洪漢玉（左二）指導學生。（資料圖片）
編者按
作為科技第一生產力、人才第一資源和創新第一動力結合點，高校是國家科技創新體系的重要力量。嫦娥五號、天問一號、量子計算機原型系統「九章」……一系列重大科技成果中都凝結著高校力量。據統計，高校建有60%以上的國家重點實驗室，聚集了60%以上的全國高層次人才，承擔了80%以上的國家自然科學基金項目。
湖北省教育事業發展「十四五」規劃指出，激發高校科技創新潛能，充分發揮高校區域創新體系建設排頭兵、增強發展新動能策源地作用，著力提升原始創新和應用技術創新能力。即日起，本版推出《科創團隊》專欄，聚焦湖北各高校科創力量，反映他們以科技創新支撐高質量發展的舉措與行動。
「我們的技術就像給高速飛行器做『矯正手術』，有了『火眼金睛』，圖像清晰度和能量集中度提高到0.8以上，比原有方法提高了20%！」1月20日，武漢工程大學電氣信息學院的實驗室內，洪漢玉教授向湖北日報全媒記者演示最先進的氣動光學效應校正算法：處理圖像只用了1秒多，屏幕上原本模糊的灰綠色塊，立刻變成清晰的房屋和水田，連房屋屋脊的紋理都清晰可見。而這僅僅只是洪漢玉團隊關鍵技術應用中的一小部分。
作為我國最早從事氣動光學效應校正的科研工作者之一，洪漢玉帶領團隊從零起步，躬耕篤行20餘年，在我國高速飛行器成像探測氣動光學效應校正方面，取得大量研究成果，並得到大規模應用，使高速飛行器成像系統圖像分辨性能大幅提升。
給高速飛行器「矯正視力」
高速飛行器在大氣層內飛行時，大氣中湍流、高速摩擦產生的高溫等會對平台攜帶的成像探測、導航系統造成干擾，導致成像探測系統看不清、看不遠，成像模糊、抖動、偏移，這一現象又叫作氣動光學效應。
「就像人眼近視，看不清，也看不遠。」洪漢玉向記者解釋，高速飛行器受氣動光學效應影響，無法在複雜環境下精準搜索、定位，並傳回清晰畫面，「因此，我們要做的就是為高速飛行器『矯正視力』，設計出有效算法，排除圖像中的干擾，提高高速飛行器作業時的精準度和工作效率。」
如何通過圖像處理技術，讓高速飛行器看得更清晰？20多年前，我國航天航空領域信號處理技術的研究才剛剛起步，發達國家只公開最基礎的圖像處理技術，更深入的研究資料很少，經過兩年的摸索，團隊研究進展仍然緩慢。
彼時洪漢玉還在華中科技大學圖像所攻讀博士學位，導師張天序知道他數學基礎好、編程能力強，提出讓他變換研究方向，投入這項研究。
「數字校正方法可行！」在廢寢忘食地嘗試下，洪漢玉只用了7天，就有了進展，「終於看得清了！我當時甚至都不敢相信自己，連忙再試了第二次，第三次……結果可行！」
經過多次實驗，洪漢玉證實高速飛行器氣動光學效應圖像可以進行數字校正，目標在湍流模糊圖像中恢復清晰，實現了我國航天氣動光學效應數字校正領域的突破。
從「看得見」
到「看得清、看得准、看得快」
洪漢玉很快從實驗成功的喜悅中冷靜下來，他意識到，湍流氣動模糊僅僅是高速飛行條件下氣動光學效應所面臨的一種典型情況。要徹底解決高速飛行器氣動光學效應成像質量退化問題，還有很長的路要走。在此後的研究中，洪漢玉不斷思考從「看得見」到「看得清」，再到「看得快」的新路徑，尋求關鍵技術的突破點。
洪漢玉團隊採用「化繁為簡，各個擊破」的思路，將複雜退化模式逐個拆解和簡化，經過長時間的摸索和試驗，逐步提出了一系列復原算法。2010年，實際圖像統一復原的思想和實現方案首次亮相國際會議，得到國際同行的一致認可。
近年來，洪漢玉團隊不斷轉變思路和方向，發現氣動光學效應與圖像特徵變化緊密關聯，並提出全新校對方法——空變逐點校正方法。「從分不清目標，到能夠看得清目標細節，相當於視力從0.3提高到了0.8。」洪漢玉介紹，該方法基本解決了我國高速飛行器成像探測氣動光學效應圖像校正問題，提高了精度，在關鍵技術上取得了突破。
此外，團隊研發的一系列氣動光學效應校正算法，不需要額外增加硬體處理板開銷，具有性價比高、移植性強、方便靈活的優勢，應用前景廣泛。「小到日常生活中，拍攝照片時的圖像防抖，大到人工智慧領域的圖像清晰化，我們的技術都能有所應用。」研究生李施陽說。
永遠把國家利益放在第一位
「做科研，必須永遠把國家利益放在第一位！」這是洪漢玉一生的信條。
在圖像復原領域，洪漢玉的研究成果受到國內外的廣泛認可，很多國家承諾優越的科研條件，重金「挖角」，但都被他一一婉拒。
目前，洪漢玉搭建了湖北航天圖像處理與目標識別科研創新團隊，每年吸收大量本科生進入團隊，並為本科生編寫了《現代圖像圖形處理與分析》等教材，將最新科研成果融入教學課堂中。「洪老師常說，要把一切問題都消滅在地面，不能讓航天飛行器帶任何疑點上天。」學生李施陽、汪光雅告訴記者，洪老師幾乎全年無休，一心撲在科研上，對科研問題一絲不苟，對學生關愛有加，「認真嚴謹的科研精神，我們早已耳濡目染。」
據了解，去年年末，洪漢玉團隊剛剛完成我國高超飛行器一項重大項目，2021年申請的國家自然科學基金面上項目獲批，這已經是連續6次獲批立項。今年元旦後不久，團隊又以「圖像處理先進方法及產業化應用」項目，獲得2021中國自動化學會科技進步獎一等獎，近年來發表論文240多篇，發明專利20項，洪漢玉也在2021年榮獲湖北省「優秀共產黨員」稱號。
「這些對我們來說是極大的鼓舞。未來我們還要繼續提高處理的精準度和效率，不斷突破『看得快』的技術，為高速飛行器鑄就一雙真正的『火眼金睛』！」洪漢玉笑著說。
（來源：湖北日報 記者田佩雯 通訊員陳思）
【實習編輯：汪宇瑾】
更多精彩內容，請在各大應用市場下載「大武漢」客戶端。