理論研究、應用科研并駕齊驅(qū)的“挑戰(zhàn)者”

肖延勝

凌永權(quán)教授的介紹頁面上，有一點與眾不同?？蒲蟹较蛞粰谒降胤殖蓛刹糠旨右哉f明：“我的主要理論科研方向”和“我的主要應用科研方向”。這不僅體現(xiàn)出他在科研方向把握上“兩手抓”的特點，也是他從事科研多年取得豐碩成果的動力源。

凌永權(quán)出生香港，1994年到2003年在香港科技大學、香港理工大學攻讀了電子工程專業(yè)本科、研究生學位和電子工程與信息專業(yè)博士學位。2006年獲得英國倫敦大學國王學院學術(shù)實踐研究生證書，并留校任教4年。隨后于英國林肯大學任教2年，于2012年作為國家第四批“青年千人計劃”入選人才引進回國。

二十年的科研道路上，凌永權(quán)在理論研究和應用研究上均碩果累累，這些成就的源起和發(fā)現(xiàn)過程中，凌永權(quán)都以“挑戰(zhàn)者”的姿態(tài)貫穿始終。對此，凌永權(quán)說：“求真是科研的本色，科學沒有所謂權(quán)威，每個科研人都應該不懈追尋真理?！?/p>

理論研究“挑戰(zhàn)者”

1999年，正在讀研究生的凌永權(quán)對10年前由國際時頻分析大師P.P.Vaidyanathan提出的，很多非均勻濾波器組是無法達到精確完全重構(gòu)的理論發(fā)出了挑戰(zhàn)。凌永權(quán)說：“當時在讀研究生，導師對此問題已有深入研究，自己也對這項研究感興趣?！蓖瓿蛇@項挑戰(zhàn)，凌永用了10年。2008年，他通過研究證明，通過使用塊狀取樣和傳統(tǒng)的單輸入單輸出的線性時，不變?yōu)V波器可以實現(xiàn)不兼容非均勻濾波器組的完全重構(gòu)。根據(jù)他的研究結(jié)果，如今可以使用任意非均勻濾波器組對信號進行解構(gòu)。凌永權(quán)說，此項研究可以用于聲音和圖像系統(tǒng)等許多工程應用中，以極大地提高聲音和圖像的質(zhì)量。

1992年，A.A.C.M.Kalker 推導出傳統(tǒng)的兩個采樣器的可交換的充要條件是，需要它們之間的采樣率彼此互質(zhì)。這一結(jié)果不適用于具有任意合理采樣率和分塊長度的塊采樣器。2012年，凌永權(quán)運用線性代數(shù)的理論和方法，成功地解決了這一難題。他將此研究結(jié)論延伸到具有任意塊長度和任意合理抽樣比例的塊狀取樣。此研究結(jié)果為取樣提供了更高的自由度。因此，能以更靈活的方式對信號進行解構(gòu)和合成?！斑@在時頻分析領(lǐng)域有著非常大的影響。利用推導出來的結(jié)果，可以非常簡便地分析與實現(xiàn)具有任意合理采樣率和分塊長度之塊采樣器的非均勻濾波器組，以達到精確完全重構(gòu)及進行任意的時頻分析。”

挑戰(zhàn)權(quán)威，源于凌永權(quán)把求真作為自己科研的追求，無論是前輩提出的著名問題，還是存在于研究路上的不著名的問題，凌永權(quán)把其中感興趣的都作為自己挑戰(zhàn)的目標。

在理論研究方面，他還主持研究了最優(yōu)埃爾米特轉(zhuǎn)換和最優(yōu)掩碼操作的聯(lián)合設計、定義符號動力系統(tǒng)的吸引子區(qū)域、找出符號動力系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性、尋找非凸優(yōu)化問題的全局最優(yōu)解、無限約束條件優(yōu)化問題和半無限規(guī)則問題的約束條件保證滿足、尋找非光滑優(yōu)化問題的解、高階系統(tǒng)最優(yōu)脈沖寬度調(diào)節(jié)控制等課題。曾在香港理工大學應用數(shù)學學院當過博士后的凌永權(quán)，運用扎實的數(shù)理基礎，出色地解決了上述問題。

實際應用的“挑戰(zhàn)者”

凌永權(quán)的簡歷上，出現(xiàn)最多的詞是“電子”、“信息”，這些和疾病、提供證據(jù)似乎相去甚遠。不過，他的研究成果中，卻有兩個項目和常見流行病咳嗽及提供有效犯罪證據(jù)有關(guān)。這也是他基于自己專業(yè)的角度，思考如何利用其解決實際生活中存在的問題，向自己提出的“挑戰(zhàn)”。

由病毒感染引起的咳嗽可在3 周內(nèi)自動痊愈，由細菌感染引起急性咳嗽則應使用抗生素以加速治愈。如何從咳嗽信號中自動識別感染類型，以降低抗生素的錯誤使用，同時大大減少醫(yī)生的診斷時間，是生物醫(yī)用信號處理的一個典型應用。

凌永權(quán)發(fā)現(xiàn)并提出了這個問題，但目前市場上并沒有此類可以自動從咳嗽信號中識別感染類型的醫(yī)療器材。對求真的不懈追求促使凌永權(quán)再次出發(fā)，試圖解決這個問題。他首先對咳嗽信號進行了經(jīng)驗模式分解，然后計算每個本質(zhì)模態(tài)函數(shù)的高階矩，并對這些高階矩進行多項式插值。結(jié)果顯示，所得到的多項式系數(shù)中，病毒感染和細菌感染的信號可以很好地區(qū)分開來，從而達到準確識別的效果。

凌永權(quán)不僅將自己的研究與生物醫(yī)學信號的處理相結(jié)合，以解決現(xiàn)實問題，同樣基于此目的，他還解決過多媒體數(shù)字信號處理應用領(lǐng)域的問題，這源起于他想解決困擾英國社會多年的一個取證問題。在英國，常有不法分子通過攝像設備逼迫未成年少女拍攝色情內(nèi)容，他們利用拍攝的視頻威脅勒索未成年人的父母。警方苦于找不到證據(jù)，無法定被告的罪。

凌永權(quán)認為，如果有識別其拍攝的設備，取證就會容易很多，這些犯罪分子也將被繩之以法。如何識別犯罪分子的拍攝設備，難點在于基于視頻來進行相機識別，是一個非常具有挑戰(zhàn)的問題。識別過程涉及到如何在離散分數(shù)傅里葉變換最佳旋轉(zhuǎn)角度的選取難題，目前已有的相機識別算法都是通過圖像的噪聲模式（noise pattern） 進行識別的，但對于視頻問題，由于視頻的壓縮率遠遠高于圖像的壓縮率，視頻的量化噪聲也會污染相機的固有噪聲模式。這在國際上也是一個熱點研究的問題。

“科學造福于人”的觀念再次“折磨”著凌永權(quán)，他也再次潛入痛并快樂的實際應用研究中。功夫不負有心人，不懈努力多年后，他在國際上首次給出了如何選取最佳旋轉(zhuǎn)角度的方法。首先他將該問題轉(zhuǎn)化成一個最優(yōu)采樣的問題，并證明這個問題的解是一些諧波函數(shù)的解；然后，他再利用有效的方法來找出這些諧波函數(shù)的解。“這個方法可以找到最優(yōu)的旋轉(zhuǎn)角度和變換效果。并將該方法成功地應用在信號去噪和模式識別等領(lǐng)域上，大大提高了其處理效果?！?/p>

人生的“挑戰(zhàn)者”

科研工作者也是普通人，也要面對日常生活中不斷出現(xiàn)的問題，凌永權(quán)也不例外。對此，他同樣選擇以“挑戰(zhàn)者”的姿態(tài)去應對。

在英國學習、工作多年的凌永權(quán)，在自己的研究領(lǐng)域已收獲豐碩成果。他是英國工程及科技學會（IET）院士，電氣和電子工程師協(xié)會電路與系統(tǒng)學會（IEEE Circuits and Systems Society）三個技術(shù)委員會的成員；擔任過多個國際期刊客座主編、副主編及審稿人；出版專著1部；發(fā)表國際期刊論文66篇，國際會議論文55篇；曾獲IEEE儀器與測量協(xié)會頒發(fā)的2008年和2012年杰出審稿人獎。

2012年，一個偶然的機會，老友向他介紹了廣東工業(yè)大學并希望他回國發(fā)展。經(jīng)過多方考慮，他選擇回國，進入一個全新的發(fā)展環(huán)境繼續(xù)科研之路。同年，凌永權(quán)入選國家“青年千人計劃”。

回國后，凌永權(quán)為自己定下了近、中、遠期工作目標。他希望聯(lián)合廣東工業(yè)大學信息工程學院和其他院系相關(guān)領(lǐng)域同仁的力量，組建一個具備國際領(lǐng)先水平的信號處理研究團隊，為培養(yǎng)國家杰出科技人才做好準備。這個團隊的發(fā)展目標，是取得具有國際領(lǐng)先水平的科研成果，建設成為一支國際知名、國內(nèi)領(lǐng)先的研究團隊。“挑戰(zhàn)者”凌永權(quán)正在為實現(xiàn)新的目標，和他的團隊一起向前行進。