理论研究、应用科研并驾齐驱的“挑战者”

肖延胜

凌永权教授的介绍页面上，有一点与众不同。科研方向一栏他正式地分成两部分加以说明：“我的主要理论科研方向”和“我的主要应用科研方向”。这不仅体现出他在科研方向把握上“两手抓”的特点，也是他从事科研多年取得丰硕成果的动力源。

凌永权出生香港，1994年到2003年在香港科技大学、香港理工大学攻读了电子工程专业本科、研究生学位和电子工程与信息专业博士学位。2006年获得英国伦敦大学国王学院学术实践研究生证书，并留校任教4年。随后于英国林肯大学任教2年，于2012年作为国家第四批“青年千人计划”入选人才引进回国。

二十年的科研道路上，凌永权在理论研究和应用研究上均硕果累累，这些成就的源起和发现过程中，凌永权都以“挑战者”的姿态贯穿始终。对此，凌永权说：“求真是科研的本色，科学没有所谓权威，每个科研人都应该不懈追寻真理。”

理论研究“挑战者”

1999年，正在读研究生的凌永权对10年前由国际时频分析大师P.P.Vaidyanathan提出的，很多非均匀滤波器组是无法达到精确完全重构的理论发出了挑战。凌永权说：“当时在读研究生，导师对此问题已有深入研究，自己也对这项研究感兴趣。”完成这项挑战，凌永用了10年。2008年，他通过研究证明，通过使用块状取样和传统的单输入单输出的线性时，不变滤波器可以实现不兼容非均匀滤波器组的完全重构。根据他的研究结果，如今可以使用任意非均匀滤波器组对信号进行解构。凌永权说，此项研究可以用于声音和图像系统等许多工程应用中，以极大地提高声音和图像的质量。

1992年，A.A.C.M.Kalker 推导出传统的两个采样器的可交换的充要条件是，需要它们之间的采样率彼此互质。这一结果不适用于具有任意合理采样率和分块长度的块采样器。2012年，凌永权运用线性代数的理论和方法，成功地解决了这一难题。他将此研究结论延伸到具有任意块长度和任意合理抽样比例的块状取样。此研究结果为取样提供了更高的自由度。因此，能以更灵活的方式对信号进行解构和合成。“这在时频分析领域有着非常大的影响。利用推导出来的结果，可以非常简便地分析与实现具有任意合理采样率和分块长度之块采样器的非均匀滤波器组，以达到精确完全重构及进行任意的时频分析。”

挑战权威，源于凌永权把求真作为自己科研的追求，无论是前辈提出的著名问题，还是存在于研究路上的不著名的问题，凌永权把其中感兴趣的都作为自己挑战的目标。

在理论研究方面，他还主持研究了最优埃尔米特转换和最优掩码操作的联合设计、定义符号动力系统的吸引子区域、找出符号动力系统的整体稳定性、寻找非凸优化问题的全局最优解、无限约束条件优化问题和半无限规则问题的约束条件保证满足、寻找非光滑优化问题的解、高阶系统最优脉冲宽度调节控制等课题。曾在香港理工大学应用数学学院当过博士后的凌永权，运用扎实的数理基础，出色地解决了上述问题。

实际应用的“挑战者”

凌永权的简历上，出现最多的词是“电子”、“信息”，这些和疾病、提供证据似乎相去甚远。不过，他的研究成果中，却有两个项目和常见流行病咳嗽及提供有效犯罪证据有关。这也是他基于自己专业的角度，思考如何利用其解决实际生活中存在的问题，向自己提出的“挑战”。

由病毒感染引起的咳嗽可在3 周内自动痊愈，由细菌感染引起急性咳嗽则应使用抗生素以加速治愈。如何从咳嗽信号中自动识别感染类型，以降低抗生素的错误使用，同时大大减少医生的诊断时间，是生物医用信号处理的一个典型应用。

凌永权发现并提出了这个问题，但目前市场上并没有此类可以自动从咳嗽信号中识别感染类型的医疗器材。对求真的不懈追求促使凌永权再次出发，试图解决这个问题。他首先对咳嗽信号进行了经验模式分解，然后计算每个本质模态函数的高阶矩，并对这些高阶矩进行多项式插值。结果显示，所得到的多项式系数中，病毒感染和细菌感染的信号可以很好地区分开来，从而达到准确识别的效果。

凌永权不仅将自己的研究与生物医学信号的处理相结合，以解决现实问题，同样基于此目的，他还解决过多媒体数字信号处理应用领域的问题，这源起于他想解决困扰英国社会多年的一个取证问题。在英国，常有不法分子通过摄像设备逼迫未成年少女拍摄色情内容，他们利用拍摄的视频威胁勒索未成年人的父母。警方苦于找不到证据，无法定被告的罪。

凌永权认为，如果有识别其拍摄的设备，取证就会容易很多，这些犯罪分子也将被绳之以法。如何识别犯罪分子的拍摄设备，难点在于基于视频来进行相机识别，是一个非常具有挑战的问题。识别过程涉及到如何在离散分数傅里叶变换最佳旋转角度的选取难题，目前已有的相机识别算法都是通过图像的噪声模式（noise pattern） 进行识别的，但对于视频问题，由于视频的压缩率远远高于图像的压缩率，视频的量化噪声也会污染相机的固有噪声模式。这在国际上也是一个热点研究的问题。

“科学造福于人”的观念再次“折磨”着凌永权，他也再次潜入痛并快乐的实际应用研究中。功夫不负有心人，不懈努力多年后，他在国际上首次给出了如何选取最佳旋转角度的方法。首先他将该问题转化成一个最优采样的问题，并证明这个问题的解是一些谐波函数的解；然后，他再利用有效的方法来找出这些谐波函数的解。“这个方法可以找到最优的旋转角度和变换效果。并将该方法成功地应用在信号去噪和模式识别等领域上，大大提高了其处理效果。”

人生的“挑战者”

科研工作者也是普通人，也要面对日常生活中不断出现的问题，凌永权也不例外。对此，他同样选择以“挑战者”的姿态去应对。

在英国学习、工作多年的凌永权，在自己的研究领域已收获丰硕成果。他是英国工程及科技学会（IET）院士，电气和电子工程师协会电路与系统学会（IEEE Circuits and Systems Society）三个技术委员会的成员；担任过多个国际期刊客座主编、副主编及审稿人；出版专著1部；发表国际期刊论文66篇，国际会议论文55篇；曾获IEEE仪器与测量协会颁发的2008年和2012年杰出审稿人奖。

2012年，一个偶然的机会，老友向他介绍了广东工业大学并希望他回国发展。经过多方考虑，他选择回国，进入一个全新的发展环境继续科研之路。同年，凌永权入选国家“青年千人计划”。

回国后，凌永权为自己定下了近、中、远期工作目标。他希望联合广东工业大学信息工程学院和其他院系相关领域同仁的力量，组建一个具备国际领先水平的信号处理研究团队，为培养国家杰出科技人才做好准备。这个团队的发展目标，是取得具有国际领先水平的科研成果，建设成为一支国际知名、国内领先的研究团队。“挑战者”凌永权正在为实现新的目标，和他的团队一起向前行进。