Solving for the frequency-domain scattered wavefield via physics-informed neural network (PINN) has great potential in seismic modeling and inversion. However, when dealing with high-frequency wavefields, its accuracy and training cost limits its applications. Thus, we propose a novel implementation of PINN using frequency upscaling and neuron splitting, which allows the neural network model to grow in size as we increase the frequency while leveraging the information from the pre-trained model for lower-frequency wavefields, resulting in fast convergence to high-accuracy solutions. Numerical results show that, compared to the commonly used PINN with random initialization, the proposed PINN exhibits notable superiority in terms of convergence and accuracy and can achieve neuron based high-frequency wavefield solutions with a two-hidden-layer model.


翻译:通过物理知情神经网络(PINN)解决频域分散的波场,在地震建模和倒置方面具有巨大潜力,然而,在处理高频波场时,其准确性和培训成本限制了其应用。因此,我们提议采用频率升级和神经分解,以创新方式实施PINN,这样神经网络模型可以随着频率的增加而扩大,同时利用预先培训的低频波场模型提供的信息,导致快速与高准确性解决方案相融合。 数字结果显示,与常用的PINN和随机初始化相比,拟议的PINN在趋同性和准确性方面表现出显著优势,并能够用双层模型实现基于神经的高频波场解决方案。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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