Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > gr-qc > arXiv:2206.00882

帮助 | 高级搜索

广义相对论与量子宇宙学

arXiv:2206.00882 (gr-qc)
[提交于 2022年6月2日 (v1) ,最后修订 2022年6月22日 (此版本, v2)]

标题: 评估非高斯噪声对寻找连续引力波的卷积神经网络的影响

标题: Assessing the impact of non-Gaussian noise on convolutional neural networks that search for continuous gravitational waves

Authors:Takahiro S. Yamamoto, Andrew L. Miller, Magdalena Sieniawska, Takahiro Tanaka
摘要: 我们提出了一种卷积神经网络,能够从$\sim 1$年模拟数据中搜索连续引力波,这些数据受到非平稳、窄带干扰(即线状噪声)的影响。我们的网络已经学会将输入的应变数据分类为四类:(1)只有高斯噪声;(2)高斯噪声中的天体物理信号注入;(3)嵌入高斯噪声中的线状噪声;(4)同时受到高斯噪声和线状噪声污染的天体物理信号。 在我们的算法中,不同频率被独立处理;因此,我们的网络对均匀间隔的线状噪声(即梳状结构)具有鲁棒性,并且只需考虑完全正弦的线状噪声。我们发现,我们的神经网络能够以高精度区分天体物理信号和线状噪声。 在一个没有线状噪声的频段内,我们的网络灵敏度深度约为$\mathcal{D}^{95\%} \simeq 43.9$,假警报概率为$\sim 0.5\%$;而在存在线状噪声的情况下,当线状噪声幅度为$h_0^\mathrm{line}/\sqrt{S_\mathrm{n}(f_k)} = 1.0$时,我们能够保持假警报概率为$\sim 10\%$并达到$\mathcal{D}^\mathrm{95\%} \simeq 3.62$的灵敏度。 我们评估了该方法的计算成本为$O(10^{19})$浮点运算,并将其与标准全天空搜索的成本进行了比较,忽略覆盖参数空间的差异。结果显示,我们的方法比标准搜索方法高效一个或两个数量级。 尽管我们的神经网络使用当前设施(一块 GTX1080Ti 显卡)大约需要$O(10^8)$秒来部署,但我们预计通过利用更多改进后的显卡,可以将其减少到可接受的水平。
摘要: We present a convolutional neural network that is capable of searching for continuous gravitational waves, quasi-monochromatic, persistent signals arising from asymmetrically rotating neutron stars, in $\sim 1$ year of simulated data that is plagued by non-stationary, narrow-band disturbances, i.e., lines. Our network has learned to classify the input strain data into four categories: (1) only Gaussian noise, (2) an astrophysical signal injected into Gaussian noise, (3) a line embedded in Gaussian noise, and (4) an astrophysical signal contaminated by both Gaussian noise and line noise. In our algorithm, different frequencies are treated independently; therefore, our network is robust against sets of evenly-spaced lines, i.e., combs, and we only need to consider perfectly sinusoidal line in this work. We find that our neural network can distinguish between astrophysical signals and lines with high accuracy. In a frequency band without line noise, the sensitivity depth of our network is about $\mathcal{D}^{95\%} \simeq 43.9$ with a false alarm probability of $\sim 0.5\%$, while in the presence of line noise, we can maintain a false alarm probability of $\sim 10\%$ and achieve $\mathcal{D}^\mathrm{95\%} \simeq 3.62$ when the line noise amplitude is $h_0^\mathrm{line}/\sqrt{S_\mathrm{n}(f_k)} = 1.0$. We evaluate the computational cost of our method to be $O(10^{19})$ floating point operations, and compare it to those from standard all-sky searches, putting aside differences between covered parameter spaces. Our results show that our method is more efficient by one or two orders of magnitude than standard searches. Although our neural network takes about $O(10^8)$ sec to employ using our current facilities (a single GPU of GTX1080Ti), we expect that it can be reduced to an acceptable level by utilizing a larger number of improved GPUs.
评论: 17页,11幅图;v2版:适当提及处女座的贡献,修正了拼写错误
主题: 广义相对论与量子宇宙学 (gr-qc) ; 高能天体物理现象 (astro-ph.HE); 天体物理学的仪器与方法 (astro-ph.IM)
引用方式: arXiv:2206.00882 [gr-qc]
  (或者 arXiv:2206.00882v2 [gr-qc] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2206.00882
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
相关 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevD.106.024025
链接到相关资源的 DOI

提交历史

来自: Takahiro Yamamoto S. [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2022 年 6 月 2 日 05:54:28 UTC (383 KB)
[v2] 星期三, 2022 年 6 月 22 日 03:43:02 UTC (383 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
gr-qc
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2022-06
切换浏览方式为:
astro-ph
astro-ph.HE
astro-ph.IM

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号