快速恒星定心方法是否达到 Cramér-Rao 下界？

Mohammadjavad Vakili; David W. Hogg

快速恒星定心方法是否达到 Cramér-Rao 下界？

天体物理仪器与方法 2016-10-20 v1

作者: Mohammadjavad Vakili , David W. Hogg

摘要

在天文图像处理中，就精度而言最严苛的任务之一是恒星定心。即将开展的大规模巡天将拍摄数十亿个点源的图像，其中包括许多暗星，且曝光时间较短。恒星质心的实时估计对于实时 PSF 估计至关重要，而自行测量需要最高精度。基本的 Cramér-Rao 下界为最优估计器可达到的均方根误差设定了极限。在本工作中，我们旨在假设零均值恒定高斯噪声的情况下，将各种定心方法应用于相对低信噪比的未饱和恒星时，就比较它们在达到该界方面的性能。为了进行此比较，我们给出了这些估计器的均方根误差与相应 Cramér-Rao 界的比值，作为信噪比和暗星半高全宽的函数。我们讨论了暗星定心的两种一般情况：(i) 当我们对 PSF 有良好估计时，(ii) 当我们不知道 PSF 时。在已知 PSF 的情况下，我们表明在用 PSF 对图像进行平滑后，快速多项式定心在达到该界方面可以与极大似然估计器一样高效。在未知 PSF 的情况下，我们证明尽管多项式定心不如 PSF 轮廓拟合最优，但在很宽的条件范围内它非常接近达到 Cramér-Rao 下界。我们还表明，基于矩的光心法从未接近达到该界，因此它不能提供可靠的质心估计。

关键词

恒星定心 Cramér-Rao 下界天文图像处理点扩散函数极大似然估计器

引用

@article{arxiv.1610.05873,
  title  = {Do fast stellar centroiding methods saturate the Cram\'{e}r-Rao lower bound?},
  author = {Mohammadjavad Vakili and David W. Hogg},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1610.05873},
  year   = {2016}
}

备注

25 pages, 8 figures

快速恒星定心方法是否达到 Cramér-Rao 下界？

摘要

关键词

引用

备注

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