Supervised star, galaxy, and QSO classification with sharpened dimensionality reduction
Notice bibliographique
Résumé
Aims. We explored the use of broadband colors to classify stars, galaxies, and quasi-stellar objects (QSOs). Specifically, we applied sharpened dimensionality reduction (SDR)-aided classification to this problem, with the aim of enhancing cluster separation in the projections of high-dimensional data clusters to allow for better classification performance and more informative projections. Methods. The main objective of this work was to apply SDR to large sets of broadband colors derived from the CPz catalog to obtain projections with clusters of star, galaxy, and QSO data that exhibit a high degree of separation. The SDR method achieves this by combining density-based clustering with conventional dimensionality-reduction techniques. To make SDR scalable and have the ability to project samples using the earlier-computed projection, we used a deep neural network trained to reproduce the SDR projections. Subsequently classification was done by applying a k-nearest neighbors (k-NN) classifier to the sharpened projections. Results. Based on a qualitative and quantitative analysis of the embeddings produced by SDR, we find that SDR consistently produces accurate projections with a high degree of cluster separation. A number of projection performance metrics are used to evaluate this separation, including the trustworthiness, continuity, Shepard goodness, and distribution consistency metrics. Using the k-NN classifier and consolidating the results of various data sets, we obtain precisions of 99.7%, 98.9%, and 98.5% for classifying stars, galaxies, and QSOs, respectively. Furthermore, we achieve completenesses of 97.8%, 99.3%, and 86.8%, respectively. In addition to classification, we explore the structure of the embeddings produced by SDR by cross-matching with data from Gaia DR3, Galaxy Zoo 1, and a catalog of specific star formation rates, stellar masses, and dust luminosities. We discover that the embeddings reveal astrophysical information, which allows one to understand the structure of the high-dimensional broadband color data in greater detail. Conclusions. We find that SDR-aided star, galaxy, and QSO classification performs comparably to another unsupervised learning method using hierarchical density-based spatial clustering of applications with noise (HDBSCAN) but offers advantages in terms of scalability and interpretability. Furthermore, it outperforms traditional color selection methods in terms of QSO classification performance. Overall, we demonstrate the potential of SDR-aided classification to provide an accurate and physically insightful classification of astronomical objects based on their broadband colors.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».