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——吴成科教授的探月生涯
01
参军入伍考入西安电子科技大学，努力当一名好老师
”
吴成科1938年8月出生于安徽省休宁县，1950年、1953年两次以第一名的成绩考入安徽省休宁中学。休宁中学始建于1912年。直至20世纪50年代末，这所乡村中学都是徽州地区所辖六县中最好的中学，一度有“皖南大学”之称。
高考前，一场意外的报告会，为他打开了一条新的求学之路。当时，当时的中国人民解放军通信学院（现西安电子科技大学，以下简称通信学院）上尉郑国贤来到这所中学。在礼堂里，正为毕业生们举行一场从军报告会。
当时正值社会崇尚军人的年代，一人参军，光宗耀祖，因学习成绩优异，经政审、体检，被选拔保送进通信学院。
▲1956年，吴成科考入交通学院
他离开家去参军，告别了父母。在物质匮乏的年代，父母从街上买来一斤面，给即将远行的儿子做了一碗肉丝面。18岁的男孩吃不饱，又喝了一碗稀饭。在那个年代，油水匮乏！这顿饭至今还留在他的记忆里。
1956年7月25日，他和同时录取的其他同学一起坐上了北上的火车。火车北上，经过首都北京，再穿过长城，到达长城脚下的张家口。在张家口，这个曾经兵家必争之地，在一个叫东山坡的地方，通信学院在原日伪军营的基础上，修建了一个崭新的校园。
▲东坡校园全景（西安电子科技大学档案馆藏）
吴成科的军旅生涯就此开始。两年后，学校迁至古城西安。看到学院宏伟的教学楼，吴成科十分高兴。和中学时代一样，他立志要成为这里的一名优秀学生。
20世纪50年代末，西安电子科技大学进入发展的快车道，1959年被确定为全国首批20所重点大学之一，当时学院不仅学生数量剧增，还有肖国珍、陈开周等全国各地优秀教师调入陕西任教。
多年后，吴成科回忆起当时在系里任教的老师：毕业于清华大学的谢希仁、叶尚辉教电子器件、理论力学；毕业于北京大学的吴万春教电工原理；从美国归来的朱增尚、胡政教有线通信；毕业于北京大学的郭体云、范长信教无线电通信。他们不仅知识渊博、通俗易懂，还教会学生如何分析问题。
在浓郁的学习、研究氛围中，吴成科学习刻苦，勤奋刻苦，多次被评为模范学生、五好学生，并被任命为学生组（每组30名学生）学习小组组长（班主任为王超）。
▲1961年吴成科荣获“学习模范”称号
▲1962年吴成科荣获“五好学生”称号
1962年，吴成科毕业后被选拔留校任教，分配到无线电工程系传输教研室，当时教研室组长是胡政、郭梯云教授和张祥珍副主任。
“我们有胡教授、郭教授作为你们的榜样，希望你们向他们学习，做好老师，为国家多做贡献。”多年以后，张副经理曾经对吴成科说过的话，依然清晰地刻在吴成科的脑海里。在老教授们的悉心培养下，他努力完成教学任务，1965年被评为先进工作者。
▲1965年吴成科荣获“先进工作者”称号
02
出国留学、教授和研究图像处理
从1962年留校，到1978年被确认为讲师，十几年来这段特殊的历史时期，正常的教学和科研工作受到严重冲击。吴成科没有忘记学习的重要性，甚至在此期间的一个暑假，他和学校的两名工人被派到东郊东方机器厂工地挖防空洞，一干就是三个月，但他依然抽出时间学习。
他中学、大学学的是俄语，英语基础很薄弱，每天随身带着一本英文版的《毛泽东选集》。休息时间，疲惫不堪的建筑工人会抽空休息，因为烈日炎炎，在户外搬运石头、运泥沙很辛苦，他会读几句英文，背几个单词。
他始终认为知识最终是为了国家建设而有用的，即使在最困难的情况下也不应该放弃学习。
机遇总是留给有准备的人。1979年，随着邓小平历史性访美的结束，国家组织出国人员考试的消息传到了西电。教研室负责人宣布：分数面前人人平等。考试准备时间为三个月，考试科目为外语、基础和专业基础。不出所料，保持学习习惯的吴成科通过了考试，成为我国派出国留学人员之一。这次，他将去美国宾夕法尼亚大学学习。美国的大学很多，为什么是宾夕法尼亚大学？我们在西电原校长陆白的回忆录《烽火长江》中找到了历史的线索。
1978年秋，正在北京三里屯四机部会议室开会的鲁白接到了一项临时任务，美国宾夕法尼亚大学的卡尔教授要来华访问，而西安电子科技大学被列入了来访单位。就这样，卡尔教授访问了西安电子科技大学。此后不久，宾夕法尼亚大学终身教授顾毓秀又一次来访西安电子科技大学。这两次来访对宾夕法尼亚大学产生了影响，并最终促成了宾夕法尼亚大学代表团访华并与西安电子科技大学建立了友好学校关系。宾夕法尼亚大学的三位来访系主任分别在他们三个系里选择了西安电子科技大学的三名教师作为访问学者，另外两位西安电子科技大学的人分别是葛德彪和谢伟新。
▲1981年吴成科在美国宾夕法尼亚大学工学院大楼前（西电档案馆藏）
1980年11月，吴成科以宾夕法尼亚大学计算机与信息工程系访问学者的身份来到宾夕法尼亚大学校园，开始了为期两年的访问学者之旅。在考察和研究了系里各位教授的研究方向后，他对R.Bajcsy教授的图像处理方向产生了浓厚的兴趣，他选读了她发表的相关文章，并提出自己的观点与她进行交流。最终他做出了选择，决定从原来的通信系统领域转到数字图像处理技术的研究领域。Bajcsy教授是数字图像处理技术领域的著名学者，也是美国国家工程院院士（NAE）院士。在宾夕法尼亚大学校园里，他深深感受到如火如荼的数字图像处理与压缩技术领域必将在未来大放异彩。在阅读了杂志上关于计算机视觉三维重建的相关论文后，他撰写了一份研究报告与Bajcsy教授就当时三维重建的精度问题进行交流。 她非常支持吴成科的想法，不仅亲自到有关公司帮忙购买实验工作所需的设备，还邀请吴成科在她主持的研讨会上作专题报告，介绍三维数据采集方法和实验结果。后来又指派了两名美国博士生协助修改英文稿件，完成的论文发表在国际期刊CVGIP（Computer Vision Graphics and Image Processing）上。1982年11月，吴成科完成学业回国，开设了“图像通信”和“图像与图形处理”等本科生和研究生课程。1984年，国家指示在一些高校设立“图像传输与处理”专业，由于吴成科访美期间曾进行过图像处理方面的研究，通信工程系决定由吴成科负责组建“图像传输与处理”研究室（图像所的前身），并负责该专业的建设。 时任系主任的陆新如也参与了实验室的组建。
▲吴成科编写的《图像通信》教材获1996年电子工业部全国工科电子专业优秀教材一等奖（西电档案馆藏）
1990年，吴成科出版了《图像通信》教材，6年后，该书于1996年获电子工业部全国工科电子专业优秀教材奖一等奖。1980年，他参与编写了国防工业出版社出版的《通信原理》教材，1987年，该教材获电子工业部优秀教材奖特等奖。
▲吴成科主编的《图像传达》教材
影像所成立后，1985年，国家经委重点科研项目《矽肺病诊断系统》在影像所实施，研发经费18万元。18万元在上世纪80年代是一笔相当可观的资金。该项目对肺部X光片进行计算机图像处理与识别，从而诊断病人的矽肺程度。
该项目经过3年的研究，于1989年荣获电子工业部科技进步二等奖。
20世纪80年代，图像研究所还成功地完成了我国第一套新华社新疆至北京新闻图像压缩传输系统。
近四十年来，西安电子科技大学图像与计算机研究所从最初的几位教师逐渐发展壮大为拥有20余名教师、近百名硕士、博士生的专业科研队伍，成为我国图像信息处理与芯片技术重要的科研平台。
▲1986年科研计划（西电档案馆藏）
▲“矽肺病诊断系统”项目获1989年电子工业部科技进步二等奖
1986年，吴成科被评为副教授。1991年，他的名字出现在西安电子科技大学新一届教授名单上。1993年，他的名字又出现在国务院学位委员会评定的最后一批博士生导师名单上。
从一位青年教师到一位博士生导师，转眼三十年过去，这背后是西安电子科技大学浓厚学术氛围的培育，也是一代学者的追求与攀登。
▲通信工程学院博士生导师吴成科教授（西电档案馆藏）
03
科研征程再上新台阶
吴成科从1976年开始研究，主持研制了我国2400b/s四相调制数据发射机，研制工作历时两年多，研制成功的数据发射机由天津无线电五厂批量生产。
四机部全国数字发射机系列化设计会议试验组（朱鸿文组长）于1978年10月组织对该设备进行了试验，结论：该机是我国第一台符合CCITT数据传输规约、满足性能要求的数字发射机。数字发射机中的四相调制采用他提出的数字调制解调方法。该数字发射机于20世纪80年代应用于全国防空预警网传输系统。该系统于1991年获国家科技进步一等奖。
2017年5月7日，获奖的中国电子科技集团二十所技术负责人刘烈武告诉通信研究院吕子瑜记者，西安电子科技大学研制的数字发射机是该系统中重要的地面传输设备，当时全国多个省市地震局的数据传输系统中也使用了这台数字发射机。
1991年研制出“运动目标模拟系统”，荣获国防科委“863计划先进工作者”称号，1991年被机械电子工业部评为有突出贡献专家，1992年享受国务院政府津贴。
▲吴成科荣获“1991年度机械电子工业部有突出贡献专家”称号
▲1992年吴成科享受国务院政府津贴
据统计，自1989年以来，在他负责并完成的科研项目中，有10项成果获得省部级一、二等奖。他负责完成的“深空通信压缩传输技术及应用”成果，于2012年荣获国家科技进步二等奖。自2004年以来，他负责承担并完成了我国月球探测和载人航天工程中的一系列图像压缩技术项目。研究成果不仅应用于“嫦娥”（从嫦娥一号到嫦娥五号）、“天宫”（从神舟七号伴星到天宫二号）、“天绘”和“高分”卫星等一系列遥感卫星，还应用于我国2020年首次发射的“天问”火星探测器。
04
培育卫星图像压缩技术
回顾吴成科教授一生的科学研究，图像压缩技术及其软硬件系统是取得最多、最重要的应用。
图像压缩是图像信息处理领域中一个非常重要的研究方向。20世纪90年代初，美国DARPA（国防高级研究计划局）公布了新的十大技术预研领域，图像压缩技术位列其中。1995年，国家“九五”（1996-2000年）开始实施。当时，我国的卫星图像压缩技术还比较落后，与国际先进水平差距较大，提高我国图像压缩技术水平刻不容缓。从1995年开始，图像科学研究所吴成科及其研究生承担了国防电子预研基金“高效压缩技术研究”项目，“九五”和“十五”研究成果均获得“优秀”评价结论，设计并实现了一套新的图像压缩硬件系统。 1998年，在航天部504所负责卫星图像压缩的陈宏、张有锋来到图像科学研究所实验室观看系统演示后，立即说：“你们现在做的这个压缩系统非常好！”他们认为这个系统不仅创新性强、性能好，而且非常可靠。504所是我国著名的卫星图像传输研究机构。他们的肯定对这一领域的研究工作起到了重要的推动作用。2000年，图像所与504所合作研究，实现了我国第一个压缩比达到8倍的高效卫星图像压缩系统，并在我国卫星上得到广泛应用。2011年，航天领域著名专家叶培建院士对其大加赞赏并撰文：目前在轨的21套卫星图像压缩系统中，95%都采用了西电和504所的研究成果。
2004年，我国的月球探测工程正式开始，当时图像科学技术研究所也正式签约承担“嫦娥一号图像压缩系统”的研制。
2007年10月24日，嫦娥一号卫星发射升空，图像研究所研制的干涉多光谱图像压缩系统工作正常，研究成果《光谱图像压缩技术及其在嫦娥一号中的应用》荣获2009年度陕西省科学技术奖二等奖。
▲“光谱图像压缩技术及其在嫦娥一号上的应用”荣获2009年度陕西省科学技术奖二等奖
2008年，地面应用系统总设计师李春来来到图像科学研究所调研，用他们带来的各类图像数据对图像科学研究所研制的图像压缩方法进行了现场评估。总设计师李春来说：“我们对比了国内几个在这个领域做得好的单位，你们是最棒的。”于是，嫦娥二号的图像压缩任务又落到了图像科学研究所身上。与嫦娥一号相比，这次的目标是获得10米分辨率的满月图像和当地彩虹湾月面区域1.5米的高分辨率图像。
2010年10月1日，嫦娥二号成功发射。吴成科和李云松23日晚10点左右到达国家天文台地面应用系统运控中心，等待第一张月影出现。当连续的月影清晰地出现在大屏幕上时，整个运控中心顿时兴奋不已。
▲嫦娥二号发射成功庆典（左一：李云松、左三：欧阳自远、左五：尹和钧、左六：吴伟仁、左七：吴成科、左八：孙惠贤）
探月工程首席科学家欧阳自远院士对西电的图像压缩质量赞不绝口：“西电的图像压缩质量非常好！”随后，他和总设计师吴伟仁、副总指挥尹和俊、副总设计师孙会贤等领导邀请西电科研人员在现场合影留念，共享成功喜悦。当晚，吴成科和李云松在天文台招待所里激动得一夜没睡。窗外传来细雨淅淅沥沥的声音，两人在里面不停地聊天。
由于深空通信图像压缩技术及其在航天领域的应用，特别是对嫦娥二号获取优于10米分辨率的满月图像所作出的贡献，“深空通信压缩与传输技术及应用”成果荣获2012年度国家科技进步二等奖。
▲2013年“深空通信压缩传输技术及应用”团队出席人民大会堂国家科学技术奖励大会
嫦娥三号卫星于2013年12月2日发射，12月14日在月球彩虹湾着陆，实现了该项目标志性任务——巡视器（月球车）与着陆器互拍。我国探月工程总设计师孙惠贤评价西电创新的静动图像一体化压缩系统：“发挥了重要作用，做出了重要贡献。”
05
航天级图像压缩芯片研发
我国卫星图像压缩系统所用的航天级FPGA芯片，曾受到国外禁运和“瓶颈”的严重威胁。航天级芯片与商用和工业级芯片不同，要求具有抗辐射性能。2001年，他和研究生们“被迫”开始研究用于图像压缩的ASIC芯片。
2003年，国家“863”计划微电子专家组批准了西安电子科技大学图像科学研究所的图像压缩芯片研究项目，该项目由李云松牵头，当时还是博士生的刘凯为项目主要成员，吴成科为总体技术负责人。
此后，他们继续深入开展芯片设计与研发，经过十年的努力，于2010年完成了组装用新型压缩芯片的研制任务，生产出国内第一颗基于JPEG2000的图像压缩专用集成电路“亚信一号”。
在“亚信一号”研制成功的基础上，2011年6月，图像研究所承担了满足我国“高分”卫星需求的“高速图像压缩芯片技术”重大专项研制任务。2015年，研制出符合航天要求的芯片，通过了国家重大专项专家组的验收，芯片名称改为“亚信—天图”，应用于我国高精度遥感卫星图像传输系统。从2000年到2015年，漫长的十五年，终于看到我国自主研发的图像压缩芯片产品批量应用于我国高分辨率遥感卫星。2018年7月31日，“亚信—天图”芯片随我国“高分十一号”卫星发射升空，发回了亚米级高清遥感图像。 该芯片性能超越目前使用的国外同类芯片，结束了数十年购买和使用国外芯片的历史。“亚芯—天图”航天级压缩芯片荣获2020年度教育部技术发明奖一等奖。
▲亚芯-天图芯片
▲吴成科国家级奖励及省部级一、二等奖证书
2019年，新中国走过了70个春秋，81岁的吴成科被中共中央、国务院、中央军委授予“中华人民共和国成立70周年纪念勋章”。
“争创一流，开拓创新”，梧桐树默然不语。在西安电子科技大学校园林荫大道上，伴随着茂密的梧桐树迎风摇曳发出的沙沙声，吴成科教授的师生们纷纷赞叹着老师的言行和精神……
▲2019年吴成科教授荣获“中华人民共和国成立70周年纪念奖章”
▲2019年吴成科教授在图像传输与处理研究所实验室与学生合影
关于吴成科
吴成科，男，1938年8月生于安徽省黄山市。1962年毕业于中国人民解放军军事电讯工程学院（现西安电子科技大学）并留校任教。1980年至1982年在美国宾夕法尼亚大学做访问学者。1991年任西安电子科技大学教授。1991年被评为电子部有突出贡献专家。1992年享受国家政府特殊津贴。1993年被国务院学位委员会评为博士生导师。曾任学校学术委员会委员、学位委员会委员，国家自然科学基金委员会信息科学部第九、第十届专家评审组成员。 1990年至2002年，先后被法国南锡大学、格勒诺布尔大学、日本筑波大学、香港中文大学聘为客座教授。
主持完成国家自然科学基金重点项目1项、面上项目8项，主持完成我国月球探测工程、载人航天工程中的图像压缩技术项目，研究成果成功应用于“嫦娥”、“天宫”、“天绘”、“高分”、“天问”火星探测器等一系列卫星，1991年被国防科工委评为“863计划先进工作者”。
曾获省部级科技进步一、二等奖10项，负责完成的“深空通信压缩传输技术及应用”项目荣获2012年国家科技进步二等奖。2019年，他被中共中央、国务院、中央军委授予“中华人民共和国成立70周年纪念奖章”。
来源/西电记忆
编辑/王冠宇
