基本信息
何晖光  男  博导  中国科学院自动化研究所
电子邮件: huiguang.he@ia.ac.cn
通信地址: 中关村东路95号自动化大厦1025
邮政编码: 100190

研究领域

 模式识别,医学图像处理,脑与认知科学,脑-机接口,计算机图形学


1、脑-机接口
研发脑-机接口中多模神经信号获取新理论与新方法、并对脑-机接口中的神经信息进行解析,包括脑电的实时伪影抑制,节律波的提取与分析,基于fMRI的脑功能区定位及脑电活动时空模式分析,眼动与脑电数据的同步采集与联合分析,以及以上算法的在线实现,在此基础上实现基于虚拟现实的BCI实验平台和多模态脑-机接口原型系统及相应的软件平台。

2、基于视觉信息编解码的深度学习类脑机制研究
为了探讨深度学习的理论基础,我们将利用深度神经网络来进行视觉信息编码和解码,希望由此找到深度学习的类脑生物基础,并揭示大脑视觉计算的机制。我们拟开展以下研究:(1)基于深度学习方法对自然场景图片进行表征,并考察每个表征层是否对应特定的脑功能区,揭示深度学习表征的类脑计算基础;(2)通过深度学习进行视觉信息的神经编解码,理解人类视觉信息加工的特征空间及在大脑中的组织规律,并利用大脑的编解码分析引导视觉信息处理的深度神经网络建模;(3)采用fMRI和EEG信号的深度学习作为神经约束,挖掘图像低层特征和高层特征之间的关系,引导视频图像的特征选择,将其应用在视频图像的分类、检索和重构上。

3、基于多模态影像的医学图像数据处理方法及其应用
结合多模态影像数据,研发基于深度学习、类脑智能的医学图像处理方法,包括图像的分割、配准、脑网络分析等,并结合临床信息综合分析,寻找与特定疾病相关的影像学参数,辅助医生早期发现、临床诊断和预后评估。目前感兴趣的疾病包括弱视、青光眼等。



招生信息

本课题组与国外研究机构及国内多家医院建立了广泛的合作关系,研究方向属于多学科交叉,我们欢迎来自数学,计算机,自动化,生物医学工程等专业的同学,免推或报考均可。希望你对研究有浓厚兴趣,勤奋踏实,乐观向上,具有团队合作精神!

同时本组也长期招聘博士后,如果对我们的研究方向感兴趣,也欢迎来信联系



招生专业
081104-模式识别与智能系统
081203-计算机应用技术
招生方向
模式识别,图像处理
脑机接口
医学图像处理

教育背景

1999-03--2002-04   中科院自动化所   博士
1994-09--1997-04   大连海事大学   硕士
1990-09--1994-07   大连海事大学   学士
1987-09--1990-07   湖北省黄冈中学   -
学位

中科院自动化所    1999.3-2002.4            博士     医学图像处理
大连海事大学       1994.9-1997.4             硕士     海上交通工程
大连海事大学       1990.9-1994.7             学士     航政管理

出国学习工作

  • 2003-2004                  美国罗切斯特大学                 访问博士后

  • 2007.12-2008.3          加拿大滑铁卢大学                 高级研究学者

  • 2014.10-2015.4          美国北卡大学教堂山分校       访问教授

工作经历

  • 1997.4 ~ 1999.3      大连海事大学      助教
  • 2002.4 ~ 2004.6      中科院自动化所   助理研究员
  • 2004.6 ~ 2011.10    中科院自动化所   副研究员 
  • 2011.10~  现在         中科院自动化所   研究员    
  • 2012.6 ~   现在         中科院自动化所   研究员  博士生导师
  • 2015   ~    现在         中国科学院大学   岗位教授
  • 2017   ~    2020        中国科学院大学人工智能学院         脑认知与智能医学教研室主任
  • 2016   ~    现在         中科院脑科学与智能技术卓越中心  年轻骨干  

社会兼职
2017-11-25-今,中国自动化学会模式识别与机器智能专业委员会, 委员
2017-10-10-今,中国图象图形学会机器视觉专业委员会, 常务委员
2017-07-01-今,中国计算机学会, 高级会员
2017-05-15-今,中国图象图形学会视觉大数据专业委员会, 常务委员
2016-10-10-今,中国人工智能学会模式识别专业委员会, 委员
2014-05-15-今,中国计算机学会计算机视觉专业委员会, 委员
2011-11-01-今,Restorative Neurology and Neuroscience, 编委
2010-10-01-今,中国医学影像杂志, 编委
2010-02-01-今,IEEE, 高级会员

教授课程

脑-机接口技术
医学图像分析
生物图像处理与信息学

专利与奖励

   
奖励信息
(1) 神经眼科的影像体系创建与推广, 一等奖, 部委级, 2017
(2) 中国科学院青年创新促进会优秀会员, , 院级, 2016
(3) 中科院青年创新促进会, , 院级, 2012
(4) 中科院卢嘉锡青年人才奖, , 院级, 2009
(5) 北京市科技新星, , 省级, 2007
(6) 基于混合匹配的指纹识别系统与应用, 二等奖, 国家级, 2004
(7) 数字几何的研究及其在医学可视化中的应用, , 院级, 2004
(8) 大规模断层数据的分割与重建的研究及应用, 二等奖, 国家级, 2003
专利成果
( 1 ) 一种对管状结构内层分割的方法, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: ZL200910087352.4
( 2 ) 一种快速高保真地构造血管内超声长轴影像的方法, 发明, 2011, 第 2 作者, 专利号: ZL200910242341.9
( 3 ) 一种基于里奇流的表面配准方法, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: ZL201210544488.5
( 4 ) 一种提取冠状动脉血管中心线的方法, 发明, 2011, 第 1 作者, 专利号: ZL201010244941.1
( 5 ) 一种利用先验知识的人类外侧膝状体自动分割方法, 发明, 2017, 第 1 作者, 专利号: ZL201310722891.7
( 6 ) 腰椎配准先验模型的构建方法以及腰椎配准方法, 发明, 2019, 第 1 作者, 专利号: ZL201611241396.4
( 7 ) 一种二维三维医学图像配准方法, 发明, 2015, 第 1 作者, 专利号: CN201510080333.4
( 8 ) 基于组织学和超高场磁共振技术的计算神经解剖处理方法, 发明, 2018, 第 1 作者, 专利号: ZL201610518154.9
( 9 ) 基于元学习实例快速筛选的脑电情绪识别方法、系统, 发明, 2019, 第 1 作者, 专利号: CN201910228705.1
( 10 ) 基于卷积神经网络的脑机接口指令下发方法、系统、装置, 发明, 2019, 第 1 作者, 专利号: CN201910016932.8
( 11 ) 基于多任务信息提高目标检测泛化能力的脑机接口系统, 发明, 2020, 第 3 作者, 专利号: 343661078

出版信息

   
发表论文
(1) Multi-subject data augmentation for target subject semantic decoding with deep multi-view adversarial learning, Information Sciences, 2021, 通讯作者
(2) A Prototype-based SPD Matrix Network for Domain Adaptation EEG Emotion Recognition, Pattern Recognition, 2021, 通讯作者
(3) Multimodal Deep Generative Adversarial Models for Scalable Doubly Semi-supervised Learning  , Information Fusion, 2020, 通讯作者
(4) Multi-channel EEG recording during motor imagery of different joints from the same limb, Scientific Data, 2020, 通讯作者
(5) A Transfer Learning Framework for RSVP-based Brain Computer Interface, IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2020), 2020, 通讯作者
(6) Simultaneous Neural Spike Encoding and Decoding Based on Cross-modal Dual Deep Generative Model, 2020 International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN), 2020, 通讯作者
(7) A CNN-based compare network for classification of SSVEPs in human walking, IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2020), 2020, 通讯作者
(8) Conditional Generative Neural Decoding with Structured CNN Feature Prediction, AAAI, 2020, 通讯作者
(9) Changes of resting-state EEG microstates induced by low-frequency repetitive transcranial, IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2020), 2020, 通讯作者
(10) Temporal Dynamics on Decoding Target Stimuli in Rapid Serial Visual Presentation using, IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC 2020), 2020, 通讯作者
(11) Deep Channel-Correlation Network for Motor Imagery Decoding from Same Limb, IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering (TNSRE), 2020, 通讯作者
(12) Multisource Transfer Learning for Cross-Subject EEG Emotion Recognition, IEEE Transactions on Cybernetics, 2020, 通讯作者
(13) 3D shape reconstruction of lumbar vertebra from two X-ray images and a CT model, IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica, 2020, 通讯作者
(14) Semi-supervised Cross-modal Image Generation with Generative Adversarial Networks, Pattern Recognition, 2020, 通讯作者
(15) Domain Adaptation for EEG Emotion Recognition Based on Latent Representation Similarity, IEEE Transactions on Cognitive and Developmental Systems, 2020, 通讯作者
(16) Dynamical Channel Pruning by Conditional Accuracy Change for Deep Neural Networks, IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, 2020, 通讯作者
(17) Reorganization of Rich-Clubs in Functional Brain Networks During Propofol-Induced Unconsciousness and Natural Sleep, NeuroImage: Clinical, 2020, 通讯作者
(18) The Lasting Effects of Low-frequency Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation on Resting State EEG in Healthy Subjects, IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering (TNSRE), 2020, 通讯作者
(19) Neural Encoding for Human Visual Cortex with Deep Neural Networks Learning “What” and “Where”, IEEE Transactions on Cognitive and Developmental Systems, 2020, 通讯作者
(20) Transition and Dynamic Reconfiguration of Whole-brain Network in Major Depressive Disorder, Molecular Neurobiology, 2020, 通讯作者
(21) A CNN-based Comparing Network for the Detection of Steady-state Visual Evoked Potential Responses, Neurocomputing, 2020, 通讯作者
(22) CSU-Net: A Context Spatial U-Net for Accurate Blood Vessel Segmentation in Fundus Images, IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics, 2020, 通讯作者
(23) Reducing Calibration Efforts in RSVP Tasks with Multi-source Adversarial Domain Adaptation, IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering (TNSRE), 2020, 通讯作者
(24) Structured Neural Decoding with Multi-task Transfer Learning of Deep Neural Network Representations, IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems (TNNLS), 2020, 通讯作者
(25) Generalized Sequential Forward Selection Method for Channel Selection in EEG Signals for Classification of Left or Right Hand Movement in BCI, 2019 9th International Conference on Computer and Knowledge Engineering (ICCKE), 2019, 其他(合作组作者)
(26) Automatic brain labeling via multi-atlas guided fully convolutional networks, Medical Image Analysis, 2019, 通讯作者
(27) Reconstructing Perceived Images From Human Brain Activities With Bayesian Deep Multiview Learning, IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, 2019, 通讯作者
(28) Dual Encoding U-Net for Retinal Vessel Segmentation, MICCAI 2019, 2019, 通讯作者
(29) The lasting effects of 1Hz repetitive transcranial magnetic stimulation on resting state EEG in healthy subjects, EMBC 2019, 2019, 通讯作者
(30) EEG-Based Emotion Recognition with Prototype-Based Data Representation, EMBC 2019, 2019, 通讯作者
(31) EEG-Based Emotion Recognition with Similarity Learning Network, EMBC 2019, 2019, 通讯作者
(32) Learning" What" and" Where": An Interpretable Neural Encoding Model, IJCNN 2019, 2019, 通讯作者
(33) Doubly Semi-Supervised Multimodal Adversarial Learning for Classification, Generation and Retrieval, ICME 2019, 2019, 通讯作者
(34) Brain Encoding and Decoding in fMRI with Bidirectional Deep Generative Models, Engineering, 2019, 通讯作者
(35) A Comparing Network for the Classification of Steady-state Visual Evoked Potential Responses Based on Convolutional Neural Network, 2019 IEEE International Conference on Computational Intelligence and Virtual Environments for Measurement Systems and Applications (CIVEMSA), 2019, 通讯作者
(36) Hierarchical Convolutional Neural Networks for EEG-Based Emotion Recognition, Cognitive Computation, 2018, 通讯作者
(37) Semi-supervised Deep Generative Modelling of Incomplete Multi-Modality Emotional Data, ACM Multimedia, 2018, 通讯作者
(38) Comparison of NREM sleep and intravenous sedation through local information processing and whole brain network to explore the mechanism of general, PloS One, 2018, 通讯作者
(39) Predicting epileptic seizures from intracranial EEG using LSTM-based multi-task learning, Chinese Conference on Pattern Recognition and Computer Vision (PRCV), 2018, 通讯作者
(40) Improving Image Classification Performance with Automatically Hierarchical Label Clustering, 2018 24th International Conference on Pattern Recognition (ICPR), 2018, 通讯作者
(41) Multi-label Semantic Decoding from Human Brain Activity, 2018 24th International Conference on Pattern Recognition (ICPR), 2018, 通讯作者
(42) Improving EEG-Based Motor Imagery Classification via Spatial and Temporal Recurrent Neural Networks, 2018 40th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), 2018, 通讯作者
(43) Altered structural-functional coupling of large-scale brain networks in early Tourette syndrome children, Medical Imaging 2018: Biomedical Applications in Molecular, Structural, and Functional Imaging, 2018, 通讯作者
(44) Computer-Aided Prognosis: Accurate Prediction of Patients with Neurologic and Psychiatric Diseases via Multi-modal MRI Analysis, Artificial Intelligence in Decision Support Systems for Diagnosis in Medical Imaging, 2018, 通讯作者
(45) Combining Disrupted and Discriminative Topological Properties of Functional Connectivity Networks as Neuroimaging Biomarkers for Accurate Diagnosis of Early Tourette Syndrome Children, Molecular Neurobiology, 2018, 通讯作者
(46) Disrupted topological organization of structural networks revealed by probabilistic diffusion tractography in Tourette syndrome children, Human Brain Mapping, 2017, 通讯作者
(47) Altered Spontaneous Brain Activity in Children with Early Tourette Syndrome: a Resting-state fMRI Study, Scientific Reports, 2017, 通讯作者
(48) A diagnosis model for early Tourette syndrome children based on brain structural network characteristics, SPIE Medical Imaging, 2017, 通讯作者
(49) Using support vector machines with tract-based spatial statistics for automated classification of Tourette syndrome children, SPIE Medical Imaging, 2017, 通讯作者
(50) Brain Image Labeling Using Multi-atlas Guided 3D Fully Convolutional Networks, MICCAI Workshop, 2017, 通讯作者
(51) Multi-modal multiple kernel learning for accurate identification of Tourette syndrome children, Pattern Recognition, 2017, 通讯作者
(52) Altered functional connectivity within and between the default model network and the visual network in primary open-angle glaucoma: a resting-state fMRI study, Brain Imaging and Behavior, 2017, 通讯作者
(53) A diagnosis model for early Tourette syndrome children based on brain structural network characteristics, SPIE Medical Imaging, 2016, 通讯作者
(54) Using support vector machines with tract-based spatial statistics for automated classification of Tourette syndrome children, SPIE Medical Imaging, 2016, 通讯作者
(55) Graph theoretical analysis reveals the reorganization of the brain network pattern in primary open angle glaucoma patients, European radiology, 2016, 通讯作者
(56) Combining tract‐and atlas‐based analysis reveals microstructural abnormalities in early Tourette syndrome children, Human Brain Mapping, 2016, 通讯作者
(57) Structural brain alterations in primary open angle glaucoma: a 3T MRI study, Scientific reports, 2016, 通讯作者
(58) Functional Reorganizations of Brain Network in Prelingually Deaf Adolescents, Neural Plasticity, 2016, 通讯作者
(59) Automatic segmentation of the lateral geniculate nucleus: Application to control and glaucoma patients, Journal of neuroscience methods, 2015, 通讯作者
(60) Brain Abnormalities in Congenital Fibrosis of the Extraocular Muscles Type 1: A Multimodal MRI Imaging Study, PlosOne, 2015, 通讯作者
(61) Grey matter connectivity within and between auditory, language and visual systems in prelingually deaf adolescents, Restorative neurology and neuroscience, 2015, 通讯作者
(62) Spherical volume-preserving Demons registration, Computer-Aided Design, 2015, 通讯作者
(63) Age estimation using cortical surface pattern combining thickness with curvatures, Medical Biological Engineering Computing, 2014, 通讯作者
(64) Local cortical thinning links to resting-state disconnectivity in major depressive disorder, Psychological medicine, 2014, 通讯作者
(65) Altered white matter integrity in Children with Prelingual deafness: a High resolution Tract-Based Spatial Statistics (TBSS) imaging Study, American Journal of Neuroradiology, 2013, 通讯作者
(66) Alterations of grey matter asymmetries in adolescents with prelingual deafness: A combined VBM and cortical thickness analysis, Restor Neurol Neurosci, 2013, 通讯作者
(67) Regional specificity of sex effects on subcortical volumes across the lifespan in healthy aging, Human Brain Mapping, 2012, 通讯作者
(68) Quantification of the Human Lateral Geniculate Nucleus In Vivo Using MR ImagingBased Morphometry, American Journal of Neuroradiology, 2012, 通讯作者
(69)  Cortical thickness analysis and optimized voxel-based morphometry in children and adolescents with prelingually profound sensorineural hearing loss, Brain Research, 2012, 通讯作者
(70) Directional Diffusivities Changes of Optic Nerve and Optic Radiation in Optic , British Journal of Radiology, 2011, 通讯作者
(71) Gender Consistency and Difference in Healthy Adults Revealed by Cortical , NeuroImage, 2011, 通讯作者
(72) Structural and Functional Deficits in Human Amblyopia, NeuroScience Letters, 2008, 通讯作者

科研活动

   
科研项目
( 1 ) 中科院青年人才创新促进会, 主持, 部委级, 2012-01--2014-12
( 2 ) 面向封装过程的X-RAY检测关键技术及成套装备, 参与, 国家级, 2012-01--2014-12
( 3 ) 基于多模态影像的弱视患者脑结构及功能的研究, 主持, 国家级, 2013-01--2016-12
( 4 ) 基于混合现实的脑与脊髓及其比邻结构微创手术训练与实时决策系统, 参与, 国家级, 2013-07--2015-12
( 5 ) 基于视觉信息编解码的深度学习的类脑机制研究, 主持, 国家级, 2016-01--2017-12
( 6 ) 中科院青年创新促进会优秀会员支持项目, 主持, 部委级, 2017-01--2019-12
( 7 ) 视觉神经功能成像设备研制, 主持, 部委级, 2018-01--2019-12
( 8 ) 脑机接口的康复训练方法研究, 主持, 部委级, 2017-07--2018-06
( 9 ) 基于脑-机接口的脑网络调控和视觉康复, 主持, 部委级, 2020-01--2022-12
( 10 ) 基于深度强化学习的人体运动意图精确识别, 主持, 国家级, 2018-12--2022-12
( 11 ) 基于自然场景刺激的脑活动语义解码及视觉重建, 主持, 国家级, 2020-01--2023-12
( 12 ) 面向复杂任务的多模态脑机接口, 主持, 部委级, 2018-01--2022-12
( 13 ) 基于OCT等多模影像的眼底图像分割算法研究, 主持, 国家级, 2017-12--2021-05
( 14 ) 青光眼患者的脑网络调控及视觉修复研究, 主持, 国家级, 2021-01--2025-12
( 15 ) 亚秒级非侵入式脑机接口技术及通用系统研发, 主持, 省级, 2020-08--2021-07
参与会议
(1)脑机接口前沿进展   中国科普作家协会   2019-11-16
(2)Dual Encoding U-Net for Retinal Vessel Segmentation   Bo Wang, Shuang Qiu, Huiguang He   2019-10-12
(3)人工智能在神经精神疾病研究中的应用   中华医学会第十六次全国精神医学学术会议   2018-09-28
(4)Multi-modal Emotion Recognition with Multi-view Deep Generative Models   2018-06-20
(5)Sharing deep generative representation for perceived image reconstruction from human brain activity   2017-06-24
(6)Frechet Distance for Fiber Clustering of Diffusion Tensor Imaging   Hongwei Wen   2016-06-26
(7)rsfMRI Study with Amblyopia   Jieiqong Wang   2013-06-15
(8)Visual Connectome   Dai Dai   2011-06-26
国际模式识别会议   

合作情况

   
项目协作单位

美国Arizona State University Prof. Jiping He,                                    脑-机接口
美国Waney State University Prof. Jing Hua,                                      数字几何分析
德国University of Magdeburg Prof. Sabel,                                         视觉修复

美国University of North Carolina at Chapel Hill, Dinggang Shen,      医学影像分析

指导学生

现指导学生

从怀威  硕士研究生  081104-模式识别与智能系统  

王奕欣  博士研究生  081104-模式识别与智能系统  

汪胜佩  博士研究生  081104-模式识别与智能系统  

陈智强  博士研究生  081104-模式识别与智能系统  

李丹  博士研究生  081104-模式识别与智能系统  

马学林  博士研究生  081104-模式识别与智能系统  

王海保  硕士研究生  081104-模式识别与智能系统  

周琼怡  硕士研究生  081104-模式识别与智能系统  

王搏  博士研究生  081203-计算机应用技术  

贺沁雯  硕士研究生  085211-计算机技术  

王亚飞  硕士研究生  085211-计算机技术  

魏玮  博士研究生  081104-模式识别与智能系统  

毛嘉宇  博士研究生  081104-模式识别与智能系统  

已指导学生

吕彬     博士研究生  081104-模式识别与智能系统  (与戴汝为院士联合指导)

李猛     博士研究生  081104-模式识别与智能系统

易建华  硕士研究生  081104-模式识别与智能系统  

李文静  博士研究生  081104-模式识别与智能系统  

戴岱  硕士研究生  081104-模式识别与智能系统  

缪倩文  博士研究生  081104-模式识别与智能系统  

王洁琼  博士研究生  081104-模式识别与智能系统  

陶超强  硕士研究生  085211-计算机技术  

周朋     硕士研究生   081104-模式识别与智能系统  

文宏伟  博士研究生  081104-模式识别与智能系统  

陈雪姣  博士研究生  081203-计算机应用技术  

陈智强  硕士研究生  085211-计算机技术  

方龙伟  博士研究生  081104-模式识别与智能系统  

李劲鹏  博士研究生  081104-模式识别与智能系统  

邢介震  硕士研究生  085211-计算机技术  

杜长德  博士研究生  081203-计算机应用技术