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
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
Joint Bayesian component separation and CMB power spectrum estimation
我们描述并实现了一个准确的，灵活的，计算效率高的算法，联合组件分离和CMB功率谱估计，建立在吉布斯采样框架。两个基本的新特征是1）前景光谱参数的条件采样，以及2）所有振幅型自由度（例如，CMB、前景像素幅度和全局模板幅度）。给定前景信号的参数模型，我们有效地和准确地估计准确的联合前景CMB后验分布，因此，所有的边缘分布，如CMB功率谱或前景谱指数后验。当前实施的主要限制是在所有频率下要求相同的光束响应，这将分析限制在给定实验的最低分辨率。我们概述了未来的推广多分辨率观测。为了验证该方法，我们分析了简单的模型，并将结果与分析预测进行了比较。然后，我们分析了一个现实的模拟与属性类似的3年WMAP数据，降级到一个共同的分辨率为3度半高宽。实际的3年WMAP温度分析结果在附函中给出。
2007-11-05 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
CMB map derived from the WMAP data through Harmonic Internal Linear Combination
我们提出了一个内部线性组合（ILC）CMB地图，其中的前景是通过谐波方差最小化减少。我们推导出我们的方法转换成球谐空间的像素空间的方法的一般形式，保持完全对应。通过在球谐空间中工作，线性权重的空间可变性以自包含的方式并入，并且我们的线性权重是整个天空中位置的连续函数。与像素空间方法的完全对应使得能够对我们的方法进行直接的物理解释。在线性组合映射的方差最小化问题中，由于残差前景与CMB之间存在交叉项，使得最小方差线性组合不同于最小前景线性组合。我们已经开发了一种迭代的前景减少方法，其中微扰校正的交叉项。我们的CMB地图来自WMAP的数据是在更好的协议与WMAP的最佳拟合$Λ$ CDM模型比WMAP团队的内部线性组合地图。我们发现，我们的方法的能力，以清洁前景是有限的可用性足够的球谐系数良好的信噪比（SNR）。
2008-05-28 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 polarization map derived from the WMAP 5 year data through Harmonic Internal Linear Combination
利用WMAP的5年偏振数据，采用谐波内线性组合（HILC）方法，得到了全天空CMB偏振图。我们的HILC方法以自然的方式结合了线性权重的空间变化，并在整个天空中产生连续的线性权重。为了估计HILC映射的功率谱，我们推导出了一个无偏二次估计器，它类似于WMAP团队的交叉功率估计器，但对于HILC映射来说形式更方便。从我们的CMB偏振图，我们得到了TE相关和E模式的功率谱，而无需施加任何掩模。它们与WMAP团队的估计相似，并与WMAP最佳拟合$Λ$ CDM模型一致。对于高分辨率、低噪声的数据，HILC方法的前景抑制效果更好。因此，我们的HILC方法将使有效的前景减少从普朗克探测器的偏振数据。
2009-04-06 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
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
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
Cluster Mass Estimators from CMB Temperature and Polarization Lensing
接下来的Sunyaev-Zel'dovich巡天预计会返回~10^4个中等质量的高红移星系团。它们的平均质量必须知道到与暗能量性质所需的相同的精度。在调查内部，CMB可能提供了一个来源，用于透镜质量测量，其距离是精确已知的，并且在所有集群之后。我们开发的统计质量估计从6个二次组合的CMB温度和偏振场，可以同时恢复大尺度结构和集群质量配置文件。这些估计器在理想化NFW簇上的性能表明，在未污染的温度图中使用~1'束和10 uK'噪声的测量可以进行~ 10 sigma检测，或者相当于对每10^3组簇进行~10%的质量测量。利用内部或外部声学尺度E极化测量，ET互相关估计器可以在1/3显著性的第一次检测上提供对污染物的严格测试。对于低于3 μ K的测量，EB互相关估计器应该提供最精确的测量和对污染物的潜在最强控制。
2007-01-10 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
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
Foreground Subtraction of Cosmic Microwave Background Maps using WI-FIT (Wavelet based hIgh resolution Fitting of Internal Templates)
提出了一种新的宇宙微波背景（CMB）图前景去除方法。而不是依赖于先验知识的前景组件，我们首先提取必要的信息，他们直接从微波天空图在不同频率的温度图的差异。这些差异图，我们称之为内部模板，仅由银河前景和噪声的线性组合组成，没有CMB分量。我们通过将这些内部模板拟合到CMB主导通道并随后从CMB主导通道中减去它们的适当缩放的贡献来获得前景清洁图。拟合操作在小波空间中进行，使得分析在高分辨率下是可行的，只有很小的精度损失。将此过程应用于WMAP数据，我们获得的功率谱与WMAP团队在信号主导尺度下获得的谱相匹配。最后，我们重新审视了以前关于大角度尺度上南北功率不对称的说法，并确认这些说法在这种完全不同的前景分离方法中保持不变。当独立地将前景贡献拟合到北半球和南半球时，这也成立，指示不对称性不太可能在半球的不同前景属性中具有其起源。这一结论进一步加强了缺乏任何观察到的频率依赖性。
2006-03-13 astro-ph
Foreground contamination of the WMAP CMB maps from the perspective of the matched circle test
WMAP提供了宇宙微波背景辐射的全天空图。原始数据受到前景污染，特别是在银河平面附近。已经导出了前景清洁图，例如，Bennett等人的内部线性组合（ILC）图和Tegmark等人的减少的前景TOH图。使用S统计，我们检查在前景清洁的图中是否留下残余的前景污染。特别是，我们指定前景清洁地图的哪些部分对于天空中的圆圈签名足够准确。我们推广的S统计量，称为D统计量，这样的圆测试可以处理CMB地图中的污染区域的天空被排除与面具。
2006-10-16 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
Blind separation of noisy Gaussian stationary sources. Application to cosmic microwave background imaging
我们提出了一种新的源分离方法，最大限度地提高了一个模型的噪声混合物的平稳，可能是高斯，独立的组件的可能性。该方法已被设计来解决成像CMB各向异性的问题。它在谱域中工作，由于两个简单的近似，似然假设一个简单的形式，易于处理（低维充分统计）和最大化（通过EM算法）。
2002-09-23 astro-ph
After MAP: Next Generation CMB
我们讨论了几个机会，涉及宇宙微波背景（CMB）的观测在后MAP时代。CMB偏振的旋模允许直接探测暴胀引力波和测量暴胀的能量标度。虽然一个显着的混乱来源，预计从宇宙剪切转换的偏振密度扰动，更高分辨率的观测CMB各向异性可以用于透镜重建和分离引力波偏振签名的透镜。有了完美的全天空图，基于当前透镜重建技术的分离就有可能探测到低至10^15 GeV的暴胀能量，远低于大统一理论的能量。未来CMB研究的另一个方面将与大尺度结构有关，例如星系团中Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应的宽场成像。在这里，我们评论一个潜在的有趣的和独特的应用SZ效应，涉及到测量的绝对温度的CMB在高红移。最后，我们解决集群极化信号和可能性，直接测量与时间演变的潜力的温度四极杆的某些方面。
2002-11-15 astro-ph
All-sky astrophysical component separation with Fast Independent Component Analysis (FastICA)
我们提出了一种新的，快速的，算法的分离叠加在天空中的天体物理成分的地图，基于快速独立成分分析技术（FastICA）。它允许从多频率观测中恢复沿视线存在的统计独立的天体物理过程中发射的空间模式和频率缩放。我们应用FastICA模拟观测的微波天空的角分辨率和仪器噪声的普朗克卫星，包含最重要的已知扩散信号：宇宙微波背景（CMB），银河系同步加速器，灰尘和自由的排放。设计了一种用于校准每个频率下每个分量的重建图的方法。所有组件的空间格局已恢复的仪器探测的所有尺度。特别地，CMB角功率谱在高达$\ell_{max}\simeq 2000$的百分比水平上被恢复。对于信噪比超过1.5的频率和天空区域中的所有分量，频率定标和归一化已经恢复到优于%的精度;对于信噪比约为1的情况，误差增加了10%。在Pentium III 600 MHz计算机上进行了模拟; FastICA对于3.5弧分像素大小的全天空模拟通常需要10分钟的时间。我们的结论是，FastICA是一个非常有前途的技术，分析即将到来的高分辨率CMB实验将获得的地图。
2001-08-22 astro-ph
Polarized CMB: Reionization and Primordial Tensor modes
我们讨论了在后WMAP时代即将到来的机会与宇宙微波背景（CMB）的观测。宇宙微波背景偏振的旋模探测暴胀引力波。虽然一个显着的混乱来源，预计从宇宙剪切转换的偏振密度扰动，更高分辨率的观测CMB各向异性可以用于透镜重建和分离引力波偏振签名的透镜。基于目前的透镜重建技术的分离使得在包括大统一理论的范围内探测10^15 GeV以下的暴胀能量尺度成为可能。原始卷曲模式的观测检测是辅助再散射在后期的时间在再电离时代的光学深度电子散射在0.1及以上的水平。这种光学深度的改进的测量是有用的，以优化后WMAP任务的实验参数，试图以IGW背景为目标。
2003-11-03 astro-ph
A measurement at the first acoustic peak of the CMB with the 33 GHz interferometer
本文介绍了Jodrell Bank-IAC双元件33 GHz干涉仪的结果，该干涉仪的元件间隔为32.9波长，因此对天空上的1度尺度结构敏感。假设在多极子l = 208 +-18范围内CMB空间功率谱是平坦的，在扣除监测点源的贡献后，用似然分析法求得在68%置信限下CMB的起伏水平为ΔT_l = 63^{+7}_{-6} μ K。已评估其他可能的前景贡献，预期对该结果的影响可忽略不计。
2000-06-14 astro-ph
Galactic Synchrotron Foreground and the CMB Polarization Measurements
宇宙微波背景（CMB）的偏振是现代宇宙学的一个强有力的观测工具。它允许打破基本宇宙学参数的简并性，人们无法仅使用各向异性数据获得，并提供了对早期宇宙中存在的条件的新见解。许多实验正在进行中，其目的是检测CMB的各向异性和偏振。然而，CMB偏振的测量受到偏振前景存在的阻碍，首先是我们银河系的同步辐射，其重要性随着频率的降低而增加，并在频率低于$\simeq 50$ GHz时主导偏振漫射辐射。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。该估计器提高了CMB的偏振分量的信噪比，并且将频率从大约50GHz降低到大约20GHz，在该频率以上可以从漫射辐射的单频图提取CMB的偏振分量。
2002-09-19 astro-ph
Cross-correlation of the CMB and foregrounds phases derived from the WMAP data
我们提出了循环和线性互相关测试和“朋友的朋友”分析的相位的内部线性组合映射（ILC）和WMAP前景的所有K-W频段的范围内的多极$\ell\le100$。我们还比较了Tegmark，de Oliveira-Costa and Hamilton（2003）和Naselsky et al.（2003）用相应前景清理的地图。我们发现，所有清洁的地图和前景的预期泊松统计显着偏差。我们的分析表明，对于低多极范围的清洁地图，功率谱包含一些主要来自W波段的前景残差。
2003-10-21 astro-ph
Analysis of the Kamionkowski-Loeb method of reducing cosmic variance with CMB polarization
在星系团方向的CMB偏振信号的一部分是由CMB温度四极的汤姆逊散射产生的。原则上，这允许测量CMB功率谱谐波$C_2(z)$，其精度（在$z>0$）高于由一个CMB天空上的样本方差所施加的宇宙方差极限。然而，如果簇之间的共动分离足够小，则观察到的信号是统计相关的。因此，正如Kamionkowski和Loeb首先指出的那样，我们不能将样本方差减少超过产生不相关信号的可用单独区域的数量。在本文中，我们详细分析了Kamionkowski和Loeb概述的过程，通过考虑我们过去光锥上温度各向异性的球谐展开系数的变化来计算偏振信号的相关性。我们发现，事实上，宇宙方差是不能减少以下的单天空CMB值使用集群的方法。因此，这种方法不太可能用于重建原始功率谱。然而，该方法确实产生了作为红移函数的$C_2$的测量，在更高的红移处具有增加的精度，因此可能是抑制四极的机制的探针。（节略）
2004-09-08 astro-ph
"4n multipole periodicity" of the Galaxy image in the WMAP data
我们提出了一个特定的周期性的银河系图像中的多极域，可用于分离的宇宙微波背景（CMB）信号从银河系和前景组件。该方法考虑了来自天空的信号ΔT（Θ，θ）到球谐函数的展开的所有系数，并且针对来自整个天空的每个多极模式（\ell，- \ell \le m \le \ell）处理多极a_{l,m}和a_{l+Δ,m}的组合，而没有银河切割、掩模或将整个天空任何分割成不相交区域。对于极坐标系，我们使用Δ= 4 n，n= 1，2，.的特定值。该方法消除了所有位于银河平面内的亮点源和强漫射分量，直到CMB水平。为了说明点源和前景a_{l,m}、a_{l+Δ,m}系数的显著相关性，我们将这种方法应用于WMAP的Q、V和W波段，以便从地图上去除银河系的这些标记。我们相信，我们的方法将是有用的分离的CMB信号从不同种类的“噪音”的地图。
2005-03-01 astro-ph
