An Efficient Shift-and-stack Algorithm Applied to Detection Catalogs

Steven Stetzler

doi:10.3847/1538-3881/ae0e1a

2025-12-01

PRE

Steven Stetzler *

Mario Jurić

Pedro H. Bernardinelli

Luis E. Salazar Manzano

DOI：10.3847/1538-3881/ae0e1a

原文链接

原文求助

摘要

En 中文

太阳系天体发现的边界在于探测其最暗弱的成员。然而，在成像调查的探测目录中寻找它们时，其发现本质上受到在信噪比（SNR）≥ 5的阈值处进行探测的实践限制，以保持目录的纯净度。暗弱运动天体可以通过移位-叠加（shift-and-stack）算法从调查图像中恢复，该算法沿着候选轨迹将多历元图像的像素进行叠加。与真实天体匹配的轨迹会相干累积信号，从而实现对非常暗弱运动天体的高置信度探测。应用移位-叠加算法伴随着高昂的计算成本，其规模随目标天体速度变化，通常限制其仅用于外太阳系慢速运动天体的搜索。本研究引入了一种改进的移位-叠加算法，以灵敏度换取加速。我们的算法叠加低信噪比（low-SNR）探测目录而非像素，目录的稀疏性使其能够进行近似计算，从而减少所需的叠加次数。我们的算法在保持寻找暗弱天体能力的同时，相较于基于图像的移位-叠加算法实现了10-103倍的实时加速。我们通过从DECam黄道探索项目（DECam Ecliptic Exploration Project）的图像中恢复合成的内、外太阳系天体来验证其性能。在探索该算法的灵敏度-计算时间权衡时，我们发现与基于图像的移位-叠加算法相比，我们的方法在牺牲0.25等深度的同时，实现了约30倍的加速，同时内存使用量减少了88%。这些加速使移位-叠加算法能够广泛应用于大规模成像调查和暗弱内太阳系天体的搜索。我们通过find-asteroids Python软件包以及该网址提供了参考实现：https://github.com/stevenstetzler/find-asteroids。

Keyword:

COSMIC-RAY REJECTION

SIZE DISTRIBUTION

STREAK DETECTION

OBJECT DETECTION

HOUGH TRANSFORM

PROJECT

ASTROPY

IMAGE

CONSTRAINTS

PACKAGE

期刊

Astronomical Journal

IF:

5.1

论文数:

1.4W

被引数:

5.0W

机构

University of Washington

学者数:

8.0W

论文数: 7.0W

被引数: 12.5W

Smithsonian Institution

学者数:

1.2W

论文数: 1.2W

被引数: 4.2K

Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory

学者数:

1.9K

论文数: 1.4K

被引数: 3.1K

johns hopkins university

学者数:

1.1W

论文数: 4.1K

被引数: 1

northern arizona university

学者数:

304

论文数: 158

被引数: 0

Universidad de Chile

学者数:

297

论文数: 137

被引数: 0

University of Michigan

学者数:

6.4W

论文数: 5.3W

被引数: 124

university of michigan system

学者数:

9.1W

论文数: 8.6W

被引数: 133

Lehigh University

学者数:

4.8K

论文数: 5.1K

被引数: 6.3K

查看更多机构

引用论文

Array programming with NumPy 使用NumPy进行数组编程

Nature

IF0

2020-09-16

OAAI

Charles R. Harris; K. Jarrod Millman; Stéfan J. van der Walt; Ralf Gommers; Pauli Virtanen; David Cournapeau; Eric Wieser; Julian Taylor; Sebastian Berg; Nathaniel J. Smith; Robert Kern; Matti Picus; Stephan Hoyer; Marten H. van Kerkwijk; Matthew Brett; Allan Haldane; Jaime Fernández del Río; Mark Wiebe; Pearu Peterson; Pierre Gérard-Marchant; Kevin Sheppard; Tyler Reddy; Warren Weckesser; Hameer Abbasi; Christoph Gohlke; Travis E. Oliphant

Jupyter Notebooks – a publishing format for reproducible computational workflows

Positioning and Power in Academic Publishing: Players, Agents and Agendas

IF0

2016-01-01

PREAI

Kluyver Thomas; Ragan-Kelley Benjamin; Pé rez Fernando; Granger Brian; Bussonnier Matthias; Frederic Jonathan; Kelley Kyle; Hamrick Jessica; Grout Jason; Corlay Sylvain; Ivanov Paul; Avila Damiá n; Abdalla Safia; Willing Carol; Jupyter Development Team

Gaia Data Release 3 Summary of the content and survey properties Gaia Data Release 3内容和调查属性摘要

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS

IF5.8

2023-06-16

227

OAAI

Vallenari, A.; Brown, A. G. A.; Prusti, T.; de Bruijne, J. H. J.; Arenou, F.; Babusiaux, C.; Biermann, M.; Creevey, O. L.; Ducourant, C.; Evans, D. W.; Eyer, L.; Guerra, R.; Hutton, A.; Jordi, C.; Klioner, S. A.; Lammers, U. L.; Lindegren, L.; Luri, X.; Mignard, F.; Panem, C.; Pourbaix, D.; Randich, S.; Sartoretti, P.; Soubiran, C.; Tanga, P.; Walton, N. A.; Bailer-Jones, C. A. L.; Bastian, U.; Drimmel, R.; Jansen, F.; Katz, D.; Lattanzi, M. G.; vanLeeuwen, F.; Bakker, J.; Cacciari, C.; Castaneda, J.; De Angeli, F.; Fabricius, C.; Fouesneau, M.; Fremat, Y.; Galluccio, L.; Guerrier, A.; Heiter, U.; Masana, E.; Messineo, R.; Mowlavi, N.; Nicolas, C.; Nienartowicz, K.; Pailler, F.; Panuzzo, P.; Riclet, F.; Roux, W.; Seabroke, G. M.; Sordo, R.; Thevenin, F.; Gracia-Abril, G.; Portell, J.; Teyssier, D.; Altmann, M.; Andrae, R.; Audard, M.; Bellas-Velidis, I.; Benson, K.; Berthier, J.; Blomme, R.; Burgess, P. W.; Busonero, D.; Busso, G.; Canovas, H.; Carry, B.; Cellino, A.; Cheek, N.; Clementini, G.; Damerdji, Y.; Davidson, M.; Deteodoro, P.; Campos, M. Nunez; Delchambre, L.; Dell'Oro, A.; Esquej, P.; Fernandez-Hernandez, J.; Fraile, E.; Garabato, D.; Garcia-Lario, P.; Gosset, E.; Haigron, R.; Halbwachs, J. -L.; Hambly, N. C.; Harrison, D. L.; Hernandez, J.; Hestroffer, D.; Hodgkin, S. T.; Holl, B.; Janssen, K.; deFombelle, G. Jevardat; Jordan, S.; Krone-Martins, A.; Lanzafame, A. C.; Loeffler, W.; Marchal, O.; Marrese, P. M.; Moitinho, A.; Muinonen, K.; Osborne, P.; Pancino, E.; Pauwels, T.; Recio-Blanco, A.; Reyle, C.; Riello, M.; Rimoldini, L.; Roegiers, T.; Rybizki, J.; Sarro, L. M.; Siopis, C.; Smith, M.; Sozzetti, A.; Utrilla, E.; vanLeeuwen, M.; Abbas, U.; Abraham, P.; Aramburu, A. Abreu; Aerts, C.; Aguado, J. J.; Ajaj, M.; Aldea-Montero, F.; Altavilla, G.; Alvarez, M. A.; Alves, J.; Anders, F.; Anderson, R. I.; Varela, E. Anglada; Antoja, T.; Baines, D.; Baker, S. G.; Balaguer-Nunez, L.; Balbinot, E.; Balog, Z.; Barache, C.; Barbato, D.; Barros, M.; Barstow, M. A.; Bartolome, S.; Bassilana, J. -L.; Bauchet, N.; Becciani, U.; Bellazzini, M.; Berihuete, A.; Bernet, M.; Bertone, S.; Bianchi, L.; Binnenfeld, A.; Blanco-Cuaresma, S.; Blazere, A.; Boch, T.; Bombrun, A.; Bossini, D.; Bouquillon, S.; Bragaglia, A.; Bramante, L.; Breedt, E.; Bressan, A.; Brouillet, N.; Brugaletta, E.; Bucciarelli, B.; Burlacu, A.; Butkevich, A. G.; Buzzi, R.; Caffau, E.; Cancelliere, R.; Cantat-Gaudin, T.; Carballo, R.; Carlucci, T.; Carnerero, M. I.; Carrasco, J. M.; Casamiquela, L.; Castellani, M.; Castro-Ginard, A.; Chaoul, L.; Charlot, P.; Chemin, L.; Chiaramida, V.; Chiavassa, A.; Chornay, N.; Comoretto, G.; Contursi, G.; Cooper, W. J.; Cornez, T.; Cowell, S.; Crifo, F.; Cropper, M.; Crosta, M.; Crowley, C.; Dafonte, C.; Dapergolas, A.; David, M.; David, P.; deLaverny, P.; DeLuise, F.; DeMarch, R.; DeRidder, J.; deSouza, R.; deTorres, A.; del Peloso, E. F.; delPozo, E.; Delbo, M.; Delgado, A.; Delisle, J. -B.; Demouchy, C.; Dharmawardena, T. E.; Di Matteo, P.; Diakite, S.; Diener, C.; Distefano, E.; Dolding, C.; Edvardsson, B.; Enke, H.; Fabre, C.; Fabrizio, M.; Faigler, S.; Fedorets, G.; Fernique, P.; Fienga, A.; Figueras, F.; Fournier, Y.; Fouron, C.; Fragkoudi, F.; Gai, M.; Garcia-Gutierrez, A.; Garcia-Reinaldos, M.; Garcia-Torres, M.; Garofalo, A.; Gavel, A.; Gavras, P.; Gerlach, E.; Geyer, R.; Giacobbe, P.; Gilmore, G.; Girona, S.; Rida, G. Giu Ff; Gomel, R.; Gomez, A.; Gonzalez-Nunez, J.; Gonzalez-Santamaria, I.; Gonzalez-Vidal, J. J.; Granvik, M.; Guillout, P.; Guiraud, J.; Gutierrez-Sanchez, R.; Guy, L. P.; Hatzidimitriou, D.; Hauser, M.; Haywood, M.; Helmer, A.; Helmi, A.; Sarmiento, M. H.; Hidalgo, S. L.; Hilger, T.; Hladczuk, N.; Hobbs, D.; Holland, G.; Huckle, H. E.; Jardine, K.; Jasniewicz, G.; Piccolo, A. Jean-Antoine; Jimenez-Arranz, O.; Jorissen, A.; Campillo, J. Juaristi; Julbe, F.; Karbevska, L.; Kervella, P.; Khanna, S.; Kontizas, M.; Kordopatis, G.; Korn, A. J.; Kospal, A.; Kostrzewa-Rutkowska, Z.; Kruszynska, K.; Kun, M.; Laizeau, P.; Lambert, S.; Lanza, A. F.; Lasne, Y.; LeCampion, J. -F.; Lebreton, Y.; Lebzelter, T.; Leccia, S.; Leclerc, N.; Lecoeur-Taibi, I.; Liao, S.; Licata, E. L.; Lindstrom, H. E. P.; Lister, T. A.; Livanou, E.; Lobel, A.; Lorca, A.; Loup, C.; MadreroPardo, P.; MagdalenoRomeo, A.; Managau, S.; Mann, R. G.; Manteiga, M.; Marchant, J. M.; Marconi, M.; Marcos, J.; MarcosSantos, M. M. S.; MarinPina, D.; Marinoni, S.; Marocco, F.; Marshall, D. J.; Polo, L. Martin; Martin-Fleitas, J. M.; Marton, G.; Mary, N.; Masip, A.; Massari, D.; Mastrobuono-Battisti, A.; Mazeh, T.; McMillan, P. J.; Messina, S.; Michalik, D.; Millar, N. R.; Mints, A.; Molina, D.; Molinaro, R.; Molnar, L.; Monari, G.; Monguio, M.; Montegriffo, P.; Montero, A.; Mor, R.; Mora, A.; Morbidelli, R.; Morel, T.; Morris, D.; Muraveva, T.; Murphy, C. P.; Musella, I.; Nagy, Z.; Noval, L.; Ocana, F.; Ogden, A.; Ordenovic, C.; Osinde, J. O.; Pagani, C.; Pagano, I.; Palaversa, L.; Palicio, P. A.; Pallas-Quintela, L.; Panahi, A.; Payne-Wardenaar, S.; Esteller, X. Penalosa; Penttila, A.; Pichon, B.; Piersimoni, A. M.; Pineau, F. -X.; Plachy, E.; Plum, G.; Poggio, E.; Prsa, A.; Pulone, L.; Racero, E.; Ragaini, S.; Rainer, M.; Raiteri, C. M.; Rambaux, N.; Ramos, P.; Ramos-Lerate, M.; ReFiorentin, P.; Regibo, S.; Richards, P. J.; Diaz, C. Rios; Ripepi, V.; Riva, A.; Rix, H. -W.; Rixon, G.; Robichon, N.; Robin, A. C.; Robin, C.; Roelens, M.; Rogues, H. R. O.; Rohrbasser, L.; Romero-Gomez, M.; Rowell, N.; Royer, F.; Mieres, D. Ruz; Rybicki, K. A.; Sadowski, G.; Nunez, A. Saez; Selles, A. Sagrista; Sahlmann, J.; Salguero, E.; Samaras, N.; Gimenez, V. Sanchez; Sanna, N.; Santovena, R.; Sarasso, M.; Schultheis, M.; Sciacca, E.; Segol, M.; Segovia, J. C.; Segransan, D.; Semeux, D.; Shahaf, S.; Siddiqui, H. I.; Siebert, A.; Siltala, L.; Silvelo, A.; Slezak, E.; Slezak, I.; Smart, R. L.; Snaith, O. N.; Solano, E.; Solitro, F.; Souami, D.; Souchay, J.; Spagna, A.; Spina, L.; Spoto, F.; Steele, I. A.; Steidelmueller, H.; Stephenson, C. A.; Suveges, M.; Surdej, J.; Szabados, L.; Szegedi-Elek, E.; Taris, F.; Taylor, M. B.; Teixeira, R.; Tolomei, L.; Tonello, N.; Torra, F.; Torra, J.; Elipe, G. Torralba; Trabucchi, M.; Tsounis, A. T.; Turon, C.; Ulla, A.; Unger, N.; Vaillant, M. V.; van Dillen, E.; van Reeven, W.; Vanel, O.; Vecchiato, A.; Viala, Y.; Vicente, D.; Voutsinas, S.; Weiler, M.; Wevers, T.; Wyrzykowski, L.; Yoldas, A.; Yvard, P.; Zhao, H.; Zorec, J.; Zucker, S.; Zwitter, T.

Astropy: A community Python package for astronomy Astropy: 一个用于天文学的社区Python包

ASTRONOMY & ASTROPHYSICS

IF5.8

2013-09-30

9.5K

OAAI

Robitaille, Thomas P.; Tollerud, Erik J.; Greenfield, Perry; Droettboom, Michael; Bray, Erik; Aldcroft, Tom; Davis, Matt; Ginsburg, Adam; Price-Whelan, Adrian M.; Kerzendorf, Wolfgang E.; Conley, Alexander; Crighton, Neil; Barbary, Kyle; Muna, Demitri; Ferguson, Henry; Grollier, Frederic; Parikh, Madhura M.; Nair, Prasanth H.; Guenther, Hans M.; Deil, Christoph; Woillez, Julien; Conseil, Simon; Kramer, Roban; Turner, James E. H.; Singer, Leo; Fox, Ryan; Weaver, Benjamin A.; Zabalza, Victor; Edwards, Zachary I.; Bostroem, K. Azalee; Burke, D. J.; Casey, Andrew R.; Crawford, Steven M.; Dencheva, Nadia; Ely, Justin; Jenness, Tim; Labrie, Kathleen; Lim, Pey Lian; Pierfederici, Francesco; Pontzen, Andrew; Ptak, Andy; Refsdal, Brian; Servillat, Mathieu; Streicher, Ole

IF0

PREAI

Iterative Hough Transform for Line Detection in 3D Point Clouds

Image Processing On Line

IF0

2017-07-19

OAAI

Christoph Dalitz; Tilman Schramke; Manuel Jeltsch

A Fast Algorithm for the Minimum Covariance Determinant Estimator

Technometrics

IF0

1999-08-01