黃鐵軍： 讓AI擁有超人“視力”
實(shí)習(xí)記者 代小佩
受訪者供圖
人物檔案
黃鐵軍，生于1970年12月，籍貫河北省邯鄲市，北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院教授、北京智源人工智能研究院院長、國家人工智能標(biāo)準(zhǔn)化總體組副組長，主要研究方向?yàn)橹悄芤曈X信息處理與類腦智能。
愛國情 奮斗者
“剛開完會，上午會議結(jié)束得晚，咱們邊吃邊聊吧。”第一次見到北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院教授黃鐵軍是在一次會議間隙，正值午飯時間，快人快語的他直接招呼記者一起用餐。
1970年，黃鐵軍生于河北省邯鄲市大名縣的一個普通村莊，和著名歌手鄧麗君是同鄉(xiāng)。若是身處在人群中，中等個子、衣著樸素的黃鐵軍，顯然不會像鄧麗君那樣引人注目。但在人工智能（AI）機(jī)器視覺領(lǐng)域，他有著絕對的發(fā)言權(quán)。
最近他的成果再次成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。前段時間，黃鐵軍牽頭研制的超速全時仿視網(wǎng)膜芯片首次公開亮相。這款芯片采用光電技術(shù)，能“看清”高速旋轉(zhuǎn)葉片上的文字，可充當(dāng)AI的“超速電眼”。
從農(nóng)村娃到如今的AI大咖，在黃鐵軍身上，有著怎樣的故事？
高中時對編程感興趣
1986年，黃鐵軍上高二。那時很多人還沒見過計算機(jī)，他卻幸運(yùn)地就用上了電腦。
“當(dāng)時正值國家在中學(xué)推廣計算機(jī)學(xué)習(xí)，一些電腦被下發(fā)到部分學(xué)校。我所在的高中就有5臺電腦，而后我參加了學(xué)校組織的計算機(jī)興趣班。”黃鐵軍回憶道，自己對計算機(jī)“一見如故”，沒學(xué)多久就開始自己上機(jī)編程。
因?yàn)樗绦蚓幍煤?，老師把一臺電腦撥給他專用。如今，黃鐵軍仍心存感激，高中時這段與計算機(jī)親密接觸的經(jīng)歷，為他日后的科研選擇埋下了伏筆。
1988年，臨近高考，那時的他一心想探求世界本源，于是毫不猶豫地填報了北京大學(xué)物理系。遺憾的是，他高考發(fā)揮失常，沒能進(jìn)入心儀的大學(xué)。正在猶豫是否復(fù)讀時，他收到了武漢工業(yè)大學(xué)（現(xiàn)為武漢理工大學(xué)）的補(bǔ)錄錄取通知書，隨后進(jìn)入該校計算機(jī)學(xué)院應(yīng)用技術(shù)專業(yè)。
1995年，黃鐵軍進(jìn)入華中理工大學(xué)（現(xiàn)為華中科技大學(xué)）圖像識別與人工智能研究所攻讀博士學(xué)位，主要研究方向?yàn)殡p目立體視覺及其在虛擬現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用。畢業(yè)后，1999年他進(jìn)入中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所進(jìn)行博士后研究，研究方向?yàn)閳D像識別技術(shù)，合作導(dǎo)師是時任所長、現(xiàn)北京大學(xué)教授、中國工程院院士高文。
“逼上梁山”轉(zhuǎn)戰(zhàn)視頻編碼
從博士到博士后，黃鐵軍的研究都圍繞圖像識別展開。當(dāng)時，他以為自己會沿著這條路走下去，但命運(yùn)卻把他引向了一條岔路——視頻解碼。
2002年，數(shù)萬臺我國制造出口的DVD，由于未支付專利許可費(fèi)，在歐盟地區(qū)被海關(guān)扣押。在專利大棒的打壓下，集中在廣東地區(qū)的相關(guān)生產(chǎn)工廠大量倒閉。
“那是改革開放后，我國首次遭遇重大知識產(chǎn)權(quán)問題?！秉S鐵軍說，制定中國自主知識產(chǎn)權(quán)音視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，擺脫受制于人的困境，在當(dāng)時變得十分迫切。
彼時，主題為“寬帶流媒體”的香山科學(xué)會議正在召開，大會主席安排黃鐵軍起草會議簡報。會議期間，工信部、科技部相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)明確要求成立數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組（AVS），解決音視頻產(chǎn)品的知識產(chǎn)權(quán)問題，高文任組長。
對黃鐵軍來說，視頻編碼是個“從未涉足過的領(lǐng)域”。但由于簡報寫得好，博士后剛出站的黃鐵軍就被任命為AVS秘書長。他自嘲道，自己是“被逼上梁山”的秘書長。
“既然是國家需要，自己接下了任務(wù)，就得好好干?！秉S鐵軍說，此后他的研究重心逐漸向視頻編碼方向傾斜。
AVS工作組成立后，經(jīng)歷過一段艱難歲月。黃鐵軍說，2004年工作組制定的視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)送審，但直至兩年后才發(fā)布?！耙?yàn)楫a(chǎn)業(yè)化本身涉及芯片、軟件、產(chǎn)品設(shè)備和端到端系統(tǒng)等眾多關(guān)鍵環(huán)節(jié)，只有研制出符合標(biāo)準(zhǔn)的芯片，標(biāo)準(zhǔn)才能通過?！彼f。
矛盾的是，如果標(biāo)準(zhǔn)不發(fā)布，企業(yè)就不愿研發(fā)芯片。無奈之下，工作組最終決定自己組織芯片設(shè)計團(tuán)隊(duì)。15年來，這支團(tuán)隊(duì)伴隨著AVS標(biāo)準(zhǔn)制定，研發(fā)出了一系列視頻編碼芯片。
搞研究不走尋常路
參與AVS工作的同時，黃鐵軍也開始了從圖像識別轉(zhuǎn)戰(zhàn)視頻編碼的旅程。正因是“半路出家”，他的研究視角和長期在此領(lǐng)域研究的人不太一樣。
比如，黃鐵軍巧妙地捕捉到，監(jiān)控視頻具有背景相對不變的特點(diǎn)，提出了基于場景建模的視頻編碼方法。僅靠這項(xiàng)技術(shù)，就把視頻編碼的效率提高了1倍。“采用現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，全國3千萬個攝像頭采集的視頻，若保質(zhì)保量存儲3個月的內(nèi)容就需要2千億元。用上這項(xiàng)技術(shù)后，等量的內(nèi)容存儲成本可降至500億元?！彼f。
云計算改變了信息的應(yīng)用和服務(wù)模式，但大量攝像頭拍攝的視頻很難傳至云端，于是黃鐵軍又“腦洞大開”。
“傳到‘云’里的視頻不是給人看，而是給機(jī)器‘看’（進(jìn)行分析識別），所以只要傳回機(jī)器識別所需的視覺特征就可以了?！彼f，采用這個技術(shù)思路，視頻傳輸流量可減少90%以上，大大減輕了傳輸壓力。
基于上述兩項(xiàng)創(chuàng)新成果，由黃鐵軍牽頭的團(tuán)隊(duì)獲得了2017年度國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。
在新領(lǐng)域?qū)覄?chuàng)佳績的黃鐵軍，卻一直沒忘了自己的“老本行”——圖像識別。在該研究領(lǐng)域，他依舊體現(xiàn)出了與眾不同的研究視角。
長久以來，一些科學(xué)家習(xí)慣以人類自身為標(biāo)準(zhǔn)思考機(jī)器如何“看”，以為機(jī)器視覺和人類視覺一樣，但黃鐵軍卻不這么認(rèn)為。
“人總喜歡把自己的感受強(qiáng)加于別人，現(xiàn)在又強(qiáng)加于機(jī)器。一些人單純地以為，把視頻給機(jī)器看，機(jī)器就能識別，這種思路有些局限?！秉S鐵軍說，其實(shí)機(jī)器能比人“看”得更準(zhǔn)、更快。
于是，跳出人類思維局限，打造真正的機(jī)器視覺，即類腦視覺，成了黃鐵軍當(dāng)下的目標(biāo)。
做真正有價值的東西
由黃鐵軍牽頭研制的超速全時仿視網(wǎng)膜芯片，便是他們向類腦視覺走出的探索一步。黃鐵軍把這款芯片，比作新一代人工智能的“電眼”。
它能干什么？“舉例來說，在高速旋轉(zhuǎn)的電風(fēng)扇葉片上寫2個字，電風(fēng)扇轉(zhuǎn)起來后，人眼看到的是模糊一片，‘電眼’卻能把字看得清清楚楚?！彼f，“電眼”可用在人工智能界的“網(wǎng)紅”無人駕駛汽車、無人機(jī)和智能機(jī)器人上。
該芯片的研制團(tuán)隊(duì)中，有計算機(jī)科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域的專家，形成了一個強(qiáng)大的跨學(xué)科隊(duì)伍，他們從生物和信息兩個角度進(jìn)行探索，最終才研制成功。
因?yàn)樵O(shè)計這只“電眼”，讓黃鐵軍有機(jī)會將視頻編碼與“老本行”圖像識別結(jié)合起來，運(yùn)用上這兩種不同領(lǐng)域的技術(shù)?！耙郧埃覀儗?shí)驗(yàn)室里的學(xué)生分兩撥搞研究，一撥做圖像識別，一撥做視頻編碼，就像兩條并行的鐵軌?，F(xiàn)在，他們可以一起做項(xiàng)目，按照全新的技術(shù)體系，創(chuàng)造新的可能?！彼f。
實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生對科技日報記者說，開放性思維是黃鐵軍的標(biāo)志性特點(diǎn)?！包S老師善于從全局角度看問題，常會把兩種看似沒有關(guān)系的事物聯(lián)系在一起，讓它們碰撞出火花。”
在生活中，黃鐵軍也依舊如此。他喜歡跟性格各異、領(lǐng)域不同的人打交道，他說這樣能通過別人的視角來發(fā)現(xiàn)新問題。
對科研，黃鐵軍表示自己喜歡另辟蹊徑，反對跟隨和模仿?！耙郧埃恍┛蒲腥藛T十分注重成果的數(shù)量，現(xiàn)在則更重視開拓科研‘無人區(qū)’?？蒲腥藛T應(yīng)該珍視自己的學(xué)術(shù)生命，做真正有價值的東西，否則你所做的事情就會像沙灘上的腳印，一陣?yán)舜蜻^來就會無影無蹤。”他說。
（本文轉(zhuǎn)自《科技日報》2019年7月15日第5版）
