Перченко С.В., Станкевич Д.А. Нейросетевой эмулятор отклика спинового ансамбля на последовательность радиоимпульсов
Рейтинг:
/ 0
- Подробности
- Просмотров: 27
DOI: https://doi.org/10.15688/mpcm.jvolsu.2025.2.4
Сергей Владимирович Перченко
Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры радиофизики, Волгоградский государственный университет
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
просп. Университетский, 100, 400062 г. Волгоград, Российская Федерация
Дмитрий Александрович Станкевич
Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры радиофизики, Волгоградский государственный университет
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
просп. Университетский, 100, 400062 г. Волгоград, Российская Федерация
Аннотация. В статье предложен способ построения нейросетевого эмулятора отклика спинового ансамбля на последовательность радиоимпульсов. При обучении эмулятора используется множество, содержащее последовательности РЧ-импульсов и отклики на них гомоядерной спиновой системы, рассчитанные с помощью численного решения уравнений Блоха методом РунгеКутты. Подробно исследована глубокая нейросетевая архитектура с рекуррентными ячейками. Показано, что отклик спиновой системы адекватно описывают уже двухслойные сети с ячейками GRU и LSTM при сравнительно малом (менее 64) числе ячеек в слое. Наилучшие результаты получены для двухслойной архитектуры, в которой каждый из слоев содержит 32 ячейки GRU. После обучения сети на наборе данных, содержащих 640 обучающих образов, представляющих отклики спиновой системы на последовательность из двух РЧ-импульсов, проверялась обобщающая способность сети на множестве, содержащем последовательности из 10 РЧ-импульсов. Показано, что результирующая ошибка предсказания отклика составляет менее 1 %. На полный цикл обучения нейронной сети на персональном компьютере средней производительности требуется не более 10 минут.
Ключевые слова: магнитно-резонансная спектроскопия, рекуррентная нейронная сеть, нелинейный отклик, LSTM, GRU.
Произведение «Нейросетевой эмулятор отклика спинового ансамбля на последовательность радиоимпульсов», созданное авторами по имени Перченко С.В., Станкевич Д.А. публикуется на условиях лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Цитата: Математическая физика и компьютерное моделирование. Том 28 № 2 2025, с. 39-50
 perchenko.pdfURL: https://mp.jvolsu.com/index.php/ru/component/attachments/download/1244 | 13 Скачивания |