王一丁：勇于嘗試才見新天地

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路面信息自動處理行駛軌跡時，當智能家居根據不同家庭成員執行不同操作時，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都基于圖像識別與處理技術。

時下，圖像識別與處理技術應用之廣泛已滲透至各行各業，從軍事及公安刑偵，到生物醫學圖像識別，再到機器視覺領域，圖像識別技術無所不在。

北方工業大學教授王一丁已經在智能識別和圖像處理領域潛心研究多年，從基礎研究到轉化應用，他在身體力行地為這一領域發展默默獻出自己的力量。

在嘗試中突破與創新

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。

如今，手背靜脈紋理身份識別作為生物識別技術新的發展方向，逐漸成為國內外身份識別系統的研究熱點。“因手背靜脈紋理特征的唯一性、穩定性等優點，以及較為突出的成本優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用前景。王一丁構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、特征構造、局部與全局特征融合等方面進行突破、進一步提高現有手背靜脈識別的精度；研制低成本高質量的具有自主知識產權的手背靜脈圖像采集設備，進行“不同種族、年齡、性別等”情況下的手背靜脈數據庫的采集工作。目前，手背靜脈識別系統取得國家發明專利4項授權，并在國際刊物、國內核心刊物及國際會議上發表論文30余篇。

除了基礎理論的構建，在應用方面，王一丁也取得了豐碩成果。應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，曾是一個沒有人敢接手的項目。“那時我還在中國科學院，之前沒有接觸過人臉識別技術，最后項目方找到了中國科學院。”初生牛犢不怕虎，王一丁想著“做成了就讓他們拿去，做不成再說”，最后拍板接下了項目。結果第一期做完了，后來又做了第二期和第三期。目前，該系統建立了3萬多人的人臉數據庫，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，研發人臉性別識別技術和超分辨技術，獲得國家專利授權，并被公司成功實現商業化運營。

其實，人臉識別只是智能識別與圖像處理技術的其中一種應用，在工業生產中，這項技術同樣大有可為。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，提取參數實際難度非常大。

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

王一丁研發的銅電解極間短路監測系統與上述系統一樣應用于工業生產線，并實現了國內唯一。“系統有兩項核心技術：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。”系統能夠在生產過程中及時監控整個車間所有電解池狀況，在電解銅過程中，使電能可以節省1%？2%，并及時發現和清除短路陰極，可以提高銅電解的效率，減少結晶和結粒，提高產銅品質。

此外，他還研發了可以實現真實網絡環境中非對稱數據條件下敏感圖片識別的圖文信息過濾系統，該系統誤識率控制在4%以下，已成功應用到四川省公安廳和北京電信；基于定量遙感應用研究，提出了協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，先后主持了相關國家自然科學基金課題和國家“863”計劃。同時，他還研發出了智能視頻分析系統、醫學圖像分析系統等，并與北京301醫院和安貞醫院合作，制作三維展示軟件，來指導醫生做手術。

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

紙上終覺淺，科研需“躬行”

如今在圖像識別領域大放異彩的王一丁，自幼喜歡建筑、繪畫，曾經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。

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年后以優異的成績畢業。隨后王一丁回到西安，進入中國兵器工業集團第206研究所，從事雷達方面的研發工作。

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的調試。為了成功把雷達調試出來，我們每天晚上加班看圖紙，看資料，把所有線路間的關系都理得很清楚。”實際工作提升了王一丁在技術掌控、組織協調等方面的能力，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。”同時，“考慮到把一些軍用的圖像處理技術應用到民用領域”，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，后被北方工業大學引進任教。現在，王一丁任北方工業大學智能信息處理研究所常務副所長，是北方工業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應用型創新人才，希望學生“學術能力和工程實踐能力兼備”。“上半年我們會請一些專家來做報告，或舉辦學術競賽進行學術交流；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品，為參加全國研究生競賽作準備。”如今，王一丁已經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三等獎，培養碩士和博士研究生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。在國內外核心期刊以及國際會議上發表學術論文90余篇，其中被SCI、EI收錄66篇，獲得授權國家發明專利9項，軟件著作權9項；先后獲得優秀本科畢業設計導師，優秀研究生導師榮譽稱號。

科研創新是挑戰，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！