論文の概要: Pulse Shape Discrimination Algorithms: Survey and Benchmark
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.02750v1
- Date: Sun, 03 Aug 2025 04:41:32 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-06 18:18:55.607502
- Title: Pulse Shape Discrimination Algorithms: Survey and Benchmark
- Title(参考訳): パルス形状判別アルゴリズム:サーベイとベンチマーク
- Authors: Haoran Liu, Yihan Zhan, Mingzhe Liu, Yanhua Liu, Peng Li, Zhuo Zuo, Bingqi Liu, Runxi Liu,
- Abstract要約: 本稿では,放射線検出のためのパルス形状判別(PSD)アルゴリズムの総合的な調査とベンチマークについて述べる。
本研究では,F1スコア,ROC-AUC,メソッド間相関などの指標を用いて,標準化された2つのデータセットを実装・評価する。
ディープラーニングモデル、特にMLP(Multi-Layer Perceptrons)と、統計的特徴とニューラル回帰を組み合わせたハイブリッドアプローチは、従来の手法よりも優れていることが多い。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 7.302101804475471
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: This review presents a comprehensive survey and benchmark of pulse shape discrimination (PSD) algorithms for radiation detection, classifying nearly sixty methods into statistical (time-domain, frequency-domain, neural network-based) and prior-knowledge (machine learning, deep learning) paradigms. We implement and evaluate all algorithms on two standardized datasets: an unlabeled set from a 241Am-9Be source and a time-of-flight labeled set from a 238Pu-9Be source, using metrics including Figure of Merit (FOM), F1-score, ROC-AUC, and inter-method correlations. Our analysis reveals that deep learning models, particularly Multi-Layer Perceptrons (MLPs) and hybrid approaches combining statistical features with neural regression, often outperform traditional methods. We discuss architectural suitabilities, the limitations of FOM, alternative evaluation metrics, and performance across energy thresholds. Accompanying this work, we release an open-source toolbox in Python and MATLAB, along with the datasets, to promote reproducibility and advance PSD research.
- Abstract(参考訳): 本稿では,放射線検出のためのパルス形状判別(PSD)アルゴリズムの総合的な調査とベンチマークを行い,60近い手法を統計的(時間領域,周波数領域,ニューラルネットワークベース)と事前知識(機械学習,ディープラーニング)のパラダイムに分類する。
我々は、241Am-9Beソースからのラベル付きセットと238Pu-9Beソースからのタイム・オブ・フライのラベル付きセットの2つの標準データセット上で、F1スコア、ROC-AUC、金属間相関などのメトリクスを使用して、全てのアルゴリズムを実装し、評価する。
分析の結果,ディープラーニングモデル,特にMLP(Multi-Layer Perceptrons)と,統計的特徴とニューラル回帰を組み合わせたハイブリッドアプローチが従来の手法より優れていることがわかった。
本稿では,建築適合性,FOMの限界,代替評価指標,エネルギーしきい値を越えた性能について論じる。
この作業を伴って、PythonとMATLABのオープンソースツールボックスとデータセットをリリースし、再現性を促進し、PSD研究を前進させます。
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