論文の概要: Streamlined Lensed Quasar Identification in Multiband Images via Ensemble Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.01090v2
• Date: Fri, 18 Aug 2023 08:31:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-21 23:04:29.681483
• Title: Streamlined Lensed Quasar Identification in Multiband Images via Ensemble Networks
• Title（参考訳）: アンサンブルネットワークを用いたマルチバンド画像におけるストリーニングレンズ付きクエーサー同定
• Authors: Irham Taufik Andika, Sherry H. Suyu, Raoul Ca\~nameras, Alejandra Melo, Stefan Schuldt, Yiping Shu, Anna-Christina Eilers, Anton Timur Jaelani, Minghao Yue
• Abstract要約: 強いレンズを経験するクエーサーは、宇宙膨張速度、暗黒物質、およびクエーサーホスト銀河に関連する主題に独自の視点を与える。 我々は,現実的な銀河・クエーサーレンズシミュレーションに基づいて訓練された最先端畳み込みネットワーク(CNN)を組み込むことにより,新しいアプローチを開発した。 我々は親標本として約6000万個の情報源を検索し、光度測定によるクエーサーを$theta_mathrmE5$arcsecのEinstein radiiで発見した後、これを892,609個に減らした。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 34.82692226532414
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quasars experiencing strong lensing offer unique viewpoints on subjects related to the cosmic expansion rate, the dark matter profile within the foreground deflectors, and the quasar host galaxies. Unfortunately, identifying them in astronomical images is challenging since they are overwhelmed by the abundance of non-lenses. To address this, we have developed a novel approach by ensembling cutting-edge convolutional networks (CNNs) -- for instance, ResNet, Inception, NASNet, MobileNet, EfficientNet, and RegNet -- along with vision transformers (ViTs) trained on realistic galaxy-quasar lens simulations based on the Hyper Suprime-Cam (HSC) multiband images. While the individual model exhibits remarkable performance when evaluated against the test dataset, achieving an area under the receiver operating characteristic curve of $>$97.3% and a median false positive rate of 3.6%, it struggles to generalize in real data, indicated by numerous spurious sources picked by each classifier. A significant improvement is achieved by averaging these CNNs and ViTs, resulting in the impurities being downsized by factors up to 50. Subsequently, combining the HSC images with the UKIRT, VISTA, and unWISE data, we retrieve approximately 60 million sources as parent samples and reduce this to 892,609 after employing a photometry preselection to discover $z>1.5$ lensed quasars with Einstein radii of $\theta_\mathrm{E}<5$ arcsec. Afterward, the ensemble classifier indicates 3080 sources with a high probability of being lenses, for which we visually inspect, yielding 210 prevailing candidates awaiting spectroscopic confirmation. These outcomes suggest that automated deep learning pipelines hold great potential in effectively detecting strong lenses in vast datasets with minimal manual visual inspection involved.
• Abstract（参考訳）: 強いレンズを経験するクエーサーは、宇宙膨張速度、前景の偏向器内のダークマタープロファイル、およびクエーサーホスト銀河に関連する主題に独自の視点を提供する。 残念なことに、これらを天文学的な画像で識別することは困難である。 そこで我々は,近縁畳み込みネットワーク(CNN) - 例えばResNet, Inception, NASNet, MobileNet, EfficientNet, RegNet - と,Hyper Suprime-Cam (HSC) マルチバンド画像に基づくリアルな銀河・クエーサーレンズシミュレーションをトレーニングした視覚変換器(ViTs) を組み合わせた,新しいアプローチを開発した。 個々のモデルは、テストデータセットに対して評価した場合に顕著な性能を示し、受信側特性曲線の97.3%、中央値の偽陽性率3.6%の領域を達成するが、各分類器が選択した多数のスパイラルソースによって示される実際のデータの一般化に苦慮している。 これらのcnnとvitを平均することで大幅な改善を達成し、その結果、不純物は最大50まで減少する。 その後、HSC画像とUKIRT、VISTA、unWISEデータを組み合わせることで、約6000万のソースを親サンプルとして取得し、光測定プリセレクションを用いて、Einstein radii of $\theta_\mathrm{E}<5$ arcsec のレンズ付きクエーサーを発見し、これを 892,609 に削減する。 その後、アンサンブル分類器は、レンズとなる確率の高い3080のソースを示し、視認し、210の有力候補が分光学的確認を待つ。 これらの結果は、自動化されたディープラーニングパイプラインが、手動による視覚検査が最小限である巨大なデータセットにおいて、強力なレンズを効果的に検出する大きな可能性を示唆している。

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