闫健招 摄
清晨早起，不是去项目现场，就是去实验室，查阅文献、指导学生、操作试验……武汉工程大学电气信息学院教授洪汉玉的日程几十年如一日，周末节假日也很少休息。
在外人看来枯燥而单一的科研工作，对洪汉玉来说却时间紧迫，一刻都耽误不得，“做科研需要投入大量时间，绝不能有歇一歇的想法。”
2021年，洪汉玉荣获“优秀共产党员”荣誉称号。
新年伊始，洪汉玉申请的国家自然科学基金面上项目获批立项。洪汉玉带领团队马不停蹄，再次投入研究。
洪汉玉是我国最早从事气动光学效应校正的科研工作者之一，从事高速飞行器成像探测气动光学效应校正研究已有20余年。在此期间，他主持的项目连续6次在我国高超飞行器气动光学效应校正领域获得国家自然科学基金委员的专项资助，带领团队打破欧美等发达国家在此领域长达50多年的技术封锁。
给高速飞行器“矫正视力”
高速飞行器在大气层内飞行时，大气中湍流、高速摩擦产生的高温等会对平台携带的成像探测、导航、制导系统造成干扰，导致成像探测系统看不清、看不远，成像模糊、抖动、偏移，这一现象又叫作气动光学效应。
“就像人眼得了近视，高速飞行器受气动光学效应影响，无法在复杂环境下精准搜索、定位，并传回清晰画面。”洪汉玉说。
形象地说，洪汉玉团队的研究领域就是要为高速飞行器“矫正视力”，提高高速飞行器作业时的精准度和工作效率。
让高速飞行器看得清、看得远，绝非让近视的人戴上眼镜那么简单，其中涉及控制气动光学效应、校正气动光学效应的诸多理论、方法和技术，还要在此基础上研究形成解决问题的创新思路和方法。
“关键技术只能靠自己从零起步。”回忆1999年自己第一次参与我国航天气动光学效应图像数字校正理论研究任务，洪汉玉有感而发。那一年，洪汉玉师从我国航天制导领域著名专家张天序，正在华中科技大学图像所攻读博士学位。当时的他主要研究方向是三维重建。
彼时，导师张天序所在的华中科技大学图像所正在攻克如何通过数字方法、用图像处理技术，解决高速飞行器“看不见”“看不清”的问题。20余年前，我国在航天航空领域基于成像的相关应用刚刚起步，美国、俄罗斯、日本等发达国家只公开民用图像处理技术，涉及国防安全的资料无迹可寻，项目组摸索了2年，进展缓慢。
张天序提出让数学基础好、编程能力强的洪汉玉紧急加入项目组，这意味着洪汉玉要放下手头已快有成果的三维重建研究，重新进入相对陌生领域。当洪汉玉了解到该项目是国家急需要解决的科研项目，他一口就答应转移研究方向，转投高速飞行器气动光学效应图像处理研究。
这个决定从此改变了洪汉玉的人生轨迹。钻进航天科研领域，他一干就是20多年。
从无到有从有到精 突破技术封锁
面对之前完全没有接触过的科学技术难题，洪汉玉心里也没有底，但他临危受命，马上投入研究，不眠不休地编程实验，心里只有一个信念——“我非要做出来不可”。
功夫不负有心人，洪汉玉发挥数字建模优势，通过反复多次实验，从湍流模糊图像中将目标清晰恢复出来，并以此证实高速飞行器气动光学效应可以通过数字校正。这一核心技术使我国航天气动光学效应数字矫正领域找到方向，并实现零的突破。
胜利成果总是短暂的，科研道路是永无止境的。气动光学效应图像校正的困难和挑战性在于图像退化程度随着空间随机变化，同时伴随空变热辐射效应及像素偏移等因素，机理十分复杂。
研究中，洪汉玉发现，国内外许多学者提出的算法对仿真湍流退化图像复原有效，而对实际湍流退化图像复原效果很差，“引起成像退化的因素很多，这些因素不可预知、不断变化，错综复杂，必须探索图像校正技术新方向，研究能在整个飞行过程中可用的自适应的有效校正方法。”
对此，洪汉玉团队大胆猜测，究竟是图像的退化处理湍流干扰，还是有其他因素，要设计出有效的算法，就要找出多种不确定、变化多样影响因素的规律，并涉及更科学算法。
洪汉玉团队采用“化繁为简，各个击破”的思路，将复杂退化模式逐个拆解简化，经过长时间探索和试验，提出“统一复原”观点和概念。这一技术突破在多个国际会议上报告上亮相，得到国际一致认可。
从图像角度思考，洪汉玉团队及时地转变思路和方向，发现气动光学效应与图像特征变化紧密关联。据此，洪汉玉团队提出全新校对方法——空变逐点校正方法，该方法基本解决我国高速飞行器成像探测气动光学效应图像校正问题，提高制导精度，从分不清目标到看得清目标细节。
不仅如此，洪汉玉介绍，由于高速飞行器对硬件开销有苛刻要求和严格限制，他的团队研发的系列气动光学效应校正算法，充分考虑这些应用需求，直接集成到现有成像系统中，不需要额外增加硬件处理板开销，性价比高、移植性强，方便灵活。
投身航天 甘做无名英雄
闫健招 摄
由于种种原因，洪汉玉很多科研成果不能申报人才称号，也不能发表文章，对于科研工作者来说“很不划算”。但谈及自己的科研工作，洪汉玉却始终自豪而满足：“一心一意做科研是一种享受！”
随着洪汉玉在图像复原领域的成果得到国际认可，很多国家曾邀请他出国搞科研，并承诺丰厚报酬，都被他一一婉拒。“国家的需求才是科研真正的培育土壤，做科研，必须永远把国家利益放在第一位。”
洪汉玉常常把航天科研精神植入教学。团队内研究生李施阳说：“洪老师经常讲，要把一切问题都消灭在地面上，不能让航天飞行器带任何疑点上天。”在科研上，洪汉玉始终秉承这种信念，涉及到实验项目，他对学生们则非常严格，不允许有任何疏忽。
在团队成员眼中，洪汉玉很少休息，周末经常加班，连春节也没休息几天就回到实验室工作。 “我们受洪老师影响挺大的，每项任务都会超标准、提前完成。” 研究生王云飞说。
洪汉玉认为，做科研不能有畏难情绪，要有寻根究底的探索精神。“学习是掌握别人总结的知识，科研是钻研自己探索的未知。越是书上没有的，越是前人没有做过的，越是我们钻研的方向。要坚持，不怕挫折，要搞得明明白白。”
目前，洪汉玉所负责的湖北航天图像处理与目标识别科研创新团队主要成员13人，全部具有博士学位，埋头苦干，为的是让气动光学效应校正方法的计算步骤更简练，速度更快，最大程度节约飞行制造成本。
【科技日报】http://www.sta.gd.cn/keji/20220104/20116.html
