seismic wavelet from synthetic noisy seismic data, illustrate the powerfulness of the developed natural-gradient learning algorithm with respect to the standard-gradient learning algorithm. Introduction Seismic wavelet estimation is required for solving many seismic signal processing problems. Such problems may includetime-lapse seismic inversion, linearized seismic AVO amplitude-varying-with-offset) inversion, mono-/multi-channelseismic deconvolution, phase correction of stacked seismic sections, seismic forward modeling, etc. To estimate mixedphase seismic wavelets, the cumulant matching criterion iscommonly used(2)(3)(5). In this paper, a simple, fast and local learning algorithm for recovery of mixed-phase seismic wavelets is developed. This learning algorithm minimizes the nonlinear cumulant matching criterion using the natural gradient. It is shown that the nonlinear cumulant matching criterion has a Riemannian structure. Therefore the steepest-descent of the nonlinear cumulant matching criterion isnot defined by its standard-gradient descent, as suggested in Lazear (1993) (2), but rather by its natural-gradient descent. The Riemannian metric tensor of the pth-order cumulant matching criterion, p?3, which is a positive-definite matrix, is determined. Then the natural-gradient learning algorithmminimizing the pth-order cumulant matching criterion is derived for the extraction of mixed-phase seismic wavelets. The standard-gradient learning algorithm is derived as a special case of the natural-gradient learning algorithm by substituting the Riemannian metric tensor by the identity matrix. This paper is organized as follows. In section 2, a general deterministic cost function is proposed, and then its natural-gradient descent isdetermined and analysed. In section 3, the nonlinear cumulant matching criterion for the extraction of mixed-phase seismic wavelets is treated as a special case of the deterministic cost function proposed in section 2. Then, the natural-gradient descent of this nonlinear cumulant matching criterion is derived from the natural-gradient descent of the deterministic costfunction proposed in section 2. In section 4, a couple of computer simulations for estimating a broadband mixed-phase seismic wavelet from synthetic noisy seismic data are carried out. In the first computer simulation, the seismic wavelet is recovered by minimizing the fourth-order cumulant matching criterion using both natural- and standard-gradients. In the second computer simulation, the seismic wavelet is extracted by minimizing the joint third- and fourth-order cumulant matching criterion using both natural- and standard-gradients. Both computer simulations illustrate that the natural-gradient learning algorithm requires much less iterations to converge than thestandard-gradient learning algorithm. Section 5 concludes the paper.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».