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【交大力量】孙剑:宝剑锋从磨砺出
日期:   2017-07-25          点击量:  

       

        孙剑,西安交大数学与统计学院教授、博士生导师,研究方向为图像处理与分析中的应用数学方法。2012年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”,2015年入选西安交通大学“青年拔尖人才支持计划”、获中国工业与应用数学学会“优秀青年学者奖”,2016年获评国家自然科学基金委“优秀青年基金”。

“把握住最重要的事”

        2003年,孙剑保送到交大攻读研究生,师从徐宗本院士,并加入到徐院士团队,开启了自己的科研生涯。“我很喜欢数学和电子信息,所以毫不犹豫地选择了信息与计算科学方向,需要同时学习数学和信息科学,恰好与我的兴趣一致,这对我而言是最好的选择。”

        彼时孙剑对自己的规划很简单,“就想把科研做好”。他把握各种出国交流、参加学术会议的机会,以开阔视野、提高自身。孙剑先后在微软亚洲研究院实习,在美国中佛罗里达大学进行博士后研究,在法国巴黎高等师范学院与法国国家信息与自动化研究院进行访问研究,“周围的人都非常优秀,我总觉得自己有很多不足,所以一直在努力,总是处于对知识很饥渴的状态中。”这种状态,推动着孙剑孜孜不倦地汲取着知识的力量。

        在不断地科研训练、交流学习中,孙剑渐渐形成了自己的研究思路。在他看来,研究工作一定要有意义、有应用价值。现在孙剑着重于两方面的研究,一是视觉信息处理的基本算法,他希望探索出能够像人一样计算的视觉信息处理算法;二是医疗影像研究,这与人们的生命健康密切相关,他希望在这一研究方向上有所突破。

        “交大给我提供了广阔的平台,团队培养了我、并提供了宝贵的发展机会。”孙剑说,他的每一份收获都离不开学校与团队的悉心培育。转眼来到交大已有14年的时间了,“现在我的规划还是进一步提高科研水平,同时尽好一名大学教师的育人职责。”时光虽荏苒,但孙剑的初心不曾改变。

“要有永无止境追求的魄力”

        孙剑博士阶段的研究方向为图像处理,主要聚焦于基本的视觉信息处理。例如手机拍摄照片的清晰度达不到使用要求或者希望进一步处理分析照片,孙剑针对这类需求研究出的算法如图像超分辨率、图像增强、图像识别算法等,可有效满足相关需求。

        随着研究的日益深入,孙剑对自己提出了更高的要求,将目光瞄准到与生命健康息息相关的医学方向。虽然学科跨度很大,但是在深入了解之后,孙剑发现了两者的相通之处:医学研究同样涉及数学建模、求解的难点。基于此,他将研究重点确定为利用大数据深度学习技术提高现有医学方法的性能。

        在医学上,核磁共振成像检查是一种常见的影像检查方式,通过仪器采集被检查者的所有信息并重建图像,一次核磁共振检查大概需要半小时。若缩短信息采集与成像时间,将大大提高诊治效率,这就是孙剑的研究目标。在不损失图像质量与精度的前提下,孙剑仅提取被检查者20%的信息,同时提高重建算法的精度,以此有望将核磁共振成像检查时间缩减至6分钟左右,检查时间可以缩短五分之四。

        当效率提高到一定程度之后,每减少一秒钟都需要付出更大的努力。虽然孙剑只能通过一点一点地挤压时间使算法更加高效,但他没有止步,他希望通过不断地改进,让采样、成像的时间可以快一点、再快一点。“研究是永远没有限度的,这就是做科研的特点——永无止境的追求。”

“要像打磨艺术品一样做科研”

        “在目前的研究领域,我们在某些点上已经走到了前沿位置,现在更重要的是将研究导向转变为最尖端、最有用的技术。”而要达到这个目标,离不开创新。如何培养创新能力?“不断地push自己,把潜力挖掘出来。”孙剑说。

        “挖掘潜力,首先要了解这个领域的前沿是什么、最重要的问题是什么。”为了帮助学生更好地掌握研究前沿,孙剑会在确保自己精通该研究领域、明白其中的难点与关键点之后对学生进行指导。

        为了更好地与学生沟通交流,孙剑与学生们共用一个办公室。有限的空间容纳了一位老师、三位学生、五张桌子、六台电脑,当学生产生灵感时,可以第一时间与他讨论。除了随时随地的讨论,孙剑课题组每周定期组织读书会与学术讨论会。

        每学期孙剑会挑选一本专业基础书作为阅读书目,在读书会上学生们分享自己的学习心得,他会根据前沿问题进行针对性的指导。通过读书会,学生们已经阅读完《凸优化》《计算机视觉——算法与应用》等书籍,为科研打下了坚实基础。“读书会不仅对我们的研究有促进作用,而且让我感受到了家庭的温暖。”博士生杨燕说。

        小到一篇论文、一本书,大到一个课题、一个方向,孙剑都会为学生悉心筛选。因为只有紧跟尖端成果、前沿研究,才能慢慢培养学生形成敏锐的眼光。“研究就是在许多路中寻找出正确的那一条,只有具备了敏锐的眼光,才能减少迷路的可能性。”

        对孙剑而言,科研就像打磨艺术品,只有精雕细琢才能获得漂亮的成果。“很多我比较满意的、解决得比较好的工作,一定是我几年前就在思考的问题,当时我一直在思考却一直做不好。在之后的几年里,通过不断学习、研究其他方面的内容,会突然发现某个地方是相通的,可以用现在的知识更好地解决之前的问题。”

        回首过去,孙剑说收获超过预期。当然,其中的付出与艰辛只有他自己知道。每当“山穷水尽”之时,孙剑总是要求自己再坚持一会儿、再努力一些,因为他坚信,宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。

 
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