亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Strong Solutions for PDE-Based Tomography by Unsupervised Learning

点式的 解算器 反问题 电阻抗断层成像 偏微分方程 应用数学 边值问题 可微函数 独特性 数学 规范(哲学) 边界(拓扑) 人工神经网络 计算机科学 数学优化 算法 数学分析 断层摄影术 人工智能 法学 物理 光学 政治学
作者
Leah Bar,Nir Sochen
出处
期刊:Siam Journal on Imaging Sciences [Society for Industrial and Applied Mathematics]
卷期号:14 (1): 128-155 被引量:20
标识
DOI:10.1137/20m1332827
摘要

We introduce a novel neural network-based PDEs solver for forward and inverse problems. The solver is grid free, mesh free, and shape free, and the solution is approximated by a neural network. We employ an unsupervised approach such that the input to the network is a point set in an arbitrary domain, and the output is the set of the corresponding function values. The network is trained to minimize deviations of the learned function from the PDE solution and satisfy the boundary conditions. The resulting solution in turn is an explicit, smooth, differentiable function with a known analytical form. We solve the forward problem (observations given the underlying model's parameters), semi-inverse problem (model's parameters given the observations in the whole domain), and full tomography inverse problem (model's parameters given the observations on the boundary) by solving the forward and semi-inverse problems at the same time. The optimized loss function consists of few elements: fidelity term of $L_2$ norm that enforces the PDE in the weak sense, an $L_\infty$ norm term that enforces pointwise fidelity and thus promotes a strong solution, and boundary and initial conditions constraints. It further accommodates regularizers for the solution and/or the model's parameters of the differential operator. This setting is flexible in the sense that regularizers can be tailored to specific problems. We demonstrate our method on several free shape two dimensional (2D) second order systems with application to electrical impedance tomography (EIT) and diffusion equation. Unlike other numerical methods such as finite differences and finite elements, the derivatives of the desired function can be analytically calculated to any order. This framework enables, in principle, the solution of high order and high dimensional nonlinear PDEs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
George发布了新的文献求助10
18秒前
21秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
50秒前
54秒前
xun完成签到,获得积分10
58秒前
Linda发布了新的文献求助30
58秒前
整齐的蜻蜓完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Linda完成签到,获得积分10
2分钟前
科研通AI5应助菁菁采纳,获得30
2分钟前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
3分钟前
Owllight发布了新的文献求助10
3分钟前
3分钟前
研友_Fan完成签到,获得积分10
3分钟前
4分钟前
4分钟前
4分钟前
菁菁发布了新的文献求助30
4分钟前
4分钟前
jeff完成签到,获得积分20
4分钟前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
4分钟前
打打应助科研通管家采纳,获得10
4分钟前
菁菁完成签到,获得积分10
4分钟前
John完成签到,获得积分10
4分钟前
thangxtz完成签到,获得积分10
5分钟前
6分钟前
山橘月发布了新的文献求助10
6分钟前
紫熊完成签到,获得积分10
6分钟前
gincle完成签到 ,获得积分10
7分钟前
HuiHui完成签到,获得积分10
7分钟前
ktw完成签到,获得积分10
8分钟前
巴山夜雨完成签到,获得积分10
8分钟前
8分钟前
研友_nVWP2Z完成签到 ,获得积分10
9分钟前
西西弗思完成签到,获得积分20
9分钟前
FashionBoy应助西西弗思采纳,获得10
9分钟前
10分钟前
西西弗思发布了新的文献求助10
10分钟前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
A Field Guide to the Amphibians and Reptiles of Madagascar - Frank Glaw and Miguel Vences - 3rd Edition 400
A China diary: Peking 400
Brain and Heart The Triumphs and Struggles of a Pediatric Neurosurgeon 400
Cybersecurity Blueprint – Transitioning to Tech 400
Mixing the elements of mass customisation 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3784797
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3330056
关于积分的说明 10244208
捐赠科研通 3045404
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1671660
邀请新用户注册赠送积分活动 800577
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 759508