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Gradient-descent-based reconstruction for muon tomography based on automatic differentiation in PyTorch

Alameddine, Jean-Marco und Sattler, Felix und Stephan, Maurice und Barnes, Sarah (2025) Gradient-descent-based reconstruction for muon tomography based on automatic differentiation in PyTorch. In: Fifth MODE Workshop on Differentiable Programming for Experiment Design, 491, 002. International School for Advanced Studies. Fifth MODE Workshop on Differentiable Programming for Experiment Design, 2025-06-08 - 2025-06-13, Kolymbari, Griechenland. doi: 10.22323/1.491.0002. ISSN 1824-8039.

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566kB

Offizielle URL: https://pos.sissa.it/491/002

Kurzfassung

Muon scattering tomography is a well-established, non-invasive imaging technique using cosmic-ray muons. Simple algorithms, such as PoCA (Point of Closest Approach), are often utilized to reconstruct the volume of interest from the observed muon tracks. However, it is preferable to apply more advanced reconstruction algorithms to efficiently use the sparse muon statistics that are available. One approach is to formulate the reconstruction task as a likelihood-based problem, where the material properties of the reconstruction volume are treated as an optimization parameter. In this contribution, we present a reconstruction method based on directly maximizing the underlying likelihood using automatic differentiation within the PyTorch framework. We will introduce the general idea of this approach, and evaluate its advantages over conventional reconstruction methods. Furthermore, first reconstruction results for different scenarios will be presented, and the potential that this approach inherently provides will be discussed.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/219890/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Gradient-descent-based reconstruction for muon tomography based on automatic differentiation in PyTorch
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Alameddine, Jean-Marcojean-marco.alameddine (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9534-9189NICHT SPEZIFIZIERT
Sattler, FelixFelix.Sattler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8869-282XNICHT SPEZIFIZIERT
Stephan, MauriceMaurice.Stephan (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Barnes, SarahSarah.Barnes (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:27 November 2025
Erschienen in:Fifth MODE Workshop on Differentiable Programming for Experiment Design
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Band:491
DOI:10.22323/1.491.0002
Seitenbereich:002
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Glaser, Christianchristian.glaser (at) physics.uu.seNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:International School for Advanced Studies
Name der Reihe:Proceedings of Science
ISSN:1824-8039
Status:akzeptierter Beitrag
Stichwörter:Muon tomography, Muography, Muon scattering tomography, Image reconstruction
Veranstaltungstitel:Fifth MODE Workshop on Differentiable Programming for Experiment Design
Veranstaltungsort:Kolymbari, Griechenland
Veranstaltungsart:Workshop
Veranstaltungsbeginn:8 Juni 2025
Veranstaltungsende:13 Juni 2025
Veranstalter :MODE Collaboration
HGF - Forschungsbereich:keine Zuordnung
HGF - Programm:keine Zuordnung
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:keine Zuordnung
DLR - Forschungsgebiet:keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):keine Zuordnung
Standort: Bremerhaven
Institute & Einrichtungen:Institut für den Schutz maritimer Infrastrukturen > Maritime Sicherheitstechnologien
Hinterlegt von: Alameddine, Jean-Marco
Hinterlegt am:29 Jan 2026 10:17
Letzte Änderung:29 Jan 2026 10:17

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