隧道衬砌裂缝实时分割的Mobile-PSPNet方法

摘要：

针对移动端平台计算资源紧张,难以应用计算复杂度高的语义分割网络进行隧道衬砌裂缝实时检测的问题,提出一种基于改进金字塔场景解析网络(PSPNet)的实时分割网络模型Mobile-PSPNet,以减少模型对计算资源的需求.以改进的MobileNetV2轻量网络替换Resnet50作为主干网络以大幅减少模型复杂度,同时在深层主干网络引入适用于移动端设备的h-swish激活函数补偿因替换主干网络所损失的精度,在浅层主干网络利用卷积注意力机制(Convolutional Block Attention Mechanism)从通道和空间2个维度提升网络对裂缝特征的关注度以增强网络抗干扰性,最后采用组合损失函数从全局和局部进行损失计算以处理裂缝图像的样本不均衡问题.实验结果表明:组合损失函数能更为精准地对裂缝图像进行分割;Mobile-PSPNet在自制数据集上的交并比为73.74％,在GPU上预测单张473×473的图像耗时为26 ms.Mobile-PSPNet具有与主流模型相当的精度和更快的分割速度,更适合部署于移动端平台以进行隧道衬砌裂缝的实时检测.

关键词：PSPNet、轻量化Mobile-PSPNet网络、卷积注意力机制、裂缝分割、组合损失函数、h-swish激活函数

所属期刊栏目：19

分类号：U457.5(隧道工程)

资助基金：国家自然科学基金;重庆市自然科学基金资助项目

在线出版日期：2023-02-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：3746-3757