所謂的全波形反演的伴隨狀態法
07-31
所謂的全波形反演的伴隨狀態法
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假設全波形反演的目標函數具有如下形式:
常見的 的選取方式有:
波場u滿足波動方程:
其中
然後呢,這個 就要滿足下面的微分方程:
計算FWI的梯度需要用到Green公式。就簡單推一下Green公式應該怎麼寫吧。首先考慮Stokes公式
根據這個Stokes定理,可以推出下面這個式子成立
這個其實就是Green公式。通過微分形式的運算規則可以驗證上面的微分關係,於是式子就成立了。
有了Green公式,在 滿足的微分方程兩端同時乘以一個函數w。這裡w是一個輔助函數,只是為了計算梯度,後面可以推出w需要滿足的方程。
對上面的等式兩邊積分,在,然後推啊推啊
你會發現當w滿足一定條件時,下面這個式子會成立
w滿足什麼條件呢,也就是滿足以下微分方程時,上面那個式子成立
然後人們就把這個w叫做伴隨波場,這個方法就叫做伴隨狀態法,可以利用這個方法比較方便地在數值上計算FWI的梯度。
如果目標函數的形式發生變化,只需要將第一個微分方程的右端項修改為相應的形式,就可以得到對應的梯度計算方法了。
其實波場的正向傳播,然後是殘差的反向傳播,非常像人工神經網路里的BP演算法,BP也是先feed forward,然後誤差反向傳播,而且關鍵是兩者都是在計算梯度。我覺得這兩個東西如果從某個更深刻的角度來看,應該會有聯繫。
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