2017年09月23日
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何昭水:信号世界里的“成功信号”

——访我校特聘教授、“新世纪优秀人才”何昭水

字体: 2014年10月24日 浏览量:967来源:校报176期2版 作者:邹艳玲 黄安尧 文志峰 郑泽林 编辑:何子乐

何昭水,33岁,博士,教育部新世纪优秀人才支持计划获得者。在信号信息处理、模式识别与机器学习等方面开展过多年的研究工作,主持过国家自然科学基金、广东省自然科学基金团队项目、广东省自然科学基金重点基金等10多个项目,其中已经结题的国家自然科学基金结题评审为"特优”;多次获得过国家、省部级科技重大奖励,其中包括国家自然科学奖二等奖1项。在IEEE Trans Pattern Analysis and Machine Intelligence等国内外学术期刊发表论文30多篇。





 

    第一眼见到何教授,没想到他就是我们的采访对象。因为他的样子比我们“预计”的还要年轻。瘦瘦的身材,没戴眼镜,走路如一阵风,见到我们,立马笑了,像一个阳光的大男孩。

    他,就是何昭水。我校百人计划特聘教授,也是我校唯一一个入选新世纪优秀人才的教授;国家自然科学奖二等奖、广东省自然科学奖一等奖、教育部提名国家自然科学奖一等奖等多项省部级奖励的得主。

 

成长路——我是幸运的
 
    记者:何教授,您才33岁,却是我们学校唯一一个当选新世纪优秀人才的教授。对此您有些什么样的感想?
    何教授:是我机遇比较好,也比较幸运。能被评为“新世纪优秀人才”,除了个人的努力之外,也离不开学校的支持。因为就算个人有好的材料,也未必能出线。当时我填写申请材料时,学校科技处对我的申请书和附件材料提出了许多建设性的意见,并进行了反复修改和润色,光评审材料就打印了四次。
    记者:您是在湖南师范大学读应用数学本科专业,硕博连读时却选择了华南理工大学的通信与信息系统专业。为什么选择不同的学科?
    何教授:由应用数学专业到通信与信息系统专业,其中有很多偶然因素。大学毕业后,我进入华南理工大学读研究生,最初也是选择应用数学专业,但不久后我很幸运地遇到我的博导谢胜利教授。他也是数学专业出身,现在是信号处理领域的权威专家。当时他正尝试着带领有数学专业背景的学生进行信号领域问题的研究,因国外已经有不少这样跨专业做研究的成功例子。当时谢教授向我介绍并让我接触了盲信号分离问题。开始我对这一问题好奇居多,随着研究的深入,我对这方面的研究慢慢产生了浓厚的兴趣。
 
科研路——数学是块“敲门砖”

    

    记者:您所研究的“盲信号分离”是一个什么样的问题?
    何教授:打个比方,就是在多人同时讲话的语音环境中,通常每个麦克风接收到的是多个说话者的混合声音,而不是某一个说话者的单独话音。如何从话筒接收到的混合语音中分离出所需要的说话者的声音?这便是盲分离问题。盲信号分离问题是信号处理领域一个极富挑战性的研究课题。由于它在语音识别、信号去噪、无线通讯、声纳问题、生物医学信号处理、光纤通信等众多应用领域有着广泛而诱人的应用前景,盲分离从一开始就成了信号处理领域和神经网络领域的研究热点。但由于它的理论研究深度较大,算法实现难度较大,并且需要进行大量的数学计算,所以对数学功底的要求比较高。
    记者:您所在的团队首创性地提出了一些计算方法,先是发现并证明了“矩阵论定理”,提出和发展了“类别数目”估计理论和算法,后来又证明了美国科学院、工程院两院院士Sejnowski等提出但无法论证的“自然梯度”,并发展了一种新的分离方法,这些突破是如何取得的?跟您的数学背景关系密切吗?
    何教授:一般来说,科研领域那些大家普遍关注但又一直没有解决的问题都是一些“硬骨头”,通常不是一天两天可以解决的。而通常又只有解决这类问题才能实实在在地推动学科发展。对于这类问题,通常没有捷径,只能慢慢“磨”,“积小突破成大突破”。国内的盲信号分离技术比外国起步晚,更需要付出时间和毅力的代价。
    当年,美国科学院、工程院两院院士Sejnowski教授创立了稀疏盲信号分离的自适应方法。但这种方法只是描述性的,一直无法建立严格的数学论证,缺乏严格的理论基础。
由于这个问题的解决涉及到一些底层的数学理论,让人感觉非常棘手,找不到突破口。一开始我们按照传统的思路和方法来处理,得到的结果非常复杂和不尽人意。后来我们对这个问题进行各种变换思维的猜测和推理,发现可以用一个全新的数学角度来分析解决这个问题,最终获得了“矩阵微分理论”方面的一个全新的数学公式:
 
    作为桥梁,借助这个公式,我们证明了具有严格理论基础的自然梯度的矩阵表示,建立了具有严格数学理论的自适应学习算法,这个方法只用一张A4纸就证明了Sejnowski教授提出的命题,为Sejnowski等创立的自适应方法奠定了坚实的理论基础。借助这个公式,我们还发展了一种新的有效的盲分离方法。权威期刊的审稿人对此评价很高,认为我们这个成果不仅在信号处理领域是一个“好结果”,即使在数学领域都具有非常重要的意义。
    数学是一切科学的基础。我的学历过程中经历过数学和通信两大学科,具有数学、统计学、通信与信息处理、脑信息科学等多方面的知识背景。本科时的数学功底成了我研究盲信号分离的“敲门砖”,正是这两个学科之间的相通性和互补性让我走上了科研的“捷径”。
 
成功法宝——坚持团队协作
 
    记者:一路走来,您获得过不少荣誉,博士论文拿了全省优秀,后来又获得省自然科学奖、国家自然科学奖,这些学术成果是怎么获得的?
    何教授:这些成绩的取得是我们团队成员全身心投入的结果。过去10年里,我们一直紧密围绕课题中的科学问题开展工作,就这样十年如一日我们坚持到现在。
坚持团队协作是我们克敌制胜的法宝。正如“短板理论”所指出的,一只水桶能盛多少水,并不取决于最长的那块木板,而是取决于最短的那块木板。所以,在一个团队里每个人都很重要。我们团队的带头人谢胜利教授一直反复强调:“现在做大事,没有团队是不行的,单打独斗可以干成一点事,但干不了大事。”在团队里面,每个人都有一个重点研究的领域,都能在团队中找到自己的位置,因此形成了强大的合力。谢胜利教授还特意在实验室挂一块“天道酬勤”的牌匾,以此勉励大家。团队里这种氛围促使你不断地向前,因为如果你停止了脚步,就会耽搁整个团队。
 
未来路——原创+突破
 
    记者:您如何看待已取得的成就?今后有什么计划和目标?
    何教授:总的来说,在过去几年里,我们取得非常出色的成绩,比较完满地完成了预定的目标,实现了跨越式发展,在我们所研究的相关领域,当前我们处于国内外比较领先的位置。但这只能算是一个阶段性的成绩,只是一个新的起点,我们还需要更加积极地克服工作中的各种挑战和困难。

    当前国内发展非常快,对于我们年轻老师,只有做出实实在在的原创性的成果,才能走得远,才能真正对学科发展做出贡献。今后我们将更加着眼于加强科研成果的原创性,争取在高水平论文、项目和科研奖励上寻求突破。另外,过去几年里,我主要侧重于信号处理理论和方法方面的研究,今后可能会适当向应用倾斜。

记者手记

    整个采访过程,我们不仅被带进了一个神奇的盲信号世界,了解了一支优秀的团队,更被何教授的活力和对科研的执着深深感染。他一直谦虚地把自己的成功归功于机遇,其实哪个机遇不是青睐有准备的人?从在通信领域一步步摸索到获得一个个奖项,何教授用自己的实力,破解了信号世界里的“成功信号”。

 

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