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Aprendizado ativo profundo para classificação de fácies sísmicas

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dc.creator Costa, Nayguel de Castro
dc.date.accessioned 2023-07-18T11:27:13Z
dc.date.available 2023-07-18T11:27:13Z
dc.date.issued 2023-06-14
dc.identifier.citation COSTA, Nayguel de Castro. Aprendizado ativo profundo para classificação de fácies sísmicas. 2023. 91 f. Dissertação (Mestrado em Matemática) - Instituto de Matemática e Estatística - IME, Universidade Federal da Bahia, Salvador (Bahia), 2023. pt_BR
dc.identifier.uri https://repositorio.ufba.br/handle/ri/37353
dc.description.abstract Seismic facies interpretation is a critical aspect of oil and gas exploration, yet it is not practical for human interpreters to analyze every part of the data thoroughly as the volume and resolution of seismic data increases. To address this issue, deep learning-based interpretation methods have gained attention. However, acquiring a sufficiently large and accurately labeled training dataset within project timelines remains a challenge. Active learning methods have been proposed to overcome this obstacle. They reduce the number of required training labels by creating an optimized labeled training set from unlabeled data. In this study, we developed an end-to-end encoding-decoding deep neural network for seismic facies classification and applied an active learning workflow with three distinct query strategies. The research was made using the Parihaka public dataset. Additionally, we introduced a unique bootstrap-based strategy to assess the confidence interval for the active learning curves. Our results showed that comparable outcomes to the baseline model could be achieved using less than half of the labeled training dataset, even when employing rudimentary methods, such as random sampling. Notably, the uncertainty sampling proved to be the most effective among the query strategies studied, as it has the potential to not only prioritize the most informative images but also identify uninformative ones. These promising findings suggest that the incorporation of active learning techniques can enhance the practicality and efficiency of deep learning-based seismic interpretation by reducing the reliance on large, labeled training datasets. pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.publisher Universidade Federal da Bahia pt_BR
dc.rights Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil *
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ *
dc.subject Aprendizado Profundo pt_BR
dc.subject Aprendizado Ativo pt_BR
dc.subject Interpretação Sísmica pt_BR
dc.subject Segmentação de Imagens pt_BR
dc.subject.other Deep Learning pt_BR
dc.subject.other Active Learning pt_BR
dc.subject.other Seismic Interpretation pt_BR
dc.subject.other Image Segmentation pt_BR
dc.title Aprendizado ativo profundo para classificação de fácies sísmicas pt_BR
dc.title.alternative Deep active learning for seismic facies classification pt_BR
dc.type Dissertação pt_BR
dc.publisher.program Pós-Graduação em Matemática (PGMAT)  pt_BR
dc.publisher.initials UFBA pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.subject.cnpq CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA pt_BR
dc.subject.cnpq CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA pt_BR
dc.contributor.advisor1 Rodrigues, Paulo Jorge Canas
dc.contributor.advisor1ID https://orcid.org/0000-0002-1248-9910 pt_BR
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/0029960374321970 pt_BR
dc.contributor.advisor-co1 Oliveira, Luciano Rebouças de
dc.contributor.advisor-co1Lattes http://lattes.cnpq.br/0372650483087124 pt_BR
dc.contributor.referee1 Rodrigues, Paulo Jorge Canas
dc.contributor.referee1ID https://orcid.org/0000-0002-1248-9910 pt_BR
dc.contributor.referee1Lattes http://lattes.cnpq.br/0029960374321970 pt_BR
dc.contributor.referee2 Cerqueira, Alexsandro Guerra
dc.contributor.referee2ID https://orcid.org/0000-0003-3462-9336 pt_BR
dc.contributor.referee2Lattes http://lattes.cnpq.br/4993793853330521 pt_BR
dc.contributor.referee3 Teodoro, George Luiz Medeiros
dc.contributor.referee3ID https://orcid.org/0000-0001-6289-3914 pt_BR
dc.contributor.referee3Lattes http://lattes.cnpq.br/6732940162423405 pt_BR
dc.creator.ID https://orcid.org/0009-0006-4703-4760 pt_BR
dc.creator.Lattes https://lattes.cnpq.br/8798973834391382 pt_BR
dc.description.resumo A interpretação de fácies sísmicas é um aspecto crítico da exploração de petróleo e gás. Porém, à medida que o volume e resolução dos dados sísmicos aumenta, não se torna prático para os intérpretes humanos analisar minuciosamente cada parte dos dados. Para mitigar esse problema, métodos de interpretação baseados em aprendizado profundo têm ganhado atenção recentemente. No entanto, adquirir um conjunto de dados de treinamento suficientemente grande e anotado, dentro dos cronogramas de projeto, continua sendo um desafio. Para superar esse obstáculo, métodos de aprendizado ativo foram propostos. Esses métodos reduzem a quantidade de anotação nos dados de treinamento ao criar um conjunto de treinamento rotulado otimizado a partir de dados não rotulados. Neste estudo, uma rede neural profunda do tipo encoder-decoder foi desenvolvida para executar a tarefa de classificação de fácies sísmicas. Em seguida, foi aplicado um protocolo de aprendizado ativo com três diferentes estratégias de amostragem. A pesquisa foi feita utilizando o conjunto de dados público Parihaka. Adicionalmente, é introduzida uma estratégia inovadora para avaliar o intervalo de confiança nas curvas de aprendizado ativo, utilizando bootstrap. Os resultados mostraram que métricas comparáveis às do modelo de referência foram alcançadas usando menos da metade do conjunto de dados de treinamento rotulado, mesmo empregando métodos simples, como a amostragem aleatória. A amostragem por incerteza mostrou-se a mais eficaz dentre as estratégias de amostragem estudadas, apresentando potencial para não apenas priorizar as imagens mais informativas, mas também identificar imagens não informativas. Esses resultados promissores sugerem que a incorporação de técnicas de aprendizado ativo pode melhorar a praticidade e eficiência da interpretação sísmica baseada em aprendizado profundo, reduzindo a dependência de grandes conjuntos de dados de treinamento anotados. pt_BR
dc.publisher.department Instituto de Matemática pt_BR
dc.type.degree Mestrado Acadêmico pt_BR


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