Inverse problems are notoriously difficult to solve because they can have no solutions, multiple solutions, or have solutions that vary significantly in response to small perturbations in measurements. Bayesian inference, which poses an inverse problem as a stochastic inference problem, addresses these difficulties and provides quantitative estimates of the inferred field and the associated uncertainty. However, it is difficult to employ when inferring vectors of large dimensions, and/or when prior information is available through previously acquired samples. In this paper, we describe how deep generative adversarial networks can be used to represent the prior distribution in Bayesian inference and overcome these challenges. We apply these ideas to inverse problems that are diverse in terms of the governing physical principles, sources of prior knowledge, type of measurement, and the extent of available information about measurement noise. In each case we apply the proposed approach to infer the most likely solution and quantitative estimates of uncertainty.


翻译:众所周知,反面问题难以解决,因为它们没有解决办法、多种解决办法,或对于测量中的小扰动反应,其解决办法差异很大。贝叶斯推论,作为一个随机推论问题,提出了反向问题,解决了这些困难,并提供了推断领域和相关不确定性的定量估计。然而,当推断出大尺寸的矢量和(或)先前通过以前获得的样品获得以前的资料时,很难使用。我们在本文件中说明如何利用深层次的基因对抗网络来代表先前在巴耶斯推论中的分布并克服这些挑战。我们将这些想法应用于反向问题,这些问题在物理原理、先前知识来源、计量类型和关于测量噪音的现有信息范围方面各不相同。我们在每个案例中都采用拟议的方法来推断最可能的解决办法和对不确定性的定量估计。

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