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清晨早起，不是去項(xiàng)目現(xiàn)場，就是去實(shí)驗(yàn)室，接下來便是查閱文獻(xiàn)、指導(dǎo)學(xué)生……武漢工程大學(xué)電氣信息學(xué)院教授洪漢玉的日程幾十年如一日，周末節(jié)假日也很少休息。

對(duì)洪漢玉來說，即便把所有時(shí)間都用上，還是覺得時(shí)間不夠用，因此一刻都不敢耽誤。“做科研需要投入大量時(shí)間，絕不能有歇一歇的想法?！彼f。

新年伊始，洪漢玉剛剛完成了高超飛行器國家某航天重大工程項(xiàng)目，他申請(qǐng)獲批的國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目又正式啟動(dòng)。于是，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)馬不停蹄，再次投入研究。

洪漢玉是我國最早進(jìn)行氣動(dòng)光學(xué)效應(yīng)校正工作的科研人員之一，從事高速飛行器成像探測氣動(dòng)光學(xué)效應(yīng)校正研究已有二十余年。期間，他在高超飛行器氣動(dòng)光學(xué)效應(yīng)校正領(lǐng)域提出的一系列研究方向和課題，連續(xù)6次獲得國家自然科學(xué)基金委員的專項(xiàng)資助，并帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)打破歐美發(fā)達(dá)國家在此領(lǐng)域長達(dá)50多年的技術(shù)封鎖。

近日，洪漢玉團(tuán)隊(duì)的成果“圖像處理先進(jìn)方法及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”獲得中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

半路出家，改當(dāng)“眼科醫(yī)生”

高速飛行器在大氣層內(nèi)飛行時(shí)，其高速摩擦產(chǎn)生的高溫以及大氣中的湍流等會(huì)對(duì)飛行器平臺(tái)攜帶的成像探測、導(dǎo)航、制導(dǎo)等系統(tǒng)造成極大干擾，導(dǎo)致飛行器成像探測系統(tǒng)看不清、看不遠(yuǎn)，出現(xiàn)成像模糊、抖動(dòng)、偏移等問題，這一現(xiàn)象被稱為氣動(dòng)光學(xué)效應(yīng)。

“高速飛行器受氣動(dòng)光學(xué)效應(yīng)影響，就會(huì)得近視，即無法在復(fù)雜環(huán)境下完成精準(zhǔn)搜索、定位，并傳回清晰畫面?！焙闈h玉說。

而洪漢玉團(tuán)隊(duì)要做的，就是為已經(jīng)近視的高速飛行器“矯正視力”，提高高速飛行器在作業(yè)時(shí)的精準(zhǔn)度和工作效率。

人近視了，配副眼鏡就能矯正視力，但要讓高速飛行器看得清、看得遠(yuǎn)，可沒那么容易。這其中涉及控制氣動(dòng)光學(xué)效應(yīng)、校正氣動(dòng)光學(xué)效應(yīng)等諸多理論、方法和技術(shù)，還要在此基礎(chǔ)上研究、形成解決問題的創(chuàng)新思路和方法。

“關(guān)鍵技術(shù)只能靠自己，一切從零開始。”回憶起1999年自己第一次參與我國航天氣動(dòng)光學(xué)效應(yīng)圖像數(shù)字校正理論研究任務(wù)，洪漢玉有感而發(fā)。那一年，洪漢玉師從我國航天制導(dǎo)領(lǐng)域著名專家張?zhí)煨颍谌A中科技大學(xué)圖像識(shí)別與人工智能研究所（以下簡稱圖像所）攻讀博士學(xué)位，而他主要的研究方向是三維重建。

張?zhí)煨蛩诘膱D像所當(dāng)時(shí)正在攻克如何通過數(shù)字方法、用圖像處理技術(shù)解決高速飛行器看不見、看不清的問題。二十幾年前，我國在航天航空領(lǐng)域基于成像的相關(guān)應(yīng)用研究才剛剛起步，美國、俄羅斯、日本等發(fā)達(dá)國家只公開相關(guān)民用圖像處理技術(shù)，涉及國防安全的資料無跡可尋，項(xiàng)目組摸索2年，進(jìn)展緩慢。

張?zhí)煨蛱岢鲎寯?shù)學(xué)基礎(chǔ)好、編程能力強(qiáng)的洪漢玉緊急加入項(xiàng)目組，這意味著洪漢玉要放下手頭已研究多時(shí)、快要出成果的三維重建項(xiàng)目，重新進(jìn)入相對(duì)陌生的領(lǐng)域?？僧?dāng)洪漢玉了解到該項(xiàng)目涉及我國國防安全急需解決的科研問題后，便一口答應(yīng)改變方向，轉(zhuǎn)而研究高速飛行器氣動(dòng)光學(xué)效應(yīng)圖像處理技術(shù)。

當(dāng)時(shí)的洪漢玉或許沒想到，這個(gè)決定徹底改變了他的人生軌跡，在這一領(lǐng)域，他一干就是20多年。

從無到有，突破技術(shù)封鎖

面對(duì)完全陌生的領(lǐng)域，洪漢玉心里沒底，但他臨危受命，只能硬著頭皮干。投入研究后，他開始不分晝夜地進(jìn)行編程實(shí)驗(yàn)，心里只有一個(gè)信念——“我非要做出來不可”。

功夫不負(fù)有心人，洪漢玉發(fā)揮數(shù)字建模優(yōu)勢，通過反復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，從湍流模糊圖像中將目標(biāo)清晰復(fù)原出來，并以此證實(shí)高速飛行器氣動(dòng)光學(xué)效應(yīng)可以通過數(shù)字校正。從此，中國人掌握了這一核心技術(shù)。

這只是第一步。氣動(dòng)光學(xué)效應(yīng)圖像校正的困難在于，圖像退化程度隨著空間的變化而隨機(jī)變化，同時(shí)伴隨空變熱輻射效應(yīng)及像素偏移等因素，變化機(jī)理十分復(fù)雜。

在研究中，洪漢玉發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)外許多學(xué)者提出的算法對(duì)仿真湍流退化圖像復(fù)原有效，而對(duì)實(shí)際湍流退化圖像復(fù)原效果很差?！耙l(fā)成像退化的因素有很多，這些因素不可預(yù)知、不斷變化、錯(cuò)綜復(fù)雜，必須探索圖像校正技術(shù)研發(fā)的新方向，研究能在整個(gè)飛行過程中可用的、自適應(yīng)的有效校正方法?！彼f。

于是，洪漢玉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員采用“化繁為簡、逐個(gè)擊破”思路，將復(fù)雜退化模式逐個(gè)拆解簡化，經(jīng)過長時(shí)間探索和試驗(yàn)提出“統(tǒng)一復(fù)原”的概念。

從圖像角度思考，洪漢玉團(tuán)隊(duì)及時(shí)轉(zhuǎn)變思路和方向，發(fā)現(xiàn)氣動(dòng)光學(xué)效應(yīng)與圖像特征變化緊密相關(guān)。據(jù)此，洪漢玉團(tuán)隊(duì)提出全新校對(duì)方法——空變逐點(diǎn)校正方法，該方法基本解決了我國高速飛行器成像探測氣動(dòng)光學(xué)效應(yīng)圖像校正問題，提高了制導(dǎo)精度，相當(dāng)于將高速飛行器的視力從0.3提高到0.8，且比原有方法的效率提高了20%。

不僅如此，洪漢玉介紹，由于高速飛行器對(duì)硬件有嚴(yán)格的限制，他的團(tuán)隊(duì)研發(fā)的系列氣動(dòng)光學(xué)效應(yīng)校正算法，充分考慮到這些應(yīng)用需求，可直接集成到現(xiàn)有成像系統(tǒng)中，不需要額外增加硬件處理板開銷，性價(jià)比高、移植性強(qiáng)、使用方便。

目前，洪漢玉團(tuán)隊(duì)的研究成果已應(yīng)用于我國航天遙感探測領(lǐng)域，如高速飛行器對(duì)地觀測、地基望遠(yuǎn)鏡深空觀察等，為我國航天遙感探測提供了關(guān)鍵的技術(shù)支持。

投身軍工，甘做無名英雄

多年來，洪漢玉的很多科研成果都不能對(duì)外公開，更不能寫成文章發(fā)表。但洪漢玉對(duì)此卻并不在意，他總說：“一心一意做科研，就是一種享受，無需其他的肯定?！?/p>

隨著洪漢玉在圖像復(fù)原領(lǐng)域的成果得到國際認(rèn)可，很多國家都邀請(qǐng)他出國搞科研，并給出豐厚的報(bào)酬，但他都一一婉拒了。“國家的需求才是科研真正的土壤，做科研必須永遠(yuǎn)把國家利益放在第一位。我相信未來圖像復(fù)原領(lǐng)域的科研機(jī)會(huì)在中國，我們一定會(huì)比別人做得好?！彼f。

洪漢玉的這份自信，源于他擁有的一支年輕團(tuán)隊(duì)。目前，洪漢玉所帶領(lǐng)的湖北航天圖像處理與目標(biāo)識(shí)別科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)共13人，多數(shù)是“90后”。

認(rèn)真是團(tuán)隊(duì)成員對(duì)洪漢玉的一致評(píng)價(jià)。洪漢玉團(tuán)隊(duì)成員李施陽對(duì)記者說：“洪老師經(jīng)常講，要把一切問題都消滅在地面上，不能讓飛行器帶任何疑點(diǎn)上天。”在科研上，洪漢玉始終秉持這種信念，涉及到實(shí)驗(yàn)操作，他對(duì)學(xué)生們要求非常嚴(yán)格，不允許有任何疏露。

在團(tuán)隊(duì)成員眼中，洪漢玉是“鐵人”，幾乎不需要休息，“他周末經(jīng)常加班，就連春節(jié)也不怎么休息”。“我們受洪老師影響挺大的，每項(xiàng)任務(wù)都會(huì)超標(biāo)準(zhǔn)、提前完成?！焙闈h玉團(tuán)隊(duì)成員王云飛說。

洪漢玉認(rèn)為，做科研不能有畏難情緒，要有尋根究底的探索精神?！皩W(xué)習(xí)是掌握別人總結(jié)的知識(shí)，科研是鉆研自己探索的未知。越是書本上沒有的、越是前人沒有做過的，越該是我們鉆研的方向。要堅(jiān)持、不怕挫折，要把每個(gè)問題都搞得明明白白?！焙闈h玉說，未來他要帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員繼續(xù)攀登科研高峰，讓我國的高速飛行器看得更遠(yuǎn)、更清晰。（符曉波 吳純新 陳 思）