探索视觉寻真境 创新算法绘未来

来源:中国网    2025-06-09 15:14
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——记西北工业大学网络空间安全学院张号逵教授

在《银翼杀手》的赛博朋克世界里,复制人通过仿生眼洞察人类的微表情;在《失控玩家》中,NPC凭借视觉感知系统构建虚拟世界的秩序。在这些科幻电影中,机器人敏锐地观察周围环境,精准地识别物体与人脸,与人类进行自然流畅的互动。那么,在现实世界中,这种视觉感知能力如何实现呢?答案,就蕴藏在计算机视觉(Computer Vision)中。作为人工智能领域的“眼睛”,计算机视觉赋予计算机与系统从图像、视频等视觉输入中萃取信息、理解世界并据此决策的智慧。计算机视觉应用十分广泛,包括无人机、自动驾驶、数字智慧化城市、智能安防、网络安全、工业检测等等方面,计算机视觉正改变着我们的生活,让世界变得更加清晰、智能。

在这片充满无限可能的科研天地里,有一位青年才俊正以卓越的科研成就与深邃的教育情怀,书写着属于自己的辉煌篇章。他,就是西北工业大学网络空间安全学院的张号逵教授,他以“让计算机更聪明,更好的服务人类社会”为动力,深耕于面向工业应用的人工智能算法研究,特别是在视觉骨干网络设计、网络结构搜索、高光谱图像分类以及视觉语言模型等领域,取得了令人瞩目的成果。他以算法勾勒星辰大海,以匠心铸就科技重器,他将科研成果转化实际应用,为推动我国人工智能技术的发展贡献了科研力量。

张号逵教授

科研逐梦 创新筑高峰

自2009年踏入西北农林科技大学的校门起,张号逵便与计算机科学结下了不解之缘。本科四年,他如饥似渴地吸收着专业知识,数学专业的背景为日后的科研生涯打下了坚实的基础。随后,他进入西北工业大学空天地海一体化大数据应用技术国家工程实验室,师从计算机学院李映教授攻读硕士和博士学位。李映教授是遥感图像处理领域的知名专家,也是引领他进入人工智能遥感图像解析研究的第一位导师。在科研道路上,李映教授不仅以渊博的学识悉心指导学生,更以极大的耐心鼓励学生攻克科研难题;在生活中,她也给予学生无微不至的关怀。正是在这样一位良师的悉心栽培下,张号逵怀着对知识的渴求和对科学探索的热情,正式开启了他的科研生涯。

硕士期间,张号逵受学校公派赴香港大学交流学习,师从俞益州教授,这段经历不仅让他领略到了技术前沿的动态,也锻炼了他的独立研究能力。为了进一步拓宽国际视野,博士期间,他受国家留学基金委公派远赴澳洲阿德莱德大学,师从计算机视觉领域的大牛、机器视觉领军学者沈春华教授,并逐渐延伸了自己的科研范围,从遥感延伸到通用计算机视觉,沈教授成为带他入门基于人工智能技术作自然图像处理的领路人,进一步提升了他的科研水平与创新能力。

学成归来的张号逵,将满腔热情投入到科研事业中。他围绕计算机视觉的各种任务,以算法设计、算法优化与结合硬件落地部署为主线,开展了大量富有成效的研究工作。他现已主持国家自然科学基金1项、姑苏领军人才项目1项,并作为技术骨干参与国家自然基金面上项目3项,取得了丰富的学术成果。迄今为止,他以第一作者/通讯作者/共一身份在包含IJCV、IEEE TGRS、CVPR、ICCV、ECCV、NeurIPS、AAAI等在内的本领域顶级期刊及会议上发表论文20余篇,在PR, ACMMM, IEEE TII等在内的期刊会议上,合作发表论文20余篇。5篇论文入选ESI高被引论文,一篇入选中国精品顶尖期刊学术论文,一篇入选SCI二区期刊封面论文,google scholar 引用3600余次。

张号逵设计了位置敏感循环卷积算子ParC,首个提取全局特征的卷积算子,并基于此算子构建了轻量化视觉骨干模型ParCNet,该模型在端侧设备上展现出了极高的适配度与性能优势,不仅在速度上超越了同体量的其他模型,更在精度上实现了显著提升。这一成果发表在国际计算机视觉三大顶会之一的ECCV上,在国内引起了广泛关注,先后有六家公众号对此进行了报道。张号逵也因此受邀代表公司参加了吴文俊人工智能颁奖盛典,并做了专题报告。除了ParCNet,张号逵还提出了FcaFormer模型,该模型重新解析了Transformer模型的运算瓶颈,以反向思维方式提出了前向交叉注意力机制,构建出了快速图像感知模型。FcaFormer一经提出便引起了学术界的广泛关注,并被集成到了检测框架YOLOv5中,应用在了人脸识别等实际业务场景中。

张号逵不仅是一位优秀的科研工作者,更是一位将科研成果转化为实际应用的实践者。他研发的轻量化骨干模型ParCNet与FcaFormer已成功适配到了公司自研国产芯片DeepEdge系列上,并应用公司的一些业务场景中。此外,他还与上海卫星工程研究所、中国航天科工三院等合作,继续深挖遥感图形处理方面的工作,并将技术落地应用。这些成果的应用不仅验证了其可行性与有效性,更为他赢得了广泛的赞誉与认可,他于2023年入选“世界前2%科学家榜单”。

张号逵教授(左一)指导学生

立德树人 培育新英才

作为一名年轻的科研人员,张号逵不仅肩负着科研创新的重任,更承担着教书育人的使命。他深知人才是国家发展的第一核心,而培养高素质的人工智能人才则是他义不容辞的责任。因此,在科研之余,他将大量精力投入到了教育工作中。

自参加工作以来,张号逵始终坚持以树人为核心、以立德为根本的教育理念。他精心培养德才兼备、全面发展的人工智能领域高端人才,将思想政治教育内化到课堂教学、比赛实践和科学研究等各个环节。在开设的网络空间安全系统设计及网络空间实战攻防能力训练课程中,他一方面给学生讲解渗透测试的专业技能,另一方面也注重灌输合法使用渗透技术的观念,努力培养学生的法律意识与职业道德。

虽然作为教育工作者时间比较短,但张号逵已有较为丰富的教导经验,在博士阶段与博后阶段,他就协助导师指导了多名博士生与硕士生,并取得了显著的学术成果。自2023年入职西北工业大学以来,他将“立德树人”的教育理念贯彻到了极致。他深入学生中间,了解他们的思想动态与学习需求,为他们提供个性化的指导与帮助。

在张号逵看来,道德素质与学术道德是科研工作者不可或缺的两翼,指导学生时,他不仅传授专业知识与技能,更为学生树立正直、负责任和尊重他人的榜样。他鼓励学生思考自己的角色与应担负的社会责任,关注他们的研究与行为对社会的影响。同时,他也坚持诚实与诚信的原则,鼓励学生以道德高地为自己的决策与行动提供指导。在学术道德方面,他更是将培养学生的学术道德素养视为至关重要的任务之一。他树立良好的学术道德榜样,鼓励学生遵循诚实、透明与公平的原则进行科学研究,确保研究诚信可靠。他还强调合作与作者贡献的公平性,以确保每位学生都理解与尊重共同创作的作品。通过这些,他希望学生在未来的职业生涯中秉持高尚的道德原则和高尚的学术道德标准,为社会的发展和进步、为学术界的诚信和质量做出更大贡献。

展望未来 砥砺向前行

面对未来,张号逵充满信心与期待。他表示,人工智能技术的发展日新月异,而遥感卫星图像相关处理技术更是我国重点关注的技术之一。近年来,得益于我国遥感图像成像技术的发展与航空航天技术的提升,遥感图像相关技术得到了进一步的应用。在此背景下,他拟依托所在国家级研究平台,建立科研团队,围绕国家战略需求开展科学研究,重点突破面向端侧的多源协同遥感图像感知技术。

他计划基于此前高光谱图像处理、计算机视觉等方面的基础,结合人工智能算法、硬件、场景、数据四方面特点,构建一套星载高光谱图像感知算法。该算法将系统提升现有星载高光谱图像感知算法的感知效率与感知精细度,并通过硬件算法耦合优化降低感知功耗、通过多模态数据融合提升感知空间精细度、通过视觉语言一体化设计实现感知与分析的统一。最终,他计划将这一研究成果内嵌到国产AI芯片上,确保自主可控。

在应用研究方面,张号逵计划积极与陕西省内优势单位开展技术应用合作,将研究的理论成果推广应用到国防探测预警领域、灾害预警、资源勘探、精准农业、智慧交通、秦岭生态保护等国防建设和民生发展领域。在团队建设方面,他拟依托西北工业大学网络空间安全学院,建立一支梯队层次科学的“高效视觉信息智能感知团队”,旨在重点突破视觉信息领域的技术瓶颈,承担各级各类重大科研项目,促进学校学科建设与发展。在产学研一体人才培养方面,他计划拉通西北工业大学与深圳云天励飞技术股份有限公司,阿里商业智能部等企业及研究机构,建设实验基地,以具体国家需求、工业需求为导向开展科研,培养具有实战能力与实践经验的高水平人才,并将成果快速应用于实际生产和工程项目,推动技术的商业化和产业化,产生经济效益。

在回顾自己的科研生涯时,张号逵总是满怀感恩之情。他深知自己能够取得今天的成就,离不开众多师长的无私帮助与悉心指导。在学校里,他感谢李映教授、沈春华教授等恩师的言传身教;在公司里,他感谢肖嵘博士与王孝宇博士等前辈的悉心栽培。正是有了这些前辈学者的相助,他才能够在科研路上勇往直前、不断攀登新高峰。

风劲帆满海天阔,奋楫扬帆齐争先。从实验室的算法探索者,到产业一线的技术推动者,张号逵以“轻量化”模型叩开智能时代的大门,以“重责任”理念培育未来栋梁。他用卓越的科研成就与深邃的教育情怀,书写着属于自己的辉煌篇章。正如他所说,“AI不仅是工具,更是人类认知世界的延伸。我们要做的,是让技术有温度,让创新无极限。”

展望未来,步履不息。张号逵将继续秉持初心与使命,在科研中创新研发,在教育上立德树人,为我国的科技强国与教育强国贡献更多智慧与力量。(文/苗燕)

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【责任编辑:钟经文】
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