创新之路Way of Innovation
人类具有很强的识别能力，从婴幼儿时期，我们就开始识别不同的声音、不同的事物、不同的场景等。这样的能力也可以在其他生物中被发现：猫可以知道回家的路，狗能够识别主人的脚印，蜜蜂会发现它要采蜜的花……而学习人类（或其他生物系统）在所处环境中发现、区别和出特征从而标识出观察结果的本领就是模式识别。
以模式识别为代表的人工智能技术是21世纪最伟大的科技进展之一。在过去的几十年里，模式识别技术在文字识别、语音识别、遥感、医学诊断等方向的应用研究发展迅速。特别是近些年来，随着信息化技术和人工智能的不断普及，模式识别技术在生活中越来越多地被应用。同时，行了深入的研究，并取得了一系列创新成果。他与其导师提出了“基于图结构的图像高层结构信息的提取与表示”理论模型和框架；针对高光谱遥感数据，提出了解决遥感小目标分析的关键理论和技术；实现了探月巡视器“视觉里程”计算和“双目测距”功能。未来，立足于已经取得的科研成就，百晓及其团队将继续开拓创新、积极进取，致力于在模式识别领域开辟出更广阔的天地。
情牵科研，理论创新
1958年，北京航空航天大学建立了计算机专业，经过20年的发展，又于1978年成立计算机科学与工程系（现已发展成为计算机学院），至今已走过60年的
百晓
方法，完成了数字图像和视频等相关媒体数据中的高层结构信息建模，解决了媒体数据分析中的诸多关键问题。
具体来说，在“基于图结构的数字媒体分析基础理论和关键技术研究”项目中，百晓牵头从三个方面进行了理论创新：
一是基于图结构的图像高层结构信息的提取与表示。项目团队在图像和视频的分析过程中，提出了可以提取图像目标高层结构信息的理论并利用图理论对结构信息进行表示，在更好地提取图像和视频中稳定不变的特征的同时解决了不同图像表
现形式下的目标分析中特征提取的问题。他们提出的基于高层结构信息的多阶特征表达方法提高了人脸图像分析效率，所提出的多源特征筛选与组合方法大幅度提高了图像和视频的分析性能。
二是基于图结构的特征融合与匹配。为更好地解决媒体处理中图像匹配、特征表示以及特征融合等问题，项目团队提出了基于结构迁移的稀疏表示方法，通过优化特征表示，提升了媒体数据分析效率；提出了特征增强理论，根据图像或视频目标的特点选择不同特征的表达和组合，在提高各种特征利用效率的同时减少了冗余信息的负面影响；首次提出了图映射理论，并利用此理论更好地解决了立体视觉以及三维建模中的关键问题。
三是基于图结构的目标检索与识别。该项目实现了基于图谱哈希的媒体数据检索新机制，提高了图像和视频检索以及网络数据检索的性能；提出了基于增量半监督的图像分析方法，减少了对标注数据的依赖，实现了可应用于海量媒体数据分析的检索系统；提出了基于结构模型的运动检测方法，解决了复杂背景下的视频分析与检索中随机特征选取问题，提高了效率。
项目成果在图像目标识别、图像检
索、图像分类以及视频追踪等方面的相关一九是哪天
应用取得了很好的效果，还应用在了媒体
数据检索、遥感图像目标分析以及海量网
络数据的分析和处理中。2013年，百晓以
第一完成人荣获了中国电子学会自然科学
小学语文教师述职奖一等奖。
攻坚克难，服务国防
在百晓的研究工作中，有一项不得不
提的工作，即他实现了探月巡视器“视觉
里程”计算和“双目测距”功能，在“探
月工程”二期中被应用，并在探月巡视器关于我爱你
上发挥了重要作用。
2004年，我国正式开展月球探测
工程，并命名为“嫦娥工程”，分为
“绕”“落”“回”3个阶段。2007年10
月24日，我国第一颗月球探测卫星“嫦娥
一号”成功发射，实现了月球探测卫星绕
月飞行，通过遥感探测，获取月球表面三
维影像，探测月球表面有用元素含量和物
质类型，探测月壤特性，并在月球探测卫
吐槽大会 王自健星奔月飞行过程中探测地月空间环境。
2010年，“嫦娥二号”成功发射，拉开了
探月工程二期工程的序幕。
宠物用品市场探月工程二期携带探月巡视器进行月
面巡视，但巡视器如何对周围复杂月面环
境进行导航和避障，是巡视器成功开展工
作的先决条件和难点之一。传统的地面导
航设备，如G P S、雷达以及车轮定位等系
统，在月球无法发挥作用。“在地球上看
起来很好解决的事情，在月球上就会变得很
难，比如在地球上，用车轮计算里程，但是
月球上的土太松软了，车轮里程定位就会不
准确；地球上，汽车可以用GPS，但是我们
不能在月球上用，那样成本太高了，而激光
雷达功耗又太高。”百晓介绍说。
相比之下，视觉系统具有体积重量
小、功耗小的特点，因此是解决探月巡视
器定位和避障的良好选择。探月巡视器拍
摄的图像分辨率不高且拍摄间隔大，同时
月球场景光线不足且相似度高，因此提取
图像特征困难，对图像的匹配和分析也造
成了困难，若采用传统方法在精度和效率
上都很难达到相关要求。对此，百晓采取
了区域特征结构化提取与匹配的方法，除
了采用传统的视觉特征提取，还增加了结
构化约束与验证的步骤，解决了场景相似
度高可能造成的匹配误差大的问题，保证在中国电子信息技术年会第七届全国优秀科技工作者表彰会上
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