远期操作员的计算成本和选择适当的先前分布的计算成本挑战了贝叶斯对高维逆问题的推断。摊销的变异推理解决了这些挑战,在这些挑战中,训练神经网络以近似于现有模型和数据对的后验分布。如果以前看不见的数据和正态分布的潜在样品作为输入,则预处理的深神经网络(在我们的情况下是有条件的正常化流量)几乎没有成本的后验样品。然而,这种方法的准确性取决于高保真训练数据的可用性,由于地球的异质结构,由于地球物理逆问题很少存在。此外,准确的摊销变异推断需要从训练数据分布中汲取观察到的数据。因此,我们建议通过基于物理学的校正对有条件的归一化流量分布来提高摊销变异推断的弹性。为了实现这一目标,我们不是标准的高斯潜在分布,我们通过具有未知平均值和对角线协方差的高斯分布来对潜在分布进行参数化。然后,通过最小化校正后分布和真实后验分布之间的kullback-leibler差异来估算这些未知数量。尽管通用和适用于其他反问题,但通过地震成像示例,我们表明我们的校正步骤可提高摊销变异推理的鲁棒性,以相对于源实验数量的变化,噪声方差以及先前分布的变化。这种方法提供了伪像有限的地震图像,并评估其不确定性,其成本大致与五个反度迁移相同。
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我们建议使用贝叶斯推理和深度神经网络的技术,将地震成像中的不确定性转化为图像上执行的任务的不确定性,例如地平线跟踪。地震成像是由于带宽和孔径限制,这是一个不良的逆问题,由于噪声和线性化误差的存在而受到阻碍。但是,许多正规化方法,例如变形域的稀疏性促进,已设计为处理这些错误的不利影响,但是,这些方法具有偏向解决方案的风险,并且不提供有关图像空间中不确定性的信息以及如何提供信息。不确定性会影响图像上的某些任务。提出了一种系统的方法,以将由于数据中的噪声引起的不确定性转化为图像中自动跟踪视野的置信区间。不确定性的特征是卷积神经网络(CNN)并评估这些不确定性,样品是从CNN权重的后验分布中得出的,用于参数化图像。与传统先验相比,文献中认为,这些CNN引入了灵活的感应偏见,这非常适合各种问题。随机梯度Langevin动力学的方法用于从后验分布中采样。该方法旨在处理大规模的贝叶斯推理问题,即具有地震成像中的计算昂贵的远期操作员。除了提供强大的替代方案外,最大的后验估计值容易过度拟合外,访问这些样品还可以使我们能够在数据中的噪声中转换图像中的不确定性,以便在跟踪的视野上不确定性。例如,它承认图像上的重点标准偏差和自动跟踪视野的置信区间的估计值。
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