論文の概要: Beyond Visual Fidelity: Benchmarking Super-Resolution Models for Large-Scale Remote Sensing Imagery via Downstream Task Integration
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.00310v1
- Date: Fri, 01 May 2026 00:44:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-04 17:43:28.797267
- Title: Beyond Visual Fidelity: Benchmarking Super-Resolution Models for Large-Scale Remote Sensing Imagery via Downstream Task Integration
- Title(参考訳): ビジュアル忠実性を超えて:ダウンストリームタスク統合による大規模リモートセンシング画像の超解法モデルのベンチマーク
- Authors: Zhili Li, Kangyang Chai, Zhihao Wang, Xiaowei Jia, Yanhua Li, Gengchen Mai, Sergii Skakun, Dinesh Manocha, Yiqun Xie,
- Abstract要約: 超分解能(SR)技術は低分解能入力から高分解能画像の再構成に大きな進歩をもたらした。
GeoSR-Benchは、SRモデルから改良された画像解像度と下流の地球モニタリングタスクを直接接続する最初のSRベンチマークである。
270の設定で実験を行い、2つのクロスプラットフォームSRタスク、9つのSRモデル、3つのダウンストリームタスクモデル、各SRタスクの5つのダウンストリームタスクをカバーした。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 61.02313993032298
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Super-resolution (SR) techniques have made major advances in reconstructing high-resolution images from low-resolution inputs. The increased resolution provides visual enhancement and utility for monitoring tasks. In particular, SR has been increasingly developed for satellite-based Earth observation, with applications in urban planning, agriculture, ecology, and disaster response. However, existing SR studies and benchmarks typically use fidelity metrics such as PSNR or SSIM, whereas the true utility of super-resolved images lies in supporting downstream tasks such as land cover classification, biomass estimation, and change detection. To bridge this gap, we introduce GeoSR-Bench, a downstream task-integrated SR benchmark dataset to evaluate SR models beyond fidelity metrics. GeoSR-Bench comprises spatially co-located, temporally aligned, and quality-controlled image pairs from about 36,000 locations across diverse land covers, spanning resolutions from 500m to 0.6m. To the best of our knowledge, GeoSR-Bench is the first SR benchmark that directly connects improved image resolution from SR models with downstream Earth monitoring tasks, including land cover segmentation, infrastructure mapping, and biophysical variable estimation. Using GeoSR-Bench, we benchmark GAN, transformer, neural operator, and diffusion-based SR models on perceptual quality and downstream task performance. We conduct experiments with 270 settings, covering 2 cross-platform SR tasks, 9 SR models, 3 downstream task models, and 5 downstream tasks for each SR task. The results show that improvements in traditional SR metrics often do not correlate with gains in task performance, and the correlations can be negative, indicating that these metrics provide limited guidance for selecting superior models for downstream tasks. This reveals the need to integrate downstream tasks into SR model development and evaluation.
- Abstract(参考訳): 超分解能(SR)技術は低分解能入力から高分解能画像の再構成に大きな進歩をもたらした。
解像度の増大は、タスクの視覚的強化とユーティリティを提供する。
特に、SRは衛星による地球観測のために開発され、都市計画、農業、生態学、災害対応に応用されている。
しかし、既存のSR研究やベンチマークでは、PSNRやSSIMのような忠実度メトリクスが使用されるのが一般的であるが、超解像の真の有用性は、土地被覆分類、バイオマス推定、変化検出などの下流タスクをサポートすることである。
このギャップを埋めるために、我々は、下流のタスク統合SRベンチマークデータセットであるGeoSR-Benchを紹介します。
GeoSR-Benchは、500mから0.6mの解像度で、様々な土地をカバーする約36,000の場所から、空間的に、時間的に一致し、画質が制御された画像対で構成されている。
我々の知る限り、GeoSR-BenchはSRモデルから改良された画像解像度を直接接続する最初のSRベンチマークである。
GeoSR-Benchを用いて、GAN、トランスフォーマー、ニューラル演算子、拡散ベースSRモデルを知覚的品質および下流タスク性能でベンチマークする。
270の設定で実験を行い、2つのクロスプラットフォームSRタスク、9つのSRモデル、3つのダウンストリームタスクモデル、各SRタスクの5つのダウンストリームタスクをカバーした。
その結果、従来のSRメトリクスの改善はタスク性能の上昇と相関しないことが多く、相関性は否定的であり、これらの指標が下流タスクの優れたモデルを選択するための限られたガイダンスを提供することを示している。
これにより、下流タスクをSRモデルの開発と評価に統合する必要性が明らかになる。
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