长期致力于计算光学与显微、计算摄像学、多视图三维重建与立体视频、合成视觉及其导航应用、压缩感知与稀疏表示理论及应用、图像（视频）检索及其挖掘等高维视觉信息处理理论和关键技术研究。在立体视频和流媒体等技术的研究和工程应用方面，做出了开拓性和基础性的工作。在国际期刊及会议上发表论文100余篇；其中，SCI收录56篇；出版编著1部，译著2部；获得中国发明专利授权62项，美国发明专利授权3项。

获得2005年国家杰出青年基金、2009年教育部长江特聘教授，2010年973项目首席科学家，2014年国家百千万人才工程。2012年国家技术发明一等奖1项（排名1）；2008年国家技术发明二等奖1项（排名1）。