1989年至1997年在英国雷丁大学计算机科学系工作，先后担任博士后、研究员、高级研究员、讲师、终身教职；1996年入选中国科学院百人计划；1997年担任中国科学院自动化研究所研究员；1998年获得国家杰出青年科学基金资助；2000年至2007年担任中国科学院自动化研究所所长；2012年至2015年担任中国科学院副秘书长、国际合作局局长；2013年当选为中国科学院院士；2015年至2016年担任中国科学院副院长、党组成员；2016年担任香港中联办副主任。

主要从事模式识别、图像处理和计算机视觉方面的研究。提出了基于定序测量的虹膜识别理论，建立了算法设计的框架模型，解决了虹膜图像获取、虹膜区域分割和虹膜特征表达等难题。提出了基于环境约束的视觉计算方法，使计算机视觉更加符合人的视觉机理，解决了视觉计算中的一些病态问题，改善了计算效率与鲁棒性。提出了基于多通道滤波的纹理图像分析方法并将纹理分析用于语种、字体和笔迹识别，开辟了解决这类模式识别问题的新途径。曾获国家自然科学奖二等奖、国家技术发明奖二等奖和国家科技进步奖二等奖等。