基于Pix2PixGAN的钨晶粒晶界提取方法

来源：电子测量技术杂志2026年第5期北京时间：

作者：文金瑞，吴晓红，滕奇志，何海波

单位：1.四川大学电子信息学院 成都 610065; 2.成都西图科技有限公司 成都 610065

摘要：针对镧钨杆扫描电子显微镜图像分割中面临的晶粒粘连区分困难及晶界遮挡等挑战，提出了一种基于Pix2PixGAN框架的改进方法，用于实现钨晶粒晶界的准确提取。首先，使用边缘引导注意力EGA模块替换标准跳跃连接，结合拉普拉斯特征图提取，以增强多尺度晶界特征表达能力；其次，采用高效上采样块进行特征上采样，有效减轻了棋盘伪影并促进了不同层级特征的融合；将原始L2损失函数代替为加权二元交叉熵损失与加权交并比损失的组合损失，聚焦边缘像素优化；最后，引入梯度惩罚，增强生成器稳定性与多样性。实验结果显示，改进模型的F1值(F1-score)为72.47%，召回率(Recall)为77.21%，准确率(Precision)为68.32%，相较于基础Pix2PixGAN模型分别提高了13.02%、6.49%、16.87%，且在F1值与精确率上高于RCF、RINDNet、UCTransNet和MEGANet模型，验证了该模型在晶界提取的有效性。

关键词：镧钨杆;扫描电子显微镜;晶界提取;边缘引导注意力;高效上采样