【摘 要】
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目前,影像处理面临着高速化、复杂化、数据量大、信息量丰富的前所未有的挑战。这些挑战致使影像处理不能拘泥于传统的思维--串行。在计算速度、快速响应的实时要求或者不可替
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目前,影像处理面临着高速化、复杂化、数据量大、信息量丰富的前所未有的挑战。这些挑战致使影像处理不能拘泥于传统的思维--串行。在计算速度、快速响应的实时要求或者不可替代的特殊计算任务上,传统的影像处理的串行方式都无法满足人们的需求。特别是在实际应用中,许多领域尤其对影像处理速度的要求越来越高,应用的无限需求推动着计算机处理技术走上了多核、多机并行的道路,并行计算成为未来主流的计算模式。在这种背景下,并行计算与遥感影像处理的结合变得自然而迫切。
并行计算的研究领域涉及并行体系结构、并行编译软件、并行编程语言、并行算法等。并行算法的研究远远落后于其它方向的研究,它是一个值得研究的方向。因此,遥感影像处理算法的并行化研究意义重大。
本文在研究并行体系结构、问题分解方式、并行编程语言、并行程序设计方式和并行算法设计等并行化理论的基础上,分析了遥感影像处理的并行性,描述了遥感影像处理算法中的两类算法--几何校正和影像功率谱求解的算法原理,分析了它们的并行性,并说明了最常见的三种算法并行化策略。最后,分别采用OpenMP、MPI和OpenMP+MPI三种并行策略对功率谱算法实现了并行化和不断优化,使用HJ-1A卫星上搭载的4波段CCD传感器影像为测试数据,最终都获得了较好的效果,其中,OpenMP+MPI的并行策略最有效,对于单波段影像而言,OpenMP策略最有效。在上述研究基础上,进一步研究并实现几何校正算法OpenMP策略的并行化,并得出两个结论:印证了OpenMP策略处理单波段影像的有效性;并行性能随着线程数的增加而提高,直到线程数与机器核数相等。在文章结束处,进行了总结与展望。
本文的创新点有:对影像功率谱计算算法采取OpenMP、MPI和OpenMP+MPI三种并行策略实现了并行化;基于多核处理器的几何校正OpenMP并行化。
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