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

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【钟声新闻网】“破圈”成长,创造更多可能——​访第十八届“江苏青年五四奖章”获得者左超

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发表时间:2023-08-28 10:05作者:钟声新闻网来源:钟声新闻网网址:https://zs.njust.edu.cn/e7/b6/c3554a321462/page.htm

“该工作通过发挥多个具有不同架构的先进基础模型特点并对每个基础模型的预测结果进行自适应合成,可有效提升深度学习网络模型在条纹相位分析任务中的预测精度和泛化性。”2023年5月17日,一篇名为“Fringe-pattern analysis with ensemble deep learning”的文章在Advanced Photonics Nexus发表,而这种“基于集成深度学习的条纹分析方法”正是由我校电子工程与光电技术学院左超教授所在团队提出的。

左超作为南京理工大学教授、博士生导师,持之以恒深耕计算光学成像领域,作为科研工作者,辛苦自不待言。但是他说:“当我怀揣热情、带着强烈的好奇心投身科研工作时,纷繁归于纯粹,喧嚣归于寂静,环顾四周,只剩下无尽的力量。”

Never Give Up Easily

高考结束,左超发挥失常。经过反复思考,在复读与升学之间,左超选择进入南京理工大学紫金学院就读。左超的父亲担心他日后的发展,但是他却心怀希望:从本科阶段开始努力,坚持走下去也是有可能的。不同于周围同学,左超总是认真对待每一节课、仔细记下每一个字,按时去上晚自习,严格要求自己。

大一上学期结束,左超几乎每门功课都是全班第一名。只是考英语时,有几道翻译题目比较难,他没有复习到,就在试卷上写了“I Give Up!”没想到试卷发下来,老师给他写下批语“Never Give Up Easily!”

这件小事给左超带来了触动,以后到底该走什么路、成为什么样的人?思前想后,他的思路逐渐变得清晰:从所处的群体中“跳”出去,不管是找工作还是提升学历,都要到更高的平台上看看那些优秀的、成功的人在想什么、做什么。

“第一名”仍要继续保持下去。大一下学期,他申请到校外租房住,除了学好功课,还投入精力去考就业所需的各种资格证书,以此激励自己不要松懈。

理想主义者与“左教授”

大三下学期,左超决定考研。

备考的过程很辛苦,他就像个“苦行僧”一般,上课、记笔记、疯狂刷题,房间的墙上到处贴着各种公式和习题,骑自行车时,耳机里听的都是GRE单词。

高考失利的阴影就像扎在左超心头的一根刺,研究生考试开始前,他跟母亲吃饭时,情绪有点波动,他问:“如果我又没考好怎么办?”母亲鼓励左超:“你所有的付出,终将会有回报。”

考研成绩令人振奋,左超一战“上岸”,以专业第一名的成绩考入南京理工大学电子工程与光电技术学院,师从长江学者陈钱教授,成为“光谱成像与信息处理”教育部长江学者创新团队的一员。

与团队里的其他成员相比,左超就像漂浮于学海的“小虾米”,没有光鲜的学历背景,没有正经科研成果,但陈钱教授却从他身上看到了倔劲与韧劲,也很认可他在校期间的课业成绩,鼓励他“把握机会,好好努力”。

重重摔过跤的人,才懂得机会多么珍贵。考上了研究生,加入了科研团队,左超的前路终于有亮光了,他定下了新的目标:读博深造、从事科研。

研究生阶段学业基本以科学研究为主,导师给他定了研究方向——在红外夜视成像领域展开研究。左超一头扎进去,在近两年的时间里,他提出了基于帧间配准的红外基于场景非均匀性校正、红外图像数字细节增强等系列研究成果,解决了国产红外焦平面探测器非均匀性与细节分辨力弱等共性技术问题。基于这些成果,左超发表了一系列高水平学术论文。

对待科研,左超有清晰的态度:一方面,选好研究方向后,要坚持下去,不要“这山望着那山高”,否则既无法深入,也很难形成体系化的成果;另一方面,在外人看来,做科研或许是“高大上”的事情,但真正的过程可能是枯燥乏味的,挫折常伴左右。所以,科研工作者要抱着理想主义开展工作,不能只顾当下和眼前的利益,要看得“广一点、远一点”,往大了说,要做一个有价值的人,为社会作出应有的贡献。

读研期间,同学们给左超起了一个外号叫“左教授”。在同学眼里,他活得很像大学教授:同学们放松娱乐时,他在专注科研;吃饭时,他手里拿着几篇学术论文,边吃边看;走在路上,他脑子里想的都是研究课题。

读研前两年,左超的综合成绩排名第一。但他不满足于已取得的成果,想在研究方向上接触一些新知识,想去国外看看国际高水平大学的顶级科研团队在关注什么,他们的思想理念和方法论是什么。研二时,他递交了读博申请,顺利成为一名博士生。

凭借优异的科研成绩,左超于2012年获得了国家留学基金委的资助,前往新加坡南洋理工大学学习,师从Anand Asundi教授。虽然已年过六旬,但Anand Asundi教授渊博的学识、活跃的学术思维与敏锐的科研洞察力每时每刻都在感染着他,并将他引领进“相位”这个奇妙的世界中。

在南洋理工大学,左超还结识了许多秉持理想主义的顶尖学者和同行们,在与他们的密切交流中产生了“思想共鸣”,并在科学研究道路上找到了归属感。“我不断地向身边各种人学习看齐,不管年纪大小,和他们打交道的时候,我总能从他们身上看到一些优秀的东西。”他说。

留学期间,他对计算光学成像产生了浓厚兴趣。传统光学成像技术受器件工艺与物理极限制约,已面临发展瓶颈,左超坚信计算光学成像是未来先进成像的发展方向。短短一年多时间,他在这个新领域就取得了令人赞叹的成绩,在基于光强传输方程的非干涉定量相位显微成像、高速结构光投影三维成像方面的研究成果相继发表在国际顶级学术期刊上。

成功不是中彩票

作为国家一级重点学科光学工程的学科带头人,陈钱教授希望左超能够留在自己的研究团队,继续从事计算光学成像领域。受到导师的影响,博士毕业的左超放弃了继续留学深造的机会,选择留在南京理工大学任教。

然而第一学历成为了左超留校的第一道门槛,陈钱顶着压力力挺弟子,为左超“背书”。最终,左超博士毕业就被破格评为副教授,并创建南京理工大学智能计算成像实验室。

教学任务之外,左超的实验室既要开展计算光学成像基础、前沿的理论研究,也要推动有应用前景的研究成果尽快转化落地。

以光学显微镜为例,传统光学显微镜已遇到技术瓶颈,如成像分辨率、对比度等,产品功能单一,智能化程度不高。分辨率方面,前人已有有效的探索,左超的目标是在成像对比度和智能化方面取得更大进展。

传统光学显微镜观察病理样本和细胞等样品时,必须对其进行化学染色、荧光标记。基于计算光学成像基本原理,左超带领一个年轻的群体,致力于通过新一代计算成像和传感技术,用光场相位信息进行成像,不仅不需要对样品进行染色、标记,还可以实现三维动态成像。同时,他和团队还要思考如何把复杂、庞大的光学显微镜做得更小、更智能。

从基础研究到关键技术再到原理样机,用时5年多,历经多次技术迭代,左超和团队成功研制出全球首台非干涉多模态定量相位显微镜、我国首台商业化数字全息显微镜与无透镜全息显微镜。非干涉多模态定量相位显微镜实现了动态无标记显微成像“从原理到仪器”的创新与突破,获得中国发明专利88项、PCT专利20项、美国专利11项,荣获日内瓦国际发明展特别嘉许金奖、首届中国光电仪器品牌榜金奖,并广泛应用于医院诊疗、精密制造、生物医药等领域。

科研工作不是自娱自乐,也不能孤芳自赏。与生产、生活紧密结合在一起,能解决实际问题,或许才是科研工作者的价值所在。近年来,实验室多项具有完全自主知识产权的研究成果,如实时高速结构光三维传感器、孔径编码超分辨红外成像技术等已在国内外知名企业与军工院所投入使用。如今,实验室承担了多项与行业、产业相关的国家重大科研课题,包括解决基础科学仪器“卡脖子”的国家重大仪器研制项目。

责任感、使命感锻造出最坚硬的铠甲。站上赛道,左超朝着国际一流、世界前沿冲锋,尽己所能,致力于填补我国与国外的技术鸿沟。

曾经的“左教授”早已成为真正的教授、博士生导师。工作8年多,左超对待科研工作的态度没有多大变化,他还像读研时一样,吃饭时还会看论文,走在路上仍然想着研究课题,甚至大年三十跑到实验室采集数据。

成长经历告诉他,成功不是中彩票,没有任何捷径可走,它是不断经历困难、经受磨炼,然后收获成长、逐渐成熟的过程。


复审|左超

终审|徐峰


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