智能监控
面向平安城市和智慧园区的应用，实验室开展了深入的研究，内容涉及动态人脸识别、行人属性识别、表情识别、复杂监控场景中的多目标检测与跟踪、个体动作识别与行为分析、群体行为分析、姿态检测、人车物的交互分析、人车物重识别、异常事件检测、视频浓缩和结构化描述、无人机视频的目标检测与跟踪等。
CVPR2019监控事件检测竞赛中获得冠军、连续3年在TRECVID 监控事件检测竞赛中获得冠军、在ECCV2018异常事件检测竞赛中获得亚军、在首届网络舆情音视频挑战赛人脸识别竞赛中获得亚军。先后得到了国家自然科学基金、北京市教委等项目的支持。
智慧城市和生态环境
面向智慧城市和生态环境的建设，实验室在交通、生态环境、卫星遥感、农业大数据等方面开展了研究，和多个企业建立了联合实验室。研究成果包括且不限于交通异常事件检测、交通标牌识别、车牌识别、车型识别、路域病害识别、地表分类、极端天气预测、大气和水域污染物识别、污染源溯源与归因、病虫害检测与识别、环境感知与辅助驾驶等。先后得到了国家重大专项、国家科技支撑项目的支持。
辅助医疗
在医学图像的分析方面，实验室在多病种（脑瘤、乳腺、结肠、宫颈）癌前病变检测、分类与分割方面与多家三甲医院和企业联合开展医疗辅助软件的开发和推广。
社交融媒体大数据分析
实验室2000年起就开展了网络融媒体数据的内容分析，在图像标注和语义分割、视频语义理解、视频摘要、广告等特定视频识别、多媒体事件检测、敏感信息识别与过滤、显著目标检测与检索、网络内容审核、网络舆情分析、图像和视频搜索、跨模态检索等方面取得丰硕成果，多次在国际国内视频分析和多媒体事件检测竞赛中获得冠军和亚军。先后得到了国家863、国家重大研究计划、国家重大专项、国家自然科学基金的支持。
其他
在融合脑电波的情感计算和身份认证、基于宇宙微波辐射的天图识别等方面也开展了积极的研究，分别得到了国家自然科学基金面上项目和国家自然科学基金重点项目的支持。
