天下之大 唯有識也
——記清華大學(xué)電子工程系智能圖文信息處理研究室主任劉長松
來源：中國科學(xué)報 2013-3-12 周娜
“天行健，君子以自強不息；地勢坤，君子以厚德載物。”一百年前，梁啟超在一次名為《君子》的演講中引用了這句古語，讓“自強不息，厚德載物”伴隨著一所大學(xué)走過了百年征程。百年風(fēng)雨路，水木湛清華。這所國際一流的綜合性大學(xué)，歷來是培養(yǎng)、孕育高科技人才的搖籃。走進清華園，能夠感受到這所百年學(xué)府所承載的厚重；而走近劉長松，我們更為他自強不息的科研歷程所感動。
慧視詞典 開啟英語學(xué)習(xí)新時代
如果你在微博上看到有好友曬出TA新安裝的英語學(xué)習(xí)的APP；如果你在圖書館看到有達人不停地在對英語雜志拍、拍、拍；如果你在教室發(fā)現(xiàn)有人不背單詞，而是用手機在拍單詞。你一定會十分驚訝，但是，如果你了解過慧視詞典這款手機應(yīng)用軟件，或許你的疑惑就能解開了，因為他們正是在使用文通慧視詞典安卓版進入動態(tài)視頻實時識別翻譯模式在學(xué)習(xí)、翻譯英語單詞。
慧視詞典是一款基于android平臺的英文識別及翻譯的應(yīng)用程序，它可以通過手機攝像頭拍攝英文字符圖像，然后實時識別并進行翻譯，利于英語學(xué)習(xí)及閱讀。開發(fā)這款軟件的清華大學(xué)電子工程系副教授劉長松告訴記者，這個產(chǎn)品是研究團隊為推動其所研制的文字識別技術(shù)核心軟件在智能手機平臺上的應(yīng)用而精心研制的，并通過北京文通科技有限公司進行用戶服務(wù)，在各大安卓市場上免費下載。
別看它只是一個小小的軟件，但只要把它安裝在手機上，不用人工輸入，在不過多占用內(nèi)存的前提下，就可以直接用手機攝像頭拍攝英文字符圖像，而且還支持模糊匹配對錯誤識別結(jié)果進行修正，做到實時識別并翻譯。
記者不禁疑惑，現(xiàn)在市場上英語翻譯類工具五花八門，文通慧視詞典的獨特性在哪兒呢？劉長松說，文通慧視詞典安卓版以其獨有的識別核心技術(shù)，小小內(nèi)存便可支持大大功能。它所特有的本地加載詞典及識別核心，不用聯(lián)網(wǎng)可脫機完成識別翻譯，而且還支持動態(tài)視頻模式及靜態(tài)拍照模式兩種方式識別翻譯，當(dāng)然識別結(jié)果還可以聯(lián)網(wǎng)查詢。
劉長松拿出手機為我們演示了整個過程：當(dāng)你的手機上安裝了慧視詞典這款軟件后，遇到不懂的英文時，只需打開該應(yīng)用，默認(rèn)進入動態(tài)視頻實時識別翻譯模式。屏幕左上角是靜態(tài)拍照模式及動態(tài)視頻模式切換按鈕；右上角是預(yù)覽視頻圖像的縮放按鈕；屏幕中間十字焦點中心是用于指向所要識別單詞的位置；屏幕下方顯示翻譯結(jié)果，這里支持簡要/詳細(xì)翻譯切換、鎖定翻譯結(jié)果及識別單詞的網(wǎng)絡(luò)搜索操作。如果你點擊屏幕左上角的“攝像—拍照”按鈕，就可進入拍照模式，而點擊屏幕右側(cè)中間位置的拍照按鈕，采集當(dāng)前文字圖像后，觸摸任意英文單詞位置，即可顯示識別及翻譯結(jié)果。
我們可以設(shè)想，當(dāng)我們正試圖提高我們的英語水平，在為獲得第一手的研究資料而閱讀大量國外的英文原著和學(xué)術(shù)期刊時，專業(yè)性的生詞將不再阻礙我們的閱讀速度。這是慧視詞典為我們勾畫的美妙藍圖，正如劉長松所言，這一應(yīng)用將開啟英語學(xué)習(xí)新模式。
升級技術(shù) 讓偽鈔假票無所遁形
應(yīng)用是科研的“真命題”。這也正是劉長松一向所推崇的，他認(rèn)為，科研成果只有在信息化事業(yè)中推廣應(yīng)用，為人們的生活帶來便捷才是真正的歸宿。因此，讓成果主動走向產(chǎn)業(yè)化，就成為他科研生涯中的重要一步。
2011年5月1日，GB16999-2010《人民幣鑒別儀通用技術(shù)條件》強制性國家標(biāo)準(zhǔn)正式實施。新版標(biāo)準(zhǔn)要求采集更豐富的信息，為“以真鑒假”提供了條件。這是我國反假貨幣類金融機具在標(biāo)準(zhǔn)化進程中邁出的重要一步，也是夯實反假貨幣類金融機具研發(fā)、生產(chǎn)與使用，市場準(zhǔn)入與運行管理基礎(chǔ)性工作的戰(zhàn)略舉措。而這一新頒布的國家強制性標(biāo)準(zhǔn)的背后，凝聚了劉長松團隊的艱辛與汗水，他們?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的出臺提供了解決方案。
2011年，由劉長松團隊主持研制，清華大學(xué)與梓昆科技（杭州）有限公司合作研制成功的“多光譜圖像鈔票鑒偽技術(shù)與系統(tǒng)及應(yīng)用”通過了教育部組織的技術(shù)鑒定。該系統(tǒng)以嵌入式數(shù)字信號處理器（DSP）平臺為基礎(chǔ)，集成了圖像處理和鑒別算法，可以進行多光譜圖像的采集、處理與識別。劉長松向記者解釋說，這項技術(shù)正是利用了鈔票中豐富的圖像信息，實現(xiàn)了鈔票的券別、套別、版別、鈔票冠字號碼的準(zhǔn)確識別和真?zhèn)吴n票的有效鑒別。該系統(tǒng)是國內(nèi)外首次實現(xiàn)的同時具有多光譜圖像鑒偽與冠字號碼識別功能的實用系統(tǒng)，與傳統(tǒng)鈔票鑒偽方法結(jié)合，能夠達到更高的假鈔防范能力。
談到這項技術(shù)的應(yīng)用前景，劉長松介紹說，多光譜圖像鈔票鑒偽技術(shù)與系統(tǒng)具有良好的可移植性與可擴展性，滿足大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用的需求。系統(tǒng)的硬件具備連接多種圖像傳感器的能力，可以方便地與不同規(guī)格和不同廠商的點鈔機、ATM機、清分機等連接。未來還可應(yīng)用于自動販賣機等其他收取紙幣的機具上。
2001年，作為項目負(fù)責(zé)人，劉長松再次攻克了國家金稅工程的核心難題之一 ——“增值稅發(fā)票掃描識別系統(tǒng)”。該系統(tǒng)可以通過自動識別發(fā)票上的字符，為防偽稅控系統(tǒng)判別增值稅發(fā)票的真?zhèn)翁峁┮罁?jù)，使整個增值稅發(fā)票防偽稅控系統(tǒng)具有可行性。自研制成功后，該系統(tǒng)已經(jīng)通過了國家稅務(wù)總局親自主持、嚴(yán)格把關(guān)的評測，鑒定結(jié)果顯示其在技術(shù)上處于領(lǐng)先地位。目前，數(shù)萬套“增值稅發(fā)票掃描識別系統(tǒng)”已經(jīng)廣泛應(yīng)用在全國各地的各級國稅局內(nèi)部，為防止虛開、偽造增值稅發(fā)票，保證國家稅收增長作出了重大的貢獻。
成績屬于過去，劉長松團隊并未止步于此，通過對生活的細(xì)致觀察，他們了解到，企業(yè)一直在為去國稅局排隊等待而深感苦惱。于是，在此基礎(chǔ)上，他們逐漸把增值稅發(fā)票掃描識別系統(tǒng)發(fā)展到直接應(yīng)用在企業(yè)端。如此一來，企業(yè)就可以把該系統(tǒng)的識別結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)上傳到國稅局，直接完成發(fā)票認(rèn)證的工作，免去了耗費大量時間去國稅局排隊的麻煩，大大提高了工作效率。目前，該系統(tǒng)的企業(yè)端用戶已經(jīng)超過100萬，僅增值稅發(fā)票掃描識別系統(tǒng)帶動的掃描儀銷售產(chǎn)生的直接經(jīng)濟效益就遠遠超過3億元，其社會效益意義非凡。
經(jīng)年積淀 累累科技成果滿枝頭
每一項科研成果的研發(fā)成功都不是一朝一夕的事。劉長松也不例外，他之所以能有今天的成就，這和他數(shù)年來的鉆研、努力和積累是分不開的。
1995年，劉長松獲得清華大學(xué)碩士學(xué)位，2003年，任清華大學(xué)電子工程系副教授，一直從事文字識別理論和技術(shù)研究，并且在理論研究技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)品化方面取得了突出成績。
在印刷體及脫機手寫文字識別領(lǐng)域，劉長松作為主要研究人員研制了高性能東方文字文檔智能全信息數(shù)字化系統(tǒng)，為紙質(zhì)文檔轉(zhuǎn)化為電子出版物提供了最佳的解決方案，以此制作了《人民日報》、《南方周末》、《深圳特區(qū)報》等大量優(yōu)秀的電子出版物。開發(fā)了文通e-Card名片識別系統(tǒng)，以及運行于手機上的名片識別模塊；開發(fā)了通用表格識別核心技術(shù)，廣泛用于銀行票據(jù)識別、手寫考卷評閱等領(lǐng)域；研制了身份證、護照、港澳通關(guān)證件等信息的識別系統(tǒng)，在海關(guān)、賓館等廣泛使用。
在聯(lián)機手寫文字識別領(lǐng)域，劉長松開發(fā)了用于手機、PDA的嵌入式聯(lián)機手寫中文識別系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于三星、波導(dǎo)、聯(lián)想、NEC等手機上；手寫公式識別，用于Nokia手機中的手寫計算器應(yīng)用中；基于PC的聯(lián)機手寫輸入系統(tǒng)，在Wacom，清華紫光、清華文通等許多硬件和小靈鼠等軟件產(chǎn)品中應(yīng)用。
在多國車牌識別系統(tǒng)領(lǐng)域，劉長松提出了利用文字定位為基礎(chǔ)的車牌定位算法，提出了適用于具有固定排列規(guī)則文字的模板匹配算法，結(jié)合抗干擾的灰度字符識別核心，具有識別速度快、適應(yīng)性廣、正確率高的特點。該系統(tǒng)目前支持PC/Windows、Linux、WinCE、DSP四種平臺，是國內(nèi)唯一的具有該能力的核心。并在中國大陸車牌識別的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了中國香港、澳門、臺灣，英國等多國/地區(qū)車牌識別，并獲得廣泛應(yīng)用。如深圳海關(guān)車輛出入境通道、澳門交通管理、內(nèi)地許多高速公路、交通監(jiān)控、移動稽查等應(yīng)用。
眾多付諸實踐應(yīng)用的成果，如同榮譽光環(huán)上閃爍奪目的寶石，鋪就了劉長松的科研之路。
1996年，他榮獲聯(lián)合國技術(shù)信息促進系統(tǒng)（TIPS）評選的“發(fā)明創(chuàng)新科技之星獎”；1998年，憑借“THOCR97綜合集成漢字識別系統(tǒng)”獲得教育部科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎；1999年，該系統(tǒng)獲得國際經(jīng)濟評價（香港）中心授予的世界華人重大科學(xué)技術(shù)成果證書；2000年，“THOCR97綜合集成漢字識別系統(tǒng)”獲國家科技進步獎二等獎；2003年，“高性能東方文字文檔智能全信息數(shù)字化系統(tǒng)”先后獲北京市科技進步獎二等獎和國家科技進步獎二等獎；2005年，“多字體印刷藏文（混排漢英）文檔識別系統(tǒng)”被授予北京市科技進步獎三等獎；與此同時，“統(tǒng)一平臺上少數(shù)民族文字（藏、維、哈、克、朝）文檔識別系統(tǒng)”也獲得了中國電子學(xué)會電子信息科學(xué)技術(shù)獎二等獎的好成績；2009年，“TH-ID人臉和筆跡生物特征身份識別認(rèn)證系統(tǒng)”獲2008年度國家科技進步獎二等獎。
2006年8月，劉長松被評為信息產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新先進工作者的光榮稱號；2008年，入選教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃”。
不惟如是，劉長松還享有9項軟件著作權(quán)、10項發(fā)明專利，并先后在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊和會議發(fā)表論文80余篇……
有的人，一生碌碌無為，沉溺于一片幻想的世界，虛偽地幸福著；
有的人，一生孜孜以求，在理想的道路上摸索前進，痛并快樂著。
劉長松，這位在人生道路上鍥而不舍、不懈追求，在科研路上孜孜以求、上下求索的清華人，正以百倍的熱情、堅實的信念向著更為遠大、更為深邃的理想堅定前行……
