※ 本文為指南者留學(xué)學(xué)員原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系授權(quán)

學(xué)員背景

Y同學(xué)

本科背景

北京科技大學(xué)

背提項(xiàng)目

指南者留學(xué)人工智能EI會(huì)議論文科研項(xiàng)目

01

背景契機(jī)

在今年3月份的時(shí)候我參加了指南者的人工智能方向EI會(huì)議論文科研項(xiàng)目，在該項(xiàng)目中，我不僅收獲了一篇獨(dú)立一作的IEEE論文，更在專業(yè)能力和科研能力上得到了質(zhì)的提升。
首先談?wù)勎覅⒓舆@一項(xiàng)目的初衷，作為一名即將在下半年進(jìn)行留學(xué)申請(qǐng)的學(xué)生，一段含金量較高的科研經(jīng)歷對(duì)我來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，而毫無(wú)疑問(wèn)發(fā)表一篇科研論文對(duì)于一名本科生而言是一次兼具挑戰(zhàn)和機(jī)遇的經(jīng)歷。
在多方了解后，我發(fā)現(xiàn)指南者是一家務(wù)實(shí)且專業(yè)的機(jī)構(gòu)，并且在與王老師進(jìn)行初步溝通后，我發(fā)現(xiàn)該科研項(xiàng)目絕不是那種“走捷徑”的科研，而是在老師的輔導(dǎo)和指引下靠學(xué)生自己一步一個(gè)腳印，用時(shí)間和精力實(shí)打?qū)嵶龀鰜?lái)的科研。我認(rèn)為這樣的科研才是貨真價(jià)實(shí)的科研，才會(huì)成為對(duì)自己真正有幫助的科研經(jīng)歷。這也讓我堅(jiān)定了要參加此次科研項(xiàng)目的決心。

02

項(xiàng)目過(guò)程

下面詳細(xì)介紹一下此次科研經(jīng)歷的過(guò)程。
在3-4月中旬，我首先在老師提供的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上學(xué)習(xí)python編程基礎(chǔ)，為之后論文實(shí)驗(yàn)部分的代碼編程打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
其實(shí)在學(xué)習(xí)python這一部分，我花費(fèi)的時(shí)間相當(dāng)多，但相對(duì)應(yīng)地我的讀寫(xiě)代碼能力也顯著提升了，很大程度上提高了我在后續(xù)進(jìn)行科研論文實(shí)驗(yàn)部分的效率。在這里我要感謝王老師對(duì)我提出問(wèn)題的耐心解答，祝老師一切順利。
在有了一定的python語(yǔ)言基礎(chǔ)后，我便開(kāi)始正式進(jìn)入到科研論文的工作中。此次論文的大方向定為圖像處理類，具體技術(shù)為邊緣檢測(cè)+圖像融合。首先在實(shí)驗(yàn)初期，王老師給我發(fā)送了幾篇論文并讓我仔細(xì)閱讀，目的是以此為基礎(chǔ)找到自己論文的研究方向。
在大致確定好重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容后，我開(kāi)始進(jìn)行部分實(shí)驗(yàn)的代碼編程。首先老師給了我一個(gè)小的人臉圖像數(shù)據(jù)集，并讓我實(shí)現(xiàn)基于canny算子提取出圖像的邊緣。起初我認(rèn)為這個(gè)任務(wù)十分簡(jiǎn)單，因?yàn)槲蚁惹斑x修過(guò)圖像處理與分析課程，對(duì)canny算子提取邊緣的原理有一定的了解，只需要我復(fù)習(xí)一下其中相關(guān)知識(shí)便可以實(shí)現(xiàn)該功能。
但在編程完成后我發(fā)現(xiàn)我的代碼效率極低，尤其面對(duì)數(shù)據(jù)集中高分辨率的rgb圖像，代碼基本無(wú)法實(shí)現(xiàn)計(jì)算過(guò)程。在分析原因后，我發(fā)現(xiàn)我的代碼之所以效率低是因?yàn)樗械腸anny算子計(jì)算步驟我都是根據(jù)自己對(duì)算子的原理理解去進(jìn)行編程，而其中很多地方的代碼非常冗余，導(dǎo)致計(jì)算量成指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。而后我發(fā)現(xiàn)在python中可以導(dǎo)入CV2庫(kù)，其中便有封裝好的canny函數(shù)可以高效率地對(duì)圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)，事實(shí)證明這個(gè)方法是正確的，改進(jìn)后不僅代碼量大大減少，而且計(jì)算效率也顯著提升。
在實(shí)現(xiàn)了以上部分后，王老師開(kāi)始與我討論此次論文實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重點(diǎn)部分：人臉對(duì)齊。簡(jiǎn)言之，即利用前面提取好的邊緣圖像定位出圖像中的人臉并切割出該人臉部分。這一處理至關(guān)重要，因?yàn)橹挥懈哔|(zhì)量地切割出人臉部分的圖像，才能在后續(xù)進(jìn)行圖像融合時(shí)進(jìn)一步提高人臉識(shí)別的準(zhǔn)確率。
根據(jù)王老師的建議以及我們的反復(fù)討論，我們決定使用像素投影法來(lái)定位人臉部位，具體做法即對(duì)邊緣圖像中的每個(gè)像素向水平和豎直方向投影以得到兩個(gè)方向的像素頻譜圖，再通過(guò)分析頻譜圖設(shè)置閾值以定位并切割出人臉。在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，我還根據(jù)實(shí)際的實(shí)現(xiàn)效果對(duì)水平方向的像素投影方法進(jìn)行了調(diào)整，最終在不斷地嘗試與調(diào)整后我成功實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量的人臉定位與切割。當(dāng)然，在過(guò)程中還是要再次感謝王老師定期的幫助與指引，尤其是在圖像分辨率的reshape上老師及時(shí)糾正了我對(duì)方法步驟的錯(cuò)誤理解。
在完成了以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)后，王老師建議我開(kāi)始撰寫(xiě)論文的綜述部分。起初我在各大論壇及學(xué)術(shù)平臺(tái)搜索并閱讀相關(guān)參考文獻(xiàn)，卻因?yàn)槿狈?jīng)驗(yàn)導(dǎo)致搜集的文獻(xiàn)數(shù)量多、種類雜、質(zhì)量參差不齊，浪費(fèi)了大量的時(shí)間閱讀無(wú)用文獻(xiàn)，甚至一度導(dǎo)致我的研究方向飄忽不定。
雖然一度感到十分氣餒，但我認(rèn)為學(xué)會(huì)在浩瀚無(wú)垠的文獻(xiàn)庫(kù)中快速有效地選取優(yōu)質(zhì)且針對(duì)性強(qiáng)的文獻(xiàn)是一種不可或缺的專業(yè)能力，尤其是鑒于人工智能專業(yè)近乎與所有學(xué)科均有交叉與關(guān)聯(lián)，其專業(yè)文獻(xiàn)更是橫跨多個(gè)領(lǐng)域。在請(qǐng)教老師以及在論壇中學(xué)習(xí)文獻(xiàn)搜集的相關(guān)建議及方法后，我開(kāi)始明確選題大方向，并以此方向?yàn)橹髟谳^專業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索近幾年來(lái)的期刊和會(huì)議論文，最終暫定了10個(gè)參考文獻(xiàn)并順利撰寫(xiě)出初版文獻(xiàn)綜述。
此后我又繼續(xù)完成了論文實(shí)驗(yàn)的圖像融合部分內(nèi)容，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容逐步完成論文主體部分的撰寫(xiě)。當(dāng)然在撰寫(xiě)論文主體部分時(shí)依舊還存在著許許多多的困難包括圖表和公式的排列格式、重點(diǎn)原理的闡述方式等等，但最終我還是堅(jiān)持高質(zhì)量地完成了整個(gè)論文的撰寫(xiě)工作。目前論文已被錄用，預(yù)計(jì)3個(gè)月后出版見(jiàn)刊。

03

項(xiàng)目收獲

總結(jié)下來(lái)我認(rèn)為此次發(fā)表科研論文帶給我最大的收獲和體悟是兩個(gè)詞：耐心、勤思。耐心是在科研時(shí)面對(duì)挫折和困難不氣餒不放棄的必要條件，而勤思是解決困難的首要方法。很多次我為了一個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)在教學(xué)樓從早晨直接坐到天黑，這也培養(yǎng)了我一種不實(shí)現(xiàn)不罷休的決心和毅力。此次持續(xù)了4個(gè)月左右的科研論文寫(xiě)作與研究很大程度上提升了我的自主學(xué)習(xí)能力，加深了我對(duì)于專業(yè)知識(shí)的理解與運(yùn)用，同時(shí)也提升了我發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。
除此之外，有了第一次獨(dú)立發(fā)表科研論文的經(jīng)歷，不僅讓我對(duì)科研二字有了親身的體會(huì)、產(chǎn)生了更大的興趣，也為我以后的科研道路打好了基礎(chǔ)，指明了方向。
而回歸到此次參與科研的初衷上，此次科研論文經(jīng)歷讓我的編程技能、數(shù)據(jù)預(yù)處理技能、數(shù)據(jù)分析技能等得到了質(zhì)的提升，而這些技能在我所重點(diǎn)申請(qǐng)的方向例如計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)中都是不可或缺的，因此這些能力上的收獲無(wú)疑將大大助力我的留學(xué)申請(qǐng)，成為我以后學(xué)習(xí)生涯中寶貴的能力。
雖然如今論文已被錄用，但我的求知欲卻沒(méi)有結(jié)束。我想要進(jìn)一步了解和學(xué)習(xí)專業(yè)相關(guān)的愿望也更加迫切，也希望能夠通過(guò)更進(jìn)一步的深入學(xué)習(xí)來(lái)實(shí)現(xiàn)自己的價(jià)值。最后再次感謝王老師在此次我發(fā)表科研論文過(guò)程中的種種幫助！

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