辽宁省重点学科—计算机应用技术介绍

计算机应用技术学科在1987年伴随我校计算机系的成立而设立,并于1998年成立了计算机应用技术研究所。经过多年的不懈努力,该学科于2000年获得计算机应用技术硕士点。作为学校的重点扶持建设学科,多年来我们通过引进和培养优秀学科带头人和学术骨干,凝练学科研究方向,大大提高了学科的综合实力,于2005年获批了计算机科学与技术一级学科硕士点,同时与南京大学和吉林大学等重点大学联合培养博士研究生。2008年获批辽宁省重点学科,同年以该重点学科为依托的计算机科学与技术专业获批“国家级特色专业”,2009年获批辽宁省优势特色重点学科。

一、学科建设的主要目标和任务

以提高学科的竞争力和建设成省内一流学科为目标,以基础研究为核心,以实际应用为重点,以突出特色为原则,具体建设目标为:

⑴加强学科梯队建设以及各方向领军人才的培养,为该学科的进一步发展建设高素质人才队伍。

⑵鼓励承担国家和省部级基金项目和重点、重大项目,奠定应用开发基础,扩展承接信息技术应用开发的能力和范围。

⑶坚持科技创新,提高获奖、专著、论文的数量和质量;增强科技储备和发展后劲,促进科技成果转化和产业化,面向国家和辽宁省经济社会发展重要需求,充分发挥重点学科综合优势,加强为经济社会发展服务的能力。

⑷争取在本建设期间获批计算机科学与技术博士点,同时为冲击下一轮“辽宁省一流学科”做好准备。

⑸围绕本学科的四个特色方向,加强各研究室和实验室的建设,力争在近年获批一个省重点实验室。

⑹该学科力争起到“孵化器”的作用,带动我校计算机软件与理论学科和计算机系统结构学科的快速发展,为这两个学科下一轮申报辽宁省重点学科做好准备。

二、学科带头人

王相海,男,教授,校二级特聘教授,辽宁师范大学研究生院院长,辽宁师范大学自然地理与空间信息科学辽宁省重点实验室博士生导师,苏州大学计算机应用技术专业兼职博士生导师,南京大学计算机软件新技术国家重点实验室客座研究员。

1995年、1999年分别获吉林大学理学硕士和理学博士学位,2001年在南京大学计算机科学技术博士后流动站出站。中国计算机学会高级会员,中国计算机学会信息存储专业委员会委员,中国计算机学会计算机辅助设计与图形学专业委员会委员,辽宁省图形学学会理事,2004年入选辽宁省第三批百千万人才工程“百人层次”,2007年和2010年分别被评为大连市第四批、第五批优秀专家,2012年入选大连市首批领军人才工程,同年被评为“辽宁省特聘教授”。主要研究领域包括:图像及视频信息处理、CG/CAGD、多媒体信息安全等。

目前负责人已主持完成国家自然科学基金、辽宁省自然科学基金、辽宁省高等学校优秀人才支持计划、辽宁省教育厅科学技术研究项目、大连市科技基金和国家重点实验室开放基金等课题10余项。在图像和视频可分级编码领域取得了一系列创新性成果,其中“基于小波的视频对象细粒度可分级编码关键理论与方法”于2008年9月通过辽宁省教育厅的专家鉴定,结论为“国际先进”,并被辽宁省科技厅确定为“省级科学技术研究成果”。成果获得辽宁省科技进步三等奖,同时以该成果为核心内容的专著《图像及视频可分级编码》由科学出版社出版,并得到大连市政府和省教育厅专著出版基金的资助;在多媒体水印技术方面取得了很好的研究成果,获得辽宁省技术发明二等奖等多项奖励。与大连市档案局和大连恒智科技发展有限公司合作研发的“网络环境电子档案管理平台”首次在国内档案信息管理系统中实际应用隐形水印技术,解决了电子文档在流转过程中被修改及信息遗失问题。成果获辽宁省档案局科技成果一等奖,并通过国家档案局科技成果鉴定,获得国家档案局优秀科技成果三等奖。成果已应用于大连市开发区的“数字档案馆”综合管理系统。

三、学术队伍

目前,学术团队有骨干教师20余名,包括教授13人,副教授13人,讲师20人。其中,辽宁省特聘教授2人,辽宁师范大学特聘教授9人,博士生导师1人,硕士生导师24人;学术团队中20人具有博士学位;2人被评为“辽宁省优秀青年骨干教师”;3人入选辽宁省“高校优秀科技人才支持计划”(第一层次);2人入选辽宁省“高校杰出青年学者成长计划”(第二层次);9人入选辽宁省“百千万人才工程”第一、二、三层次;1人入选大连市首批领军人才培养工程;2人被评为大连市第四、五批优秀专家;1人入选大连市“青年科技之星”创新人才培育计划。

多名骨干教师在各自的学术领域内均具有一定的学术声誉,并在多个学术团体担任重要职务。其中,王相海教授担任中国计算机学会信息存储专业委员会委员,中国计算机学会计算机辅助设计与图形学专业委员会委员,辽宁省图形学学会理事,《计算机科学》学术期刊编委;王向阳教授担任中国人工智能学会智能数字内容安全专业委员会委员;任永功教授担任中国计算机学会办公自动化专业委员会委员;邹丽副教授担任中国计算机学会多值逻辑与模糊逻辑专业委员会常务委员,中国人工智能学会机器学习专业委员会委员;孙晓鹏教授担任中国计算机学会计算机辅助设计与图形学专业委员会常务委员、中国图象图形学会计算机动画与数字娱乐专业委员会委员;宋传鸣博士担任中国计算机学会青年计算机科技论坛大连分论坛学术委员兼学术秘书。

四、学术方向

计算机应用技术学科始终保持4个稳定的特色研究方向:多媒体信息处理与信息安全、智能计算与信息挖掘、图像处理与数字化印刷,以及并行/分布式控制系统。

⑴多媒体信息处理与信息安全方向

在多媒体信息编码技术方面主要研究适应图像及视频有线、无线网络上传输的可分级编码技术,其研究成果可直接应用于像电子商务、视频点播、远程教育和手机图像视频传输等应用领域,目前国内外市场具有非常好的需求,以所获得的理论成果为基础所开发的具有自主知识产权的视频可分级编码工具软件,可以通过申请专利、技术转让或市场销售等方式获得较高的经济效益,同时也将为我国自主制定的AVS标准的移动媒体应用部分提供一种新的思路。

在多媒体数字水印技术方面主要针对目前多媒体信息的广泛传输和使用所带来的数字媒体的信息安全、知识产权保护和信息的真伪鉴别等安全性问题,开展图像、音频和视频等多种媒体的数字水印技术的研究,其成果可广泛应用于电子商务与电子政务系统、Internet数字图像的服务付费、印刷品(包括证件、票据等)的防伪、图像数据的分级访问、数字图像的跟踪和检测等诸多领域,具有重要的理论意义和应用前景。

在图像识别技术方面主要进行包括交通图像挖掘,指纹、人脸图像的识别等方面的研究,其成果对于交通车辆管理、园区车辆管理、停车场管理等方面有十分重要的意义,具有广阔的应用前景。

⑵智能计算与数据挖掘方向

在数据挖掘和Web挖掘方面研究内容包括:XML数据管理技术、数据流管理技术、数据同步与复制技术、海量数据仓库技术、智能语义OLAP技术、面向应用的高效数据挖掘算法、基于Web的数据挖掘技术、流数据挖掘技术等。在支持先进企业的网络化和智能化的新型数据管理理论和技术方面,研究面向大型工业企业的数据仓库基于数据属性的聚类分析技术和基于数据图像属性可视化聚类分析技术。在支持企业网络化的异构数据管理技术方面,研究面向生产决策的联机分析处理(OLAP)与数据挖掘技术、支持面向用户特征的个性化检索技术。

在粗糙集理论与技术方面,开展聚类分析相关理论与方法的研究,解决并改进一系列关于相似度量以及聚类方法的问题。开展LVQ聚类算法的理论发展研究结果直接应用到模式识别的方面工作。开展对粗糙集理论方法、人神经网络、遗传算法的理论与应用研究。研究Vague粗糙集的概念;解决一系列应用粗糙集进行数据挖掘的重要问题,发展相关的理论方法和对实值属性信息系统的粗糙集约简研究工作;结合人工神经网络、遗传算法解决一些聚类分析与数据挖掘的重要问题。

在智能自动推理方面,开展求解非线性偏微分方程和非线性微分-差分方程的机械化算法,并得到了许多具有实际意义的图形式解析解,应用吴微分消元法解决Painleve PDE Test问题。结合“973”项目—“数学机械化与信息安全”中,深入开展关于复杂系统和大型实际任务系统的自动推理和定性诊断研究工作。

在支持向量机理论与方法方面,主要内容包括:结合模糊思想研究模糊直接多类分类支持向量机;对支持向量机的核函数展开研究,研究基于Vague-Sigmoid核的支持向量机;将支持向量数据描述方法(SVDD)引入到多类分类中,研究基于Bayes决策的支持向量描述多类分类方法;运用粒子群优化算法、遗传算法、人工免疫算法等对支持向量机的参数进行优化。

⑶图像处理与数字化印刷方向

本研究方向研究图像编码、增强处理、光栅图形学和数字化彩色印刷再现理论,以及新型RIP理论和软件,实现高效的多灰度误差传播RIP算法和双面定位算法;研究计算机控制和通讯技术,实现新种类喷墨印刷设备设计和制造以及生产;研究大幅面平板式二级喷墨打印设备的多级输出。本方向研究工作对大幅面彩色图像喷绘印刷机国产化具有不可替代作用,将有力推动印刷业和户外大型广告业的发展。

生产现场直接印刷产品身份编码以及加大技术含量是商品防伪包装印刷的发展方向。研发一种不易被盗印和复制,使产品识别具可靠性和唯一性的商品防伪包装彩色图标喷墨印刷技术。设计实时无版喷墨印刷包装生产线,由计算机控制专用小幅面彩色喷墨印刷机在商品包装物封口上直接喷印彩色图标。由彩色图标中三维图像与产品流水码的实时合成所形成的变化性和复杂性,构成防伪技术门槛。这种使产品识别具有可靠性和唯一性的商品防伪图标印刷技术对于保证商品生产和流通秩序、维护企业和消费者利益是有重要意义的。

⑷并行/分布式控制系统方向

在并行计算方面,包括计算密集型应用在机群系统中的实现技术,主要对适用于一类大规模科学计算的多种求解稀疏、非稀疏对称正定方程组的算法,及多种预处理方法和解大型稀疏,非稀疏非对称方程组算法的并行处理方法进行深入的研究;

在集群系统/网络存储方面,包括可扩展,高可用性集群系统的研究,主要对集群系统中的任务调度方法,节点负载监控和负载平衡技术和网路存储系统进行了深入的研究;在并行系统高性能通信技术方面,包括并行系统中网络互连,多通道通信技术,主要对对多通道通信技术需要解决的技术课题、适用的应用环境和相对于单链路通信环境的优势等研究;在嵌入式系统方面,包括操作系统实时性改造,嵌入式环境操作系统的移植和图形用户接口实时性优化的研究。

五、学术水平

我校始终注重对计算机应用技术人才的培养,与吉林大学、大连海事大学、苏州大学联合培养博士研究生3人;培养硕士研究生180余人。其中,4人获辽宁师范大学优秀硕士学位论文;3人获辽宁省优秀硕士学位论文提名论文。先后获批国家自然科学基金项目13项、省部级科技项目30余项、国家重点实验室开放基金课题及市级科技基金课题40余项、横向课题20余项;在国内外重要学术期刊上发表学术论文800余篇,130余篇被 SCI、EI、ISTP检索;出版学术专著5部、教材32部;获得省、市级科技成果奖励50余项;获得(受理)发明专利 29项;通过市级以上鉴定5项,有2项研究成果达到国际先进水平。

学科注重产、学、研高度结合,不断提高成果转化率,开发出多项填补国内空白的技术,所开发的大幅面彩色图像喷绘印刷机在国内数字化印刷领域处于领先地位,其性能达到了美国和以色列制造的同类设备水平,价格在同类进口产品中占绝对优势;防伪图标印刷发明专利应用于河北省迁安市正元国际印刷包装有限公司,用于酒类和小型电子产品包装印刷生产中,提高了包装印刷的技术档次,创利税超过1000万元;并行/分布式控制系统研究室与辽宁省分子与功能材料重点实验室合作,研制出了有机和生物大分子体系中原子和化学键的原子-键电负性均衡模型(ABEEM)的并行求解方法,将求解效率提高了近40%,已得到实际应用;多媒体信息处理与信息安全研究室同我校自然地理与空间信息科学省重点实验室合作,研制出了专门针对大连地区海岸带高光谱影像的去噪、分割、融合等信息处理方法。

2012年,120高校所参加了教育部学位与研究生教育发展中心开展的第三轮一级学科评估,其中66所具有“国家重点学科”或“一级学科博士学位授予权”。从一级指标层面来看,我校的计算机科学与技术学科的“科学研究水平”、“人才培养质量”相对较强,达到了具有“一级学科博士学位授予权”高校的水平。进一步从二级和三级指标层面来看,“学位论文质量”、“突出中青年专家数”、“国外代表性论文他引次数和”、“A类会议论文数”(、“教学与教材质量”、“授予学位数”、“学生国际交流情况”、“科研获奖”、“代表性学术论文质量”、“专家团队情况”均达到了具有“一级学科博士学位授予权”高校的水平。其中,“学位论文质量”、“突出中青年专家数”、“国外代表性论文他引次数和”、“A类会议论文数”和“教学与教材质量”等多项指标超过了部分具有“一级学科博士学位授予权”高校的位次,甚至达到了“国家重点学科”的水平。若与参评的61所具有硕士学位一级学科授予权的普通高校相比,我校的计算机科学与技术学科位列第16位;“学位论文质量”位列第1位;“代表性学术论文质量”位列第12位;“国内、国外代表性论文他引次数和”分列第11位和第9位;“科研获奖”位列第17位。

计算机应用技术学科各指标的总体发展状况比较平衡,其均衡性高于全国平均水平,已经具备一批中青年科研骨干,获得了重要科研、教学奖项以及高质量的学术成果,学生培养质量亦不断提高,正不断拉近与国内、省内同领域一流学科的差距,已经具备了较强的冲击计算机科学与技术一级博士学位授权点的实力。