2013年,“雾霾”成为年度关键词。从那时起,人们便清醒的意识到朦胧不再是优美的词汇,而是“看见”最大的敌人。
作为图像处理领域的研究者,西安理工大学计算机学院石争浩教授立志要让这种看不见变成看得见,让这种朦胧变得清晰。为了这一目标,他一直在计算机视觉领域专注前行。
创新融合 打造矩阵效应
图像是人类通过视觉感知世界的重要媒介,随着计算机、机器视觉、人工智能等信息技术的快速发展,利用计算机等技术手段对图像进行处理,成为图像处理的主要技术手段。“有针对性的图像处理,可有效增强图像。”沿着这一科研方向,石争浩及其团队围绕低辨度图像增强及其在医学图像、视频监控等应用领域的关键问题,开展了具有针对性的深入研究。
他们通过创新融合,在特定行业和领域应用中形成了矩阵效应,达到了增强图像的科研目的。
在针对医学微小肺结节图像、砂岩微观图像及企业污染票据等低辨度图像时,基于人眼视觉的选择性机制及拉普拉斯高斯函数的多尺度表达特性,石争浩带领团队首次将Hessian矩阵分析和拉普拉斯高斯滤波函数相结合,提出基于Hessian矩阵分析和拉普拉斯高斯滤波(Hessian-LoG filtering)的图像增强方法,且性能良好,能够很好的处理微小感光细胞。
在科研中,他们发现了光照变化对图像的影响,为解决这一难题,石争浩提出了一种基于对数域离散余弦变换的光照补偿消光方法,克服了现有方法无法处理极端光照不足的弊端。相关实验表明:使用该方法在每种实验情况下得到的识别结果都很理想,可作为一种可靠的光照标准化解决方案。科研永无止境,石争浩团队以该技术为基础,设计完成了人脸光照补偿软件系统并在第三方软件系统应用。
发现问题,解决问题,“雾霾图像处理一直是我们攻关的重点。”石争浩带领科研团队反复讨论,多次实践,在暗通道先验启发下,提出了一种暗先验单图像去雾增强方法,与暗通道先验去雾方法相比,该方法运算时间短,图像去雾后对比度较好,有效解决了雾霾图像的清晰化增强处理问题。
2013年与新西兰大学信息学院马特教授交流讨论时,马特教授对这项雾霾处理方法表示出极大的兴趣,曾当面提出并随后多次来函希望与石争浩团队在该方面进行合作研究。此外,该技术在多家企业的户外视频监控系统中得到应用,产生了良好的经济效益,在国内外产生了巨大的影响。
开拓进取 挖掘视觉深度
科研人肩负着推动社会发展的重任,石争浩十分清楚自己的使命,所以,他从不让自己停歇,“放慢科研的脚步,就意味着被他人甩在身后。”
现在,石争浩正在主持国家自然基金面上项目“弱光低照多光源互扰尘霾图像增强方法及应用”的研究。
自项目开展以来,石争浩围绕关键的技术问题,深度攻关,先后提出基于深度集成网络的夜间雨雾图像增强方法、基于光晕抑制的暗通道先验沙尘图像增强方法、基于伽玛矫正的带颜色恢复的限制性直方图均衡沙尘图像增强方法,这些方法为解决复杂环境下的图像退化问题提供了新的理论和方向,对提高复杂环境下机器视觉的应用能力具有重要意义。
此外,他还参加了国家重点研发计划项目“多模态自然交互虚拟融合开放式实验教学环境”中的“开放式实验教学应用平台及示范”子课题研究。该课题以实现中学实验教学资源的优化及共享为研发目的,可在线调配教学资源,对提高教学质量,合理分配教学资源意义重大。
功夫不负有心人,石争浩在计算机图像处理领域取得了丰硕的科研成果,先后在人工智能及图像处理领域权威期刊和国际会议中发表高水平学术论文41篇;以第一完成人先后获陕西省科技进步奖二等奖1项、西安市科技进步奖二等奖1项、陕西高等学校科学技术奖二等奖及三等奖各1项。2018年,入选浙江省台州市“500精英人才”创新创业人才项目。
孕育桃李 授业因人而异
森林中,每片树叶都不同,正如我们每个人,都是独特的,石争浩在教学中,也看到了这一点。研究生入学是一个新的起点,在这个起点上,石争浩总是在第一时间与他们交流。
“在科研领域,刚刚入学的研究生是一张白纸,他能绘制出怎样的图画,与他的前行方向密不可分。”所以,石争浩与他们一对一交流,在轻松的谈话中,找到他们的专业兴趣,找到他们的天赋特长,再根据交流结果,分配不同的研究问题。
作为一名师者,石争浩全心全意为学生考虑,他会挑选好适合学生的文献,让他们一篇一篇地研读。“了解你所学的专业和知识,才能更好的运用,学习要有信心,更要有耐心。”这就是石争浩的教学态度。
提起石争浩,学生们提到最多的词汇是关心和严格。关心是生活中的石争浩与学生没有距离,能用简单的方式,解决学生的困扰。严格则是指对研究生的管理,“石老师要求我们每周写工作汇报,每周定期组织学生交流讨论。”尽管管理严格,但学生们却说,“这样细致的工作很累,但石老师却愿意为我们去做。”
在管理方面较为严格的石争浩,在创新能力培养方面同样不遗余力。作为研究生导师,他注重培养学生的创新能力,他要求学生拓展和把握最新的研究方向。与此同时,他一直坚持将自己和团队的研究成果引入教学中,让学生在学习理论知识的同时,开发他们的实践思维。
值得一提的是,石争浩在带研究生的同时,也承担着本科生的教学任务,“学生能够学有所用,才是对老师最好的回馈。”这就是石争浩,一位大学教师的心声与愿望。
对于自己所从事的计算机视觉领域,石争浩充满了期待,未来,他将继续在该领域拼搏奋斗,同时,将继续用心培养人才,因为,“他们是图像处理领域的未来。”