Smart Computational Imaging (SCI) Lab
智能计算成像实验室

文章简介

电光先锋 I 青春榜样——记钱佳铭博士的科研之路

237
发表时间:2021-12-15 17:16作者:孙珠珠来源:SCILab网址:http://www.scilaboratory.com

钱佳铭,男,26岁,江苏靖江人,2018级光学工程专业博士生。以第一/共一作者发表SCI论文7篇,包括四篇光学TOP期刊,两篇ESI高被引及热点论文,一篇受邀期刊封面文章,一篇入选期刊Special issue论文;发表会议论文6篇,包括邀请报告一次,曾获国际会议最佳学生报告奖会议优秀学术论文奖最具人气海报奖;申请国家发明专利6项授权2项;参与国家重点研发计划在内的多项工程项目,独立开发出一套全方位实时三维扫描与检测系统,目前主持江苏省研究生科研创新计划项目1项


1111111111.png


荣誉及奖项

1.获2021光学与光学工程博士生学术联赛全国百强

2.获第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛全国金奖(项目负责人)

3.获第十四届中国研究生电子设计竞赛全国一等奖、最佳路演奖(项目负责人)

4.获2019光学与光子学国际会议最佳学生报告奖

5.获2019西部光子学会议优秀学术论文奖

6.获光学前沿最具人气海报奖

7.获2020年度研究生国家奖学金

8.获2021年度航天科技CASC奖学金

9.获2021年度南京理工大学“校长奖章”

10.获2021年度“瑞华杯”大学生年度人物

11.获第十六届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛省一等奖(项目负责人)

12.获第十二届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛省铜奖(项目负责人)

13.获2018国际光学与光子学会议ORBBEC 3DSENSOR APPLICATION DESIGN COMPETITION 三等奖(项目负责人)

14.获南京理工大学“优秀博士培养对象”

15.获南京理工大学“优秀研究生团队”(团队负责人)

16.获南京理工大学“优秀研究生”

17.获南京理工大学“新城市教育基金奖”

18.获南京理工大学电子工程与光电技术学院“金质奖章”

2222222.png


“梦想开始的地方”


2013年,还是高中生的钱佳铭同学就将南理工作为高考奋斗目标,他的母校省靖中也是南理工优秀生源高中之一。7月份,他参加了南京理工大学的自主招生考试,这也是他与南理工的第一次相遇。踏入南理工的那一刻,看到校风碑,心中肃然起敬。此后他获得了南理工自主招生的A类政策,本以为胜券在握,却由于高考失利和南理工失之交臂。最终他选择了与南理工有一些渊源、同为兵工七子之一的西安工业大学。


在未踏入本科前,他便已将南理工定为考研目标。四年后,他以420分的考研成绩顺利考入南京理工大学电子工程与光电技术学院光学工程专业,实现了高中的梦想。高中好友对他这样说道:“四年之后再度回到南理工,不容易”。深知此次机会来之不易,钱佳铭同学也百般珍惜。研究生生涯尚未开始,他便已下定决心:定要付出数倍于常人的努力,不再辜负自己和家人。四年多来,他一直脚踏实地、努力工作,不放过每一次机遇,积极向身边优秀的人学习,在导师和实验室伙伴的帮助下,钱佳铭同学最终取得了一系列科研、工程、竞赛成果,并在今年荣获南京理工大学研究生最高荣誉——“校长奖章”。


“厚积”


11112.png

智能计算成像实验室


2017年暑假,钱佳铭同学便踏入了智能计算成像实验室(SCILab),并与左超教授进行了初次交谈。这次交流让他领略到一名出色青年学者的风范,举止谈吐优雅而远见卓识,使得已萌发攻读博士想法的他再次坚定了读博的信念。


在确定研究方向(快速三维光学三维传感)后,他接到的第一个任务就是学习软件编程,那时他对“软件”这个概念尚且模糊。在两个月的暑假期间,他搜集了C++、Qt等视频教程,在快速阅读书籍掌握基本概念、原理的同时,按照视频的教程不断地上手实操,完成硕士师兄布置的编程任务。这段时期,深知基础不足的他付出了数倍的努力,平均每天凌晨一两点才休息,最晚的一次在学生房工作到了凌晨三点。甚至在每天往返学校的路上,他都在刷编程教程,睡前也都在看相关的视频。像这样努力了一个月后,硕士师兄认可了他扎实的基础,认为他已经具备学习实验室相关项目软件的能力。


钱佳铭同学接触的第一个实验室项目是高精度三维人脸扫描与识别系统。借助这个项目,他不断提升自己的编程能力,逐步掌握了如何主持一个小项目、将其分解为多个步骤、先搭框架再逐个有序地实现各个功能的思维。同时也通过这个项目掌握了基于条纹投影的三维成像技术的原理,并逐一复现了其算法。最终他不但完全掌握了这个项目的全部原理和整套软件,还修复了其中的缺陷。


9月份开学后,他从一名学习者转变为工作者,开始为实验室分担一些工程项目。这时他接到了一项新任务:开发一套基于多视几何约束的实时三维成像设备的软件系统。凭借先前的经验,搭建新的软件框架,逐步实现图像采集、算法处理、三维点云显示、点云后处理等功能不在话下。在此期间,他开始阅读博士师兄的一些学术论文,并主动向师兄请教。师兄欣然解答了他的各个问题,而后主动提到:“今后你有什么不懂的都可以来问我”。正是这一句话开启了钱佳铭同学的科研之路。随后他辅助师兄完成了自适应几何约束的科研工作,度过了自己硕士生涯的第一年。


666.gif


555.gif


777.png

钱佳铭所开发的实时三维成像系统 (https://scilaboratory.com/qianjiaming.html


“薄发”


00000.png


2018年,钱佳铭同学毫不犹豫递交了转博申请,左超老师给出的评语是“该生硕士研究生期间工作态度认真,个人能力强,很好完成实验室在工程与科研方向的工作任务”,这给了他莫大鼓励。这一年,在师兄的帮助下,他顺利开展了自己的科研工作:相移法与傅里叶法相结合的运动误差补偿算法。同时工程任务也在同步进行,他设计了实时三维成像系统的外壳并在系统上刻上了自己的名字,添加了实时点云拼接、实时三维缺陷检测等功能,一套完备的实时三维系统就此呈现。此外,他还报名参加了挑战杯,作为团队负责人挑起大梁。


2019年,他的第一篇论文被Optics Express接收,挑战杯获得省一等奖,同时参加的研电赛夺得了全国一等奖、最佳路演奖;此外还在泰国普吉岛参加了国际光学与光子学会议,并获得了会议最佳学生报告奖;代表学校参加世界机器人大会,在时任工信部部长、中国科协主席、全国政协副主席、北京市委书记等领导面前介绍了他开发的三维系统并受到肯定;回校后受学校邀请入驻南理工孵化园,对科研成果进行产业孵化;19年底他的实时点云拼接工作被Optics Letters接


890.png

钱佳铭团队孵化园工作室内景


2020年,实验室冯世杰副教授首次将深度学习应用于条纹分析,借此机会他进一步将深度学习应用于单帧相位展开,所做工作先后被APL Photonics、Optics Letters接收,并入选了ESI高被引及热点论文;同年6月,他的工程类工作实时三维缺陷检测技术被工程类期刊Optics and Lasers in Engineering接收。


“推翻一切,从0开始”


今年,左超老师与钱佳铭同学进行了深入的交流:在已有这些成果的基础上,下一步该怎么走?是继续延续三维成像这个方向,毕业前再做三四个工作?还是挑战自己,尝试一个新的方向,从0开始?在这两个选项中,他并未过多犹豫,为了今后更好的发展,为了进一步培养独立科研的能力,钱佳铭同学果断选择了后者,开始了基于结构光照明的荧光超分辨显微成像技术(SIM)的新征程。17年开始摸索三维成像技术的场景再次呈现,不同的是,这次没有了师兄的帮助,他成了师兄,需要撑起属于他的团队。从学习原理、写仿真算法,到采购光学元件、搭建实验光路,再到实现光电一体化、复现超分辨成像,这半年多来,虽然遇到了重重困难,过程十分艰辛,但是他从未退缩,和团队一起“过五关斩六将”,最终以近60万成本复现出了一套SIM系统。要知道,尼康的SIM显微镜,单台售价达到三四百万元。我们完成了从0到1的突破,而对传统SIM算法的改进,又将是一段艰辛的征程。如今他们团队SIM相关的科研工作正在进行,相信未来会有更多从1到1.1、从1到1.2的前进与突破。


0.png

10.png

SIM系统及结果


此外,原先的三维成像方向依旧在延续,钱佳铭同学辅导师妹成功发表一篇Opto-Electronic Advances共同一作论文,并受邀期刊封面文章,将接力棒交到更年轻一辈的手里;对三维成像领域所作的工作进行总结,参加了互联网+创新创业大赛,以小组赛第一的成绩夺得金奖,并在三强争霸赛的舞台上大展南理工学子的风采。


2222221111.png

互联网+三强争夺赛

    “敢为人先,争创一流”,钱佳铭同学无时无刻不将电光人的精神牢记于心,也希望学弟学妹们砥砺前行,努力奋斗,进一步将电光精神发扬光大,为电光学院争光、为南理工争光!