基于多层感知器的滤光式磁像仪非线性磁场定标方法
天体物理仪器与方法
2020-02-07 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
对于滤光式磁像仪，通常采用弱场假设下的线性定标方法；这导致在强磁场区域出现磁饱和效应。本文探索了一种基于多层感知器网络克服上述缺陷的新方法，我们称之为 MagMLP，其采用含一个输入层、五个隐藏层和一个输出层的反向传播算法。我们使用搭载于 \textit{Hinode} 上的 \textit{Spectropolarimeter} (SP) 的数据来模拟单波长观测以进行模型训练，并考虑了多普勒速度场与填充因子的影响。训练结果表明，横向场的线性拟合系数 (LFC) 达到 0.91 以上，纵向场的 LFC 在 0.98 以上。由于测试子集上相应的 LFC 均在 0.9 以上，模型的泛化能力良好。与线性定标方法相比，MagMLP 在处理磁饱和效应上有效得多。分析一个活动区时，线性定标结果在黑子本影区呈现明显的磁饱和效应；相应的系统误差在大多数区域超过 1000 G，部分像元甚至超过 2000 G。然而，MagMLP 在这些位置的结果非常接近反演结果，系统误差基本在 300 G 以内。此外，我们发现 \textit{Hinode}/SP 反演得到的倾角图像上存在许多值分别为 180 度和 0 度的“亮斑”与“暗斑”，此处反演不可靠且未给出良好结果；MagMLP 较好地处理了这些点。
引用
@article{arxiv.2002.02249,
title = {A Non-Linear Magnetic Field Calibration Method for Filter-Based Magnetographs by Multilayer Perceptron},
author = {JingJing Guo and XianYong Bai and YuanYong Deng and Hui Liu and JiaBen Lin and JiangTao Su and Xiao Yang and KaiFan Ji},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.02249},
year = {2020}
}
备注
19 pages, 12 figures, 2 tables, accepted for publication in Solar Physics