湖南師范大學(xué)研究生專業(yè)介紹：計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)

三、本專業(yè)研究方向及簡介

1．媒體通信與圖形圖像處理

應(yīng)用小波理論進(jìn)行圖像和視頻壓縮是各國研究的熱點。王國秋教授從1992年開始對小波理論及其應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)而深入的研究。在理論上，創(chuàng)立了一套新的濾波器構(gòu)造算法，該方法包容了現(xiàn)在世界上的三個主流的濾波器構(gòu)造方法。提出了最優(yōu)雙正交小波模型，用該模型設(shè)計的小波的壓縮編碼性能超過了JPEG2000中推薦的小波，從而是當(dāng)今用于圖像壓縮編碼最優(yōu)秀的小波。在多進(jìn)小波的研究上，由于通常的2-進(jìn)小波理論不能簡單推廣到多進(jìn)的情形，導(dǎo)致在多進(jìn)小波里還沒有像2-進(jìn)小波里類似Daubechies的小波族。王國秋教授發(fā)現(xiàn)了線性相位不能完全反映多進(jìn)或多小波里的，對稱性現(xiàn)象，從而提出了雙對稱性概念，所構(gòu)造的具有最少約束的4-進(jìn)緊支撐雙對稱正交小波基族具有2-進(jìn)小波里Daubechies小波的地位，從而開創(chuàng)了多進(jìn)小波研究的新時代。在應(yīng)用上，研究了一套具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的圖像與視頻壓縮編碼算法，申報了4項發(fā)明專利，其中一項已于2003年授權(quán)（運(yùn)用W-正交變換的視頻圖像壓縮方法，專利號為ZL00126721.3）。基于王國秋教授自創(chuàng)的小波理論和圖像壓縮算法，王國秋教授主持完成了我國第一片具有完全原創(chuàng)自主知識產(chǎn)權(quán)（包括理論的建立、算法的研究和芯片的設(shè)計）的圖像與視頻壓縮編碼解碼芯片CDC1028，該芯片正成功應(yīng)用于數(shù)字電影產(chǎn)業(yè)。對此，媒體具有廣泛的報道。

計算機(jī)視覺研究目的：一是提供人類視覺的計算模型；二是利用計算機(jī)來設(shè)計與發(fā)展某種真實的適度的視覺系統(tǒng)，并提供具有良好性能價格比的專用系統(tǒng)。圖像識別研究的基本目的是賦予機(jī)器類似生物的某種信息處理能力，在計算機(jī)視覺應(yīng)用系統(tǒng)中經(jīng)常利用圖像識別的技術(shù)與方法。它的應(yīng)用領(lǐng)域已從傳統(tǒng)的遙感圖像、醫(yī)學(xué)圖像處理、機(jī)器人視覺控制，發(fā)展到視覺監(jiān)測、人機(jī)交互、基于內(nèi)容的視頻和圖像信息檢索、虛擬現(xiàn)實等。王衛(wèi)星教授主要研究了圖像分割問題，并已從傳統(tǒng)的二維圖像向三維圖像處理發(fā)展。滿家巨博士近年主要從事計算機(jī)圖形學(xué)和曲線曲面造型理論的研究，在B-樣條曲線曲面造型方面做了許多工作，近期從事極小曲面造型的研究，構(gòu)造了一大類參數(shù)多項式極小曲面，研究了極小曲面方程的數(shù)值解法，因此，如何進(jìn)一步提高圖像分割的精度以及三維表面檢測，如何將計算機(jī)視覺與計算機(jī)圖形學(xué)結(jié)合進(jìn)行虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域的研究具有重要的學(xué)術(shù)價值與應(yīng)用價值。

王國秋教授作為該研究方向主要學(xué)術(shù)帶頭人，2001年獲湖南省中青年專家稱號，目前擔(dān)任我國數(shù)字視頻標(biāo)準(zhǔn)工作組組長，多篇論文在國際國內(nèi)知名刊物上發(fā)表，被SCI或EI檢索，有關(guān)的研究成果曾獲得了軍隊科技進(jìn)步一等獎。

2．計算智能與網(wǎng)絡(luò)安全

本研究方向包括兩個與計算機(jī)算法有關(guān)的方向：

（1）計算智能。演化算法是基于自然界的演化過程而發(fā)展起來的一種通用的問題求解方法，由于具有自組織、自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)等智能特征，特別所具有的本質(zhì)并行性，已成功地應(yīng)用于那些難以用傳統(tǒng)方法來進(jìn)行求解的復(fù)雜問題之中，從而成為一個引人注目的研究方向。

全惠云教授多年從事算法理論研究，特別在遺傳算法和并行算法等方面取得了一系列重要成果。他與武漢大學(xué)博士生導(dǎo)師康立山教授長期合作，參與建立了以區(qū)域分裂法為理論基礎(chǔ)的異步并行算法的研究工作；在演化算法研究中，提出了子空間遺傳算法，并利用演化算法特有的高效隨機(jī)搜索與優(yōu)化的機(jī)理，對基于工作流的事務(wù)調(diào)度和自動化程度的優(yōu)化問題進(jìn)行了研究，開辟了工作流管理系統(tǒng)研究的新領(lǐng)域；并把演化算法應(yīng)用于濾波器的構(gòu)造，提出了一種構(gòu)造最優(yōu)濾波器的有效方法。 獨創(chuàng)地將遺傳算法與CAI結(jié)合，使CAI更具機(jī)器學(xué)習(xí)的智能特征。

李榮珩博士一直從事算法設(shè)計及計算復(fù)雜性的研究，對裝箱問題經(jīng)典算法FFD的近似性給出了一個新的估計，對排序中的一致并行機(jī)的在線安排問題，設(shè)計了一種新的算法并給出了近似解估計，對Horn函數(shù)的最大可滿足性及有向圖的多維分割問題SPN-hard性給出了證明。黃金貴副教授主要研究并行環(huán)境下基于多處理機(jī)任務(wù)的調(diào)度模型與調(diào)度算法。

（2）網(wǎng)絡(luò)安全。該方向以李喬良教授為首，主要研究網(wǎng)絡(luò)容錯性與可靠性、編碼理論與密碼學(xué)。對互連網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)的容錯性與可靠的許多度量參數(shù)，如限制性邊連通性質(zhì)和最小通信延遲進(jìn)行了研究。研究了雙重碼的最小重理問題，給出了雙重碼最小重量的一個新的下界，推廣和改進(jìn)了Tilborg、Pless等人的工作。研究了圖的參數(shù)在編碼理論中的應(yīng)用、傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰預(yù)分配方案問題。提出了新的在安全性要求最嚴(yán)格條件下的傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰預(yù)分配方案。

3．分布計算與信息家電體系結(jié)構(gòu)

進(jìn)入21世紀(jì)以來，數(shù)字化技術(shù)已開始滲透到信息家電領(lǐng)域，信息家電的研究也將成為一個嶄新的研究領(lǐng)域。從當(dāng)前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀來看，信息家電還處于一個起步階段，在國際上也就沒有形成統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，存在著很大的研究空間。

本研究方向?qū)⒁跃W(wǎng)絡(luò)分布計算理論、人工智能原理為指導(dǎo)，以網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、自動控制技術(shù)、嵌入式技術(shù)為基礎(chǔ)，從體系結(jié)構(gòu)出發(fā)，研究信息家電的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。這將對我國的信息家電的發(fā)展具有重大的戰(zhàn)略性意義。

我們所進(jìn)行的信息家電體系結(jié)構(gòu)的研究，是基于一個基本的理念：現(xiàn)實世界的任何實體都可以看成是一個對象。那么，信息家電就是一個個的實在對象，它只是由硬件實現(xiàn)的對象罷了。從對象的角度看，信息家電的內(nèi)部實現(xiàn)是廠家的事情，用戶只關(guān)心信息家電的使用。信息家電在網(wǎng)絡(luò)中提供服務(wù)的目標(biāo)是如何讓用戶來使用它的服務(wù)。由此我們想到信息家電的一個根本問題就是：如何在信息網(wǎng)絡(luò)中公布信息家電的服務(wù)。

我們從分布計算理論得到啟發(fā)：分布式對象是通過接口定義語言（IDL）來定義的，基于IDL是解決異構(gòu)系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)。為此，我們設(shè)想：從信息家電的特殊性出發(fā)，設(shè)計出一種信息家電的接口定義語言（IAIDL），并建立IAIDL編譯器。我們的研究將基于IAIDL，從體系結(jié)構(gòu)上研究信息家電的基礎(chǔ)平臺，該基礎(chǔ)平臺從體系結(jié)構(gòu)上與具體的操作系統(tǒng)、編程語言、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及具體的信息家電的功能實現(xiàn)等無關(guān)。主要研究：信息家電本身的邏輯結(jié)構(gòu)、家庭網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)的邏輯結(jié)構(gòu)、遠(yuǎn)程遙控器的的邏輯結(jié)構(gòu)、信息家電的通訊協(xié)議、信息家電的安全控制。從根本上解決信息家電的互操作作與即插即用性問題。

劉宏教授于1996-1999年，從事動力環(huán)境設(shè)備分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)。對基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)有深入的掌握，包括低層基于總線方式下的設(shè)備控制、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)終端平臺、通訊服務(wù)器等技術(shù)。1999-2000年參與國家“863”項目——面向?qū)ο蟮能浖�技術(shù)。多年從事面向?qū)ο蟮脑�理與技術(shù)的碩士生的教學(xué)，對面向?qū)ο蟮能浖�技術(shù)有細(xì)致的了解。1999-2000年在中國科學(xué)院系統(tǒng)科學(xué)研究做作訪問學(xué)者，主要研究軟件自動生成。2000-2001年在國防科大分布計算重點實驗室做研究學(xué)者，研究CORBA體系。CORBA系統(tǒng)與COM/DCOM及Java/RMI屬于當(dāng)今三大網(wǎng)絡(luò)分布計算平臺。對信息家電體系結(jié)構(gòu)設(shè)計積累了很好的基礎(chǔ)。王志剛教授，多年主要從事網(wǎng)絡(luò)工程、分布式多層結(jié)構(gòu)及基于MIDAS分布式多層系統(tǒng)的容錯技術(shù)等方面的研究。錢光明研究員、馮介一副教授長期從事自動控制技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)的研究與開發(fā)，特別在實時控制方面，對儀表技術(shù)與傳感器有深入的系統(tǒng)研究與設(shè)計經(jīng)驗。

劉宏教授作為該研究方向主要學(xué)術(shù)帶頭人，曾分別獲得過國家科技進(jìn)步二等獎、中國科學(xué)院科技進(jìn)步一等獎、國防科工委科技進(jìn)步二等獎。發(fā)表多篇學(xué)術(shù)論文與專著，主持和參與了多項國家級、省級課題的研制。

4．?dāng)?shù)據(jù)挖掘與電子商務(wù)技術(shù)

隨著數(shù)據(jù)庫技術(shù)的不斷發(fā)展及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)量急劇增大，在大量的數(shù)據(jù)背后隱藏著許多重要的信息，如果能把這些信息從數(shù)據(jù)庫中抽取出來，將為公司創(chuàng)造很多潛在的利潤，數(shù)據(jù)挖掘是從海量的數(shù)據(jù)中自動、高效地提取有用知識的一種新興的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，包括分類、聚類、關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘、特征與偏差、時序模式發(fā)現(xiàn)、趨勢分析等。
數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是多學(xué)科交叉的新興技術(shù)，是在統(tǒng)計學(xué)、人工智能（特別是機(jī)器學(xué)習(xí)）和數(shù)據(jù)庫技術(shù)等多種技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。由于它的實用性和商業(yè)效益，近年來已成為數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的研究熱點之一。
近年來，因特網(wǎng)的飛速發(fā)展與廣泛應(yīng)用，使得Web上的信息量以驚人的速度增長，為數(shù)據(jù)挖掘提供了豐富的數(shù)據(jù)源和新的研究課題。面對Web豐富的信息內(nèi)容，巨大的數(shù)據(jù)量，加之由于萬維網(wǎng)分布、動態(tài)、海量、異質(zhì)、復(fù)雜、開放性的特點，人們?nèi)绾螐倪@海量的數(shù)據(jù)中，查找自己想要的數(shù)據(jù)和有用信息，迫切需要一種新的技術(shù)能自動地從Web資源上發(fā)現(xiàn)、抽取和過濾信息。因此出現(xiàn)了Web挖掘技術(shù)。Web挖掘就是從Web文檔和Web活動中發(fā)現(xiàn)、抽取感興趣的潛在的有用模式和隱藏的信息。它以從Web上挖掘有用知識為目標(biāo)，以數(shù)據(jù)挖掘、文本挖掘、多媒體挖掘為基礎(chǔ)，并綜合運(yùn)用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)倉儲、人工智能、信息檢索、可視化、自然語言理解等技術(shù)，將傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與Web結(jié)合起來。Web挖掘可在多方面發(fā)揮作用，如搜索引擎結(jié)構(gòu)的挖掘，搜索引擎的開發(fā)，改進(jìn)和提高搜索引擎的質(zhì)量和效率，確定權(quán)威頁面，Web文檔分類，Web Log挖掘、智能查詢，建立Meta-Web數(shù)據(jù)倉庫等。

5．軟件復(fù)用與組件技術(shù)

培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展的，掌握計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域堅實的理論基礎(chǔ)和系統(tǒng)軟件開發(fā)專業(yè)知識，了解本專業(yè)學(xué)科發(fā)展的前沿和動態(tài)，具有較強(qiáng)實踐能力，能適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)、科技、教育發(fā)展需要，面向未來的計算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的高層次人才。主要研究軟件復(fù)用機(jī)制、構(gòu)件合成技術(shù)、修改技術(shù)、軟件架構(gòu)、基于模型的開發(fā)等。