A Modified ICA Approach for Signal Separation in CMB Maps
目标：在宇宙学中，前景污染与宇宙微波背景（CMB）的分离是数字信号处理中最具挑战性和重要的问题之一。这个问题变得更加困难的情况下，如CMB偏振观测，其中可用的“先验”信息的量是有限的。在这种情况下，有必要采取“盲分离”的方法。独立成分分析（ICA）是这类方法中的一个重要成员。在其原始公式中，该方法具有各种有趣的特征，但也有一些限制。最严重的问题之一是很难考虑到任何预先掌握的信息。特别是，ICA不能利用CMB的发射在所有观测频率下都是相同的这一事实。在这里，我们展示如何处理这个问题。所提出的方法与“内部线性组成”（ILC）技术的连接也说明了。方法：经典的ICA方法的修改，并分析其特性分析和数值实验。结果：改进后的ICA结果更稳定，质量更好。
2008-02-04 astro-ph
Separation of foreground and background signals in single frequency measurements of the CMB Polarization
宇宙微波背景（CMB）的偏振是现代宇宙学的一个强有力的观测工具。它允许打破基本宇宙学参数的简并性，人们无法仅使用各向异性数据获得，并提供了对早期宇宙中存在的条件的新见解。许多实验正在进行中，其目的是检测CMB的各向异性和偏振。然而，CMB偏振的测量受到偏振前景存在的阻碍，首先是我们银河系的同步辐射，其重要性随着频率的降低而增加，并且在低于约50 GHz的频率下主导偏振漫射辐射。在过去，CMB和同步加速器的分离是结合在不同频率下对同一天空区域的观测进行的。在本文中，我们表明，同步加速器和尘埃前景的偏振分量的统计特性是不同的CMB的偏振分量的统计特性，因此可以建立一个统计估计，允许提取的偏振分量的CMB从单频数据时，偏振CMB信号只是一小部分的总偏振信号。我们的估计提高了信号/噪声比的CMB的偏振分量，并减少从约50 GHz到约20 GHz的频率以上的CMB的偏振分量可以从单频图的漫射辐射提取。
2003-06-12 astro-ph
Blind component separation in wavelet space. Application to CMB analysis
天文数据分析中经常出现的问题是观测数据采样不均匀或地图不完整，缺少补丁或故意掩盖部分。此外，许多天体物理发射是天空中的非平稳过程。因此，使用标准傅立叶变换的谱估计不再可靠。谱匹配ICA（Spectral matching ICA，SMICA）是一种基于傅立叶空间协方差匹配的源分离方法，已成功地应用于宇宙微波背景观测中的散射辐射源分离。我们在这里表明，小波，这是标准的工具，在处理非平稳数据，可以有利地用于扩展SMICA。在可能的应用程序中，它表明，在数据中的差距处理更方便，更好的结果，使用此扩展，wSMICA，在原来的SMICA的地方。这两种方法的性能进行了比较，模拟CMB数据集，展示了小波的优势。
2004-07-02 astro-ph
Bayesian foreground analysis with CMB data
在过去几年中，CMB观测的质量有了显著提高，并将在未来十年继续提高。在很宽的角尺度范围内，由于仪器噪声引起的不确定性与宇宙方差相比很小。人们可以有理由地说，我们已经进入了精确CMB宇宙学的时代。然而，一些警告仍然是必要的：由于剩余的前景污染的CMB功率谱和宇宙学参数的误差仍然在很大程度上无法量化，这些误差的影响，重要的宇宙学参数，如光学厚度τ和光谱指数n_s是不明显的。因此，当前CMB分析工作的一个主要目标必须是开发方法，使我们能够将这种不确定性从原始数据传播到最终产品。在这里，我们回顾了最近提出的方法，可能是实现这一目标的第一步。
2006-04-07 astro-ph
SZ and CMB reconstruction using Generalized Morphological Component Analysis
近十年来，对宇宙微波背景（CMB）数据的研究已经成为研究和认识宇宙最有力的工具之一。更准确地说，测量CMB功率谱导致大多数宇宙学参数的估计。然而，要获取如此珍贵的物理信息，需要从数据中提取几个不同的天体物理组成部分。因此，恢复这些天体物理源（CMB、Sunyaev-Zel'dovich星团、银河尘埃）相当于一个成分分离问题，这已经导致了CMB研究领域的激烈活动。本文介绍了一种新的基于稀疏性的分量分离方法-广义形态分量分析（GMCA）。GMCA方法是在贝叶斯最大后验概率（MAP）框架中制定的。数值结果表明，这种新的源恢复技术表现良好相比，国家的最先进的组件分离方法已经应用到CMB数据。
2007-12-04 astro-ph
Effect of component separation on the temperature distribution of the CMB
我们提出了一个研究的效果上恢复的宇宙微波背景（CMB）温度分布的组件分离，考虑高斯和非高斯输入CMB地图。首先，我们从模拟普朗克数据（在小补丁的天空）使用最大熵方法（MEM），维纳滤波器（WF）和基于减法的前景模板加线性组合的频率通道（LCFC）的方法提取CMB分量。然后，我们应用基于小波的方法来研究恢复CMB的高斯性，并将其与输入地图的相同分析进行比较。当原始CMB图是高斯（并假设点源已被删除），我们发现，没有一种方法引入非高斯（NG）的CMB重建。相反，如果输入的CMB地图是非高斯的，所有研究的方法产生一个重建的CMB与较低的检测NG比原始地图。这种影响主要是由于仪器噪声的存在。在这种情况下，MEM倾向于在重建的地图中产生比WF略高的非高斯检测，而LCFC的检测则较低。我们还研究了点源在MEM重建中的影响。如果不尝试去除点源，它们显然会污染CMB重建，从而引入伪NG。当使用墨西哥帽小波从数据中去除最亮点源时，CMB的高斯特性被保留。然而，当分析更大的天空区域时，我们的估计量的方差将明显减少，在这种情况下，我们预计点源残差会在CMB中引入伪NG。因此，当研究CMB的高斯性时，仔细减去（或掩蔽）点源发射是至关重要的。
2006-03-24 astro-ph
Bayesian `Hyper-Parameters' Approach to Joint Estimation: The Hubble Constant from CMB Measurements
最近，一些研究联合分析了来自不同宇宙学探测器的数据，其动机是估计宇宙学参数。在这里，我们概括了这一过程，以考虑到各种探头的相对权重。这是通过在联合χ^2函数中包括一组“超参数”来完成的，这些参数使用贝叶斯考虑来处理。由此产生的算法（在超参数的对数上的均匀先验的情况下）非常简单：代替最小化\sum χ_j^2（其中χ_j^2是每个数据集j），我们提出最小化\sum N_j \ln（χ_j^2）（其中N_j是每个数据集j的数据点的数量）。我们通过估算最近几组CMB实验（包括Saskatoon，Python V，MSAM 1，TOCO和Boomerang）的哈勃常数H_0来说明这种方法。
1999-12-06 astro-ph
Maximum Likelihood algorithm for parametric component separation in CMB experiments
本文讨论了一种从宇宙微波背景（CMB）各向异性数据中分离微波多频天图的方法。该算法基于Eriksen等人最近详细阐述的两步、参数化、基于可能性的技术，（2006），其中在实际分离成分之前估计前景光谱参数。与以前的方法相比，我们完成了前一项任务的帮助下，解析推导的似然函数的频谱参数，其中，我们表明，产生估计等于极大似然值的完整的多维数据问题。然后，我们使用这些估计，通过标准的，广义最小二乘类程序执行第二步。我们证明，所提出的方法是相当于一个直接的最大化的全部数据的可能性，这是重铸在一个计算上易于处理的形式。我们使用相应的曲率矩阵来表征恢复参数的统计特性。我们将在形式主义的CMB数据集的一些基本特征，如不均匀的像素域噪声，未知的地图偏移以及校准误差，并研究其后果的分离。我们发现，校准是可能有一个占主导地位的影响，一个现实的CMB实验的光谱参数测定的精度。我们将算法应用于模拟数据，并讨论结果。我们的重点是部分天空，总强度和偏振，CMB实验，如计划气球和地面的努力，然而，这里提出的技术也应该适用于全天空的数据，例如，由WMAP产生的和普朗克预期。
2009-01-21 astro-ph
Quintessence and the Separation of CMB Peaks
我们建议，应该有可能使用CMB来区分不同状态方程的暗能量模型，包括区分宇宙学常数从许多模型的精髓。CMB各向异性中峰的分离可以通过三个量来参数化：今天的精华的量、最后散射的量和精华的平均状态方程。特别是，我们表明，CMB峰可用于测量的暗能量的量之前，最后的散射。
2001-04-25 astro-ph hep-ph
Blind MD-MC Component Separation for Polarized Observations of the CMB with the EM Algorithm
我们提出了PolEMICA [Aumont & Macias-Perez 2007]（极化期望最大化独立分量分析）算法，该算法是SMICA [Delabrouille et al. 2003]温度分量分离方法的极化扩展。该算法允许我们在谐波空间中盲估计多个物理分量从多探测器偏振天空地图。假设分量的线性噪声混合，我们能够联合地重建每个模式T、E和B的分量的电磁谱，以及每个物理分量和每个检测器上的噪声的温度和偏振空间功率谱TT、EE、BB、TE、TB和EB。这已被测试使用全天空模拟普朗克卫星极化通道为14个月的名义任务，假设一个简单的线性天空模型，包括CMB，并可选银河同步加速器和尘埃排放。
2007-03-12 astro-ph
Blind component separation for polarized observations of the CMB
本文提出了PolEMICA（Polarized Expectation-Maximization Independent Component Analysis）算法，该算法是对SMICA（Spectral Matching Independent Component Analysis）温度多探测器多组分（MD-MC）组分分离方法（Delabrouille et al. 2003）的偏振扩展。该算法允许我们在谐波空间中盲估计多个物理分量从多探测器偏振天空地图。假设分量的线性噪声混合，我们能够联合重建每个模式T、E和B的分量的各向异性电磁谱，以及每个物理分量和每个检测器上的噪声的温度和偏振空间功率谱TT、EE、BB、TE、TB和EB。PolEMICA是专门开发的，用于从天空观测（包括CMB和前景发射）中估计CMB温度和偏振功率谱。这已被密集测试，作为第一种方法，全天空模拟普朗克卫星偏振通道的14个月的名义任务，假设一个简化的线性天空模型，包括CMB，并可选银河同步辐射和高斯尘埃排放。最后，我们已经将我们的算法应用于更现实的普朗克全天模拟，包括同步加速器，现实的灰尘和自由的排放。
2007-01-09 astro-ph
Separation of foregrounds from cosmic microwave background observations with the MAP satellite
为了将宇宙微波背景（CMB）辐射从前景污染物和仪器噪声中分离出来，并由此确定如何精确地恢复CMB辐射，本文分析了微波各向异性探测器（MAP）对$10\dg \times 10\dg$场的模拟观测。模拟包括CMB的辐射、星系团的动力学和热Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应以及银河尘埃、自由-自由和同步加速器。我们发现，即使在这些污染的前景的存在下，CMB地图重建的均方根精度约为20 $μ$ K每12.6弧分像素，这代表了一个实质性的改善相比，单独的温度敏感性的原始数据通道。我们还发现，对于单一的$10\dg \times 10\dg$字段，CMB功率谱准确地恢复为$\ell \la 600$。
1998-10-15 astro-ph
E/B Separation in CMB Interferometry
本文研究了宇宙微波背景偏振干涉观测中E模和B模的分离问题。利用极大似然分析的二次估计量，从单碟和干涉模拟观测中测量E和B波段功率及其混合。我们发现，该干涉仪可以在单点测量中分离E和B模式，因此非常适合于检测微弱的透镜诱导和引力波诱导的B模式。在镶嵌观测中，与单碟相比，干涉仪通常在分离E和B模式方面更有效，并且对于每像素的高信噪比，它需要大约三倍的像素来测量极蓝色偏振功率谱。
2004-03-10 astro-ph
The Influence of Quintessence on the Separation of CMB Peaks
一个假想的暗能量成分可能有一个不同于宇宙学常数的状态方程，甚至可能随时间变化。宇宙微波背景峰值的间隔对现今视界大小的比率和最终散射很敏感，因此对宇宙学演化的细节也很敏感。再加上对当今宇宙学参数的独立测量，这就限制了在解耦之前和解耦期间的经典模型。对于固定的Ω ^b_0，Ω^{cdm}_0和h，我们给出了依赖于Ω^s_{ls}，Ω^s_{0}的间距的解析估计和暗能量分量的有效状态方程.
2001-05-17 astro-ph
A Statistical Analysis of the "Internal Linear Combination" Method in Problems of Signal Separation as in CMB Observations
目标：从宇宙微波背景（CMB）观测数据中分离出前景污染是宇宙学数字信号处理中最具挑战性和重要的问题之一。在文献中，已经提出了各种技术，但尚未就其实际性能和性质达成普遍共识。这是由于这些技术的特点，基本上是通过基于CMB和银河前景的半经验模型的数值模拟来研究的。这种模型通常具有不同的复杂程度和/或基于不同的物理假设（例如，银河组成部分的数量和噪音的水平）。因此，很难进行可靠的比较。实际上缺少的是对所提出的方法的特性的统计分析。在这里，我们考虑的“内部线性组合”方法（ILC），其中分离技术，需要最少数量的“先验”假设。这一特点是特别感兴趣的背景下的CMB偏振测量在小的角度尺度，缺乏知识的偏振背景代表了严重的限制。方法：通过分析方法研究了迭代学习控制的统计特性，确定了迭代学习控制的基本条件。结果：ILC仅在相当严格的条件下才能提供满意的结果。这是规划未来地面观测时必须考虑的一个关键事实（例如，与卫星实验相反，有可能对实验条件进行某种控制。
2008-06-03 astro-ph
Cosmic Microwave Background Polarisation: foreground contrast and component separation
我们评估的预期水平的前景污染的宇宙微波背景（CMB）偏振辐射，专注于从我们自己的银河系的漫发射。特别是，我们进行了第一次尝试，模拟所有的天空模板的偏振发射热尘埃。这项研究表明，前景污染CMB $B$模式可能是相关的所有频率，甚至在银河系高纬度地区。我们审查的数据分析技术的设计，致力于分离的CMB和前景排放在多频率观测，利用其统计独立性的最新发展。我们认为，目前CMB观测的高质量和细节代表了一个几乎理想的统计数据集，这些算法可以操作具有优异的性能。我们明确地表明，CMB $B$模式的恢复是可能的，即使它们远低于前景水平，工作在arcmin。分辨率几乎为零的计算成本。这种能力很好地代表了这些新的数据分析技术的巨大潜力，在目前和今后的CMB观测中应认真考虑这些技术的应用。
2003-06-10 astro-ph
CMB component separation by parameter estimation
我们提出了一个解决方案的CMB组件分离问题的基础上，标准的参数估计技术。我们假设每个信号分量的参数谱模型，并在两阶段过程中逐个像素地拟合相应的参数。首先，我们拟合完整的参数集（例如，在低分辨率和高信噪比的地图使用MCMC分量振幅和频谱指数），获得每个参数的最佳拟合值，和相关的不确定性。拟合优度通过卡方检验统计量进行评估。然后，我们将所有非线性参数固定在其低分辨率最佳拟合值，并解析求解高分辨率分量振幅图。这种似然方法有许多优点：拟合模型可以自由选择，因此该方法是完全通用的;所有假设都是透明的;对前景属性的空间变化没有限制;结果可以通过拟合优度检验进行严格监控;最重要的是，我们对所有估计量进行了可靠的误差估计。我们应用该方法模拟普朗克和六年的WMAP数据的基础上现实的模型，并表明在μ K水平的分离在这些情况下确实是可能的。我们还概述了前景的不确定性可能会严格传播到CMB功率谱和宇宙学参数使用吉布斯采样技术。
2005-08-11 astro-ph
The effect of bandpass uncertainties on component separation
对微波天空的多频测量可以分解成不同物理成分的图，如宇宙微波背景和Sunyaev-Zel'dovich效应。每个多频测量都是天空光谱与仪器带通的卷积。在这里，我们分析计算了由于我们对带通形状的了解错误而导致的分量图的污染。例如，我们发现，对于普朗克，在每个带上未知的10%斜坡导致CMB图dT = dT_{CMB} - 4.3e-3 dT_{SZ}加上通常的统计噪声。该污染物的方差在所有角标度下比噪声方差低100倍以上，并且甚至进一步低于CMB信号方差。这种污染可能会导致错误的丰富的集群的速度推断从动力学SZ效应，但错误是可以忽略不计的，O（50公里/秒），如果带通是已知的10%。带通误差对于未来测量CMB-SZ相关性的任务可能是重要的。
2002-10-10 astro-ph
WMAP 3yr data with the CCA: anomalous emission and impact of component separation on the CMB power spectrum
相关成分分析（CCA）使我们能够估计如何在CMB实验中混合不同的扩散排放，利用其他调查的补充信息。处理可能的附加组件特别有用。CCA的应用WMAP地图假设只有典型的银河系的排放量存在，突出了广泛存在的光谱平坦的“同步加速器”的组成部分，很大程度上不相关的同步加速器模板，这表明一个额外的前景确实需要。我们已经测试了这种成分的各种光谱形状，即如果它是平坦的同步加速器，则如预期的幂律，以及可能适合旋转尘埃发射的两种光谱形状：logS - log（频率）平面中的抛物线和灰体。对重建的CMB图进行的质量测试显然不利于两种模型。利用三个幸存的前景模型重建的CMB图估计的CMB功率谱与WMAP的功率谱基本一致，尽管其中至少有一个给出了比WMAP团队发现的更高的四极矩。考虑到前景建模的不确定性，我们发现，三个“好”模型的平均四极振幅低于标准LambdaCDM模型的预期小于1西格玛。此外，除了l~40处的过剩屈光度外，发现其他报告的模型预测偏差在统计学上不显著。我们证实了在大尺度（l < 20）CMB各向异性中存在显著的南北不对称性的证据。我们还提出了第一个，虽然是初步的，全天空地图的“异常”组件。
2007-07-24 astro-ph
Separation of Gravitational-Wave and Cosmic-Shear Contributions to Cosmic Microwave Background Polarization
暴胀引力波（GW）对宇宙微波背景偏振中的旋度分量有贡献。宇宙切变--宇宙微波背景的引力透镜--将一部分主要的梯度极化转换成旋度分量。高阶相关性可以用来映射宇宙切变，并减去对旋度的贡献。需要角分分辨率才能追求比普朗克可达到的振幅更小的GW振幅。小尺度下CMB功率的有限截止导致了最小可检测GW振幅，对应于接近10^15 GeV的暴胀能量。
2002-05-14 astro-ph
Radio frequency foreground emission and the separation of microwave anisotropies from foreground contamination
考虑了同步辐射、自由-自由辐射和离散源对CMB测量的影响。利用低频图和最近的特内里费数据，对银河系波动的水平和功率谱进行了估计。新的方法实现了基于频率的分离银河系和CMB组件进行了讨论，和一个积极的/消极的最大熵算法在这方面特别强大。
1996-11-26 astro-ph
Wavelet domain Bayesian denoising of string signal in the cosmic microwave background
提出了一种对宇宙微波背景（CMB）中宇宙弦感应信号进行去噪的算法。基于广义高斯分布在小波域中对弦信号进行建模，提出了一种贝叶斯方法。仿真实验表明，该算法具有良好的性能，在角分分辨率下的噪声条件下，包括初级和次级CMB各向异性，以及仪器噪声。
2009-04-27 astro-ph
Bayesian blind component separation for Cosmic Microwave Background observations
我们提出了一种技术，用于盲分离CMB数据中的组件。该方法使用的光谱EM算法，同时恢复组件模板，其发射规律作为波长的函数，和噪声水平。我们测试的方法对普朗克HFI模拟观测具有3个天体物理成分。
2001-09-07 astro-ph
Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Bayesian Estimation of CMB Polarization Maps
我们描述了一种采样方法来估计偏振CMB信号从观测到的天空地图。我们使用Metropolis-within-Gibbs算法来估计极化CMB图，其中包含每个像素处的Q和U Stokes参数及其协方差矩阵。这些可以作为宇宙学分析的输入。偏振天空信号被参数化为三个分量的总和：CMB，同步辐射，和热尘埃排放。偏振银河系组件建模与空间变化的幂律光谱指数的同步加速器，和一个固定的幂律的灰尘，和他们的组件地图估计为副产品。我们将该方法应用于模拟低分辨率地图与像素的边7.2度，使用对角和全噪声实现绘制的WMAP噪声矩阵。CMB图以与误差一致的拟合优度恢复。对于固定的温度各向异性功率，计算图中E模式功率作为再电离光学深度τ的函数的可能性，对于输入τ =0.1的模拟，我们恢复τ =0.091+-0.019，并且平均τ =0.098，平均超过10次模拟。没有极化CMB信号的“零”模拟具有与τ =0一致的极大似然。该方法适用于五年的WMAP数据，使用K，Ka，Q和V通道。我们发现tau=0.090+-0.019，相比之下，在主要WMAP分析中使用的模板清洁图的tau=0.086+-0.016。同步加速器光谱指数β，在标准偏差σ（β）<0.25的高信噪比像素上平均，但不包括银河平面中被遮蔽的约6%的天空，为-3.03+-0.04。这个估计并不随银河系的纬度而显著变化，尽管包括了一个信息先验。
2009-11-02 astro-ph
Large-scale power in the CMB and new physics: an analysis using Bayesian model comparison
WMAP实验中最诱人的结果之一是，与“标准”Lambda-CDM模型的预测相比，大尺度下的功率非常低。同样的异常，虽然有更大的不确定性，以前也注意到在COBE数据。在这项工作中，我们讨论了可能的替代模型，使更好地适应大规模和应用模型比较技术，以选择其中。我们发现，在大尺度上的功率谱中具有截止的模型确实是数据的首选，但在似然比中最多只有3.6的因子，如果以传统方式解释，则对应于约"1.5 sigma“。使用相同的技术，我们还研究了在大尺度功率的测量（或预测）中存在系统误差的可能性。忽略其他证据表明，大尺度模式是正确的测量和预测，我们发现这种可能性更有可能，大约2.5西格玛的证据。
2004-01-28 astro-ph
Neural networks and separation of Cosmic Microwave Background and astrophysical signals in sky maps
独立分量分析（ICA）算法实现为一个神经网络，用于分离天体物理天图中不同来源的信号。由于它的自组织能力，它的工作没有事先假设的信号，既不是对他们的频率缩放，也不是对信号映射本身;相反，它直接从输入数据学习如何分离物理成分，利用它们的统计独立性。为了测试这种方法的能力，我们应用ICA算法的天空补丁，从模拟和观测，在微波频率，这将是深入探讨在几年内对整个天空，由微波各向异性探测器（MAP）和{ \sc普朗克}测量卫星。这些地图是在{ \sc Planck}卫星上的低频仪器（LFI）的频率（30、44、70和100 GHz）上绘制的，并包含模拟的天体物理射电源、宇宙微波背景（CMB）辐射以及来自热尘埃和同步加速器的银河漫射辐射。我们表明，ICA算法是能够恢复每个信号，精度从10%的银河系组件的百分之CMB，无线电源几乎完全恢复到对应于$0.7σ_{CMB}$，其中$σ_{CMB}$是CMB波动的均方根水平的通量限制。恢复的信号在大于像素尺寸的所有尺度上具有相同的质量。此外，我们表明，输入信号的频率标度可以部分地从ICA输出推断，在占主导地位的组件，无线电源和CMB的百分比精度。
2000-06-21 astro-ph
Harmonic E/B decomposition for CMB polarization maps
全天宇宙微波背景偏振场可以分解为“电”（E）和“磁”（B）分量，它们是不同物理过程的特征。我们给出了一个一般的结构，实现分离的E和B模式的任意部分的天空中的代价增加的噪音。当E模式出现在所有尺度上时，所有B信号的分离不再可能：不可避免地存在无法分离的模糊模式。我们讨论的实用性进行E/B分解与现实的非对称天空切大尺度上，并表明，大尺度上的分离是可能的，只保留良好的支持模式。大尺度模式潜在地包含大量有用的信息，并且在地图水平上的E/B分离对于B的干净检测是必不可少的，而不会由于E信号引起的宇宙变化而引起混淆。我们给出了简单的矩阵操作创建纯E和B地图的大规模信号一般天空削减。我们证明了该方法在一个现实的情况下工作良好，并从普朗克卫星的数据的性能估计。在附录中，我们讨论了简单的分析情况下的方位对称削减，并表明，精确的E/B分离是可能的方位对称削减与有限数量的非相交的圆形削减周围的前景源。
2004-07-15 astro-ph
Astrophysical components separation of COBE-DMR 4yr data with FastICA
我们提出了一个应用程序的快速独立成分分析方法的COBE-DMR 4年的数据。虽然在COBE-DMR数据的信噪比通常是$\sim 1$，该方法是能够提取CMB信号的高置信度时，在高银河系纬度。重构的CMB图示出了CMB的预期频率缩放。我们适合所得到的CMB分量的均方根四极归一化Qrms和原始光谱指数n，并发现结果与来自90和53 GHz DMR通道的最小噪声组合没有银河系发射校正的结果非常一致。包括额外的通道（先验），如408 MHz的无线电发射的Haslam地图和银河系红外发射的DIRBE 140 um地图，FastICA算法能够检测银河系前景发射并将其与占主导地位的CMB信号分离。拟合所得的CMB分量Qrms和n，我们发现很好的协议与Gorski等人的结果。（1996），其中通过减去与这些银河系模板图相关的DMR信号部分来考虑银河系发射。我们进一步研究了FastICA评估COBE-DMR数据中前景污染程度的能力。我们包括一个全天空Halalpha调查（迪金森，戴维斯和戴维斯2003年），以确定一个可靠的免费免费模板。特别是，我们发现，在减去Finkbeiner，Davis & Schlegel（1999）模型7预测的热尘埃发射后，该分量是31.5 GHz处的主要前景发射。这表明存在一个异常的尘埃相关成分，该成分与Banday等人（2003）的$β\sim 2.5$和$ν^{-β}…
2003-03-31 astro-ph
Foreground separation methods for satellite observations of the cosmic microwave background
本文提出了一种分离宇宙微波背景辐射（CMBR）模拟卫星观测中不同前景成分辐射的最大熵方法。特别是，该方法适用于模拟观测拟议的普朗克测量卫星。Bouchet和Gispert（1998）进行的模拟包括来自CMBR的发射、来自星系团的动力学和热Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应、以及银河尘埃、自由-自由和同步辐射。我们发现，MEM技术表现良好，并产生忠实的重建的主要输入组件。该方法还与传统的维纳滤波相比，并示出产生一致的更好的结果，特别是在恢复的热SZ效应。
1998-06-30 astro-ph
Cosmic Parameter Estimation Combining Sub-Degree CMB Experiments with COBE
我们描述了基于贝叶斯的信号噪声本征模方法的宇宙学参数估计，它可以用来最佳地压缩大型CMB各向异性数据集，以便于管理的大小，并将其应用于DMR 4年，南极和萨斯喀彻温省的数据，单独和组合。一个简单的先验概率方法被用来包括大尺度结构观测。给出了由组合数据导出的哈勃参数、真空能量密度、重子分数和原始谱倾斜的估计。
1996-10-12 astro-ph
Foreground separation using a flexible maximum-entropy algorithm: an application to COBE data
提出了一种灵活的最大熵分量分离算法，该算法可以适应各向异性噪声、天空覆盖不完全和前景光谱参数的不确定性。该方法的能力是通过首先将其应用于模拟COBE-DMR，COBE-DIRBE和Haslam调查的模拟球面微波数据集来确定的。使用这些模拟，我们发现，这是非常困难的，以确定明确的光谱参数的银河系的组成部分，由于其高水平的噪音，这一数据集。然而，我们表明，是可能找到一个强大的CMB重建，特别是在高银河系纬度。然后将该方法应用于这些实际数据集，以获得整个天空的CMB分量和银河前景发射的重建。最好的重建被发现的值的光谱参数：T_d=19 K，α_d=2，β_ff=-0.19和β_syn=-0.8。宇宙微波背景图已恢复估计的统计误差为\sim 22 μ K的角度尺度为7度以外的银河切割，而低银河纬度地区的前景排放污染。
2004-04-22 astro-ph
Component separation methods for the Planck mission
普朗克卫星将在30至857 GHz的9个频率上绘制整个天空。作为其主要目标的CMB强度和偏振被前景发射污染。本文的目标是比较建议的方法分离CMB前景的基础上，他们不同的光谱和空间特征，并分离成不同的物理来源的组件的前景。一个组件分离的挑战已经组织，根据一套现实复杂的模拟天空排放。几种方法，包括那些基于内部模板减法，最大熵方法，参数化方法，空间和谐波互相关方法，和独立分量分析进行了测试。不同的方法被证明是有效的清洁前景污染的CMB地图，在重建弥漫的银河系排放的地图，并在检测点源和热Sunyaev-Zeldovich信号。的残差的功率谱是，在最大的尺度上，四个数量级低于在前景最小的输入银河系功率谱。准确地恢复了CMB功率谱，直到第六个声峰。点源探测极限达到100 mJy，通过热SZ效应在三分之二的天空中探测到约2300个团簇。我们发现，没有一种方法对所有科学目标都是最好的。我们预见，普朗克的最终组件分离管道将涉及针对不同目标的处理步骤之间的方法和迭代的组合，例如漫射组件分离，光谱估计和紧凑源提取。
2008-11-25 astro-ph
CMB map-making and power spectrum estimation
CMB数据分析一般通过两个主要步骤完成：时间数据流的制图和从地图中提取功率谱。后者基本上包括在CMB的方差和地图中的噪声的方差之间的分离。因此，必须深入了解噪声，以便CMB方差（功率谱）的估计是无偏的。我在这篇文章中提出了一般技术，使地图从时间流和提取功率谱。我们将看到，精确的，极大似然的解决方案通常太慢，很难处理的现代实验中使用，如Archeops和应取代近似，迭代或蒙特卡洛方法，导致类似的精度。
2003-10-28 astro-ph
Component separation with flexible models. Application to the separation of astrophysical emissions
本文提出了一种新的观点，基于一个模型的组件，享有更大的灵活性比传统的线性组件模型的组件分离。这种灵活性是需要处理复杂的全天空观测的CMB预计从普朗克空间任务，它是开发，但它也可能是有用的，在任何情况下，准确的组件分离是必要的。
2008-03-12 astro-ph
Forecasting neutrino masses from combining KATRIN and the CMB: Frequentist and Bayesian analyses
我们提出了一个展示的中微子质量从实验室实验和宇宙学观测得出的界限。利用KATRIN的解析似然函数和蒙特卡罗模拟，比较了KATRIN中微子质量实验所期望得到的有效电子中微子质量m_beta的频率论和贝叶斯界.假设一个均匀的前在m_beta，我们发现，一个空的结果产生一个上限约0.17 eV的贝叶斯分析中的90%的置信度，与频率KATRIN参考值0.20 eV。当相对于实验的系统和统计不确定性进行判断时，这是一个显著的差异。另一方面，输入m_beta=0.35 eV（其为KATRIN 5sigma检测阈值）将在几乎相同的水平下被检测到。最后，我们结合模拟KATRIN结果与宇宙学数据的形式，目前（后WMAP）和未来（模拟普朗克）的观测。如果在我们的模拟中假设输入m_beta=0.2 eV，KATRIN单独排除了2.2 σ处的零中微子质量。添加普朗克数据将检测概率提高到中位数2.7 sigma。分析强调了在平等基础上结合宇宙学和实验室数据的重要性。
2007-09-10 astro-ph hep-ph
Imprints of spherical non-trivial topologies on the CMB
从WMAP得出的CMB温度各向异性功率谱中明显的低功率促使我们考虑非平凡拓扑的可能性。我们专注于一些简单的球形多连通流形（四元数，八面体，截断立方体和庞加莱空间），并讨论其影响的CMB的功率谱，地图和相关矩阵。我们还进行贝叶斯模型比较基准最佳拟合LCDM的基础上的功率谱和相关矩阵，以评估其统计意义。我们发现，第一年的功率谱显示出对截断立方体空间的轻微偏好，但3年的数据没有显示出任何这些空间的证据。
2007-08-24 astro-ph
Analysis of non-Gaussian CMB maps based on the N-pdf. Application to WMAP data
提出了一种基于N点概率分布（pdf）研究宇宙微波背景（CMB）图非高斯性的新方法。对局部三阶非线性扰动模型进行了Likestive和Bayesian估计，其特征在于线性项由Gaussian N-pdf描述，二阶和三阶项分别与线性项的平方和立方成比例.我们还探索了一组模型选择技术（赤池和贝叶斯信息标准、最小描述长度、贝叶斯证据和广义似然比检验）及其应用，以决定给定数据集是否可以更好地由拟议的局部描述非高斯模型，而不是由标准高斯温度分布。作为一个应用程序，我们认为分析的WMAP 5年的数据在2度左右的分辨率。在这个角度尺度（萨克斯-沃尔夫制度），在这项工作中提出的非高斯描述默认（在某些条件下）的弱非线性耦合暴胀模型（例如小松和Spergel 2001）以前在文献中提出的近似局部形式。对于这种特定情况，我们获得了在95%CL下的非线性耦合参数-94 <F_nl <154的估计。同样，模型选择标准也表明，高斯假设是有利于对特定的本地非高斯模型在这项工作中提出。这一结果是在协议与以前的研究结果得到等效的非高斯模型和不同的非高斯估计。然而，我们的估计的基础上的N-pdf是更有效的比以前的估计，因此，提供更严格的约束度角分辨率的耦合参数。
2009-05-21 astro-ph
The impact of relativistic corrections and component separation in the measurement of the SZ effect and on the small angular scale non-Gaussianity of the CMB
我们研究的效果不完美的扣除的Sunyaev-Zel'dovich效应（SZE）使用一个强大的和非参数的方法来估计SZE残差在普朗克通道。我们包括相对论修正的SZE，并提出了一个简单的拟合公式的SZE温度依赖性的普朗克通道。我们展示了相对论修正如何构成一个严重的问题，从普朗克数据的运动学SZE组件的估计，因为关键的通道估计的运动学组件的SZE，在217 GHz，将被污染的一个不可忽略的热SZE组件。SZE的不完全相减将对普朗克星表和复原的CMB图产生影响。在星团星表中，相对论修正对估算热SZE分量的总通量并不是主要的问题，但在计算选择函数和完备性时，相对论修正必须包含在SZE模拟中。在353 GHz处的残余物的功率谱，其中热SZE的强度最大，对CMB的功率谱没有显著贡献。我们使用简单的高斯估计器计算由于353 GHz CMB图中的SZE残差引起的非高斯信号，并且该估计器在小尺度上检测到4.25 sigma非高斯信号，这可能被误认为原始非高斯签名。其他通道没有显示出与我们的估计器的高斯性的任何显著偏离。
2002-10-06 astro-ph hep-ph
