北京师范大学研究生培养方案.docx
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北京师范大学研究生培养方案
北京师范大学研究生培养方案
信息科学与技术学院信号与信息处理专业（代码：
081002）
（一级学科：
信息与通信工程学）
本专业具有 硕士 学位授予权
一、培养目标与学习年限
本培养方案是进行研究生培养的主要依据，它规定了研究生培养的目标和方向，明确了研究生培养的过程和环节，修订和制定好培养方案是规范研究生培养工作，加强研究生教育管理，提高研究生教育质量的重要措施。
培养方案的修订和制定应体现本专业研究生培养的基本要求，适应学科发展方向，符合拓宽学生知识面的要求，反映信息科学与技术学院各学科自身的特色。
1、培养目标
（1）基础研究领域：
为该专业领域培养高质量的基础研究和应用基础研究人才，为进一步的研究（攻读博士学位）打下基础；
（2）应用研究领域：
培养本专业从事应用基础研究或应用开发的人才。
本专业分别在一级学科开设5门、二级学科开设5门面向基础与应用研究的品牌课程；加强学生的理论修养，为进一步的研究与学习奠定基础。
强调研究方法、基本技能的训练，鼓励学生积极参加实际的科研项目，在实践中培养学生的独立科研和技术开发能力，拓展学生的专业视野，便于学生就业。
2、学习年限
本专业学制为三年。
二、专业研究方向
序号
研究方向名称
主要研究内容
研究生导师
1
智能信息处理
在基础研究与应用研究领域开展生命信息（主要指神经信息和生物信息）系统的数据分析、数据挖掘和计算模型等方面的研究，针对各种脑数据如fMRI、DTI、EEG等信号以及生命数据如基因组数据等信号，运用信息科学的基本理论、方法和技术手段，与认知科学、神经科学相结合，开展人脑高级功能信息处理的方法论及其应用的研究，并尝试开展在脑疾病的辅助诊断方面的应用研究。
姚力、赵小杰、余先川、黎洪松、张家才
2
空间遥感信息处理
通过对机载、星载传感器获得的地球表面微波辐射或者雷达后向散射信号的定量分析，获取地表、植被、积雪、大气等的信息过程。
这些信息的获取首先依赖于研究对象的几何化，然后分析其微波散射和吸收特性，通过辐射传输理论解决面散射、体散射的过程。
张钟军、余先川、赵志文
3
图像与语音信号处理
主要利用随机场理论、小波分析理论、混沌同步理论、计算机网络技术、组合优化技术及神经网络技术研究图像、语音信号处理，例如，图像建模、低信噪比图像恢复与分割、语音合成、语音图像视频数据压缩编码、数据加密通信，并将研究成果应用于电子信息系统和教育领域，例如，计算机辅助教学、网络教学等。
叶卫平、王建明、张立保
三、课程设置与学分要求
1.硕士生
必修课：
公共课
8学分
学位课
学位基础课（3门）（含一门方法类课程）
至少9学分
学位专业课（3-4门）
至少9学分
选修课：
全校选修课
公共选修课
0－3学分
专业选修课
至少3学分
必修环节：
实践活动
1学分
开题报告
不计学分
注明：
（1）公共选修课由研究生院培养处组织开设，除一外为小语种的研究生必修二外英语以外，其他研究生可以不修公共选修课，如选修，每人累计不超过3门。
（2）非学位选修课不是必须要选的课程，培养方案中所列的非学位任选课程仅供参考，原则上由导师决定学生选修哪些课程。
必修环节只保留实践活动1学分，开题报告不计学分，但必须完成。
而学术活动已经取消，没有学分要求，学生可以自愿参加。
四、培养方式与考核方式
1、培养方式与要求
（1）课程学习：
以教师讲授、专家专题讲座、课堂报告与讨论、课外文献查阅与撰写文献综述、课外小型实证研究与报告撰写、自学等方式开展。
课程学习安排在前3学期完成。
（2）研究与学术活动：
参与研究与学术活动是研究生获得和提高研究与实践应用能力的必要途径。
研究生应当积极参与导师、研究所和实验室组织的研究和其他学术活动，并应积极参加国内外高水平专业学术会议。
研究生的研究和学术活动主要由导师会同该研究生指导小组进行指导。
研究生指导小组由导师根据该研究生的研究方向和具体课题，邀请相关领域教授、副教授或具有博士学位的研究人员组成，硕士研究生指导小组应有2名成员（不包括导师本人）。
2、中期考核方式
中期考核包括：
课程学习、开题报告，应在第三学期末完成，中期考核合格者方能进入撰写论文阶段。
五、学位论文与论文答辩
1、学位论文
硕士学位论文类型可以是基础研究、应用基础研究、应用研究，学位论文的选题应体现本学科领域的前沿性或工程技术的先进性，并和导师承担的科研项目挂钩，完成一定的工作量。
论文字数一般不超过3万字。
学位论文必须由本人撰写，内容主要应包括中、英文摘要，引言（包括文献综述和问题的陈述）、主要结果（包括理论、方法、实验结果及分析）和结论、参考文献。
研究生应保证论文内容的科学性和实验数据的可靠性。
应当真实反映自己的研究结果，严格区分引用他人的成果与本人的贡献。
引用他人的结论必须注明详细出处。
研究生论文中有虚假或重要错误者不准进入答辩。
2、论文答辩
必须在研究生院规定的日期以前，研究生按照相关规定完成论文撰写并打印成册，按研究生院规定的程序申请答辩。
论文的评审，答辩委员会的组成及答辩程序按研究生院和信息科学与技术学院的相关规定实施。
六、课程一览表与主要参考书目
1.硕士生课程
课程类别
课程中文名称
课程英文名称
任课
教师
学
分
学
时
上课
学期
学位基础课
随机过程
StochasticProcesses
胡丹
3
51
1
非线性动力学导论
IntroductiontoNonlinearDynamics
姚力
3
51
1
信息论基础
InformationTheory
叶卫平
3
51
1
现代信号处理
ModernSignalProcessing
赵小杰
3
51
2
数字通信理论
DigitalCommunicationTheory
黎洪松
3
51
2
学位专业课
应用小波分析
WaveletAnalysisanditsApplications
赵志文
3
51
2
数字图像处理
DigitalImageProcessing
张立保
3
51
1
信号检测与估计
SignalDetectionandEstimation
王建明
3
51
2
人工神经网络
ArtificialNeuralNetworks
郭平、张家才
3
51
2
模式识别与智能系统
PatternRecognitionandIntelligenceSystems
张家才
3
51
1
专业选修课
功能磁共振成像
FunctionImagingTechnology
姚力
3
51
2
超大规模集成电路设计
VeryLarge
ScaleIntegratedCircuitDesign
骆祖莹
3
51
2
语音信号数字处理
DigitalProcessingofSpeechSignals
叶卫平
3
51
2
数字电视
DigitalTelevision
欧阳白
3
51
1
微波散射与辐射模型
MicrowaveScatteringandEmissionModel
张钟军
3
51
2
现代信息安全科技
AdvancedInformationSecurityScienceandTechnology
赵志文
3
51
1
泛函分析
FunctionalAnalysis
胡丹
3
51
2
学科前沿课程
FrontiersofSignalandInformationProcess
3
51
2
注明：
硕士生课程应安排在前三学期完成，其中学位基础课和学位专业课应安排在前两学期分秋季、春季较为固定地开设。
“上课学期”用1、2标注，如两学期都开设，填写“1和2”。
基础课和专业课一般为3学分，专业选修课为2学分，每学分对应18学时，即3学分=54学时，2学分=36学时，1学分=18学时。
院系可以自主设置模块化课程，规定相应的学分和学时。
2．课程内容简介
信号与信息处理专业的学位基础课、学位专业课的内容简介如下所示。
（1）随机过程
课程中文名（英文名）：
随机过程（StochasticProcesses）
学时：
54
学分：
3
1．主要内容
随机过程是现代概率论的一个重要课题，它主要研究和探讨客观世界中随机演变过程的规律性，并应用于控制﹑通信﹑生物﹑物理﹑雷达通讯﹑地质﹑天文气象﹑社会科学等工程科学技术中。
本课程的主要内容包括随机过程的基本定义、分类及数字特征；马尔可夫过程（独立增量过程、泊松过程、更新过程、排队服务系统）；平稳过程；随机分析；随机过程通过线性系统；随机过程与智能计算。
其重点是对随机过程的基本知识及其在信号处理、智能计算和模式识别等方面的应用进行分析与介绍。
2．教学大纲
（1）教学目的
通过本课程的学习，应使学生能了解随机过程的基本概念，正确判别随机过程的类别，掌握随机系统理论，进一步提高利用数学模型解决随机问题的能力。
（2）教学要求
第1章（概论）要点：
随机过程的定义及分类、随机过程的产生与发展、随机过程研究的主要内容、随机过程的应用。
授课：
3学时。
第2章（随机过程的分布率与数字特征）要点：
有限维联合分布函数族、随机过程的期望函数和方差函数、随机过程的自相关函数和自协方差函数、随机过程的互相关函数与互协方差函数、复随机过程的统计特征、平稳过程简介。
授课：
6学时。
第3章（马尔可夫过程）要点：
马尔可夫过程的相关概念及例子、C-K方程式、马尔可夫链中状态的分类、转移概率的渐进性质与平稳分布、非常返态分析。
授课：
14学时。
第4章（隐马尔可夫过程）要点：
隐马尔可夫模型、隐马尔可夫模型的核心问题及相应算法。
授课：
3学时。
第5章（状态离散参数连续的马尔可夫过程）要点：
状态离散参数连续的马尔可夫过程基本概念、泊松过程、Kolmogorov前进后退方程式、排队服务系统。
授课：
14学时。
第6章（随机分析）要点：
二阶矩过程、均方极限、均方连续、均方导数、均方积分、随机微分方程。
授课：
6学时。
第7章（随机过程通过线性系统）要点：
随机过程的遍历性、随机过程与通过线性系统分析。
授课：
4学时。
第8章（估值理论）要点：
随机变量的均方估值、最佳线性估值、最佳线性估值在随机过程中的应用。
授课：
4学时。
（3）课程教材及参考书
教材：
陆大糹金，随机过程及应用，清华大学出版社
参考书：
1、龚光鲁，钱敏平，应用随机过程教程，清华大学出版社
2、LonnieC.Ludeman,随机过程—滤波、估计与检测，电子工业出版社
（2）非线性动力学导论
课程中文名（英文名）：
非线性动力学导论（IntroductiontoNonlinearDynamics）
学时：
54
学分：
3
1．主要内容
非线性是自然界普遍存在的现象，对于这些现象的解释已逐步形成了非线性的基本理论，并被广泛应用于各个领域，如：
信息处理、控制工程、生态乃至化学等等。
本课程主要讲授系统的非线性动力学特性、建模与分析方法，以及这些方法在实际系统中的应用。
2．教学大纲
第一章有限差分方程
从最基本的Logestic方程入手，介绍了混沌现象中的基本概念、特性，介绍了自然界中具有混沌现象的真实系统。
第二章布尔网络与元胞自动机
介绍了布尔网络与元胞自动机形成的基本原理与规则，以及在实际系统中的应用。
第三章自相似与分形
介绍了分形的基本理论、分维的基本概念。
第四章一维微分方程
从非线性动力学的角度，介绍了一维微分方程的特性。
第五章二维微分方程
从非线性动力学的角度，介绍了二维微分方程的特性，引入了相平面、流、焦点、鞍点等概念；并用实际系统对上述概念进行展示。
第六章时间序列分析
介绍了时间序列分析的若干分析方法，如：
均值和方差，线性相关和功率谱，维数，李雅普诺夫指数等。
课程教材及参考书：
《UnderstandingNonlinearDynamics》,DanielKaplanandLeonGlass,世界图书出版公司
（3）信息论基础
课程中文名（英文名）：
信息论基础（InformationTheory）
学时：
54
学分：
3
1．主要内容
“信息论基础”课程是“通信与信息系统”、“信号与信息处理”专业的一门学位专业课。
主要内容包括信息的度量、离散信源编码理论、离散信道编码理论、连续信道编码理论、率失真理论以及网络信息论。
2．教学大纲
（1）教学目的
通过本课程的学习，使学生能够掌握信息理论的基本原理和基本分析方法，掌握常用信源信道模型及解决问题的方法，为信息存储、传输、处理研究打下理论基础。
（2）教学要求
第1章（概论）要点：
信息论发展历史、研究对象及基本内容。
授课：
3学时。
第2章（信息熵）要点：
离散信息度量，离散信息熵、互信息概念，重要结论的证明方法。
授课：
6学时。
第3章（渐进同分性）要点：
离散无记忆信源的渐进同分性及信源编码定理证明。
授课：
3学时。
第4章（熵率）要点：
熵率、离散平稳信源、马尔科夫信源。
授课：
3学时。
第5章（数据压缩）要点：
离散信源编码定理、Huffman编码/算术编码/LZ编码。
授课：
9学时，实验3学时。
第6章（离散信道编码定理）要点：
典型离散信道模型、无记忆二元对称信道、联合渐进同分性、信道编码定理、信道编码定理证明、纠检错编码简介。
授课：
9学时。
第7章（连续信源熵）要点：
连续信源熵、连续熵和离散熵的关系，连续信源的渐近同分性。
授课：
2学时。
第8章（高斯信道）要点：
高斯信道及信道编码定理、限带高斯信道及山农公式、并联高斯信道。
授课：
10学时。
第9章（率失真理论）要点：
率失真理论、矢量量化。
授课：
6学时。
第10章（网络信息论）要点：
高斯多用户信道、多址接入信道及FDMA/TDMA/CDMA容量、相关信源编码及多描述编码、网络信息论其它定理。
授课：
9学时。
（3）课程教材及参考书
教材：
ElementsofInformationTheory,T.Cover&J.Thomas
参考书：
信息理论基础，周炯槃
应用信息论基础，朱雪龙
信息论与编码理论，沈世镒、陈鲁生
信息论与编码，姜丹
信息论——基础理论与应用，傅祖芸。
（4）数字通信理论
课程中文名（英文名）：
数字通信理论（DigitalCommunicationTheory）
学时：
60
学分：
3
1．主要内容
第1章“数字通信理论”课程是电子信息科学技术和计算机科学技术专业的一门学位基础课。
本课程讲授数字通信的基本理论和基本技术，主要内容包括：
通信系统模型、通信信号、信源编码、通信信道、传输理论、信道编码、通信安全、通信网理论基础等。
2．教学大纲
（1）教学目的
通过本课程的学习，应使学生能了解和掌握通信的基本概念、基本理论和基本技术，熟悉通信系统的组成、信号设计分析、最佳接收、传输原理、通信网基本知识，了解常用的一些数字通信系统，学习通信系统的设计和技术方法。
（2）教学要求
第1章（概论）要点：
通信理论与信息科学，通信系统模型和性能指标，通信理论的主要目标等。
授课：
3学时。
第2章（通信信号）要点：
信号分析理论基础，通信信号表示，随机变量，随机过程，随机信号通过系统。
授课：
9学时。
第3章（信源编码）要点：
信息的度量，信源及信源熵，无失真信源编码，限失真信源编码。
授课：
6学时。
第4章（通信信道）要点：
信道分类，信道分割与信道复用，信道模型，信道容量，无线信道。
授课：
6学时。
第5章（传输理论）要点：
基带信号传输，调制理论，信号正交理论与多址通信，最佳接收，锁相环原理。
授课：
12学时。
第6章（信道编码）要点：
信道编码基础，有扰离散信道的编码定理，线性分组码，循环码，卷积码，级联码，Turbo码，交织码，信道编码理论上的潜在能力与最大编码增益。
授课：
12学时。
第7章（通信安全）要点：
密码学基础，加密通信系统模型，序列密码，分组密码，公开密钥密码，典型加密算法，信息隐藏，认证。
授课：
6学时。
第8章（通信网理论基础）要点：
交换原理，话务理论，排队理论，图论，网络可靠性理论。
授课：
6学时。
（3）课程教材及参考书
自编教材《数字通信原理》。
（5）应用小波分析
课程中文名（英文名）：
应用小波分析（WaveletAnalysisanditsApplications）
学时：
51
学分：
3
1．主要内容
小波变换、小波级数、框架、抽样理论、Gabor变换与短时Fourier变换；多分辨分析、小波分解与重构算法、初始函数的选取与图形显示算法；正交、半正交、双正交尺度函数与小波的构造；多元小波分析；正交、半正交、双正交小波包。
应用方面有：
图像压缩、小波多尺度边缘检测在信号分析中的应用，以及在通信、医学、计算机视觉、计算机图像学方面的应用。
2．教学大纲
（1）教学目的
本课程介绍小波分析的基础及简单应用，通过本课程的学习掌握小波分析的基本概念和基本理论，掌握连续小波变换和离散小波变换的方法，掌握正交小波、半正交小波、双正交小波、多分辨分析的应用，熟悉L
空间中的信号的分解和重构，熟悉小波的各种应用。
（2）教学要求
第1章（小波分析基本模型和基本理论）要点：
什么是小波、准备知识、连续小波变换、离散小波变换与二进小波变换、离散小波变换与框架、多分辨分析与正交小波基、小波包、高维小波基、向量小波。
授课：
6学时。
第2章（小波分析滤波系统）要点：
连续小波变换滤波、离散小波变换滤波、小波分解算法与重构算法、多带滤波器、高维滤波器、有限长滤波器的边界延拓、最优算法和最优描述。
授课：
9学时。
第3章（小波函数的构造与滤波器设计）要点：
常见的一维小波函数、连续小波的构造、二进小波的构造、正交小波基的构造、Malvar小波的构造、不可分正交小波的构造、双正交小波基的构造、多带小波基的构造、向量小波基的构造。
授课：
9学时。
第4章（小波变换在数据压缩及去噪中的应用）要点：
小波变换用于语音编码、小波变换的能量特性与数据压缩、时—频局部化与分块量化、零树法、第二代小波变换图象编码、小波多尺度降噪算法。
授课：
9学时。
第5章（小波变换在特征提取与模式识别方面的应用）要点：
小波分析用于信号滤波、小波分析在ICT中的应用、小波分析在故障诊断中的应用、小波分析在ECG信号检测中的应用、小波分析在加密中的应用、信号瞬时特征的小波分析方法。
授课：
6学时。
第6章（小波变换在通信中的应用）要点：
基于小波变换的扩频方法、小波变换在CDMA中的应用。
授课：
6学时。
第7章（小波变换在数值计算中的应用）要点：
基于小波基函数表示的偏微分方程的数值解法、小波分析在物理学中的应用、小波分析在工程中的应用、小波分析在线性系统中的应用。
授课：
6学时。
（3）课程教材及参考书
教材：
小波变换的工程分析与应用，杨福生著，科学出版社，2000，1。
参考书：
《小波分析及其应用》，刘贵忠，邸双亮，西安电子科技大学出版社出版，1992。
《实用小波分析》，秦前清等，西安电子科技大学出版社，2001。
《TenLecturesonwavelets》,Daubechies,Siam,Philadelphia,PA，1992。
《Awavelettourtosignalprocessing》,S．Mallat，AcademicPress,Boston,1998
（6）数字图像处理
课程中文名（英文名）：
数字图像处理（DigitalImageProcessing）
学时：
54
学分：
3
1．主要内容
“数字图像处理”课程是通信与信息系统专业、信号与信息处理专业与计算机应用技术专业的一门学位专业课程。
本课程的主要内容是系统讲解图像的数学描述、图像的数字化、图像正交变换、图像增强、图像恢复与重建，图像编码及图像分割等基本图像处理方法，介绍当前数字图像处理领域研究的热点问题，指出数字图像处理今后的发展方向。
2．教学大纲
（1）教学目的
通过对本课程的系统学习，使学生不仅掌握实现各种数字图像处理工作的基本数学原理，而且了解目前图像处理领域新的研究课题，为在图像与视频编码、计算机视觉以及模式识别等领域从事研究与开发打下扎实的基础。
（2）教学要求
第1部分（基础理论）要点：
数字图像处理技术与分析系统概述。
授课：
3学时。
第2部分（基础理论）要点：
图像和视觉基础。
授课：
3学时。
第3部分（基础理论）要点：
图像的图像的基本运算与直方图的概念。
授课：
6学时。
第4部分（基础理论）要点：
图像的傅立叶变换及其他可分离图像变换。
授课：
6学时。
第5部分（基础理论）要点：
图像增强与滤波技术。
授课：
6学时。
第6部分（基础理论）要点：
图像恢复和重建。
授课：
3学时。
第7部分（基础理论）要点：
图像编码的基本理论与实现方法。
授课：
6学时。
第8部分（前沿讨论）要点：
基于小波变换与零树框架的图像编码新机制。
授课：
3学时。
第9部分（前沿讨论）要点：
JPEG2与JPEG2000编码标准简介。
授课：
6学时。
第10部分（基础理论）要点：
边缘检测与图像分割技术。
授课：
3学时。
第11部分（前沿讨论）要点：
数字水印新技术。
授课：
3学时。
第12部分（前沿讨论）要点：
针对其他数字图像处理研究热点问题的讨论。
授课：
6学时。
（3）课程教材及参考书
●《图像处理（第二版）》章毓晋编著清华大学出版社2006.3
●《数字图像处理》KennethR.Castleman著朱志刚等译电子工业出版社1998.9
●《数字图像处理学》阮秋琦编著北京电子工业出版社2001
●《精通Visual.C++.NET图像处理编程》周长发编著北京电子工业出版社2002.4
《数字图像处理与压缩编码技术》黄贤武王加俊李家华编著电子科技大学出版社2000.12
（7）信号检测与估计
课程中文名（英文名）：
信号检测与估计（SignalDetectionandEstimation）
学时：
36
学分：
2
1．主要内容
信号检测与估计是信号处理专业的一门学位专业课。
课程的主要内容包括频谱分析、信号检测与信号估计等信号处理所涉及的三大核心内容，课程的重点是随机信号的统计处理。
课程的应用范围涉及到雷达信号的处理，通信信号处理、语音、图象信号的分析和处理、神经网络等领域。
2．教学大纲
（1）教学目的
通过本课程的学习，可使学生掌握信号处理的经典理论和基本方法，从理论的高度去理解和分析以前所学的电子学方面的基础知识和专业知识，从更高的层次上掌握各门电子学科之间的内在联系，激发学习兴趣和创新热情，为今后的科研工作奠定理论基础，为将来的发明、创造性研究增强意识和潜力。
（2）教学要求
第1章（导论）要点：
信号处理的核心研究内容，信号处理的应用举例，学习本课程的目的。
授课：
2学时
第2章（傅里叶变换）要点：
各种信号的概念及其转换，各种形式的傅里叶变换及其关系，傅里叶变换的应用，快速傅里叶变换。
授课：
6学时。
第3章（匹配滤波）要点：
输出信噪比最大的线性滤波器，匹配滤波器，相关接收，白化滤波的处理方法。
授课：
6学时。
第4章（信号检测）要点：
而元假设检验和判决规则，贝叶斯准则，最小总错误概率准则，奈曼—
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