相关噪声的高效建模 II. 一种具备快速可扩展方法的灵活噪声模型
天体物理仪器与方法
2020-07-01 v1 地球与行星天体物理
太阳与恒星天体物理
统计计算
摘要
相关噪声影响大多数天文数据集，忽视对其建模会导致虚假信号探测，尤其在低信噪比条件下——而这往往是开展新发现的语境。例如，在用视向速度时间序列探测系外行星时，恒星活动性可引发虚假探测。然而，常采用白噪声近似，因为分析数据时考虑相关噪声意味着更复杂的分析。此外，计算代价可能令人望而却步，通常随数据集大小呈立方缩放。对于某些受限的相关噪声模型类，有专用算法可助降低计算代价。这种速度提升在高斯过程回归中尤为有用，但代价是噪声模型的通用性。本文提出S+LEAF噪声模型，其能以相对于数据集大小的线性计算代价涵盖大类相关噪声。S+LEAF模型特别包含准周期核混合与定标噪声。这种高效建模得益于噪声协方差矩阵的稀疏表示，以及用于矩阵求逆、求解、行列式计算等的专用算法。我们将S+LEAF模型应用于重新分析HD 136352的HARPS视向速度时间序列，展示了该模型处理多种噪声源的灵活性，并论证了考虑相关噪声（尤其是定标噪声）对正确评估探测信号显著性的重要性。我们提供了S+LEAF模型的开源实现，见https://gitlab.unige.ch/jean-baptiste.delisle/spleaf。
引用
@article{arxiv.2004.10678,
title = {Efficient modeling of correlated noise II. A flexible noise model with fast and scalable methods},
author = {J. -B. Delisle and N. Hara and D. Ségransan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.10678},
year = {2020}
}
备注
Accepted in A&A