基于生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)的圖像分類研究及其在脈沖星候選體識(shí)別中的應(yīng)用

　　FAST的科學(xué)目標(biāo)眾多，總結(jié)起來(lái)，主要包括以下6個(gè)方面：一是巡視宇宙中的中性氫，研究宇宙大尺度物理學(xué)，探索宇宙起源和演化；二是觀測(cè)脈沖星，研究極端狀態(tài)下的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物理規(guī)律；三是主導(dǎo)國(guó)際甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量網(wǎng)，并獲得天體超精細(xì)結(jié)構(gòu)；四是探測(cè)星際分子，研究恒星形成與演化、星系核心黑洞以及探索太空生命起源；五是搜索星際通信信號(hào)，搜尋地外文明；六是其他應(yīng)用領(lǐng)域。FAST將把我國(guó)深空測(cè)控及通信能力由地球同步軌道延伸至太陽(yáng)系外緣行星，能使目前我國(guó)的深空通信數(shù)據(jù)下行速率提高100-1000倍，強(qiáng)有力地支持我國(guó)未來(lái)載人航天、探月和深空探測(cè)計(jì)劃，還能應(yīng)對(duì)深空飛行器在快速工程變軌和著陸時(shí)的測(cè)控需求；觀測(cè)電離層對(duì)衛(wèi)星和射電源信號(hào)的閃爍，研究電離層不均勻的時(shí)空結(jié)構(gòu)，為我國(guó)軍民兩用通信和衛(wèi)星定位服務(wù)；觀測(cè)行星際閃爍（IPS）和法拉第旋光現(xiàn)象，跟蹤探測(cè)日冕物質(zhì)拋射事件，了解太陽(yáng)風(fēng)的行星際傳播，服務(wù)太空天氣預(yù)報(bào)，等等。在眾多科學(xué)目標(biāo)中，尋找脈沖星是FAST早期的主要科學(xué)目標(biāo)之一。新脈沖星的發(fā)現(xiàn)以及利用FAST對(duì)這些新脈沖星進(jìn)行后續(xù)跟蹤觀測(cè)，可提供解決廣義相對(duì)論檢驗(yàn)、銀河系中心黑洞探索、銀河系星際介質(zhì)探測(cè)、中子星內(nèi)部物態(tài)探測(cè)等物理學(xué)基本問(wèn)題的新手段。脈沖星是一種高度磁化的旋轉(zhuǎn)中子星，它具有體積小、密度大且能發(fā)射電磁輻射等特點(diǎn)。脈沖星的發(fā)現(xiàn)在物理和天文學(xué)領(lǐng)域都有著重要的意義。目前，F(xiàn)AST主要采用基于特征篩選的脈沖星候選體識(shí)別方法并發(fā)現(xiàn)了160余顆新脈沖星。脈沖星候選體數(shù)據(jù)集具有極端非平衡性特征，因此給候選體識(shí)別帶來(lái)了極大的困擾。以卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為代表的深度學(xué)習(xí)模型雖然在圖像識(shí)別領(lǐng)域展現(xiàn)出驚人的能力，但面對(duì)非平衡脈沖星候選體數(shù)據(jù)集時(shí)表現(xiàn)出一定程度的模型偏移（偏向多數(shù)類）。針對(duì)不平衡數(shù)據(jù)的分類問(wèn)題，目前較為常見的有改進(jìn)損失函數(shù)和重平衡數(shù)據(jù)集兩種途徑；另外，少數(shù)類樣本的多樣性缺乏也是脈沖星候選體識(shí)別面臨的主要困境。生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)為脈沖星候選體識(shí)別提供了有效途徑。它可以從已有的樣本學(xué)習(xí)到樣本的分布，并生成新的樣本。因此，《基于生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)的圖像分類研究及其在脈沖星候選體識(shí)別中的應(yīng)用》擬從改進(jìn)損失函數(shù)和利用生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)的生成能力兩個(gè)方面解決脈沖星候選體數(shù)據(jù)集面臨的非平衡問(wèn)題以及少數(shù)類樣本多樣性缺乏的問(wèn)題。

暫缺《基于生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)的圖像分類研究及其在脈沖星候選體識(shí)別中的應(yīng)用》作者簡(jiǎn)介