三、本專業(yè)研究方向及簡介

1．媒體通信與圖形圖像處理

應用小波理論進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用進行了系統(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造方法。提出了最優(yōu)雙正交小波模型，用該模型設計的小波的壓縮編碼性能超過了JPEG2000中推薦的小波，從而是當今用于圖像壓縮編碼最優(yōu)秀的小波。在多進小波的研究上，由于通常的2-進小波理論不能簡單推廣到多進的情形，導致在多進小波里還沒有像2-進小波里類似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，所構造的具有最少約束的4-進緊支撐雙對稱正交小波基族具有2-進小波里Daubechies小波的地位，從而開創(chuàng)了多進小波研究的新時代。在應用上，研究了一套具有完全自主知識產(chǎn)權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（運用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（包括理論的建立、算法的研究和芯片的設計）的圖像與視頻壓縮編碼解碼芯片CDC1028，該芯片正成功應用于數(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；二是利用計算機來設計與發(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器類似生物的某種信息處理能力，在計算機視覺應用系統(tǒng)中經(jīng)常利用圖像識別的技術與方法。它的應用領域已從傳統(tǒng)的遙感圖像、醫(yī)學圖像處理、機器人視覺控制，發(fā)展到視覺監(jiān)測、人機交互、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圖形學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，如何將計算機視覺與計算機圖形學結合進行虛擬現(xiàn)實領域的研究具有重要的學術價值與應用價值。

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

2．計算智能與網(wǎng)絡安全

本研究方向包括兩個與計算機算法有關的方向：

（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、自適應和自學習等智能特征，特別所具有的本質(zhì)并行性，已成功地應用于那些難以用傳統(tǒng)方法來進行求解的復雜問題之中，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。他與武漢大學博士生導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搜索與優(yōu)化的機理，對基于工作流的事務調(diào)度和自動化程度的優(yōu)化問題進行了研究，開辟了工作流管理系統(tǒng)研究的新領域；并把演化算法應用于濾波器的構造，提出了一種構造最優(yōu)濾波器的有效方法。 獨創(chuàng)地將遺傳算法與CAI結合，使CAI更具機器學習的智能特征。

李榮珩博士一直從事算法設計及計算復雜性的研究，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的在線安排問題，設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)境下基于多處理機任務的調(diào)度模型與調(diào)度算法。

（2）網(wǎng)絡安全。該方向以李喬良教授為首，主要研究網(wǎng)絡容錯性與可靠性、編碼理論與密碼學。對互連網(wǎng)絡拓樸結構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，推廣和改進了Tilborg、Pless等人的工作。研究了圖的參數(shù)在編碼理論中的應用、傳感器網(wǎng)絡密鑰預分配方案問題。提出了新的在安全性要求最嚴格條件下的傳感器網(wǎng)絡密鑰預分配方案。

3．分布計算與信息家電體系結構

進入21世紀以來，數(shù)字化技術已開始滲透到信息家電領域，信息家電的研究也將成為一個嶄新的研究領域。從當前國內(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)范標準，存在著很大的研究空間。

本研究方向將以網(wǎng)絡分布計算理論、人工智能原理為指導，以網(wǎng)絡通訊技術、自動控制技術、嵌入式技術為基礎，從體系結構出發(fā)，研究信息家電的規(guī)范標準。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。

我們所進行的信息家電體系結構的研究，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，用戶只關心信息家電的使用。信息家電在網(wǎng)絡中提供服務的目標是如何讓用戶來使用它的服務。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)絡中公布信息家電的服務。

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是解決異構系統(tǒng)集成的基礎。為此，我們設想：從信息家電的特殊性出發(fā)，設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，從體系結構上研究信息家電的基礎平臺，該基礎平臺從體系結構上與具體的操作系統(tǒng)、編程語言、網(wǎng)絡協(xié)議及具體的信息家電的功能實現(xiàn)等無關。主要研究：信息家電本身的邏輯結構、家庭網(wǎng)絡網(wǎng)關的邏輯結構、遠程遙控器的的邏輯結構、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)境設備分布式網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)。對基于網(wǎng)絡環(huán)境下設備監(jiān)控系統(tǒng)有深入的掌握，包括低層基于總線方式下的設備控制、遠程網(wǎng)絡終端平臺、通訊服務器等技術。1999-2000年參與國家“863”項目——面向對象的軟件技術。多年從事面向對象的原理與技術的碩士生的教學，對面向對象的軟件技術有細致的了解。1999-2000年在中國科學院系統(tǒng)科學研究做作訪問學者，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者，研究CORBA體系。CORBA系統(tǒng)與COM/DCOM及Java/RMI屬于當今三大網(wǎng)絡分布計算平臺。對信息家電體系結構設計積累了很好的基礎。王志剛教授，多年主要從事網(wǎng)絡工程、分布式多層結構及基于MIDAS分布式多層系統(tǒng)的容錯技術等方面的研究。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，對儀表技術與傳感器有深入的系統(tǒng)研究與設計經(jīng)驗。

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

4．數(shù)據(jù)挖掘與電子商務技術

隨著數(shù)據(jù)庫技術的不斷發(fā)展及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的廣泛應用，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，包括分類、聚類、關聯(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)挖掘技術是多學科交叉的新興技術，是在統(tǒng)計學、人工智能（特別是機器學習）和數(shù)據(jù)庫技術等多種技術的基礎上發(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。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，以數(shù)據(jù)挖掘、文本挖掘、多媒體挖掘為基礎，并綜合運用計算機網(wǎng)絡、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，將傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘技術與Web結合起來。Web挖掘可在多方面發(fā)揮作用，如搜索引擎結構的挖掘，搜索引擎的開發(fā)，改進和提高搜索引擎的質(zhì)量和效率，確定權威頁面，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．軟件復用與組件技術

培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展的，掌握計算機應用技術領域堅實的理論基礎和系統(tǒng)軟件開發(fā)專業(yè)知識，了解本專業(yè)學科發(fā)展的前沿和動態(tài)，具有較強實踐能力，能適應我國經(jīng)濟、科技、教育發(fā)展需要，面向未來的計算機應用領域的高層次人才。主要研究軟件復用機制、構件合成技術、修改技術、軟件架構、基于模型的開發(fā)等。