Toward Understanding the Benefits of Neural Network Parameterizations in Geophysical Inversions: A Study With Neural Fields
Notice bibliographique
Résumé
Recent research in test-time machine learning methods has shown that some machine learning models, without any prior learning, can improve the results of geophysical inversions. Some examples include the Deep Image Prior Inversions (DIP-Inv) and the Neural Fields Inversions (NFs-Inv), where the inverse problems are reparametrized by the weights of the machine learning models. In this work, we employ neural fields, which use neural networks to map a coordinate to the corresponding physical property value at that coordinate, in a test-time learning manner. For a test-time learning method, the weights are learned during the inversion, as compared to traditional approaches, which require a network to be trained using a training dataset. Results for synthetic examples in seismic tomography and direct current resistivity inversions are shown first. We then perform a singular value decomposition analysis on the Jacobian of the weights of the neural network (SVD analysis) for both cases to explore the effects of neural networks on the recovered model. The results show that the test-time learning approach can eliminate unwanted artifacts in the recovered subsurface physical property model caused by the sensitivity of the survey and physics. Therefore, NFs-Inv improves the inversion results compared to the conventional inversion in some cases, such as the recovery of the dip angle or the prediction of the boundaries of the main target. In the SVD analysis, we observe similar patterns in the left-singular vectors as were observed in some diffusion models, trained in a supervised/self-supervised manner, for generative tasks in computer vision. This observation provides evidence that there is an implicit bias, which is inherent in the neural network structures, that is useful in supervised/self-supervised learning and test-time learning models. This implicit bias has the potential to be useful for recovering models in geophysical inversions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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 tête enseignante, 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 ».