【南京信息工程大学】南京信息工程大学计算机学院教授张开华：教计算机“看”世界

近年来，高校人工智能学科成为“香饼”，南京信息工程大学计算机学院教授张开花已经在相关领域深耕了十多年。

不久前，2022年人工智能全球最具影响力学者榜单发布，张开华也凭借多年取得的成果入选其中计算机视觉领域榜单。他说：“坚信这个方向，久久为功，总会有所突破。”

让计算机“观察”世界

很多人会问，计算机视觉领域研究的是什么？而这个问题，从事该领域十余年的张开华已经回答得很熟练：“顾名思义，就是教会计算机如何去看世界的学科，其终极研究目标是使计算机能够像人那样通过视觉观察与理解世界，具备对环境自主适应能力。”

张开华说，摄像头等各种成像设备就是计算机的“眼睛”，如同人眼可以看到图片或视频，然后由计算机来“模仿”大脑对输入的图像或视频完成处理与解译，对其中感兴趣的目标进行检测、识别、跟踪、行为分析等。“它的应用领域非常广泛，常用的一些手机应用软件，如人脸支付、语音识别、翻译软件、美妆、打车、智能推荐等都涉及计算机视觉。另外，还有无人驾驶、智能交通、智能监控、智慧医疗等等。”

“从博士阶段开始，已经在这个领域探索了十几年，尽管中间遇到很多挫折，但还是坚持下来了，因为内心对科研有着浓厚的兴趣。”张开华告诉记者，目标跟踪是人工智能领域的一个重要研究方向，与国家战略密切结合，在智能监控、工业机器人、服务机器人、无人驾驶、国防军工等领域具有重要的应用价值。

据悉，张开华已在国内外知名期刊与会议上发表或录用论文50余篇。谷歌学术搜索总引用8200余次，引用者包括美国科学院/工程院院士、英国皇家工程院院士、欧洲科学院院士、澳大利亚科学院院士、中国科学院/工程院院士、IEEE/ ACM/IAPR/SPIE/IET/AAAS Fellow等近百位。

截至目前，他已顺利完成国家自然科学基金青年项目和江苏省自然科学基金杰青项目、面上项目等，入选江苏省“六大人才高峰”，江苏省“333高层次人才”培养工程（考核优秀）等。担任SCI期刊IET Electronics Letters编委以及多个顶会（CVPR/ICCV/ECCV/ AAAI/IJCAI等）程序委员会委员。他也与一些国内知名公司和医院合作，产生的成果被成功应用于智能交通监控、智慧医疗等实际应用之中，产生了良好的经济和社会效益。

所有成功皆非坦途

张开华是2013年底入职南京信息工程大学，加入计算机学院院长刘青山团队的。在刘青山的大力支持下，他继续在相关方向深入研究。2017年，张开华的研究成果“视觉信息的表示学习理论与方法”获得教育部自然科学一等奖（3/5）；2020年，入选爱思唯尔中国高被引学者（计算机科学与技术）榜单，同年，他主持的项目“高效视觉目标跟踪理论与方法”获得了计算机学会科学技术奖自然科学二等奖，研究成果被国内外知名学者成功拓展应用于气象、遥感、生物医学、机器人等多个领域。

而这优秀履历背后的故事，要从张开华本科时说起。张开华告诉记者，最早萌生想要从事AI领域相关研究的想法是在本科阶段。“我在本科阶段接触到信号与系统这门课程，之后对信号处理产生了浓厚的兴趣。2006年，我考上了中国科学技术大学信号与信息处理专业的硕士研究生，研究方向是遥感图像处理技术。”

张开华所在的实验室科研氛围非常浓厚，周围的同学也都很热心，在科研方面，大家彼此互助。“我的导师徐守时教授是一位德高望重、学术渊博的信号处理专家，对我的指导非常细致，引导我踏上了科研之路。”张开华说，在这种浓厚学术氛围的熏陶下，他也做出了一些成果，发表了几篇论文，增强了信心，有了继续读博深造的想法。

“之后，我来到香港理工大学计算机系读博士，研究视觉目标跟踪方向，导师张磊教授是一位年轻有为、学术渊博、性格非常温和的学者。另外，我还有一位合作导师，美国加州大学默塞德分校的Ming-Hsuan Yang教授。”张开华说，两位恩师给予了他耐心、细致的指导，助力他在学术道路上快速成长。

“博士阶段科研压力非常大，论文经常被拒，心理状态也常跌入低谷。”张开华表示，当时张磊教授总是安慰他不要着急，只要坚持，不断改进，总会成功的。事实也证明了“坚持总会胜利”，张开华的研究成果后来也都陆续发表，他也顺利完成了博士阶段的学习与科研。

谈及我国人工智能的发展现状，张开华表示，目前人工智能的发展主要靠大数据驱动和应用场景驱动。我国的新基建以5G、物联网、大数据为代表的新一代信息技术正在蓬勃发展，为发展智能化数字经济提供了良好的基础条件。此外，我国拥有14亿人口，拥有全球最完整、规模最大的工业体系，完善的配套能力，这些为人工智能加速发展提供了丰富的数据资源和应用场景。“随着国内人工智能技术的发展和产业升级，我认为人工智能将具有更加广阔的应用前景，酝酿出大量颠覆性创新，产生巨大的商业价值。”张开华说。

培养人才为发展做支撑

虽然我国在人工智能方向论文数量和引用、专利申请量方面已经是世界第一，发展了多项领先技术，但是我国在人工智能基础理论、原创算法、高端芯片和生态系统等方面仍存在较大差距。张开华表示，高校作为高层次人才培养主阵地，应加大人才培养力度，加强人工智能前瞻性基础研究，不断提升信息化水平来支撑智能化发展。

前不久，张开华的毕业生回校看他，张开华也有些感慨：“看到学生有的在头部企业工作，有的继续学习深造，有的已经凭借自身技术实力在一线城市买房，很为他们高兴，之前的规划没白安排。”

迄今为止，张开华指导毕业的硕士有十几位，在读的也有十几位。为了让他们平衡好科研与工作，他一般都提前做好规划：一年级打基础，二年级做科研，二年级暑假前让他们出去实习，后面完成毕业论文。张开华表示，由于做科研的时间较短，需要在入学前就做好规划，才能保证进展顺利。

“我一般会在入学前的暑假就给他们安排好基础课程，让新生轮流来讲课，我来评估。”张开华说，新生为了能讲好并通过他的评估，通常会花大量时间查资料，这种主动学习的方法也能加深学生对知识的理解，效果非常好。

之后，他会给学生安排读最新论文，随着时间推移，学生读的论文越来越多，对所做研究的理解也会越来越深入。“积累到一定程度之后，我们在讨论过程中就能产生一些新想法，然后由学生动手实现这些想法，并将结果反馈给我，我再根据反馈结果予以指导，之后学生再执行。这样反复讨论多次之后，最终形成一个很不错的成果，学生也能在这反复沟通过程中得到科研方面的锻炼。”张开华说。

张开华在指导学生过程中，除了在培养科研基础、实验指导及论文写作等方面亲力亲为，他还特别关注一点，就是增强学生的自信心。“我发现咱们的学生和顶级院校的学生有所不同，咱们的学生普遍缺乏信心，而这直接影响学生的科研兴趣及未来学术发展。”

张开华带的第二届研究生中，有一名学生由于基础较弱，一开始就很没有信心做好科研。为了增强他的信心，张开华就带他去冲击计算机视觉方向顶级工作，从想法的形成、算法实现到论文修改，一遍遍找他讨论，反复修改，具体每个单词怎么用，标点符号怎么用，到示意图怎么画。让这名学生见识到了领域内顶级科研成果的形成过程，不再觉得遥不可及。同时，张开华也会资助他参加国内外学术研讨会和与专家们进行深度交流，同时也给他创造机会勇敢地分享自己的学术成果。“在平时交流中，我也会与他分享我读书做科研的心路历程。”这些举措极大地增强了学生做科研的信心，后来他就改变想法，勇敢去读博了。目前，这名学生已经在南京航空航天大学计算机学院就读，有了硕士阶段的科研积累，博士阶段科研进展也很顺利，已经在IEEE Trans上发表多篇论文。

“我认为人工智能发展的关键还是要靠培养大量高质量人才，既能仰望星空，具备战略眼光，看清领域发展的方向，又能脚踏实地，静下心来，久久为功，全力推动领域的发展。在人工智能发展道路上，我个人能发挥的作用极其微弱，还是要尽力去培养一些对这方面感兴趣的人才。”张开华说。（作者：陶韬 编辑：谢长美）