Nov, 2023

点云方法在星系调查领域的生成建模

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TL;DR我们介绍了一种基于扩散的生成模型，直接描述我们宇宙中的星系分布作为三维空间中的点的集合（坐标），可选地带有关联属性（例如速度和质量），而无需使用分箱或像素化。这种定制的扩散模型既可以用于仿真，重现星系分布的关键统计特征，也可以用于推断，通过计算星系场的条件似然性。我们首次应用于 Quijote 模拟套件中的大质量暗物质晕的案例。这种方法可以扩展以实现对宇宙学数据的全面分析，规避了摘要统计特征以及基于神经模拟的推断方法所固有的局限性。
diffusion-based generative modelgalaxies in the universeemulationsummary statisticscosmological data
发现论文，激发创造
  • 使用扩散模型进行有偏追踪器的暗物质场概率重建

    基于先进的星系形成模拟套件，利用扩散生成模型预测给定恒星质量场的潜在暗物质场的无偏后验分布，并能够消除在宇宙学和星系形成中的不确定性。

    Nov, 2023

  • 从暗物质分布估算宇宙学参数

    利用深度三维卷积神经网络和分布回归框架，研究了通过宇宙物质分布直接估算宇宙学参数的方法，并表明机器学习技术在某些情况下可以胜过基于宇宙学模型的极大似然点估计，这为更高精度的估算宇宙学参数开辟了道路。

    Nov, 2017

  • 基于评分的生成模型实现逼真星系图像模拟

    利用去噪扩散概率模型（DDPM）生成逼真的模拟星系图像，并借鉴深度生成学习文献中的 Frechet Inception 距离和新引入的合成星系距离指标进行相似度比较和 Emergent 物理特性比较，其效果比其他生成方法（如对手网络）更为真实，可用于量身定制特定成像调查的大量合成观测数据，证实其精确插值和域转换方法的潜在用途，并在星际物理学领域推动了该主题的进一步研究。

    Nov, 2021

  • 用卷积网络研究从暗物质到星系

    本文提出使用深度学习将三维宇宙中星系分布与其背后的暗物质分布建立映射，以实现宇宙学模拟的快速计算。通过开发出的双层卷积神经网络结构生成的星系画像，相比于传统的宇宙学技术取得了更好的性能与准确性，并且与当前和未来的宇宙观测数据结合使用可以解决宇宙学中的一些基本问题。

    Feb, 2019

  • 3D 点云生成的扩散概率模型

    本文提出了一个概率模型，将点云看作是处于非平衡热力学系统内的粒子，并通过扩散过程学习将噪声分布转换为所需形状分布的逆扩散过程，即点云生成过程。具体地，将点云的逆扩散过程建模为一个以某个形状因子为条件的马尔科夫链，并提供了闭合形式的变分下界以进行训练。实验结果显示，该模型在点云生成和自编码方面具有竞争性能。

    Mar, 2021

  • 基于星系的鲁棒场级别无似然推断

    使用图神经网络，在包含三维位置和速度的星系目录中对宇宙学参数进行可靠推断，并在各种宇宙和天体物理参数的变化范围内进行测试和验证。

    Feb, 2023

  • 宇宙场模拟与扩散模型的参数推断

    以宇宙学为背景，利用扩散生成模型进行冷暗物质密度场的模拟，研究宇宙学参数和功率谱之间的关系以及参数推断的准确性。

    Dec, 2023

  • 扩散 - 哈密尔顿蒙特卡罗：用扩散模型驱动的参数推断

    使用单一的扩散生成模型作为宇宙学参数推断模型和冷暗物质密度场的代码模拟器，旨在通过近似似然推断给出对宇宙学参数的严格约束，并展示这种参数推断方法较基准参数推断网络更具鲁棒性。

    May, 2024

  • 基于天体目录的场级别模拟推断：系统效应的影响

    使用图神经网络对包含多种观测效应的星系目录进行训练和测试，发现尽管这些效应降低了模型的精度和准确性，增加了模型失效的星系目录比例，但模型表现良好的星系目录比例超过 90％，从而展示了这些模型在应用于真实数据时约束宇宙学参数的潜力。

    Oct, 2023

  • 神经点云扩散用于解耦的 3D 形状和外观生成

    在电影、游戏、工程以及增强 / 虚拟现实等多种实际应用中，可控地生成 3D 资产具有重要意义。最近，扩散模型在生成 3D 对象的质量方面取得了显著的成果。然而，现有模型中没有一个能够实现对形状和外观的分离生成。我们首次提出了一种适用于 3D 扩散模型的合适表示方法，通过引入混合的点云和神经辐射场方法实现了这种分离，模拟了点位置的扩散过程，并结合高维特征空间的局部密度和亮度解码器。点位置表示对象的粗略形状，而点特征则允许对几何形状和外观细节进行建模。这种分离使得我们能够独立地对二者进行采样和控制。与之前的分离能力方法相比，我们的方法在生成方面达到了新的技术水平，降低了 30-90% 的 FID 分数，并且与其他非分离能力的最先进方法处于同一水平。

    Dec, 2023