張笑笑

在這個信息爆炸的時代，人工智能成為時下最熱門的話題。當無人駕駛汽車根據(jù)路面信息自動處理行駛軌跡時，當智能家居根據(jù)不同家庭成員執(zhí)行不同操作時，當你要求搜索引擎搜索出帶有某圖像的圖片時，你是否想過，這些人工智能的實現(xiàn)都基于圖像識別與處理技術(shù)。

時下，圖像識別與處理技術(shù)應(yīng)用之廣泛已滲透至各行各業(yè)，從軍事及公安刑偵，到生物醫(yī)學圖像識別，再到機器視覺領(lǐng)域，圖像識別技術(shù)無所不在。

北方工業(yè)大學教授王一丁已經(jīng)在智能識別和圖像處理領(lǐng)域潛心研究多年，從基礎(chǔ)研究到轉(zhuǎn)化應(yīng)用，他在身體力行地為這一領(lǐng)域發(fā)展默默獻出自己的力量。

在嘗試中突破與創(chuàng)新

2016年8月，2017年度國家自然科學基金資助項目“放榜”，由王一丁申報的“弱約束條件下的手背靜脈身份識別研究”榜上有名，而這一項目是2011年國家自然科學基金課題“基于手背靜脈的身份識別研究”的延續(xù)。

如今，手背靜脈紋理身份識別作為生物識別技術(shù)新的發(fā)展方向，逐漸成為國內(nèi)外身份識別系統(tǒng)的研究熱點。“因手背靜脈紋理特征的唯一性、穩(wěn)定性等優(yōu)點，以及較為突出的成本優(yōu)勢和人機交互的友善性，手背靜脈紋理身份識別具有廣闊的應(yīng)用前景。王一丁構(gòu)造高精度手背靜脈識別安全認證的理論框架，從圖像預處理、特征構(gòu)造、局部與全局特征融合等方面進行突破、進一步提高現(xiàn)有手背靜脈識別的精度；研制低成本高質(zhì)量的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的手背靜脈圖像采集設(shè)備，進行“不同種族、年齡、性別等”情況下的手背靜脈數(shù)據(jù)庫的采集工作。目前，手背靜脈識別系統(tǒng)取得國家發(fā)明專利4項授權(quán)，并在國際刊物、國內(nèi)核心刊物及國際會議上發(fā)表論文30余篇。

除了基礎(chǔ)理論的構(gòu)建，在應(yīng)用方面，王一丁也取得了豐碩成果。應(yīng)用于天安門廣場流動人口電子信息化管理的人像對比系統(tǒng)，曾是一個沒有人敢接手的項目?！澳菚r我還在中國科學院，之前沒有接觸過人臉識別技術(shù)，最后項目方找到了中國科學院?！背跎俨慌禄ⅲ跻欢∠胫白龀闪司妥屗麄兡萌?，做不成再說”，最后拍板接下了項目。結(jié)果第一期做完了，后來又做了第二期和第三期。目前，該系統(tǒng)建立了3萬多人的人臉數(shù)據(jù)庫，識別率大于95%，同時在北京北方國際射擊場用于人員的身份管理。此外，王一丁還和英國合作“863”計劃項目，研發(fā)人臉性別識別技術(shù)和超分辨技術(shù)，獲得國家專利授權(quán)，并被公司成功實現(xiàn)商業(yè)化運營。

其實，人臉識別只是智能識別與圖像處理技術(shù)的其中一種應(yīng)用，在工業(yè)生產(chǎn)中，這項技術(shù)同樣大有可為。清理鋁電解過程中陽極碳碗槽中的“垃圾”曾是困擾鋁廠生產(chǎn)的一大難題。因為“首先要找到需清理的部件的位置，然后讓機器人過去把它清理干凈。精確定位，需要測量導槽的角度、圓的位置和半徑等，提取參數(shù)實際難度非常大。

青銅峽鋁廠委托王一丁研發(fā)的鋁電解陽極碳碗清理系統(tǒng)，正是為了解決了這一難題。基于計算機圖像處理技術(shù)，系統(tǒng)成功解決了參數(shù)提取的難題，精準定位，現(xiàn)已成功應(yīng)用在生產(chǎn)線上。該技術(shù)成為北方工業(yè)大學“十二五”的標志性成果。

王一丁研發(fā)的銅電解極間短路監(jiān)測系統(tǒng)與上述系統(tǒng)一樣應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)線，并實現(xiàn)了國內(nèi)唯一。“系統(tǒng)有兩項核心技術(shù)：一是精準定位電極的位置；二是溫度的標定，對每一個電解池中的所有極板進行溫度分析?！毕到y(tǒng)能夠在生產(chǎn)過程中及時監(jiān)控整個車間所有電解池狀況，在電解銅過程中，使電能可以節(jié)省1%？2%，并及時發(fā)現(xiàn)和清除短路陰極，可以提高銅電解的效率，減少結(jié)晶和結(jié)粒，提高產(chǎn)銅品質(zhì)。

此外，他還研發(fā)了可以實現(xiàn)真實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中非對稱數(shù)據(jù)條件下敏感圖片識別的圖文信息過濾系統(tǒng)，該系統(tǒng)誤識率控制在4%以下，已成功應(yīng)用到四川省公安廳和北京電信；基于定量遙感應(yīng)用研究，提出了協(xié)同雷達信號處理和失配雷達信號處理的方法，解決了復雜背景下雷達反射信號定量測量的精度問題，先后主持了相關(guān)國家自然科學基金課題和國家“863”計劃。同時，他還研發(fā)出了智能視頻分析系統(tǒng)、醫(yī)學圖像分析系統(tǒng)等，并與北京301醫(yī)院和安貞醫(yī)院合作，制作三維展示軟件，來指導醫(yī)生做手術(shù)。

時不我待，只爭朝夕。王一丁將智能識別與圖像處理技術(shù)廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)，讓學科的發(fā)展日益煥發(fā)出勃勃生機。

紙上終覺淺，科研需“躬行”

如今在圖像識別領(lǐng)域大放異彩的王一丁，自幼喜歡建筑、繪畫，曾經(jīng)的夢想是當一名飛行員。1989年，王一丁參加高考，取得超出重點分數(shù)線40多分的好成績。因為家庭與電子的淵源，于是選擇了南京理工大學電子工程專業(yè)。

大學期間，王一丁如一棵小樹苗般汲取著知識的陽光雨露，4年后以優(yōu)異的成績畢業(yè)。隨后王一丁回到西安，進入中國兵器工業(yè)集團第206研究所，從事雷達方面的研發(fā)工作。

王一丁對在206所工作的日子記憶非常深刻，在他看來，那是他人生中“非常重要的時段”。“當時我負責雷達整個系統(tǒng)的調(diào)試。為了成功把雷達調(diào)試出來，我們每天晚上加班看圖紙，看資料，把所有線路間的關(guān)系都理得很清楚?！睂嶋H工作提升了王一丁在技術(shù)掌控、組織協(xié)調(diào)等方面的能力，也讓他認識到“紙上得來終覺淺”，科研需要不斷實踐。然而在實踐過程中，也需要不斷提升理論高度來應(yīng)對新的難題。

為了“從實踐回到理論”，1992年，王一丁考回南京理工大學攻讀碩士和博士學位。1998年王一丁畢業(yè)后聽從了導師的建議，“他建議我選學校，他認為我的性格比較適合做科研?！蓖瑫r，“考慮到把一些軍用的圖像處理技術(shù)應(yīng)用到民用領(lǐng)域”，他選擇了當時在圖像處理方面做得最好的清華大學做博士后研究。2000年博士后出站，王一丁進入中國科學院工作，后被北方工業(yè)大學引進任教。現(xiàn)在，王一丁任北方工業(yè)大學智能信息處理研究所常務(wù)副所長，是北方工業(yè)大學信息與通信工程一級學科責任教授。

作為一名教師，王一丁十分注重培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才，希望學生“學術(shù)能力和工程實踐能力兼?zhèn)洹?。“上半年我們會請一些專家來做報告，或舉辦學術(shù)競賽進行學術(shù)交流；下半年舉辦科技競賽活動，讓學生做具體的科研項目，以project的方式來展示他們的產(chǎn)品，為參加全國研究生競賽作準備?！比缃?，王一丁已經(jīng)指導本科生獲得全國移動通信大賽特等獎，研究生電子競賽獲得全國賽區(qū)三等獎，培養(yǎng)碩士和博士研究生30余名。

作為科研工作者，王一丁在學科領(lǐng)域勤懇耕耘，已主持了國家自然科學基金面上項目4項，國家“863”計劃項目1項，“十五”國防預研1項，中科院知識創(chuàng)新工程1項，合作主持國家自然科學基金面上項目1項，國家“863”計劃項目1項；參與國家“863”計劃重點項目1項，國家科技支撐計劃1項。在國內(nèi)外核心期刊以及國際會議上發(fā)表學術(shù)論文90余篇，其中被SCI、EI收錄66篇，獲得授權(quán)國家發(fā)明專利9項，軟件著作權(quán)9項；先后獲得優(yōu)秀本科畢業(yè)設(shè)計導師，優(yōu)秀研究生導師榮譽稱號。

科研創(chuàng)新是挑戰(zhàn)，是冒險，是人生的樂趣。王一丁也在一次次的嘗試中不斷突破，找到自己科研的方向，教學的旗幟，人生的標桿。在未來，他將如天空中的雄鷹，大浪里的帆船，勇往直前，追尋更廣闊的天地！