Ответ на вопрос
Ниже — сжатая but полная схема эксперимента по проверке производительности ML‑алгоритмов в обнаружении астрономических транзиентов.1) Генерация реалистичных симулированных данныхБаза: использовать реальные сырые кадры (или их характерные статистики) для фона и шумов; при отсутствии — моделировать фон с реальным распределением фона/пикселей, PSF и шумом.Транзиенты: генерировать набор типов (SN Ia, SN II, IIn, TDE, CV, AGN флары, метеоры/астероиды) с распределениями параметров (амплитуда/пик‑магнитуда, времена пика, длительности, цвета, красные сдвиги). Примеры моделей: шаблоны lightcurve, parametric models, injection of point sources.Встраивание в кадры: для каждого инъектированного события симулировать конволюцию с PSF, Poisson шум по фотовычислению, readout noise, квантовую эффективность; позиционировать по распределению хост‑галактик (включая центр/область высокой поверхностной яркости) и случайные смещения для блэндинга.Каденс и глубина: моделировать реальные наблюдательные планы (пропуски, сезонные окна, переменная глубина). Создать серии изображений (time‑series) с шагом соответствующим опыту.Числа: инъекции порядка (\sim 10^4)–(\sim 10^6) событий, покрывающие весь диапазон S/N и параметров.2) Внедрение систематик (реалистичные и контролируемые)Фотометрические смещения: добавлять смещения яркости/зависящие от цвета/поля (calibration zeropoint offsets).PSF mismatch и ошибочная модель PSF: применять вариации PSF и/или некорректную аппроксимацию при обработке.Ошибки астрометрии: случайные и систематические смещения позиции.Остатки вычитания (image subtraction artifacts): синтетические резонансы, кольца, «dipole» артефакты.Космические лучи, обнаружение горячих пикселей, сатурация и трейлы для движущихся объектов.Менять параметры систематик по политике: фиксированные сдвиги, градиенты по полю, сезонные эффекты, коррелированные ошибки между кадрами.3) Экспериментальная схема обучения и тестированияРазделение: train/val/test с разными условиями (например, train на одном наборе полей/seeing, test на других) + специальный набор «injected real images» (симуляции, вставленные в реальные кадры).Injection‑recovery tests: подавать инъекции в те же pipeline, который будет использовать модель; измерять долю восстановленных в зависимости от маг/SNR/cadence.Cross‑validation по полям/эпохам, stratify по magnitude/type.Stress tests: тестировать на крайних условиях (низкий S/N, сильное блэндинг, плохая seeing).4) Метрики оценки (формулы)По матрице ошибок: TP, FP, TN, FN.
Чувствительность / полнота (recall, completeness): (\mathrm{Recall}=\dfrac{\mathrm{TP}}{\mathrm{TP}+\mathrm{FN}}).Точность / чистота (precision, purity): (\mathrm{Precision}=\dfrac{\mathrm{TP}}{\mathrm{TP}+\mathrm{FP}}).FPR (ложноположительная доля): (\mathrm{FPR}=\dfrac{\mathrm{FP}}{\mathrm{FP}+\mathrm{TN}}).F1‑score: (\mathrm{F1}=2\cdot\dfrac{\mathrm{Precision}\cdot\mathrm{Recall}}{\mathrm{Precision}+\mathrm{Recall}}).ROC и AUC: площадь под ROC: оценка при разных порогах.Detection efficiency (injection‑recovery) как функция магн/времени: (\epsilon(m)=\dfrac{N{\mathrm{det}}(m)}{N{\mathrm{inj}}(m)}).Неопределённости биномиальные: (\sigma{\epsilon}=\sqrt{\dfrac{\epsilon(1-\epsilon)}{N{\mathrm{inj}}}}).Метрики по срезам: (\epsilon(m, \mathrm{SNR}, \mathrm{host_flux}, \mathrm{seeing})) — отчёты в виде матриц/карт.Важные дополнительные метрики: latency (время от события до детекции), процент ложных тревог на единицу времени/поле.5) Проверка переносимости (transferability) на реальные данныеInjection into real images: вставлять синтетические транзиенты в реальные кадры и проверять recovery — лучший способ имитировать реалистичные systematics.Отложенный реальный тест‑сет: собрать небольшую размеченную выборку реальных событий/human‑labeled candidates для окончательной валидации (hold‑out).Fine‑tuning и domain adaptation:
Fine‑tune на небольшой размеченной выборке реальных данных.Domain‑adaptation методы (adversarial DA, feature alignment, CORAL/MMD) для снижения сдвига распределений.Monitor feature distributions: сравнивать распределения признаков в симуляциях и реальных данных (KS тесты, MMD).Robustness checks: validate производительность по времени, полю, инструменту; cross‑survey tests (перенос между камерами).Active learning: выбирать наиболее неоднозначные реальные кандидаты для разметки и дообучения.6) Интерпретируемость и диагностика ошибокFeature importance: SHAP, permutation importance, feature ablation.Для image‑моделей: Grad‑CAM, saliency maps, attention‑maps, примеры прототипов (nearest training examples).Calibration: reliability diagrams и isotonic/Platt calibration для вероятностных выходов.Uncertainty estimation: ансамбли, MC‑dropout, Bayesian NN; выдавать доверительные интервалы для вероятностей.Failure mode analysis: кластеризация ошибок по условиям (магнитуда, блэндинг, seeing) и визуальная проверка выборки ошибок.7) Повторяемость (reproducibility)Версионирование кода и данных (git, DVC); фиксировать параметры генератора симуляций.Хранить seeds RNG и чекпоинты; экспортировать конфигурации в машинно‑читаемом виде (YAML/JSON).Контейнеризация окружения (Docker/Singularity), автоматизированные pipeline (CI).Публикация: симуляционных каталогов, скриптов инъекции, описания dataset cards и метаданных.Статистика стабильности: запуск обучения несколько раз с разными seed и отчёт разброса метрик.8) Практические рекомендацииДелать dense grid по параметрам (маг, SNR, host flux, seeing) и публиковать efficiency curves.Проводить injection‑into‑real как основной контроль переноса.Тестировать и документировать поведение при систематиках: контролируемые «слепые» и «открытые» наборы.Оценивать реальную нагрузку ложных срабатываний (alerts/hour/field) и балансировать threshold исходя из ресурсов последующей разметки/фоллоу‑апа.Эта схема позволит количественно оценить чувствительность, полноту и частоту ложных срабатываний, понять уязвимости алгоритма в присутствии реальных систематик и обеспечить интерпретируемость и повторяемость результатов.
Еще