maxsmooth：快速极大平滑函数拟合及其在全球 21 厘米宇宙学中的应用
宇宙学与河外天体物理
2021-03-01 v3 天体物理仪器与方法
摘要
极大平滑函数(MSFs)是一类约束函数，其高阶导数中无拐点或零点穿越。因此，它们在信号恢复实验中有应用，其中感兴趣的信号是被更大的平滑信号或前景所掩盖的非平滑特征。它们也可作为诊断系统误差存在的强有力工具。MSFs 的约束性质使得拟合这些函数成为一项非平凡任务。我们介绍 maxsmooth，一个使用二次规划快速拟合 MSFs 的开源包。我们通过与常用拟合例程比较展示了 maxsmooth 的效率与可靠性，并表明我们能将拟合时间减少约两个数量级。我们提出并用 maxsmooth 实现了部分平滑函数，它可用于描述前景中非平滑结构的成分。本工作受 21 厘米宇宙学中前景建模问题的推动。我们讨论了 maxsmooth 在 21 厘米宇宙学中的应用，并用来自探测再电离时代全局信号实验(EDGES)和探测暗时代大孔径实验(LEDA)的数据为例加以说明。我们证明了 EDGES 数据中存在正弦系统误差，与纯前景拟合相比对数证据差为 。MSFs 在本文中首次应用于 LEDA 数据，我们识别出正弦系统误差的存在。maxsmooth 可通过 pip 安装，下载地址：https://github.com/htjb/maxsmooth
引用
@article{arxiv.2007.14970,
title = {maxsmooth: Rapid Maximally Smooth Function Fitting With Applications in Global 21-cm Cosmology},
author = {H. T. J. Bevins and W. J. Handley and A. Fialkov and E. de Lera Acedo and L. J. Greenhill and D. C. Price},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.14970},
year = {2021}
}
备注
21 pages, 16 figures