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《恒星大氣物理參數估計中的稀疏特征提取.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第34卷，第8期光譜學與光譜分析Vo1．34，No．8，pp2279—22832014年8月SpectroscopyandSpectralAnalysisAugust，2014恒星大氣物理參數估計中的稀疏特征提取盧瑜，李鄉(xiāng)儒，楊坦，王永俊華南師范大學數學科學學院，廣東廣州510631摘要隨著斯隆數字巡天項目(SDSS)、歐空局GAIA和我國大天區(qū)面積多目標光纖光譜天文望遠鏡(LAMOST)等項目的相繼實施，擁有的恒星光譜數據量急速增加，由此導致基于光譜的恒星大氣物理參數自動測量方法的研究成為天文光譜分析
2、的重要課題之一[1]。探討了恒星光譜特征提取的方法(Haar+lasso)，其基本思想是首先使用Haar小波包對原始光譜進行多尺度分解，去除高頻系數，選取低頻系數作為光譜信息的描述；再采用lasso算法提取最優(yōu)的特征；最后將最優(yōu)特征輸人非參數回歸模型中對恒星大氣參數進行自動測量。Haar小波可以較好地去除原始光譜信號中的高頻噪聲，對全頻譜數據進行降維。lasso算法可以進一步剔除數據冗余，提取與物理參數相關度較強的特征。Haar十lasso方法提高了物理參數自動測量的準確性和運行效率。我們采用本文方案對
3、SLOAN發(fā)布的4O000個恒星子樣本的物理參數進行測量，三個物理參數的平均絕對誤差為：logTeff：0．0071dex，logg：0．2252dex和~Fe／H]：0．1996dex。同現有相關文獻的實驗結果相比，該方案可以獲得更準確的物理參數。關鍵詞恒星；Lasso；Haar小波；非參數回歸模型；特征；物理參數中圖分類號：P144．1文獻標識碼：ADOI：10．3964／j．issru1000—0593(2014)08—2279—05網絡方法對低噪比光譜恒星大氣物理參數進行估計。Muir—引言he
4、ad[l9_等運用譜線NaI(2．210m)和CaI(2．260}￡m)的等值寬度，以及Hz()_Kz指數研究了恒星光譜有效溫度和化學銀河系中恒星性質的研究對探索銀河系的形成、進化和豐度的測量。Vanderplas等_10_基于LLE(1ocallylinearem—化學元素的演變具有重要的意義1-23。隨著斯隆數字巡天項目bedding)特征提取方法研究了光譜分類。(SDSS)、歐空局GAIA和中國大天區(qū)面積多目標光纖光譜本工作首先對原始光譜進行多尺度小波包分解，去除高天文望遠鏡(LAMOST)等項目
5、的相繼實施，所擁有的光譜頻系數，提取低頻系數作為原始光譜的初始特征；然后使用數據急速增加，這對更好地理解銀河系提供了一個史無前例lasso方法對初始特征進行數據壓縮，提取最優(yōu)的特征；最后的機會_3“]。然而實現這些目標的關鍵是恒星大氣物理參數采用非參數回歸模型對SL0AN實測光譜的恒星大氣物理參的自動測量(如：有效溫度Teff、重力加速度logg、化學豐數進行自動測量。度[-Fe／H])。特征提取是恒星大氣物理參數測量的關鍵環(huán)節(jié)。特征提1非參數回歸模型取的主要目標是提取與物理參數有關的譜線信息，去除與物
6、理參數無關的冗余信息。特征提取的質量對物理參數估計模為了使所有光譜的流量具有相同的尺度，對每條光譜的型的準確性和運行效率具有重要的影響。Fiorentin[首先通流量進行了歸一化處理。為了減少溫度的動態(tài)范圍，使用過主成分分析方法(PCA)和波長范圍選擇方法(WRS)提取logTeff。使用非參數回歸模型建立光譜輸入集和輸出物理特征，然后使用人工神經網絡方法對SLOAN恒星光譜物理參數之間的映射關系。假設恒星光譜模板庫(訓練光譜)中第參數進行測量。張懷福等L6通過使用Daubechies小波包提取i條光譜
7、的輸入集為x，輸出物理參數={logTeff，logg，特征研究了光譜的分類。Manteiga[7]首先使用快速傅里葉變EFe／H])。待測光譜的輸入集為，則待測光譜的物理參數換和Mallat小波變換方法提取特征，然后使用反向傳播神經(z)則為收稿日期：2013—09—22。修訂日期：2013—12—08基金項目：國家自然科學基金項目(61273248，61075033)和廣東省自然科學基金項目(S2Ol1O10O03348)資助作者簡介：盧瑜，女，1973年生，華南師范大學數學科學學院講師e-mail
8、：lydwl003@163．CO1TI*通訊聯系人e-mail：xiangru．1i~gmail．tom2280光譜學與光譜分析第34卷假設有光譜數據(五，Y)，i=1，2，?，N，其中五(，(z)一∑(1)，?，‰)是特征向量，y是對應的物理參數，則la~s(估計函數為～(占，)=argroinf∑(M—a一∑)l，、z=1Js．t．_2I島I≤f(4)其中為特征的回歸系數，￡≥o是調和參數。在∑II≤K()t的約束條件下，為了使殘差平方
