天体物理学 > 天体物理学的仪器与方法
[提交于 2018年7月31日
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标题: 利用循环神经网络和卷积神经网络分析强引力透镜的干涉观测结果
标题: Analyzing interferometric observations of strong gravitational lenses with recurrent and convolutional neural networks
摘要: 我们使用卷积神经网络(CNNs)和循环神经网络(RNNs)来估计强引力透镜的参数,这些参数是从干涉测量观测中获取的。我们探索了多种策略,并发现当从图像中去除脏束效应时,效果最佳,这通过基于RNN的结构执行去卷积后进行参数估计。为此,我们使用了Putzky & Welling(2017)中引入的循环推理机(RIM)。这为传统的CLEAN算法提供了一个快速且自动化的替代方案。我们利用伯努利分布的变分推理方法获得估计参数的不确定性。我们用模拟测试数据集以及五个ALMA强透镜观测数据来测试网络性能。对于观测到的ALMA数据,我们将我们的估计值与最大似然透镜建模方法得到的值进行比较,该方法在可见度空间中运行,并发现结果一致。我们表明,通过结合执行图像去卷积的RNN结构和执行透镜分析的CNN结构,我们可以高精度地估计透镜参数,其不确定性比最大似然方法高出不到两倍。包括由RIM执行的去卷积程序,在单个GPU上一次评估大约需要一秒钟,相比uv平面上的最大似然透镜建模,分析速度提高了六个数量级,而使用的计算资源减少了八个数量级。我们得出结论,这是一种很有前景的方法,可用于当前设施(如ALMA、JVLA)和未来大型干涉测量天文台(如SKA)的毫米波和厘米波干涉数据的分析,因为在uv平面上进行分析可能困难或不可行。
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