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              讀特 | 世界排名前2%科學家董超:用AI讓數億人拍出高清大片

              發布時間:2022-07-25 來源:深圳先進技術研究院

               

              [video:讀特 董超]

               

                33歲的董超看上去更像一個文科生。 

                他喜歡畫畫,酷愛藝術設計,五歲起學習國畫,后來帶著團隊一筆一畫繪制出團隊標志和科研藍圖。

                他還喜歡讀書,讀得多,讀得雜,從小看人物傳記、天文地理、科幻小說,還在辦公室打造了讀書角。

                但他最終走上理工科的道路。董超是中國科學院深圳先進技術研究院數字所副研究員、博士生導師。2014年,他在歐洲計算機視覺大會(ECCV)上發表論文SRCNN,首次將深度學習引入圖像超分辨領域;2017年至今,他多次帶隊參加國際超分辨率比賽,已獲得9項冠軍;2016年至2018年,就職于商湯科技的他,帶領超分團隊開發了世界首款基于深度學習的數碼變焦軟件;2021年,他被斯坦福大學評選為世界前2%頂尖科學家;今年,他又入選2022年人工智能全球最具影響力學者榜單(AI 2000)。

                在董超的成長軌跡里,理性與感性交織,數字與美并存。

                獲評AI領域頂級學者 

                “我沒有提交任何的材料,我也是某一天看到了這個新聞才知道,跟你一樣?!?月12日,董超在深圳先進院的辦公室對讀特記者說。

                董超所指的新聞,是今年4月公布的2022年人工智能全球最具影響力學者榜單(AI 2000)。這個榜單由清華大學計算機系AMiner團隊聯合智譜AI、清華—中國工程科技知識中心知識智能聯合研究中心等共同發布,旨在通過學術數據,在全球范圍內遴選過去十年,在人工智能學科最有影響力、最具活力的頂級學者。自2020年首次發布以來,每年約有200名AI領域學者入選。今年,董超榜上有名。

              董超(左二)參與研發的視頻超分辨率項目在NTIRE 2019挑戰賽獲獎。(受訪者供圖) 

                董超是深圳先進院數字所副研究員、博士生導師。他的研究領域集中在底層計算機視覺,主要包括圖像和視頻的超分辨率、去噪、增強、HDR等。2014年,他在歐洲計算機視覺大會(ECCV)上發表論文SRCNN(基于深度卷積網絡的圖像超分辨率),首次將深度學習引入圖像超分辨領域。論文引起廣泛關注,在谷歌學術論文搜索上的引用量已經超過1萬次。

                2016年,博士畢業的董超帶著研發成果進入深圳市商湯科技有限公司,帶領團隊開發出世界首款基于深度學習的數碼變焦軟件,“我們用手機拍照時使用的美顏功能,以及放大圖像的功能,其實都是基于這個底層視覺的算法?!备鶕襟w資料,截至2021年9月,已有數億款手機搭載了這一特別的影像功能。

                頂住壓力一路堅持 

                “任何一個從0到1的發明都不容易?!痹诙磥?,把深度學習引入圖像超分辨領域,最大的難度來自于人們對它的質疑,“包括我們自己”。

                這是一次對傳統思維的突破。過去,深度學習在高層視覺獲得巨大的應用成果,但它在底層視覺從來沒有被應用過,“因為這兩種應用的理念是相反的”。董超以人臉識別為例解釋說,高層視覺的作用是最后識別出來這個人是誰,相當于提取一個抽象的符號;但在底層視覺,需要把圖像變得更加清晰以獲取所有像素信息,而不僅僅是提取某個符號。

                “我能夠把深度學習應用到圖像超分辨里面,并不完全是我一個人的努力?!倍榻B,2012年,國內有很多高校和研究所都在發展深度學習。當時,他在香港中文大學多媒體實驗室攻讀博士,導師敏銳地發現深度學習可能會給計算機視覺技術帶去顛覆性改變,所以帶領團隊開始了對深度學習的全面研究,這也為后來將其引入圖像超分辨領域打下基礎。

                尋求突破并非易事。董超還記得,研究開始五個月之后,依然沒有成功。當時,導師由于還有其他工作,不得不臨時退出這個項目。在那之后的大概三個月里,董超獨自繼續研究,直到新導師的加入?!拔业闹庇X認為它是可以成功的,不管付出多少代價,我都希望能把這件事情做成。這是我內心當中一種感性的堅持?!?/p>

                一年以后,論文成功發表,但董超沒有就此停下,“現在我們還在持續做這件事情。最近這幾年所取得的研究成果,比當時又進步了十幾二十倍?!?/p>

                用感性做選擇 

                董超是一個非典型理工科生,常常用理性來思考,用感性做選擇。

                從上學時候起,董超就很擅長數學,參加過各種數學競賽,也拿過不少獎項。在外人看來,他選擇理工科是順理成章的事情。但其實,這個選擇還跟他的理想有關。

                董超喜歡讀書和畫畫,大部分時間都沉浸在文化世界里。對他來說,“數學只是一種生存技能,文化才能帶來幸?!?。上小學時,董超讀過一套人物傳記。在讀比爾·蓋茨的故事時,董超常常眼睛發亮,“當時我就覺得計算機非常的酷?!睂τ趷垡蛩固?,董超則十分崇拜這位物理學家對科學的純粹追求,“這種純粹是我非常向往的?!睆哪且院?,董超就將比爾·蓋茨和愛因斯坦視為偶像,走上了成為“計算機科學家”的道路。

              董超現在依然保持繪畫的習慣。(受訪者供圖) 

                在這條路上,董超曾遇到很多岔路口。第一個重要選擇發生在大一。董超本科就讀于北京理工大學,由于當年高考分數不夠沒能被信息工程專業錄取,不得不進入交通運輸專業。一年學習下來,董超拿到專業的第一名,并連續兩個學期獲得一等獎學金。但他還是毅然決然地放棄了這個專業,“因為我知道這不是我想要的”,在大一結束時轉入信息工程專業重回起點。

                類似的選擇在董超就讀博士時再次出現。2011年,董超被保送進北京理工大學信息工程專業下的雷達研究方向,學習了大半年后,他決定放棄這個博士學位?!拔抑廊绻页掷m做下去,我也可以做得很好,但這不是我內心所求,所以我再次做了一個新的選擇?!?/p>

                董超開始申請香港中文大學信息工程專業的計算機研究方向。在學校的選擇上,董超從一開始就目標明確,“我有巨大的熱情在文科方面,所以我一定要在一所文理兼修的學校讀博?!倍阉谢I碼都壓在一所學校的一位導師身上,他只寄出一份申請。一個月后,他拿到了錄取通知書。

                在香港讀博的四年里,董超依然面臨很多選擇,但他這回拒絕改變?!拔曳浅4_信這是我想要做的事情。我會把所有的精力投入到我最喜歡的事物上,破除一切外在障礙堅持下來,直到它成功?!?/p>

              董超博士畢業照。(受訪者供圖) 

                走在成為科學家的路上 

                2016年,董超從香港中文大學畢業,回到內地繼續從事研究工作。當時,他把落腳的地方選在了深圳,一是因為妻子在這里生活,二是因為看中了深圳的特質。

                在董超看來,深圳這座移民城市不僅開放包容,而且具有創業精神,大家可以平等地奮斗,追求夢想?!斑@是我來深圳的一個很重要的原因,事實也證明這個選擇是對的?!?/p>

                在深圳,董超做出了人生中第三次重要的選擇:從企業回到高校。他解釋說,“我更希望成為像愛因斯坦那樣純粹的科學家。在高校里做研究,當老師,才是我真正想要做的事情?!?018年,董超離開商湯科技,進入深圳先進院。

                在學校里,董超帶領著一個約有20人的團隊,其中大部分是他的學生。董超給團隊取名XPixel ,Pixel譯為“像素”,X代表“未知”,意味著團隊堅持探索未知,朝著更高的目標前進。對于帶團隊,董超把它比作經營花園,“最重要的不是考慮如何把一棵樹栽培大,而是如何去培養土壤”。在董超看來,“土壤”代表的是一個團隊的文化。一旦文化確定了,這個團隊就有了明確的前進方向,成員們也將在文化的熏陶下蓬勃發展。

              董超在辦公室里存放書籍供學生借閱。墻上掛著他與團隊成員共同繪制的作品。 

              董超給作品取名《XPixel Metaverse》(XPixel 的虛擬世界),體現所有成員對科研的堅持,對藝術的追求,對生活的熱愛和對世界的責任。(受訪者供圖) 

                董超將自己的團隊文化概括為三個關鍵詞:奉獻、專注、平衡。

                在董超的團隊里,“奉獻”對應的英文是“love(愛)”。董超認為,“科研可以造福人類,也可以毀滅人類??蒲腥藛T的初心和動機決定了科研成果最終將被如何利用?!彼M?,每一名學生都有科技向善的價值觀,用科研造福人類。為了把“奉獻”落到實處,董超經常帶領學生做科普活動和公益項目,至今已經堅持了四年。

              董超在給學生科普人工智能。(受訪者供圖) 

                董超還希望學生專注做事,平衡工作與生活?!拔页8鷮W生講,你們要做自己想做的事情,活出自己想活的人生。做一個幸福的人,才是我培養學生的終極目標?!蓖瑫r,這也是董超的目標之一。

                董超的另一個目標是“成為一名祖國乃至人類需要的科學家”?!斑@是一個永無止境的過程?!倍f,因為科學家永遠走在求真務實、探索未知的路上。


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