Астрофизики представили TomoSphero для томографии планет и Солнца
Научная группа опубликовала на arXiv описание нового инструмента TomoSphero, предназначенного для томографической реконструкции объектов на сферических сетках. Такая геометрия особенно актуальна для планетарных и солнечных исследований, где внутренняя структура объектов обычно описывается в сферических координатах.
Компьютерная томография позволяет восстанавливать внутреннее строение объекта по набору проекций, полученных вдоль различных траекторий. Большинство современных библиотек для таких расчетов используют декартову сетку, однако она не всегда эффективна для объектов сферической формы, таких как планеты или солнечная корона. TomoSphero ориентирован именно на работу со сферическими сетками.
Как отмечается в аннотации, TomoSphero реализован на базе PyTorch. Это обеспечивает быстрые вычисления на GPU, доступ к современным оптимизаторам машинного обучения и автоматическое дифференцирование. Последнее упрощает создание параметрических моделей и ускоряет прототипирование алгоритмов реконструкции.
Библиотека поддерживает распространенные типы проекций, включая конусный пучок и параллельный пучок. При этом архитектура остается достаточно гибкой, чтобы учитывать произвольные траектории наблюдений. Это важно для обработки реальных данных, когда геометрия съемки может отличаться от идеальной.
Авторы позиционируют TomoSphero как базовый строительный блок для алгоритмов реконструкции. Инструмент может применяться как в планетарных миссиях, так и при анализе данных наблюдений Солнца. Возможность быстрого пересчета проекций на GPU значительно сокращает время обработки больших массивов данных.
Исходный код и технические детали опубликованы в препринте arXiv. Появление подобных открытых инструментов упрощает воспроизводимость исследований и позволяет другим группам включать дифференцируемые томографические модули в свои рабочие процессы.
