Earth Science Frontiers ›› 2024, Vol. 31 ›› Issue (4): 95-111.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.5.8
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LIU Ye(), HAN Yubo, ZHU Wenrui
Received:
2024-02-21
Revised:
2024-03-08
Online:
2024-07-25
Published:
2024-07-10
CLC Number:
LIU Ye, HAN Yubo, ZHU Wenrui. Mineral component identification and intelligent interpretation: Information sharing and transfer learning across different lithologies[J]. Earth Science Frontiers, 2024, 31(4): 95-111.
数据集 | 数据集A(图像) | 数据集B(图像) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
(预处理)组分分类 | A-a | B-a | |||||||
类别 | 石英 | 高岭石 | 岩屑 | 杂基 | 孔隙 | 其他 | 石英 | 斜长石 | 钾长石 |
数量 | 1 200 | 1 200 | 1 200 | 1 200 | 1 200 | 1 200 | 50 | 50 | 50 |
Table 1 Description of component recognition datasets A and B
数据集 | 数据集A(图像) | 数据集B(图像) | |||||||
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(预处理)组分分类 | A-a | B-a | |||||||
类别 | 石英 | 高岭石 | 岩屑 | 杂基 | 孔隙 | 其他 | 石英 | 斜长石 | 钾长石 |
数量 | 1 200 | 1 200 | 1 200 | 1 200 | 1 200 | 1 200 | 50 | 50 | 50 |
模型 | 预训练模型 | 组分识别迁移模型 | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
超参数 | 学习率 | 批大小 | 迭代次数 | 优化器 | 损失函数 | 学习率衰减 | 学习率 | 批大小 | 迭代次数 | 优化器 | 损失函数 | 学习率衰减 |
0.003 | 16 | 80 | Adam | 交叉熵损失 | 每30次迭代将学习率乘以0.5 | 0.000 3 | 8 | 40 | Adam | 交叉熵损失 | 每20次迭代将学习率乘以0.5 |
Table 2 Hyperparameters in component recognition model
模型 | 预训练模型 | 组分识别迁移模型 | ||||||||||
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超参数 | 学习率 | 批大小 | 迭代次数 | 优化器 | 损失函数 | 学习率衰减 | 学习率 | 批大小 | 迭代次数 | 优化器 | 损失函数 | 学习率衰减 |
0.003 | 16 | 80 | Adam | 交叉熵损失 | 每30次迭代将学习率乘以0.5 | 0.000 3 | 8 | 40 | Adam | 交叉熵损失 | 每20次迭代将学习率乘以0.5 |
模型 | 智能解释语义预训练模型 | |||||||||
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超参数 | 字典长度 | 最大语句长度 | 嵌入层尺寸 | GRU隐藏层尺寸 | 学习率 | 批大小 | 迭代次数 | 优化器 | 损失函数 | 学习率衰减 |
30 | 32 | 16 | 512 | 0.000 2 | 64 | 150 | Adam | 交叉熵损失 | 每5次迭代将 学习率乘以0.1 | |
模型 | 智能解释语义迁移模型 | |||||||||
超参数 | 字典长度 | 最大语句长度 | 嵌入层尺寸 | GRU隐藏层尺寸 | 学习率 | 批大小 | 迭代次数 | 优化器 | 损失函数 | 学习率衰减 |
16 | 18 | 16 | 512 | 0.0002 | 16 | 50 | Adam | 交叉熵损失 | 每5次迭代将 学习率乘以0.1 |
Table 3 Hyperparamerters in semantic model
模型 | 智能解释语义预训练模型 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
超参数 | 字典长度 | 最大语句长度 | 嵌入层尺寸 | GRU隐藏层尺寸 | 学习率 | 批大小 | 迭代次数 | 优化器 | 损失函数 | 学习率衰减 |
30 | 32 | 16 | 512 | 0.000 2 | 64 | 150 | Adam | 交叉熵损失 | 每5次迭代将 学习率乘以0.1 | |
模型 | 智能解释语义迁移模型 | |||||||||
超参数 | 字典长度 | 最大语句长度 | 嵌入层尺寸 | GRU隐藏层尺寸 | 学习率 | 批大小 | 迭代次数 | 优化器 | 损失函数 | 学习率衰减 |
16 | 18 | 16 | 512 | 0.0002 | 16 | 50 | Adam | 交叉熵损失 | 每5次迭代将 学习率乘以0.1 |
Fig.19 Comparisons of component recognition model performances between transfer learning model (blue) and the original model (orange) during training (a) and testing (b)
模型 | 类别 | 准确率/% |
---|---|---|
原始模型 | 训练集 | 86.6 |
测试集 | 87.5 | |
迁移模型 | 训练集 | 92.5 |
测试集 | 96.8 |
Table 4 Comparison of the predictive accuracy of semantic model with (blue) and without (orange) transfer learning
模型 | 类别 | 准确率/% |
---|---|---|
原始模型 | 训练集 | 86.6 |
测试集 | 87.5 | |
迁移模型 | 训练集 | 92.5 |
测试集 | 96.8 |
Fig.24 Comparisons of semantic model performances between transfer learning model (blue) and the original model (orange) during training (a) and testing (b)
模型 | 类别 | 准确率/% |
---|---|---|
原始模型 | 训练集 | 57.6 |
测试集 | 53.3 | |
迁移模型 | 训练集 | 100 |
测试集 | 98.3 |
Table 5 Comparison of the descriptive accuracy of semantic model with and without transfer learning
模型 | 类别 | 准确率/% |
---|---|---|
原始模型 | 训练集 | 57.6 |
测试集 | 53.3 | |
迁移模型 | 训练集 | 100 |
测试集 | 98.3 |
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