中国科学院国家天文台研究员、博导、太阳活动预报团组首席科学家。2009年从中国科学院计算技术研究所获得计算机应用工学博士，2009年至2013年先后在香港城市大学、香港中文大学和新加坡南洋理工大学留学，2014年入选中国科学院“百人计划”引进海外高层次人才类。主要从事人工智能、太阳活动预报方面的研究。近年来发表SCI/EI论文100多篇，其中以第一作者发表该领域顶级期刊6篇，获得欧洲和美国专利授权5项。中国电子学会青年俱乐部会员、中国电子学会VR/AR技术与产业分会委员、人工智能学会“深度学习专委会”秘书长。

教   育

背   景

2003-09——2009-06   博士   中科院计算所   计算机应用

1999-09——2003-07   硕士   西安电子科技大学 应用数学

1995-09——1999-07   本科   宁夏大学         基础数学

工   作

经   历

2014-03——至今    研究员 中国科学院国家天文台

2013-02——2014-03   博士后 新加坡南洋理工计算机电子工程系

2012-07——2013-02   博士后 香港城市大学计算机科学系

2011-07­——2012-07   博士后 香港中文大学电子工程系

2009-08­——2011-07   博士后 香港城市大学计算机科学系

获得荣誉

2014年入选中国科学院“百人计划”A类海外高层次人才引进计划； 2019年“百人计划”出站评级为“优秀”

研究兴趣

§ 空间天气预报及空间安全：利用多波段、多设备的时空观测数据，构建空间天气预测模型，对灾害性空间天气预警和预报，为国家重大空间任务和空间安全提供保障；

§ 人工智能及深度学习：利用人工智能技术（特别是深度学习）开展天文大数据挖掘，如异常事件检测、目标检测/分类识别及信息提取；

§ 视频编码、图像质量评价：资源限定条件下的率失真优化、码率控制及视频质量评价及控制；

主要成果

§ 发表论文100余篇、其中以第一作者发表本领域顶级期刊6篇：TIP（SCI IF:6.79）1篇，TCSVT（SCI IF:4.05）3篇，TIE（SCI IF:7.50）1篇，TMM（SCI IF:5.45）1篇，Information Sciences（INS）（SCI IF:5.52）1篇；

§ 个人专著2部（英文，Springer）；

§ 美国专利授权1项、欧洲专利授权4项；

§ 主持项目：NSFC青年项目1项、面上项目1项、国际间合作项目1项、重大项目课题1项、教育部留学回国启动基金；

学术任职

§ 人工智能学会深度学习专委会秘书长，中国电子学会人工智能与无人系统专委会委员、多媒体技术与虚拟现实专委会委员、虚拟、增强现实技术与产业分会委员；

§  IEEE Access副主编（AE）；

§ IEEE Trans. Image processing, CSVT, Multimedia, Intelligent Transportation System, Broadcasting等，Elsevier JVCI, DSP, SPIC等期刊审稿人；

研究经历

n  1999年9月-2002年6月，西安电子科技大学，应用数学，硕士（导师：宋国乡教授）

小波分析理论与应用研究、小波分析在太阳射电频谱图去噪中的应用；

n  2003年9月-2009年6月，中科院计算所，计算机应用，博士（导师：高文院士）

视频编码优化及标准研究，参与开发面向AVS高清编码器的码率控制算法，提出Window-level码率控制算法，解决资源有限背景下视频编码中图像质量波动即视觉质量一致性问题（TIP2011(SCI,IF:6.79)）；

n  2009年8月-2013年2月，香港城市大学和香港中文大学，博士后（合作导师：Prof. Sam Kwong, Prof. Ngan King Ngi）

ü  进一步完善Window-level码率控制算法，提出面向视频编码应用的低复杂度及信息重用的视频质量评价指标，并融入视频编码优化loop中，实现视频质量一致性评价及控制（TCSVT2013(SCI,IF:4.05)；SPIC2013(SCI,IF:2.81)）；

ü  针对视频转码应用，利用原始码流信息，构建二阶量化模型，提出了一个通用的视频转码码率控制算法（TCSVT2012(SCI,IF:4.05)）；

ü  针对Window-level码率控制算法的预处理需求，提出一种Open-loop运动估计结构及低复杂度的Window-level码率控制算法（TIE2013(SCI,IF:7.5)）；

ü  Window-level码率控制获得了美国专利授权（US20130272383），并参加了两次在香港会展中心举办的International ICT Expo（2012,2013）；

ü  优化HEVC/H.265编码器，提出了基于图像内容的方向变换算法；

ü  优化多视角编码MVC，提出金字塔码率分配及码率控制算法;

n  2013年2月 -2014年3月，新加坡南洋理工大学，博士后（合作导师：林维斯）

ü  进一步开展视觉质量评价研究，着重为无参考质量评价，并逐步扩展到机器学习领域，对基于机器学习的视觉质量评价进行了系统的综述，撰写专著1部《Visual quality assessment by machine learning》(Springer Singapore,2015)；

ü  针对多类图像噪声的图像质量评价（IQA）场景，提出了多任务IQA算法，使得模型训练过程中，不但能够不同程度地利用所有噪声类型的数据子集，而且联合训练各种噪声的IQA模型（TCSVT2017(SCI,IF:4.05)）；

ü  针对人眼视觉中的Free-energy属性，提出了Free-energy激发的视频质量评价指标及应用在编码优化中（TMM2016(SCI,IF:5.45)）

n  2014年3月-至今，中科院国家天文台，研究员（首席科学家）

ü  数据分类：使用深度学习（如DBN、CNN、LSTM）构建频谱图像分类模型，从海量观测数据中自动筛选有价值的数据（RAA2019(SCI,IF:1.52)，PR2017(SCI, IF:8.51)，MTAA2015）；

ü  数据挖掘：使用深度学习检测和识别日面图像中重要的目标和区域，如日珥、暗条、冕洞、活动区和黑子等，形成太阳爆发事件库和用于太阳活动预报建模的数据库；

使用深度学习中检测网络，提取作为CME前兆的EUV波，同时，采用GAN网络绘制波前轮廓，用于证认EUV波的存在（Solar Physics2020(SCI,IF:2.52)）；

ü  时序建模：基于数据挖掘结果，借助于时间序列分析工具，特别是深度学习中的RNN、LSTM模型，开展太阳活动预报建模研究（Apj2018(SCI,IF:5.58)），并获得太阳活动、特别是爆发活动的规律、先兆特征；

ü  图像生成：

（1）磁图生成：为了补充设备和观测时段造成的数据缺失，充实观测资料。提出了基于GAN网络的磁图和多波段图像互相转换、多波段图和Halpha图像生成磁图、迁移SDO卫星的生成模型到Stereo卫星的磁图生成等（ApJ2022(SCI,IF:1.52)）；

（2）综合孔径成像去卷积：其成像原理区别与常见的小孔成像，采集信号的频域傅里叶分量，需图像重建转换到空间域。由于综合孔径的稀疏采样属性，我们提出了自适应字典的压缩感知图像去卷积（MTAA2019）和对抗生成网络（GAN）的图像去卷积算法（RAA2020(SCI,IF:1.52)）；

（3）图像去过曝光：属于图像恢复/重建范畴，更接近于inpainting任务，针对SDO/AIA太阳耀斑的过曝光，提出了基于GAN网络和Mask信息增强的图像去过曝光模型（Advances in Astronomy(SCI) ，Solar Physics(SCI, IF:2.52)，RAA(SCI, IF:1.52)）;

（4）磁图超分辨：为了统一SDO/HMI高分辨率和SOHO/MDI低分辨率磁图，构建了深度学习的超分辨模型，创新性地提出了用于两个不同设备磁图之间的域迁移网络、用于梯度保持的双通道网络(RAA2022(SCI,IF:1.52))；

ü  图像去雾：根据雾图像的物理模型和暗通道（DCP）先验，提出了Multi-scale融合模型(MOF)消除传统去雾算法中过饱和（Oversaturation）和光晕/块效应Halo（Blockiness）（SPIC2019(SCI,IF:2.81)）；提出结合MOF和迭代优化的遥感卫星图像去薄云雾（INS2019(SCI,IF:5.52)）；构建了端到端的深度学习去雾模型（TCSVT2020(SCI,IF:4.05)），创造性地提出了针对雾弥散属性的patch-wise注意力模型，并融合pixel-wise（传统方法）注意力模型；

ü  目标跟踪：围绕稀疏表示、相关滤波，从外观表示和字典更新方面优化传统目标跟踪算法（DSP2018(SCI, IF:2.85)，IEEE Access2019(SCI, IF:3.75)，IET Comput.Vis2019(SCI, IF:1.65)，TIIS2019(SCI)）；

个人专著

Long Xu, Weisi Lin, C-C Jay Kuo, Visual quality assessment by machine learning, Springer Singapore, 2015/5/9.

Long Xu, Yihua Yan, Xin Huang, Deep learning for solar astronomy, Springer Singapore, 2022/5/.

发表文章

SCI期刊论文：

(第一及通讯作者：第一作者14篇（7篇TOP）)

[1]       Long Xu, et al., Window level rate control for smooth visual quality and smooth buffer occupancy, IEEE Transactions on Imaging Processing (TIP), 2011. (SCI, Top)

[2]       Long Xu, et al., A Universal Rate Control Scheme for Video Transcoding, IEEE Transactions on Circuits Syst. Video Technol. (TCSVT), 2012. (SCI, Top)

[3]       Long Xu, et al., Low complexity encoder framework for window-level rate control optimization, IEEE Transactions on Industry Electronics (TIE), 2013. (SCI, Top)

[4]       Long Xu, et al., Consistent visual quality control in video coding, TCSVT, 2013. (SCI, Top)

[5]       Long Xu, et al., Free-energy Principle Inspired Video Quality Metric and Its Use in Video Coding, IEEE Transactions on Multimedia (TMM), 2016. (SCI, Top)

[6]       Long Xu, et al., Multi-task Rank Learning for Image Quality Assessment, TCSVT, 2017. (SCI, Top)

[7]       Long Xu, et al., IDeRS: Iterative dehazing method for single remote sensing image, Information Sciences (INS), 2019. (SCI, Top)

[8]       Long Xu, L. Deng, X. Y. Ji, X. M Peng, W. Gao. Hardware architecture of AVS entropy encoder, IEEE Transactions on Consumer Electronics (TCE), 54(2):769-777. July 2008.

[9]       Long Xu, Sam Kwong, HanliWang, Debin Zhao,Wen Gao, Rate Control for Consistent Visual Quality of H.264/AVC Encoding. Elsevier Signal Processing: Image Communications (SPIC). Vol. 28, no. 1, pp. 20-33, Jan. 2013.

[10]    Long Xu, et al., Pairwise comparison and rank learning for image quality assessment. Elsevier Displays，2016.

[11]    Long Xu, et al., Adversarial neural network for image deconvolution, Research in Astronomy and Astrophysics (RAA), 2020.

[12]    Long Xu, et.al., Image Processing for Synthesis Imaging of MUSER, Springer, Multimedia tools and applications (MTAA), 2018.

[13]    Long Xu, et. al., LSTM Neural Network for solar radio spectrum classification, RAA, 2019.

[14]    Long Xu, et. al., EUV Wave Detection and Characterization Using Deep Learning, Solar Physics, 2020.

[15]    Lin Ma, Long Xu*, No-Reference Retargeted Image Quality Assessment Based on Pairwise Rank Learning, TMM, 2016. (SCI, Top)

[16]    Lin Ma, Zhuo Chen, Long Xu*, Multimodal Deep Learning for Solar Radio Burst Classification, Pattern Recognition, 2017 (SCI, Top).

[17]    Dong Zhao, Long Xu*, et. al., Pyramid Global Context Network for Image Dehazing, TCSVT, 2020. (SCI, Top)

[18]    Dong Zhao, Long Xu*, et. al., Multi-scale optimal fusion model for single image dehazing, Signal Processing: Image Communication (SPIC), 2019. (SCI)

[19]    Dong Zhao, Long Xu*, Yihua Yan, Linjie Chen, Lingyu Duan, Mask-Pix2Pix Network for Over-Exposure Region Recovery of Solar Image, Advances in Astronomy, 2019.

[20]    X Yu, L Xu*, Y Yan, Image Desaturation for SDO/AIA Using Deep Learning, Solar Physics 296 (3), 1-14, 2021.

[21]    X Yu, L Xu*, Z.X Ren, et al., Image Desaturation for SDO/AIA Using Mixed Convolution Network, RAA, 22:065009 (10pp), 2022 June.

[22]    F Dou, L Xu*, Z.X Ren, et al., Super-Resolution of Solar Magnetograms Using Deep Learning, RAA, accepted, June, 2022.

[23]    Li, Min; Yang, Yu; Xu*, Long; Xu*, Chen; Sun, Xiaoli; Salient Object Detection Based on Unified Convex Surrogate for Non-Convex Schatten-p Norm, IEEE Access, 2020.

[24]    Zhuo Chen, Lin Ma, Long Xu*, Imaging and Representation Learning of Solar Radio Spectrums for Classification, MTAA, 2015.

[25]    Xianyou Zeng, Long Xu*, et.al., Visual tracking using global sparse coding and local convolutional features, DSP, 2018.

非第一及通讯作者：

[26]    Yun Zhang, Sam Kwong, Long Xu, and Gangyi Jiang. DIRECT mode early decision optimization based on rate distortion cost property and inter-view correlation. TBC，2013，(SCI, Top)

[27]    Yun Zhang, Sam Kwong, Long Xu, Sudeng Hu, Gangyi Jiang and C.-C. Jay Kuo, Regional bit allocation and rate distortion optimization for multiview depth video coding with view synthesis distortion model, TIP, 2013 (SCI, Top)

[28]    Y Zhang, S Kwong, X Wang, H Yuan, Z Pan, L Xu, Machine learning-based coding unit depth decisions for flexible complexity allocation in high efficiency video coding, TIP, 2015, (SCI, Top).

[29]    Xu Wang, Sam Kwong, Long Xu, Yun Zhang: Generalized Nash Bargaining Solution to Rate Control Optimization for Spatial Scalable Video Coding, TIP, 2014, (SCI, Top).

[30]    Yongbing Zhang, Long Xu, Xiangyang Ji, Qionghai Dai, A Polynomial Approximation Motion Estimation Model for Motion-Compensated Frame Interpolation, TCSVT, 2016, (SCI, Top)  

[31]    Miaohui Wang, King Ngi Ngan, Long Xu, Efficient H.264/AVC Video Coding with Adaptive Transforms, TMM, 2014, (SCI, Top).

[32]    Miaohui Wang, Long Xu, et.al., Rate constrained Multiple-QP Optimization for HEVC, (TCSVT), 2019. (SCI, Top).

[33]    Xin Huang, huaning Wang, Long Xu, Deep Learning Based Solar Flare Forecasting Model. I. Results for Line-of-sight Magnetograms, The Astrophysical Journal (ApJ), 2018, (SCI, Top)

[34]    Li Zhang, Long Xu, An adaptive loop gain selection for CLEAN deconvolution algorithm, RAA, 2019.

[35]    Zhang, L.; Mi, L. G.; Zhang, M.; Liu, X.; Xu, L.; Wang, F.; Ruan, Y. J.; Li, D. Y.; Parameterized reconstruction with random scales for radio synthesis imaging, Astronomy & Astrophysics, 2021, 646：0-A44. 

[36]    Zhang, Li; Xu, Long; Mi, Li-Gong; Zhang, Ming; Liu, Xiang; Wang, Feng; Ruan, Yun-Jun; Li, Dan-Yang; Deconvolution with hybrid parameterizations for radio emission reconstruction, Research in Astronomy and Astrophysics, 2021, 21(4)：0-101. 

[37]    Zhang, Li; Mi, Li-Gong; Xu, Long; Zhang, Ming; Li, Dan-Yang; Liu, Xiang; Wang, Feng; Xiao, Yi-Fan; Zhong-Zu Wu; Adaptive scale model reconstruction for radio synthesis imaging, Research in Astronomy and Astrophysics, 2021, 21(3)：0-063. 

[41]    M Zhang, X Zhang, L Xu, Trakcing with CNN based correlation filters on sphyerical manifolds, IEEE ACCESS, 2020.

[42]    M Zhang, L Xu, J Xiong, X Zhang，Correlation filter via random-projection based CNNs features combination for visual tracking，Journal of Visual Communication and Image Representation 77, 103082J, 2021

[43]    Yuming Fang, Jianjun Lei, Jia Li, Long Xu, Learning visual saliency from human fixations for stereoscopic images, Elsevier, Neural Computing, 266 (2017).

[44]    M Wang, X Liu, W Xie, L Xu，Perceptual Redundancy Estimation of Screen Images via Multi-Domain Sensitivities，IEEE Signal Processing Letters 28, 1440-1444，2021

[45]    Zhaoqing Pan, Sam Kwong, Long Xu, Yun Zhang, and Tiesong Zhao, Predictive and distribution-oriented fast motion estimation for H.264/AVC, Journal of Real-Time Image Processing, Vol. 9, no. 4, pp. 597-607, Dec. 2014.

[46]    Zhaoqing Pan, Yun Zhang, Jianjun Lei, Long Xu, Xingming Sun, Early DIRECT mode decision based on all-zero block and rate distortion cost for multiview video coding，IET Image Processing 10(1): 9-15 (2016)

[47]    C Tian, X Chai, G Chen, F Shao, Q Jiang, X Meng, L Xu, YS Ho, VSOIQE: A Novel Viewport-based Stitched 360° Omnidirectional Image Quality Evaluator, TCSVT, 2022.

[48]    Z Pan, F Yuan, X Wang, L Xu, S Xiao, S Kwong, No-Reference Image Quality Assessment via Multi-Branch Convolutional Neural Networks, IEEE Transactions on Artificial Intelligence, 2022

[49]    L Quan, L Xu, L Li, H Wang, X Huang , Solar Active Region Detection Using Deep Learning, Electronics 10 (18), 2284, 2021

[50]    Feng, Li; Gan, Weiqun; Liu, Siqing; Wang, Huaning; Li, Hui; Xu, Long; Zong, Weiguo; Zhang, Xiaoxing; Zhu, Yaguang; Wu, Haiyan; Space Weather Related to Solar Eruptions With the ASO-S Mission Front. Phys. 8: 45. doi: 10.3389/fphy, 2020.

授权专利

[1]    Method for Coding a Subsequent Sequence of Pictures by Help of a Preceding Sequence of Pictures

Inventor(s): LI HUA (ERIC) ZHU, LONG XU, LIBO YANG

Publication info: WO2009056453 (A1) - 2009-05-07

Also published as: EP2059050 (A1) - 2009-05-13

[2]    Method and Apparatus for Two-pass Video Signal Encoding Using a Sliding Window of Pictures

Inventor(s): LONG XU, JUN LI, NING LIAO

Publication info: EP2200320 (A1) - 2010-06-23

[3]    Method and Apparatus for Bit Rate Control in Scalable Video Signal Encoding Using a Rate-distortion Optimization

Inventor: ZHU LI HUA [CN] ; XU LONG [CN] (+1)

Publication info: WO2007101791 (A1)- 2007-09-13

Also published as: EP1992169 (A1) - 2008-11-19 EP1833257 (A1) - 2007-09-12

[4]    Rho Domain Rate Control and Coding Mode Selection for H.264

Inventor: ZHU LI HUA [CN] ; XU LONG [CN] (+1)

Publication info: WO2007107437 (A1) - 2007-09-27

Also published as: EP1835750 (A1) - 2007-09-19

[5]    A Universal Rate Control Scheme for Video Transcoding

Inventors: LONG XU, SAM KWONG;

Publication info: US9860543 A1 – 2018-01-02

主持项目

[1] 国家自然科学青年基金，“视频编码中的视频质量评价和控制“，编号：61202242，2013.1-2015.12；

[2] 国家自然科学基金面上项目，“基于深度学习的太阳射电观测数据的自动分类”，编号：61572461，2016.1-2019.12；

[3] 国家自然科学基金重大项目课题，“海量太阳观测数据快速成像及信息挖掘”，编号：11790305，2018.1-2022.12；

[4] 国家自然科学基金国际合作，“基于MUSER和NRH联合观测数据的校准”，编号：61811530282，2013.1-2015.12;

[5] 院信息化建设项目，MUSER特色数据库，编号：XXH13505，2018-2020；

[6] 教育部留学回国人员科研启动基金资助项目，2014.1-2014.12；