ガウス過程回帰を利用した中性子イメージングの効率的測定システムの開発

Development of efficient measurement system for neutron imaging using the gaussian process regression

長谷美 宏幸   ; 巽 一厳  ; 佐藤 博隆*; 加美山 隆*

Hasemi, Hiroyuki; Tatsumi, Kazuyoshi; Sato, Hirotaka*; Kamiyama, Takashi*

中性子共鳴吸収分光法による密度・温度のイメージングや中性子回折法によるひずみイメージングなどのように中性子ビームを実空間でスキャンしながら測定を行う手法について、事前に物理量の空間分布が把握できない場合には試料全体を等間隔にスキャンすることになる。しかし、対象とする物理量が分布していない領域も等しく測定してしまうため無駄が多い。また、物理量の変化の大きい部分はより細かい間隔で測定しなければ正確に分布を再現できないという問題がある。限られた測定時間の中で物理量の空間分布が未知の試料に対して効率的にイメージングを実施するために、ガウス過程回帰を測定点の探索に適用することを考案した。ガウス過程回帰は数点の測定結果から未測定点における物理量をベイズ推定することができる。推定値はガウス分布に従うため平均と分散を持っており、分散の大きな点を次の測定点とすることで推定精度が向上する。本研究では推定値の平均と分散を用いて測定点の探索を行う手法を開発する。本研究では中性子共鳴吸収分光法による密度や温度のスキャン測定にガウス過程回帰による効率的な測定手法を適用することを検討している。計算機上でスキャン測定をシミュレーションし、測定点の探索アルゴリズムの検討を行った。ベイズ最適化で利用されるいくつかの獲得関数と本研究で考案した関数との比較を行ったので、その結果について報告する。また、本手法による測定を実施するための測定システムの開発状況についても報告する予定である。

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