主要从事计算机视觉与智能机器人的研究，在图像主结构表征、视觉关系学习以及人体行为姿态理解等关键问题上取得多项突破，有诸多创新贡献。例如：原创提出了基于最小化L0-norm梯度的图像主结构提取算法，发表的相关论文“Image smoothing via L 0 gradient minimization”在1000多篇TOG文章中被引次数最高，TOG被引用次数最高。多项成果在智能安防、机器人、无人车等重要领域得到应用。在CVPR/ICCV/PAMI等顶会顶刊发表论文60多篇，根据google scholar申请人论文被引用近3000次；获得Symposium on Non-Photorealistic Animation and Rendering NPAR 2012最佳论文奖（为十年来第一个华人机构获奖）。