基于语义分割的隧道渗漏水轻量化检测模型研究

2024-06-11 铁道科学与工程学报140 1.53M 0

 摘要:针对传统计算机视觉渗漏水检测算法模型参量大、检测速度慢和复杂背景下抗干扰能力差的问题,提出了一种基于DeepLabV3+改进的轻量化分割模型SC-DeepLabV3+,以实现地铁隧道渗漏水病害的高效检测。首先,采用融合空间和通道激励注意力机制的(concurrent spatial and channel squeeze and excitation,简称scSE)的轻量化网络S-Efficientnet作为主干特征提取网络,以降低模型参数量,提高渗漏水检测速度;其中scSE注意力机制通过在空间和通道两个维度上进行信息的压缩和增强,突出有用通道,抑制无用通道,进而提升模型的检测精度。其次,设计一种高层语义特征细化模块CASPP(Contact-Atrous Spatial Pyramid Pooling)。该模块通过缩小膨胀因子、调整特征提取分支数以及融合深度可分离卷积,在考虑全局上下文信息的同时,增强对渗漏水边缘细节的关注;且C-ASPP模块可通过多尺度感受野特征提取结构,更准确地处理和整合来自不同尺度的语义特征,以实现对多尺度语义信息的相互交融,进而增强复杂环境下模型的抗干扰能力。最后,在构建的渗漏水混合数据集上进行实验,结果表明:S-Efficientnet主干网络极大地降低模型的复杂度,增强了对渗漏水区域的关注度;C-ASPP模块提高了对多尺度信息的综合利用;SC-DeepLabV3+模型交并比达到90.17%,模型大小仅为5.457 M,图像处理速度可达89.525 f/s。与当今主流语义分割模型相比,SC-DeepLabV3+模型在检测精度和分割速度等方面展现出显著的优越性。



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