Investigation on deep learning-based galaxy image translation models
Notice bibliographique
Résumé
Galaxy image translation refers to a process that maps galaxy images from a source domain to a target domain, which is an important application in galaxy physics and cosmology. With deep learning-based generative models, image translation has been performed for image generation, data quality enhancement, information extraction, and generalized for other tasks such as deblending and anomaly detection. However, most endeavors on image translation primarily focus on the pixel-level and morphology-level statistics of galaxy images. There is a lack of discussion on the preservation of complex high-order galaxy physical information, which would be more challenging but crucial for studies that rely on high-fidelity image translation. Therefore, in our work we investigated the effectiveness of generative models in preserving high-order physical information (represented by spectroscopic redshift) along with pixel-level and morphology-level information. We tested four representative models, i.e. a transformer with shifted windows (Swin Transformer), a super-resolution generative adversarial network (SRGAN), a capsule network, and a diffusion model, performing intra-domain and inter-domain translations using galaxy images from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) and the Canada-France-Hawaii Telescope Legacy Survey (CFHTLS). We found that these models show different levels of incapabilities in retaining redshift information, even if the global structures of galaxies and morphology-level statistics can be roughly reproduced. In particular, the cross-band peak fluxes of galaxies were found to contain meaningful redshift information, whereas they are subject to noticeable uncertainties in the translation of images, which may substantially be due to the nature of many-to-many mapping. Nonetheless, imperfect translated images may still contain a considerable amount of information and thus hold promise for downstream applications for which high image fidelity is not strongly required. Our work can facilitate further research on how complex physical information is manifested on galaxy images, and it provides implications on the development of image translation models for scientific use.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,007 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».