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隧道建设(中英文) ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (12): 2324-2332.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2025.12.012
马文1, 林鹏1, 2, *, 李珊1, 许振浩1, 2
MA Wen1, LIN Peng1, 2, *, LI Shan1, XU Zhenhao1, 2
摘要: 为提升复杂背景和岩石特征不清晰等条件下的识别效果,提出一种基于岩石视觉特征自适应融合的岩性智能识别方法,通过融合颜色、纹理和形状特征,实现对岩石图像的快速准确分类。首先,采用基于 Panoptic FPN 的方法对岩石图像进行自动标签生成,有效减少人工标注的工作量与时间成本; 然后,引入基于 Grad-CAM 的岩石分割模型,通过热力图实现岩石与背景的像素级分割,从而降低背景信息对特征提取的干扰。在特征提取阶段,提取颜色、纹理和形状3类视觉特征,并采用积分梯度法评估其对分类决策的贡献; 根据评估结果引入权重机制,对3类视觉特征进行自适应融合,并将融合结果与原图浅层特征联合表达,最终实现岩性的智能识别。试验结果表明: 1)本方法在测试集上的分类准确率最高可达99.1%,较采用原始图像直接训练的模型提升3.5%,验证多特征融合与权重引导机制在提升岩性识别方面的有效性; 2)基于积分梯度的特征贡献度分析结果与人工判别具有较高的一致性,证明本方法在保证识别精度的基础上可增强模型的可解释性,具备在地质调查与岩土工程中应用的潜力。