基于双模态融合的钢轨表面缺陷分割研究

罗晖, 韩岳霖, 马治伟, 斯成浩

华东交通大学学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (01) : 52-60. DOI: 10.16749/j.cnki.jecjtu.2025.01.004

基于双模态融合的钢轨表面缺陷分割研究

  • 罗晖, 韩岳霖, 马治伟, 斯成浩
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摘要

因长期受反复荷载作用,高速铁路钢轨会产生表面缺陷,为了提升复杂场景下多类多尺度钢轨表面缺陷检测的精度与速度,设计了一种基于双模态融合的钢轨表面缺陷分割网络(DAFNet)。首先构建了一个包含可见光和红外通道的钢轨表面缺陷数据集,并采用改进的双分支网络架构,提高了分割速度;同时,设计了双模态自适应融合模块(BAFM),实现了特征的自适应融合,提高了复杂场景下钢轨表面缺陷的分割精度;此外,设计了空间细节提取模块(SDEM)和关键信息增强模块(KIEM),进一步提高了对缺陷边缘的感知度,解决了复杂场景下缺陷与背景对比度不高的问题。实验表明,所设计网络分割的精确度和mIoU分别达到了68.13%, 59.96%,明显优于其他主流网络;且FLOPs、参数量和模型大小分别为17.41 GFLOPs,1.38 M和5.67 MB,优于大多数主流网络。所设计的网络显著提高了钢轨表面缺陷的分割精度,并且具有较高分割速度,对保障高铁的安全运营具有重要意义。

关键词

语义分割 / 钢轨表面缺陷 / 深度学习 / 红外图像 / 可见光图像 / 双模态融合

中图分类号

U216.3

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罗晖, 韩岳霖, 马治伟, 斯成浩. 基于双模态融合的钢轨表面缺陷分割研究. 华东交通大学学报. 2025, 42(01): 52-60 https://doi.org/10.16749/j.cnki.jecjtu.2025.01.004

基金

国家自然科学基金项目(62262021)

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