12月18日上午，由我院信息科学与技术学部教授金欣主讲的“凸优化”课程特色课堂“2020 Convex Optimization Workshop”在Q楼204室举行。选修该课程的54位同学组成34个项目组历经2周的挑灯夜战，围绕解决图像拼接和色差矫正的问题，共提交了34项“凸优化”设计模型。本次研讨会采用国际学术会议的标准评审流程，由金欣和五名助教（周思瑶、杜东宇、江帆、李坤宜、郑琦）组成评审组，对项目成果进行初评，最终选出16组口头报告（口头报告率占总体报告的47.06%）以及18组设计海报进行现场展示。
该课程通过知识讲授、课内互动、课堂测验、实验上机、项目实战等多种教学形式，旨在帮助学生熟练掌握凸优化的基础理论，积累识别和求解一般规模的凸优化问题，并为相关方向的科学研究打下必备的理论基础。
图为研讨会现场
在口头报告与问答环节中，同学们介绍了自己项目组的模型设计思想、实验性能分析和改进思路等，并就评审团和现场观众的提问一一解答。每个项目组的模型设计各具特色，报告内容简明而富有条理，现场涌现出了一批“优化新秀”和“学术演说家”。
图为口头报告与问答环节
海报展示环节中，同学们对各自的作品予以生动详细的讲解，尽情展示成果风采。海报作品设计美观得体、内容思路清晰，评审团和同学们互评打分，现场气氛热烈。
图为海报展示环节
根据评审团及同学们的互评得分，最终评选出了3组最佳口头报告奖及3组最佳海报展示奖。
图为金欣为获奖同学颁奖
获奖作品展示
范逸辉、康今世：在“基于凸优化的多图像拼接”项目实战中，我们使用迭代优化的方法求解图像的全局和网格单应性矩阵，并建立最优拼接路径寻找模型，实现了图像全局+网格单应性矩阵拼接。最后，基于图像之间特征点颜色一致性假设，对拼接后的图像进行了颜色校正。
邓儒嘉、游程卉：在“多图像拼接的凸优化问题”项目实战中，我们解决了多图像拼接的单应型矩阵优化求解问题。首先，使用最基本的p范数作为罚函数进行优化模型的建立；其次，考虑死区函数、对数障碍及Huber函数等罚函数的特性，对相应的函数作为优化目标进行建模，并结合误差直方图及结果全景图，对各个凸优化模型进行对比分析；更进一步地，引入前后景先验知识对凸优化模型进行进一步的改进；最后，对模型使用亮度均衡进行图像后处理，以获得视觉效果更佳的全景图。
张媚、王晓禅：在“Cross-Channel and Encoding-Transformation-based Chromatic Aberration Correction”项目实战中，我们设计了非盲去卷积色差校正模型。根据图像梯度分布及对齐绿色通道得到的先验知识，将图像RGB编码转化为YUV编码，并设计对应的优化函数，采用半二次方分裂法求出解析解。
最佳海报展示
李翔：在图像拼接项目实战中，我实现了基于k轮抽样的k-RANSAC方法，同时保留了更多的特征点集空间对应关系的信息，提高了匹配特征点筛选结果的鲁棒性。
张麟睿：在进行图像拼接过程中，我首先考虑了全部特征点，将求解全局单应性矩阵对应的超定方程问题建模成凸优化罚函数逼近问题，同时针对全局变换产生的鬼影和畸变问题，分别参考了CVPR-2013年的APAP算法和CVPR-2015年的AANAP算法，通过求解局部单应性矩阵和叠加全局相似变换，实现了拼接性能的优化。此外，还使用了一种线性加权融合的策略，使重叠区域过渡更自然。
伍诗彬：在处理图像拼接过程中，我主要采用了分块局部优化的思想，以全局优化的单应性矩阵为初始条件，高斯模型作为特征点距离权重，优化求解每一块的局部单应性矩阵。最后加以非基底子图重叠部分的约束，以及在拼接图像上进行亮度均匀处理，得到比较好的客观指标与主观效果。
课程感想
姜国泰/选课学生:“凸优化”课程在我看来，不只是一门课，更像是多门课程的高度融合体。在这门课上，我们收获的不仅仅有理论层面推导的畅快淋漓、动手做项目的欣喜，更有最终答辩时获得的提点和指导。一套课程下来，我不仅弥补了本科知识层面的不足，硕士阶段应当具备的科研素质也有了很大提升。
李嘉屹/选课学生:学习“凸优化”课程，我感觉收获颇多。就内容而言，其基本知识以及思想几乎涉及工科的各个领域，即使是在深度学习领域，虽然无法将深度学习建模成一个凸优化问题，但是其中各种损失函数的设计以及梯度下降法都是源于凸优化问题；就课堂而言，金老师课堂节奏非常好，能够引导我们深入思考；就课程作业而言，虽有一定难度，但令人颇有成就感；就课程形式而言，金老师从多个方面锻炼了我们的实用技能，例如习惯公式编辑器的使用等。还有最后项目报告的专题研讨会，都对我们未来的科学研究提供了很多帮助。
王晨/选课学生:初学“凸优化”课程的第一周，我以为这门课是加强版的线性代数，后来才发现远不止如此。学习“凸优化”课程，除了要具备矩阵论、线性代数等先验知识，更重要的是要有“优化”思维，懂得如何将所遇问题转化为凸优化问题。金欣老师授课绘声绘色，积极与学生互动，将原本复杂难懂的凸优化理论知识深入浅出，是“凸优化”学习道路上真正的良师益友。
邵帅/选课学生:“凸优化”是一门内容丰富、形式多样、应用广泛的实用课程。，很多生活问题转换成数学形式后都属于优化问题，学习“凸优化”课程让我更加清楚地认识到如何将这些问题转化为有解的形式以及如何去寻找最优解。金老师在教授理论知识的同时还十分注重知识的应用，通过“凸优化”项目实战，加深了我们对凸优化在现实情境中应用的理解，我也会将“凸优化”学到的知识应用到自己的科研工作中。
金欣作总结发言。她谈到，“凸优化”不仅是一门理论课程，更能培养同学们科学的思考模式。本次研讨会虽然标志着“凸优化”课程的结束，却是同学们独立进行科学研究的开始。金欣表示，希望本次研讨会能帮助同学们开拓科研思维，养成良好的学习和科研习惯，为大家的研究生生活添上浓墨重彩的一笔。
图为活动合影
文：张爽
摄影：邓儒嘉、游程卉、李坤宜、康今世
编辑：叶思佳
