Algorithm development for radioisotope identification in mobile urban search scenarios face significant challenges from non-uniform backgrounds, momentary source encounters, and severe class imbalance between rare threat signatures and background measurements. We present a machine learning-based approach to this problem that converts list-mode gamma-ray data into two-dimensional waterfall spectrograms and applies computer vision architectures to the resulting images. Rather than treating waterfalls as conventional images, we employ a representation where consecutive time spectra can form input channels, similar to RGB channels in color images. This representation encodes both spectral and temporal information, enabling neural networks to more effectively learn patterns that distinguish source signatures from background fluctuations. We evaluate three architectures, a multilayer perceptron (MLP), convolutional neural network (CNN), and vision transformer (ViT), on the Radiological Anomaly Detection and Identification (RADAI) benchmark dataset. At a false positive rate of less than one false alarm per hour, our CNN outperforms the previous-best non-negative matrix factorization (NMF) method across all global metrics, achieving true detection, classification, and identification rates of 0.4334, 0.3965, and 0.2950 respectively, compared to 0.4151, 0.3611, and 0.2625 for NMF. At lower false positive rate constraints, the neural network approaches show comparable but ultimately lower performance than NMF, indicating opportunities for further research.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
《城市环境下军事单元机动安全路径生成器》
专知会员服务
28+阅读 · 7月12日
【博士论文】面向城市环境的可解释计算机视觉
专知会员服务
17+阅读 · 4月18日
城市大数据认知计算研究与应用进展
专知会员服务
29+阅读 · 2024年7月18日
城市大脑知识图谱构建及应用研究
专知会员服务
75+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
53+阅读 · 2020年12月19日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【知识图谱】知识图谱+人工智能=新型网络信息体系
产业智能官
14+阅读 · 2018年11月18日
【学科发展报告】计算机视觉
中国自动化学会
43+阅读 · 2018年10月12日
Relation Networks for Object Detection 论文笔记
统计学习与视觉计算组
16+阅读 · 2018年4月18日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
8+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
10+阅读 · 10月15日
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
10+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
10+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
14+阅读 · 10月13日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员