西澳大利亞大學研究者訓練AI系統識別太空中的星系

編譯:chux

出品:ATYUN訂閱號

西澳大利亞大學的研究人員開發了一種深度學習系統,可以識別太空中的星系。這個名爲ClaRAN的系統可以掃描射電望遠鏡拍攝的圖像,並發現從黑洞發射強大射電噴流的射電星系。

來自西澳大利亞大學的天文學家Ivy Wong博士和該研究的作者表示,在大多數星系的中心都會發現黑洞,“這些超大質量的黑洞偶爾可以用射電望遠鏡拍攝噴氣式飛機,隨着時間的推移,噴氣式飛機可以從它們的主星系延伸很長的路程,這使得傳統的計算機程序很難弄清星系的位置。這就是我們要教ClaRAN做的事情。“

這項工作使用基於快速區域的卷積神經網絡(更快的R-CNN),由微軟和Facebook研究人員的研究開發爲基礎。該團隊表示,該計劃經過徹底改革和訓練,可以識別星系而不是人。

ClaRAN觀察了超過500個不同角度的射電星系數據視圖,並進行檢測和分類。在掃描了不同的視圖後,ClaRAN還考慮了紅外望遠鏡的數據來改進其預測,給出了射電星系噴射系統的最終檢測和分類結果。

團隊使用NVIDIA Tesla GPU和cuDNN -accelerated TensorFlow深度學習框架,通過上千種世界座標系對齊的射電和紅外線圖像訓練卷積神經網絡。然後神經網絡將它們分爲六個形態類別之一。

Wong博士表示,傳統的計算機算法可識別大約90%的來源。“由於其擴展結構的複雜性,仍有10%或700萬難以識別的星系必須被人類所關注。如果ClaRAN將需要視覺分類的光源數量減少到百分之一,這意味着我們有更多的時間來觀察新星系。”

通過結合不同望遠鏡的數據,ClaRAN在其檢測和分類中的置信度水平得以提高。如檢測框上方的數字所示,1.00的置信度表示ClaRAN非常確信所檢測到的源是一個射電星系噴射系統,並且已經正確地對其進行了分類。左邊是一個射電星系噴射系統,ClaRAN只用射電望遠鏡的數據就能探測到。ClaRAN不確定它在這裏看到了什麼,給出了兩個預測,一個覆蓋整個系統,爲0.53的低置信度,一個覆蓋頂級噴射,只有0.67的置信度。右邊是同一個星系,但紅外望遠鏡數據重疊。隨着紅外望遠鏡數據的加入,ClaRAN對檢測的信心增加到最高值1.0,而ClaRAN現在將整個系統包含在其唯一的預測中。

代碼:github.com/chenwuperth/rgz_rcnn

論文:academic.oup.com/mnras/article/482/1/1211/5142869

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