cDVGAN: One Flexible Model for Multi-class Gravitational Wave Signal and Glitch Generation
Tom Dooney, Lyana Curier, Daniel Tan, Melissa Lopez, Chris Van Den Broeck, Stefano Bromuri
模拟引力波(GW)和GW探测器故障的现实时间域观测可以帮助推进GW数据分析。 模拟数据可以通过增加用于信号搜索的数据集、平衡机器学习数据集和验证检测方案,在下游任务中使用。 在这项工作中,我们介绍了条件衍生GAN(cDVGAN),这是生成对抗网络框架中的一种新颖的条件模型,用于模拟代表引力波(GW)和探测器故障的多个类时间域观测。cDVGAN还可以生成广义混合样本,通过条件类向量的插值来跨越类之间的变化。cDVGAN将一个额外的玩家引入典型的2个玩家。eries。 我们的结果表明,这提供了更好的捕获原始数据特征的合成数据。 cDVGAN条件在三个类上,两个从LIGO blip和tomte glitch事件从其第3次观测运行(O3)和第三个表示二进制黑洞(BBH)合并。 我们提议的cDVGAN在复制三个类别的特点方面优于4种不同的基线GAN模型。 具体而言,我们的实验表明,使用我们cDVGAN生成的数据训练卷积神经网络(CNN)可以改善检测器噪声中嵌入的样本的检测,而不是来自其他最先进的GAN模型的合成数据。 与基线GAN的合成数据集相比,我们最好的合成数据集在曲线下(AUC)性能提高了4.2%。 此外,在识别嵌入在LIGO探测器背景的真实样本(cDVGAN的4 % AUC改进)时,使用我们的cDVGAN混合样品来训练CNN,优于仅在标准类上训练的CNN。
Simulating realistic time-domain observations of gravitational waves (GWs) and GW detector glitches can help in advancing GW data analysis. Simulated data can be used in downstream tasks by augmenting datasets for signal searches, balancing data sets for machine learning, and validating detection schemes. In this work, we present Conditional Derivative GAN (cDVGAN), a novel conditional model in the Generative Adversarial Network framework for simulating multiple classes of time-domain observatio...