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“獨(dú)創(chuàng)”、“最早”、“發(fā)明人”……2015年度教育部，入選者杜蘭正在“雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別”領(lǐng)域的研究中穩(wěn)步前進(jìn)著。

如約來到采訪地點(diǎn)，杜老師正坐在沙發(fā)上認(rèn)真的修改自己準(zhǔn)備的采訪內(nèi)容，見到我們，杜老師非常熱情的給我們遞水、挪座位。身著素雅藍(lán)色連衣裙的她說話柔聲細(xì)語，舉止謙遜，讓人倍感親切。

誰也不會(huì)想到，這樣一位80后溫柔舒雅的女子，正在從事著雷達(dá)信號(hào)領(lǐng)域最為困難的研究方向之一——雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)，并且一做就是10余年。

做事認(rèn)真 善于學(xué)習(xí)

“早在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)我就已經(jīng)開始接觸了雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別，這個(gè)方向是我的導(dǎo)師保錚教授安排我去做的，后來通過一段時(shí)間的研究，我逐漸了解到雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別是一個(gè)很小眾的科研方向，研究起來很難，很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，在保老師的團(tuán)隊(duì)中沒有老師專門去負(fù)責(zé)。”杜蘭說，在當(dāng)時(shí)，雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別雖然很難，但卻是非常重要的技術(shù)，也受到美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的高度重視，80年代就被美國(guó)列為國(guó)防關(guān)鍵技術(shù)。

在DARPA（美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局）1997年提交給國(guó)防部的一份報(bào)告中，認(rèn)為“雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)是一項(xiàng)具有極高應(yīng)用價(jià)值的技術(shù)，需要長(zhǎng)期重點(diǎn)研究”，他們也用“to-hard-to-do”來形容雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別研究，所以說這確實(shí)是很有挑戰(zhàn)的研究方向。說它難，是因?yàn)槔走_(dá)目標(biāo)識(shí)別是一個(gè)交叉方向，除了傳統(tǒng)的雷達(dá)系統(tǒng)、信號(hào)處理之外，還涉及到機(jī)器學(xué)習(xí)和模式識(shí)別，要通過回波特性分析目標(biāo)屬性。而對(duì)于虛假或偽裝目標(biāo)的識(shí)別，我們要確定一個(gè)基準(zhǔn)的門線，以區(qū)別判斷真實(shí)目標(biāo)與虛假或偽裝目標(biāo)。

“碩、博學(xué)習(xí)期間，我集中研究了高分辨雷達(dá)回波特性分析和統(tǒng)計(jì)建模。保老師一直很強(qiáng)調(diào)物理概念，所以，我們研究在結(jié)合雷達(dá)回波特性方面是很有特色的，也發(fā)表了多篇高水平的國(guó)際論文。我的博士學(xué)位論文也獲得了全國(guó)百篇優(yōu)秀博士論文獎(jiǎng)?！倍盘m說，雖然博士期間取得了一些成績(jī)，但是，博士快畢業(yè)時(shí)更多的卻是危機(jī)感和瓶頸感。我們?cè)诶走_(dá)信號(hào)處理方面的研究是有優(yōu)勢(shì)的，但在機(jī)器學(xué)習(xí)和模式識(shí)別方面還有很大欠缺，要想讓雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別研究更進(jìn)一步，在結(jié)合雷達(dá)回波特性的基礎(chǔ)上，還需要具備最新的機(jī)器學(xué)習(xí)和模式識(shí)別方面的知識(shí)。

“出于這個(gè)原因，2007年9月，我前往美國(guó)杜克大學(xué)進(jìn)行博士后訪問學(xué)習(xí)。我所在的Lawrence Carin教授的研究小組在有關(guān)統(tǒng)計(jì)機(jī)器學(xué)習(xí)方面國(guó)際上很有名氣，我在該小組做的是基礎(chǔ)的貝葉斯統(tǒng)計(jì)機(jī)器學(xué)習(xí)研究?！倍盘m介紹說。

正是這段時(shí)間，杜蘭真正的深入學(xué)習(xí)了機(jī)器學(xué)習(xí)和模式識(shí)別方面的知識(shí)和方法。“在美國(guó)工作、學(xué)習(xí)期間，我感覺壓力是很大的。雖然是博士后身份，但是我和小自己5、6歲的博士生一樣都是剛剛進(jìn)入統(tǒng)計(jì)機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域。為了能夠在最短的時(shí)間內(nèi)入門、上手，我必須比別人更努力、付出更多。”杜蘭說，做博士后所在的實(shí)驗(yàn)室也會(huì)定期開會(huì)，所有人坐在一起匯報(bào)、交流各自的進(jìn)展和問題，對(duì)于大家提出的問題我會(huì)認(rèn)真記錄，反復(fù)的思索，隨時(shí)想到隨時(shí)記錄，不論是會(huì)上還是私下都多方面去請(qǐng)教、學(xué)習(xí)，反復(fù)修改糾正自己的工作，甚至忘記吃飯，也會(huì)經(jīng)常工作到凌晨。

在杜克，學(xué)校有一項(xiàng)“Safe Ride”的福利，就是學(xué)校為了保障學(xué)生安全，晚上可以免費(fèi)送住在附近的學(xué)生、博士后回公寓。那時(shí)候我經(jīng)常工作到凌晨1、2點(diǎn)，甚至3、4點(diǎn)，獨(dú)自一人叫Safe Ride，時(shí)間長(zhǎng)了，一個(gè)白頭發(fā)、白胡子的司機(jī)都認(rèn)識(shí)我了，經(jīng)常在回家的路上和我聊天，問我關(guān)于中國(guó)、關(guān)于科研工作的問題，還會(huì)說你們做科研工作也好辛苦呀?！被叵肫疬@段小插曲，杜蘭印象很深刻。

經(jīng)過十多年的努力，杜蘭在研究團(tuán)隊(duì)高分辨雷達(dá)回波的特性分析的基礎(chǔ)上，獨(dú)創(chuàng)性的提出了高分辨回波統(tǒng)計(jì)識(shí)別框架，對(duì)應(yīng)了一系列由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的基于統(tǒng)計(jì)建模的識(shí)別方法。這種方法相對(duì)于傳統(tǒng)識(shí)別方法，更適合于雷達(dá)目標(biāo)高分辨回波的特性，在應(yīng)對(duì)噪聲、干擾和在線建庫(kù)方面都更具優(yōu)勢(shì)。因此國(guó)內(nèi)一些其他團(tuán)隊(duì)和研究所目前都在采用該框架開展研究，在國(guó)外方面也得到了多個(gè)研究機(jī)構(gòu)的學(xué)者在公開文獻(xiàn)中引用或參考。

此外，為了使雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)滿足實(shí)際應(yīng)用的需求，杜蘭也是最早將貝葉斯統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)方法應(yīng)用于雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別，重點(diǎn)解決了小樣本學(xué)習(xí)和噪聲穩(wěn)健兩個(gè)關(guān)鍵性的工程應(yīng)用問題。相關(guān)成果不僅在雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別方面受到關(guān)注，在貝葉斯方法理論研究、圖像處理、生物信號(hào)分析、智能交通管理等其他應(yīng)用方面的論文中也有引用和參考。

談到目前已經(jīng)取得這這些成果，杜蘭十分謙虛的說：“談不上成就，只能說取得了一些進(jìn)展，這要十分感謝保錚老師的指導(dǎo)和引領(lǐng)。保老師教會(huì)我最基本的科研方法，首先是物理概念，其次才是數(shù)學(xué)算法，還有歸納總結(jié)的能力以及做科研的嚴(yán)謹(jǐn)和仔細(xì)?！?/p>

物理慨念的重要性我深有體會(huì)，杜蘭回憶說：“博士學(xué)習(xí)期間，香港中文大學(xué)的徐雷教授有一次在報(bào)告中提到當(dāng)時(shí)主要用于經(jīng)濟(jì)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)中的因子分析模型。我感覺這個(gè)模型可以用于我們正在研究的高分辨雷達(dá)回波統(tǒng)計(jì)建模。所以，我就找了大量資料閱讀，這期間也解決了很多數(shù)學(xué)推導(dǎo)的問題。當(dāng)時(shí)我很高興，專門找保老師討論，給保老師講這個(gè)模型。但是，當(dāng)保老師聽完我一大堆的數(shù)學(xué)推導(dǎo)后，問了我兩個(gè)問題，第一，為什么要把這個(gè)模型用于高分辨雷達(dá)回波統(tǒng)計(jì)建模？第二，要解決什么問題？這時(shí)，我才突然發(fā)現(xiàn)自己已經(jīng)完全陷入了數(shù)學(xué)推導(dǎo)，而忘記了自己去研究這個(gè)模型的初衷?！?/p>