红色电波的时代光影|李云松：面向国家需求，坚持做好一件事

     为深入贯彻总书记关于教育的重要论述，党委教师工作部/人力资源部联合离退休工作处，以“砥砺家国情怀 书写奋进故事”为主题，策划“红色电波的时代光影”教师思政品牌，还原了不同时代的西电人爱国为民的使命和初心，用红色的办学历史涵育家国情怀、时代担当和科学家精神，激励广大教师尤其是青年教师勇立民族复兴潮头，争做“四有”好老师。

将“天问”的答案“打包”回传

7月23日，长征五号遥四运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，实施我国首次火星探测任务（天问一号任务）。（图片来自新华网）

7月23日12时41分，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器，在海南岛东北海岸中国文昌航天发射场，由长征五号遥四运载火箭发射升空。此次发射掀开中国自主开展行星探测新篇章，成为我国深空探索全新的里程碑。李云松教授所带领的图像传输与处理团队参与了本次火星探测中多个科学载荷的图像和数据压缩任务。

相对于地球的近邻“月球”，火星的距离实属遥远。想要让火星探测到的各类图像和数据“看得清”“收得回”，数据压缩必不可少。“地球与火星距离最远4亿公里，最近时也有近6000万公里。因为能量的损耗是与传输距离的平方成反比的，这样就意味着信号衰减很厉害，信噪比就很低了，有效传输速率很低。”李云松教授介绍说。

火星车模型

 “探测器与地面的信号传输方式是无线数传。火星车、环绕器上的天线发射信号，地面天线接收器接收信号，形成了信息传输的物理链路。这次是我们处理数据类型最多的一次，有可见光的、高光谱的，还有雷达的，每种类型对压缩的要求都不一样。火星探测一共是13个科学载荷，其中有5个载荷是需要进行数据压缩的，我们参与了全部压缩任务。”李云松教授表示。

“嫦娥揽月”中的“深空速递”

“嫦娥五号”探测器在月面升起国旗

11月24日04时30分，“嫦娥五号”探测器在海南文昌航天发射场，由长征五号遥五运载火箭发射升空，开启探月旅程。此次发射任务是我国探月工程“绕、落、回”三步走的“收官之战”, 将实现我国首次月球无人采样返回任务，意义重大，举世瞩目。

在西安电子科技大学图像所团队在李云松教授和吴成柯教授的带领下，紧密围绕我国“探月工程”中高效获取高保真影像数据的重大需求，先后成功研制了“嫦娥一号”、“嫦娥二号”、“嫦娥三号”、“嫦娥四号”等探测器上主载荷相机图像的压缩编码单元。在此次“嫦娥五号”收官之战中，图像所负责完成了着陆器全景相机图像压缩单元以及上升器采样和分离监视多通道相机多模实时编码单元的研制任务。

与国家重大需求和实际应用紧密结合，正是图像所团队开展科学研究的重要前提和最终目标。从2007年到2018年，嫦娥一号到四号通过四次任务逐步实现了月球的环绕、着陆和巡视。再到如今发射的嫦娥五号计划实现从月球无人采样返回的目标。在探月工程“绕落回”三大步中，每一步都凝聚着图像所团队的付出与智慧。

将卫星图像压缩性能提升到国际先进

李云松教授

“我的本科、硕士、博士都是在西电就读的。当时本科专业是图像传输和处理，后来合并到了通信工程专业，目前我主要从事图像视频压缩编码和处理。”李云松教授说。

 李云松教授长期从事遥感图像压缩编码和处理方面的研究工作，先后主持了多项国家自然科学基金、国防预研和国家重大科技专项项目，主持研制了我国第一个基于小波变换的卫星图像压缩编解码系统和第一颗航天图像压缩芯片。研究成果成功应用在多颗遥感卫星中，解决了我国现阶段卫星图像数据传输和存储的瓶颈问题。李云松教授以第一完成人获得国家科技进步奖二等奖1项、教育部科技进步奖一等奖1项、国防科学技术奖二等奖1项，以第二完成人获得国防科学技术奖二等奖2项、三等奖1项，陕西省科技进步奖二等奖1项。李云松教授2017年获得首届全国创新争先奖，2018年获“陕西省五一劳动奖章”。

李云松教授获得首届全国创新争先奖

 作为国内最早开展图像压缩的团队，目前李云松教授团队研制的星载图像压缩系统的压缩性能已经达到国际先进。 回忆起自己科研的经历，李云松教授说，对于航天这样的大工程，精益求精解决好细微小问题十分关键，因为到最终测试阶段时，已经不存在理论方面的大问题。把细节细微处的小问题定位出来，常常很不容易，因为系统研制的全过程，已经经过了多次测试，最后出现的问题都是偶发性的，再细微的隐患也必须排除。在嫦娥三号的测试中，出现了一些图像方面的问题，恢复出来的图像里面有一些坏块，这是不该出现的错误。

李云松教授回忆说：“这种情况的发生非常偶然，可能连续测许多天，才出现一次错误。”  为了解决这个问题，李云松教授带领团队成员守在北京中科院空间中心调试大厅整整一周，每天24小时轮换观测，最终发现了产生这个错误的原因，并通过深入分析，很快圆满解决了问题。“要找到出错误的本源，要把整个错误的机理描述清楚，还要通过分析重现错误，最终彻底纠正错误——这就是航天要求。”

    “面向国家需求，坚持做好一件事。科研就是如此，没有什么秘诀。”自从事星载图像、视频压缩编码的研究以来，李云松教授所带领的团队始终围绕国家航天领域重大需求，深入研究可见光全色图像、多光谱图像、立体图像、红外图像和视频图像等各类卫星遥感图像的成像特性分析、高效压缩编码方法以及高速星载硬件系统实现方法，解决了我国现阶段卫星图像数据传输和存储的瓶颈问题，在满足图像质量要求的前提下提高了压缩比和图像压缩解压缩实时处理能力。