摘要
数字岩石物理（DRP）需要高保真的孔隙尺度成像，然而微型计算机断层扫描（μ-CT）在空间分辨率与视野范围之间存在取舍关系，而传统的超分辨率（SR）方法往往无法保留控制渗流特性的孔隙拓扑结构。我们提出了视觉LSTM与状态空间超分辨率（ViSSR）方法，这是一种物理感知的混合残差超分辨率网络，将用于局部各向异性纹理的视觉LSTM（ViL）与基于Mamba的二维选择性状态空间模块（SS2D）相结合，以实现线性复杂度的全局上下文建模，并在显式的部分体积效应与点扩散函数（PSF）退化模型下，通过尺度条件残差恢复高频结构。由于重建误差会传播至渗透率和渗流分析中，我们同时报告像素级指标PSNR、SSIM和LPIPS，以及包含孔隙尺寸分布的流形匹配距离（PSD-EMD；一维Wasserstein-1距离）、孔隙率、连通性、跨度和分形维数在内的拓扑感知评分。在DeepRock-SR数据集上，ViSSR取得了32.08 dB的PSNR、0.746的SSIM和0.04的PSD-EMD，缩放倍数为4倍，并且在砂岩、碳酸盐岩和煤炭中保留了孔隙拓扑结构，而基于感知的评价基线方法会出现幻觉或过度平滑现象。在MRCCM独立采集的双分辨率碳酸盐岩切片上进行的零样本切片堆叠重建，以及项目DRP-362中进一步验证的体积分流增益，在扫描仪实际引入的退化条件下，均优于双三次插值上采样。
