香港中大博士生创图像去雾术

CVPR大会今年的最佳论文奖由2003年广东状元何愷明获得。 === 文汇报： 中大博士生创图像去雾术 一般要拍出好相片，除了摄影者要有较高的拍摄水平外，还要看天公是否造美。喜欢玩摄影的香港中文大学博士生何恺明，联同导师讯息工程学系教授汤晓鸥、微软亚洲研究院研究员孙剑研发出图像去雾技术，令因受雾气或烟霞影响而变得模糊的照片，经快捷的全自动处理后便能回复清晰，颜色更能达到亮丽自然的效果。 有关研究的成果更在全球1,464份论文中脱颖而出，夺得顶尖国际会议IEEE计算机视觉与模式识别大会 (CVPR)本年度的「最佳论文奖」。这也是该会创办25年以来，首次有亚洲学者获授这项最高殊荣。 　据介绍，CVPR是计算机视觉领域中最具影响力的国际会议。汤晓鸥指，中大近3年进步神速，在此会议上所发表的文章数与麻省理工学院、加州大学柏克莱分校等世界名校不相上下、甚至有所超越。但此次何恺明等人的论文，却是首次夺得最佳称号的殊荣。 因爱好摄影 发现暗原色 　25岁的何恺明自言喜欢摄影，也经常运用Photoshop软件处理相片。他说：「我会发现软件欠缺的一些功能，并生成了很多研究灵感。」他亦因此以处理有雾图像为主题，进行了1年的研究，完成论文「基于暗原色的单一图像去雾技术」。 　通过对大量图像进行的统计，何恺明发现当中存在暗原色先验统计(Dark Channel Prior)的物理规律，即把图像分成很多个小方块(patch)，每个方块中都有一些亮度很低的象素(pixel)。这些「黑点」通常存在于物体阴影、黑色物体，以及具有鲜艳颜色的物体中。何恺明解释：「红、蓝、绿为光学三原色，即使是嫩绿的树木，其红色和蓝色亮度也会很低，所以也会有暗原色。」在此基础上，何恺明通过数学运算，按雾气浓度局部修复相片各部分的颜色，令相片犹如在晴天下拍摄的一样。此外，经过这种方式处理的图片，还能增加图片中远处的清晰度。 凭雾气浓度 算出立体图 　何恺明介绍称，多数真实图像的雾气浓度分布不均，但现时市面上的图像处理软件往往只能以划一的方式去雾，结果图像的某些部分显得不够清晰，某些部分则因过度处理而失真。亦有学者尝试借助卫星图片增加图片清晰度，但何恺明的新方法仅需一张图片，便能以全自动的计算机计算方式，令图像达到更好的效果。此外，此技术计算出的雾气浓度还适用于估计相片中景物之间的距离，从而实现平面图像转化成三维立体场景。 应用价值高 切合商业化 　这种去雾技术对于日常照片处理、户外闭路电视系统及分析卫星图像等各范畴，皆有广泛及重要的应用价值。何恺明指，研究初时去雾程序约需10秒，现时则提升至处理100万象素的图像只需1至1.5秒的速度，「相信技术已达到了商业化的要求」。 　汤晓鸥表示，以往学者研究图像处理问题，一般是通过工程学方式进行改善。但是何恺明却从中发现了基本物理规律，并以此为基础，彻底解决了为图像去雾的效果。 清華理學士鑽研電腦即奪獎 http://www.wenweipo.com [2009-05-27] 　來自廣東的何愷明本科就讀於清華大學理科基礎班，前年畢業後便來港修讀博士課程，是次獲獎論文是他首篇發表的研究成果。 　他的導師湯曉鷗形容，何愷明踏入學術研究領域僅僅一年，便達到了別人可能要追尋一輩子的目標。 捨投機取巧 從基本著手 　何愷明在清華唸書時，課程主要以數學和物理為主，來中大後轉為主攻計算機技術。湯曉鷗透露，何愷明剛開始做研究時遇到不少困難，當時他看到身邊同學不斷發表研究成果，顯得很焦急，曾一度懷疑自己不適合從事學術研究，甚至希望盡快畢業只找份中學教職餬口便算。湯曉鷗花了不少時間鼓勵這位學生，才令他靜下心來投入研究工作。 　湯曉鷗坦言，工程學領域的文章要想發表並不困難，一般只要對前人的技術進行些許改進即可。但是何愷明卻沒有投機取巧，反而從最基本的現象著手，憑藉紮實的物理學基礎，最終發現了「暗原色先驗統計」的規律。湯曉鷗還笑說：「學術論文的貢獻通常以引用率衡量。他解決了圖像去霧的問題，以後不會再有人做這方面的研究了，按理說就沒有引用率了；幸好，他還發現了暗原色，這個規律相信可應用於很多圖像處理技術，引用率自然不成問題！」