A Test-Time Learning Approach to Reparameterize the Geophysical Inverse Problem With a Convolutional Neural Network
Notice bibliographique
Résumé
Regularization is critical for solving ill-posed geophysical inverse problems. Explicit regularization is often used, but there are opportunities to explore the implicit regularization effects that are inherent in a neural network structure. Researchers have discovered that the convolutional neural network (CNN) architecture inherently enforces a regularization that is advantageous for addressing diverse inverse problems in computer vision (CV), including denoising and in-painting. In this study, we examine the applicability of this implicit regularization to geophysical inversions. The CNN maps an arbitrary vector to the model space. The predicted subsurface model is then fed into a forward numerical simulation to generate corresponding predicted measurements. Subsequently, the objective function value is computed by comparing these predicted measurements with the observed measurements. The backpropagation algorithm is employed to update the trainable parameters of the CNN during the inversion. Note that the CNN in our proposed method does not require training before the inversion; rather, the CNN weights are estimated in the inversion process; hence, this is a test-time learning (TTL) approach. In this study, we choose to focus on the direct current (dc) resistivity inverse problem, which is representative of typical Tikhonov-style geophysical inversions (e.g., gravity and electromagnetic), to test our hypothesis. The experimental results demonstrate that the implicit regularization can be useful in some dc resistivity inversions. We also provide a discussion of the potential sources of this implicit regularization introduced from the CNN architecture and discuss some practical guides for applying the proposed method to other geophysical methods.
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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 | 0,005 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| 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 ».