何振亞[教育家]

何振亞[教育家]

何振亞,電子信息學家,教育家,中國數位訊號處理領域的開拓者和先行者之一,出生於1922年7月2日,江蘇鹽城人,畢業於國立北洋大學,代表作品《自適應信號處理》,1952年9月至今 任南京工學院(現東南大學)電信工程系和無線電系講師,無線電基礎教研室主任,系主任助理,教授、博士生導師。

基本信息

簡歷

1922年7月2日 出生於江蘇省鹽城縣

1942年9月-1943年7月 國立東南聯合大學理學院學習。

1947年7月 畢業於國立北洋大學工學院電機

(圖)何振亞(圖)何振亞

工程系。

1947年8月 任南京中央廣播電台擴充工程處中波機房工務員。

1949年6月 任重慶中央電波研究所助理研究員。

1949年11月 任西南廣播器材廠設計科科長兼電工車間主任,工廠管委會生產部部長。

1950年11月 任國立南京大學工學院電機工程系助教。

1952年9月至今 任南京工學院(現東南大學)電信工程系和無線電系講師,無線電基礎教研室主任,系主任助理,教授、博士生導師。

生平

(圖)何振亞何振亞

何振亞,1922年7月2日出生於江蘇省鹽城縣西鄉,自幼隨父兄務農,僅在農閒時斷續就讀村塾,直至1936年才正式上國小,他立志發憤學習,1年後考入國中,再過1年又考上高中。1941年畢業於上海的江蘇省立聯合中學,1942年春考入英士大學,及夏,赴福建考入國立東南聯合大學化學系,1943年夏又考入國立北洋工學院機電工程系。1947年7月畢業,獲工學學士。翌月,入中央廣播電台擴充工程處中波機房任工務員,1949年6月在重慶中央電波研究所任助理研究員。重慶解放後,他於11月調任西南廣播器材廠設計科科長兼電工車間主任,為回響西南局及西南軍政委員會關於恢復生產和擴大再生產的號召,他設計了一種插入功率分配因子的擴音機輸出變壓器,成功地改進了有線廣播網,並解決了電動機的增容以及為一化工廠增大動力等問題,因而被任命為工廠管理委員會生產部部長。

1950年冬,何振亞回到江蘇,入國立南京大學工學院電機系任助教,從此與這個繫結下了不解之緣。50餘年如一日,他始終在這塊園地上辛勤耕耘,研教育才。開始時他擔任教授吳大榕和錢鳳章的助教,並任有線電實驗室副主任。1952年全國高校院系調整,成立南京工學院,他所在的電機系分設為電信系和電力系,他在電信系任教。1953年初晉升為講師。是年夏院系再次進行調整,集華東地區所有高校的無線電師生、設備組建成南京工學院無線電系,由他主講“無線電基礎”課程。同年經陳章等介紹參加了“九三學社”。1956年他擔任無線電基礎教研組主任兼系主任助理,協助系主任陳章、副系主任陸鍾祚處理日常系務,並參與組織全系教師開展教學改革,推出了變蘇聯以設備為綱的課程體系為以科技為綱的課程體系。繼而按教改新方案率先自編講義開出“脈衝技術”新課程。

至1981年,當了長達28年講師並一直擔任南京工學院無線電系403教研室主任的何振亞,以其豐碩的教學和科研成果經評審直接晉升為教授,1984年經國務院學位委員會評審批准為博士研究生導師。1985年擔任國務院學位委員會通信與電子系統學科研究生培養質量檢查專家組華東分組組長。1988年南京工學院復更名為東南大學後,何振亞任東南大學信號與信息處理研究中心主任。他是東南大學信號與信息處理國家重點學科的創始人,首位博士生導師和學科帶頭人,博士後流動站專家組組長。

1992年,何振亞被國務委員兼國家科委主任宋健代表政府聘為國家攀登計畫重大項目“認知科學”的首席科學家,主持由清華大學、北京大學、東南大學等12所重點大學的112位教授和博士研究生參加的“神經網路理論與套用基礎問題”研究項目,取得了許多富有創意的成果,其中不少是帶有突破性的,因而榮獲國際神經網路研究領導獎、教育部科技進步一等獎等多個獎項。1994年11月,電氣電子工程師學會(IEEE)授予何振亞Fellow稱號。

何振亞是中國電子學會會士、中國通信學會會士,還兼任5個國內學術期刊的編委、常務編委或主編,兩個國際學術期刊的副主編。他先後在各種國際會議上發表論文230餘篇,受到同行學者的推重。他指導培養的碩士、博士、博士後總計達135人,其中許多人已被推選或擔任院士、大學校長、長江學者特聘教授、院長、系主任。何振亞素有“四多教授”之稱,即著作多、論文多、獲獎多、培養的高層次人才多。

2002年2月,何振亞被IEEE聘為IEEE CAS Shanghai Chapter主席,以指導中國華東地區電子學與信息科學的學術交流活動,可謂給這位從農村娃到國家首席科學家的八旬壽翁送了一份厚禮。同年,科學出版社出版了何振亞的第15本專著《自適應信號處理》

2003年11月,他在南京主持召開了IEEE國際神經網路與信號處理會議,與會的海外教授學者逾百人。會議開得非常成功,論文集中的400餘篇論文全部被ISTP收錄。

耕耘育人

(圖)何振亞何振亞

何振亞在教育戰線上50餘年如一日,精心培育科技人才,可謂桃李滿天下。

1953年起,他主講“無線電基礎”課程。他經常是每學期講授兩門課程,給兩個大班(每個大班學生約130人)講“無線電基礎”課,給一個大班講“脈衝技術”課。每周上課18學時,還要親自批改各個大班中一個小班的作業,同時還要指導實驗和答疑輔導,即使因勞累過度引發氣管炎而咯血時他也從不耽誤上課。何振亞無論上新課或老課,總是認真備課,自編講義,精寫教案,以致把全部內容吃透到滾瓜爛熟的程度,因而形成了他講課的獨特風格,就是從不帶書本和講稿上課堂,一支粉筆在手,邊講邊寫,嚴謹流暢,聲音洪亮,板書工整,誘導生動,即使冗長的數學公式推導,電路圖、波形圖的分析,都是信手寫來,令學生們驚讚不已。他講課的效果很好,受到歷屆受業學生的崇敬。長期堅持嚴謹治學、崇尚言傳身教的何振亞,培育出了許多高水平人才,他們都先後在國家電子事業的發展中作出了貢獻,其中已當選為院士的有劉盛綱、倪光南、張乃通、李幼平、李德毅、孫忠良等。

1955年他結合教學實踐編著了《高頻阻抗匹配網路設計》一書。1960年他在其自編講義基礎上,與管致中等合作編寫的《無線電技術基礎》全國統編教材,為各兄弟院校廣泛使用。1961年他被聘為首批研究生指導教師後,又開始投入國防和民用項目的科學研究工作。

1981年起,他先後為研究生講授過“網路理論”、“振盪理論”、“數位訊號處理”、“圖像數字處理”、“模式識別”、“多維數位訊號處理”及“自適應信號處理”等課程。對於這些教學任務,他總是認真負責,緊跟學科前沿,注重以科研帶動教學,自編教材並不斷更新內容,先後編寫出版了《數位訊號處理的理論與套用》、《多維數位訊號處理》、《自適應信號處理》3本專著。其中《數位訊號處理的理論與套用》一書先後榮獲國家優秀教材獎、全國優秀科技圖書一等獎、電子工業部優秀教材特等獎;《多維數位訊號處理》獲江蘇省優秀教材一等獎、教育部2001優秀教材一等獎。

在研究生教育和中青年教師培養方面,20年來,他已培養出博士後20名、博士50名、碩士65名,堪稱中國電子學界培育高層次人才的一位高產優秀導師。何振亞培養的研究生,以自適應信號處理的理論與套用為研究方向,並側重於基礎性研究,以使學生獲得創新能力。他提出“苦思冥想、連續作戰”八字箴言,鼓勵學生“不怕困難、勇攀高峰”;做人要以“忍、讓、誠、和”為準則,表明他十分重視素質教育。所以,他培養出來的博士生均深得國內外同行學者的好評。

何振亞勤於總結教學經驗。他在《學位與研究生教育》、《高等教育學報》、《電氣電子教學學報》等全國性刊物上發表的多篇介紹研究生培養的教學學術論文,頗得同行學者的認同。他多次獲得教學成果獎,主要有:江蘇省優秀教學質量一等獎(1991),國家級優秀教學成果二等獎(1993和2002),東南大學教學特等獎(2001)、全國優秀博士學位論文指導教師獎(2001)、寶鋼教育基金優秀教師獎(2001)、省級優秀博士學位論文指導教師獎(2002)等。

研究成果

何振亞長期以來系統而深入地研究了自適應信號處理的理論與套用,從一維到多維、從線性非線性、從經典自適應到神經智慧型自適應,提出了一系列新理論,形成了自己獨特的理論體系。

1.線性自適應濾波理論

對於算法這個關鍵問題,何振亞率領的梯隊首次解決了“遞歸最小二乘(RLS)自適應濾波理論中數值長期穩定性”和“二維聯立自回歸(SAR)模型參數的RLS估計方法”這兩個國際難題,還提出了新的二維數字濾波器和三維球對稱數字濾波理論及設計方法。

2.神經智慧型自適應信息處理

何振亞於1992年受聘為國家攀登計畫重大項目“認知科學中神經網路理論及套用基礎”的首席科學家,他所主持的這項研究取得了突破性的成果。他鑒於神經網路本身具有自學習、自適應、自組織等功能,擴大了智慧型自適應信號處理的含義和研究內容,並結合國家自然科學基金會重點項目研究了混沌神經網路模型、自適應動態混沌同步控制方法、自適應混沌演化計算方法以及自適應盲信號處理等課題。在所取得的許多創新成果中,主要有以下幾個方面:

(1)首次突破了神經元激活函式是連續可導的非線性函式的常規要求,且帶來動態參數範圍大等特點,因屬國際上原創性工作,國際神經網路學會於1995年授予何振亞個人“神經網路研究領導獎”。

(2)提出了一種胃平滑肌電活動的動態神經模型,發現胃電的混沌動態特性及其時空特性,獲國務院學位委員會和教育部頒發的2000年全國優秀博士學位論文獎和優秀博士生導師稱號,以及國際胃腸學會優秀論文獎。為這項成果特寫的一章發表在1999年IEEE出版社出版的《Nonlinear Biomedical Signal Processing》一書中,書的封面還顯示了該新模型的動力學行為慢波和快波圖形。

(3)提出了多個神經元的自治和非自治細胞神經網路中混沌的控制方法。在理論上更正了連續驅動混沌同步觀測器的穩定條件,給出了漸進穩定性定理,提出混沌同步的子系統分離法,克服了著名的PC方法的局限性,成為國際上公認的標準方法之一。

(4)提出了離散耦合混沌保密通信方案,這是國際上能有效抵禦攻擊的一種方案。

(5)構建了一種可以大大減少偽吸引子和提高聯想成功率的“混沌動態聯想理論模型”。它是海量存儲器的開創性成果。

(6)提出了一種大規模通信網信道分配的最佳方法——自組織混沌神經網路方法;採用動態混沌神經網路求解最佳化方法,首次將智慧型混沌神經網路最佳化計算方法套用於CDMA多用戶檢測,使其性能逼近於最佳檢測器;提出時變增益動態混沌神經網路最佳化方法,對求解0/1背包問題提出新思路與新途徑,並用於機械手控制及逆運動求解、波束形成等。

3.盲信號處理

盲信號處理是國際上研究的熱門課題,具有很高的套用價值。何振亞課題組對盲信號處理理論與套用的研究成果主要有:

(1)基於多變數密度估計和聚類分析相結合的方法、可自適應修正非線性函式的Infomax方法、累積量展開的代數法和自適應方法,提出了盲源分離的多種新方法和4個新的準則函式。

(2)對於盲參數估計及盲系統辨識,研究了多通道系統的盲辨識問題,提出了新的可辨識判據的兩種算法,給出了兩類可辨識模型和兩個基於三譜矩陣特徵分析的辨識算法。

(3)提出了一種用於非線性通信信道實時自適應均衡的回歸子波神經網路均衡器,包括將“過採樣”和“獨立分量分析網路”相結合的新自適應均衡方案,以及基於累積量與演化計算的信道盲估計方法。

(4)對於盲陣列處理與盲波束形成,提出了兩種神經網路盲自適應波束形成器和一種具有快速收斂特性的盲波束形成算法,並巧妙地運用RLS自適應算法做到對該最佳化準則的性能無影響、收斂性好、失調小,適合實際運用,克服了SCORE算法的運算量大、實現困難等缺陷。

4.神經計算科學

1996年,何振亞以信息科學的觀點總結了對神經網路計算智慧型研究的經驗,提出了“神經計算科學”這個新詞,並認為這是以腦科學研究中“創造”腦為立足點,可以加速實現類腦智慧型自適應信息處理系統的一種新思路和新策略。這裡的“神經計算”是廣義的,除了認知科學中經典神經計算之外,它還包含了模糊計算演化計算基因計算量子計算和混沌神經計算等。

何振亞在從事上述理論研究的過程中發表科研論文600餘篇,其中在國際國核心心期刊上發表的有320餘篇,以第一作者發表的有120餘篇。因科研成果而先後獲獎的有江蘇省科技進步二等獎(1988)、國家教委科技進步二等獎(1989年,1996年各1次)和三等獎(1990)、國家科技進步三等獎(1992)、教育部科技進步一等獎(1998)和二等獎(1998)、江蘇省科技進步一等獎(2000)、中國高校自然科學二等獎(2001)、中國船舶總公司科技進步一等獎(1988)等。

學術交流

何振亞從20世紀50年代起長期熱心於學術活動,多次承辦全國性學術會議,舉辦講習班和高級研討班,積極參與和組織國際學術會議,緊跟學科前沿,堅持教學與科研相結合、學術活動促進科研、科研工作帶動教學,為高質量培養研究生、提高科技人員學術水平作出了重要貢獻。

1.積極參加與組織國內國際學術會議

何振亞多次為中國電子學會信號處理分會理論與方法學組和電絡與系統分會信號處理與神經網路專業委員會舉辦學術研討會。1989年11月他會同分會幾位領導在廣州召開了第一屆全國信號處理與神經網路學術會議;1991年他作為程式委員會主席在南京召開了第二屆全國神經網路與信號處理學術會議,會上正式成立了中國神經網路委員會,IEEE神經網路學會主席R.C.Eberhart蒞會祝賀;1997年他又在東南大學主持召開了中國神經網路學術會議與第五屆全國神經網路與信號處理學術會議,推動了這一前沿學科的發展,並引發出了不少新的領域。

1993年他作為程式委員會主席、大會聯合主席在廣州召開了國際神經網路與信號處理會議。1995年他作為大會主席在南京召開了國際神經網路與信號處理會議,並邀請國際權威學者R.W.Liu和M.N.Swamy共同擔任大會主席,S.Y.Kung擔任程式委員會主席,W.K.Chen擔任顧問委員會主席,參加會議的外國學者逾百人,會議開得非常成功,何振亞也因此於1996 年榮獲IEEE CAS學會授予的國際學術交流貢獻獎。

為了保證科學研究工作處於學科前沿,何振亞自1985年起每年都出席1~2次國際學術會議,了解國際學術動態並發表自己的科研論文。何振亞不僅參加了從1986年至2004年的歷屆IEEE國際聲學、語言及信號處理會議(ICASSP),還參加了1986年至2004年的IEEE國際電路與系統會議(ISCAS),而且在1997年至1999年間參加了3屆IEEE TENCON會議。2000 年,在天津召開的IEEE APCCAS’2000會議上,何振亞擔任了榮譽程式委員會委員兼分會主席,他與張毅鋒博士後發表的論文獲得了大會優秀論文獎。同年,他參加了在香港召開的IDEAL會議,擔任大會研討會主席。2004年,他還參加了在美國Atlanta召開的IEEE ICRW會議和在香港召開的IEEE ISIMP 會議。

2001年,在上海召開的ICONIP’01國際神經智慧型處理會議上,何振亞擔任國際顧問委員會主席,發表的《多媒體盲信源分離》論文被評為原創性成果。同年他還參加了在香港召開的智慧型多媒體、視頻及語音處理國際會議(ISIMP’01)、在東京召開的IEEE多媒體學術會議(ICME’01)以及在新加坡召開的ICICS’01會議,擔任特邀分會聯合主席。2002年他出席在夏威夷召開的包含國際神經網路會議的世界計算智慧型大會(WCCI’02),此前,他曾參加過1992年、1998年的WCCI會議。此外,何振亞還參加過IEEE的ICNN’91和ICNN’93會議以及1992~1999年的歷屆IJCNN會議。作為IEEE CAS上海分會主席的何振亞,於2005年5月在蘇州組織召開了超大規模積體電路(VLSI)設計與視頻技術國際會議。會議邀請了K.Y.Kung、N.Fujii、S.Y.Lee、W.C.Siu等著名學者做大會報告。

何振亞十多年來不辭辛勞地出席和組織國際國內學術會議,汲取學科前沿知識,精選課題,指導研究生和從事科學研究,再把研究成果發表於國際會議,接受評議和進行交流,已經形成了學術上的良性循環。

2.新課講習班和高級研討班

何振亞多次舉辦新課講習班:1983年的南京講習班,主要為高校教師講授其當年出版的《數位訊號處理的理論與套用》,以“模式識別”課程引導數位訊號處理方法的套用;1984年的昆明講習班,主要為航天部技術人員知識更新而開設,也有部分高校教師參加;1986年的承德講習班,則同時講授了“數位訊號處理”、“隨機信號處理”、“數字圖像處理”3門課程,在於幫助從事信息處理教學和承擔國家科研項目的有關教師增進這方面的基礎知識;2002年4月和2003年10月何振亞在東南大學兩次辦班,講授他當年出版的《自適應信號處理》專著,由於後面一次是在主辦國際會議後緊接著開辦的,因此有美國、新加坡、香港特區等有關高校的多位教師參加。

何振亞為回響國家教委/教育部關於重視高校學科建設中學科骨幹教師和學術帶頭人的培訓的號召,先後在東南大學舉辦了4次高級研討班,得到了“四高”的佳評,即高水平講員、高學歷學員、高新科技內容、高教學效益。

第一次研討班(1994年7月至8月),主題是“數字神經網路”,由美國普林斯頓大學S.Y.Kung教授主講其1993年出版的《Digital Neural Network》,內容新穎、系統而全面。第二次研討班(1995年11月),主題是“神經網路信息處理系統”,由美國S.Y.Kung教授、龍國柱博士、香港中文大學徐雷教授、何振亞任講員。第三次研討班(2001年11月),主題是“非線性信號處理與神經計算科學”,由美國馬里蘭大學James Lo教授、新加坡南洋理工大學Lipo Wang教授講授。第四次研討班(2003年11月),主題為“神經自適應信號處理系統”,由韓國腦科學重大項目首席科學家S.Y.Lee教授、美國海軍作戰中心信息處理組主任H.H.Szu博士等著名學者講課。

3.出國訪問與講學

每當何振亞到國外參加國際會議時,常有位於會址周邊的大學邀請他去作訪問講座。1987年他在美國費城訪問賓夕法尼亞大學時,受系主任K.R.Laker教授和東南大學老學長顧毓琇教授的接待,應邀作了《自適應分塊信號處理的幾種算法》報告。1989年6月他訪問德國斯圖加特大學時,與其視頻信息處理中心主任E.Luder教授討論了聯合培養博士生的問題,還作了《自適應濾波理論及快速算法》報告。E.Luder教授多次訪問過中國,視何振亞為最好的華人朋友。1989年9月他訪問英國北愛爾蘭Belfast女皇大學,應邀作了《變換域自適應濾波器設計和脈動陣列實現結構》報告,隨之又受邀到國際VLSI陣列會議上宣讀了相關論文。1994年6月他訪問澳大利亞國立大學、墨爾本大學、悉尼大學時,介紹了他在自適應濾波和譜估計快速算法方面的研究工作;7月至9月訪問加拿大康迪戈大學時,商談了合作培養博士後事宜,並作了《自適應神經網路模型和智慧型處理信息》報告。1995年5月至7月他訪問美國普渡大學時,受到工學院院長和校長的熱情接待,討論了合作研究粒子群最佳化方法與演化規劃的結合問題,並簽訂了協定,還作了《神經計算混沌神經網路》、《演化神經網路及其用作函式逼近》、《盲信號處理》等報告。

1997年9月至10月何振亞訪問香港城市大學時,作了《神經計算及其套用》報告;11月至12月到紐西蘭Otago大學參加ICONIP’97國際會議,介紹中國神經網路研究進展情況,會後應奧克蘭大學之邀作了《自適應信號處理理論與套用》方面的講座。1999年9月他與門生楊綠溪教授去韓國參加IEEE TENCON’99會議後,訪問了浦項工科大學,討論兩校合作事宜,並作了《盲信號處理理論與套用》報告,繼而又受邀在韓國科學技術院腦科學研究所主講了“盲信源分離及盲信號處理套用”。2000年在他訪問新加坡國立大學和南洋理工大學、越南國立大學和海防海事大學時,講授了“神經計算科學及智慧型信息處理”等內容。2001年他在訪問日本東京大學、東京工業大學、早稻田大學等大學和研究所時,也都應邀作了相關的學術報告。2002 年5月他訪問夏威夷大學時,作了《混沌網路智慧型信息處理理論與套用》報告。2004年5月他出席在加拿大Montreal召開的ICASSP’04會議後,訪問了Concordia大學並作了《盲源分離及其在移動通信中的套用》報告。

4.社會學術活動

何振亞長期積極參加國內社會學術活動,先後擔任中國神經網路委員會副主席、中國電子學會信號處理分會副主任委員、中國電子學會電路與系統分會信號處理與神經網路專業委員會主任委員、江蘇省電子學會線路與信息處理專業委員會主任委員、IEEE CAS(Shanghai)Chapter主席、IEEE CAS學會盲信號處理專業委員會委員。

何振亞是《通信學報》常務編委、《信號處理》學報編委會副主任委員、《電子與信息學報》和《電路與系統學報》編委、《數據採集與處理》編委會主任委員兼主編、《Circuits,Systems and Computers》和《Multidimensional Systems and Signal Processing》副主編,以及IEEE的Trans.on Neural Network,Trans.on Signal Processing和TranS.on Circuit and Systems等刊物的論文評審人。他還連續3屆擔任國家自然科學基金會信息科學部電子學與信息學科的項目評審組評審,現為香港特區政府高校科學研究基金會評審。

何振亞曾被聘為武漢大學山東大學上海交通大學南京理工大學、華東船舶工業學院、蘇州大學汕頭大學、合肥工業大學、安徽大學、合肥電子工業學院、武漢鋼鐵學院、江漢石油學院等眾多高校的兼職教授,以及香港理工大學的顧問教授和香港城市大學的客座教授。每年他都會抽時間到其中的幾所高校訪問講學,十分關心這些學校的學科建設。

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