岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (7): 2515-2524.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0778CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0778
石昌鑫1, 2,彭宗桓1, 2,叶祖洋1, 2,李策1, 2
SHI Chang-xin1, 2, PENG Zong-huan1, 2, YE Zu-yang1, 2, LI Ce1, 2
摘要: 针对现有岩石裂隙识别方法中存在的特征融合不足、细节信息丢失、背景噪声干扰及计算效率低等问题,提出一种基于三重特征高效融合U²-Net(triple feature efficient-fusion U²-Net,简称TFE-U²-Net)模型的裂隙识别方法,并结合基于裂隙灰度特征预选区域(gray-based fracture region preselection,简称GFRP)图像预处理算法以优化大尺寸高分辨率图像的处理效率。具体改进包括:(1)在U²-Net框架中引入三重特征融合(triple feature fusion,简称TFF)机制,增强多尺度特征提取能力;(2)嵌入高效通道(efficient channel attention,简称ECA)注意力模块,抑制背景噪声并提升特征表达能力;(3)采用深度可分离卷积替代传统卷积,显著降低模型复杂度。基于自建岩石裂隙图像数据集,通过消融试验与对比分析验证模型性能。试验结果表明:所提方法的模型参数量较原始U²-Net减少39.2%,同时精确率交并比IoU与F1分数(F1-score)分别达到81.07%和89.55%,显著优于对比模型。三重特征融合机制有效缓解了细节信息丢失问题,而ECA模块使模型在噪声干扰下仍保持鲁棒性。
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