基于GPU的SAR成像层次化并行处理研究-论文.pdf

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1、Vo1．40．No．6火力与指挥控制第40卷第6期FireC0ntrol&CommandControl2015年6月Jun，2015文章编号：1002—0640(2015)06-0031-05基于GPU的SAR成像层次化并行处理研究李东生，何余洪，雍爱霞(电子工程学院，合肥230037)摘要：针对SAR成像处理具有的内在并行性，提出了一种基于GPU的SAR成像层次化并行处理方法。首先分析了SAR成像处理过程中信号的并行性，对任务进行了层次化分解与组合，设计了层次化并行的CS成像算法；然后通过CUDA编程将并行成像算法映射到CPU+GP

2、Us系统平台上，实现了层次化并行成像处理；为了检验并行处理效果，采用原始数据进行了SAR成像处理实验。实验结果表明，在几乎没有损失图像质量的情况下，层次化并行处理获得了较高的加速比。关键词：合成孔径雷达，图形处理器，统一计算设备架构，并行成像处理，调频变标算法中图分类号：P237文献标识码：AResearchonHierarchicalParallelProcessingofSARImagingBasedonGPULIDong-sheng，HEYu-hong，YONGAi—xia(ElectronicEngineeringInstit

3、ute，Hefei230037，China)Abstract：AhierarchicalparallelprocessingmethodisproposedaccordingtothehighlevelofparallelisminSARimaginginthispaper．First，theparallelismofSARimagingprocessisdeeplyanalyzed，andahierarchicalparallelSARimagingalgorithmofCSisdesignedthroughthehierarchi

4、caldecompositionandcombinationofprocessingtasks．ThenthealgorithmismappedtothehardwareplatformofCPU+GPUsandthehierarchicalparallelprocessingofSARimagingisimplementedbytheCUDAprogramming．Totesttheeffectofthehierarchicalparallelprocessing，experimentsofSARimagingarecarriedo

5、utatlast．Theresultsshowthattheyhavehighlevelsofspeedupbyusingthehierarchicalparallelprocessingandwithoutlosingthequalityofimage．Keywords：SAR，GPU，CUDA，parallelprocessingofSARimaging，algorithmofCS20世纪8O年代以后，研究人员开始利用并行0引言机、工作站网络、高性能计算机等计算设备对SAR合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar

6、，SAR)成像并行处理进行了研究。2001年和2003年，M．R是一种具有高分辨力的全天候成像雷达[。在地球Inggs和ThomasGerald分别实现了基于Beowulf集遥感、海洋研究、资源勘探、灾情预报和军事侦察等群的并行RD(RangeDopplerAlgorithm，距离多普勒领域具有重要作用。随着人们对SAR成像的实时算法)成像处理系统[引。该并行成像系统采用基于性、分辨率、带宽等提出的要求越来越高，SAR成像数据分发的单指令多数据(SIMD，SingleInstruction处理的数据量和运算量也越来越大、处理精度越来M

7、ultipleData)并行处理方法。国内的SAR成像并行越高，因此，并行处理技术依然是提高SAR成像处处理研究大都是基于集群计算，并行处理系统占用理速度的有效方法。空间大、加速比不高[6-93。多核并行计算技术的快速收稿日期：2014—05—09修回日期：2014—06—17基金项目：国家自然科学基金资助项目(61179036，61201379)作者简介：李东生(1963一)，男，安徽合肥人，教授，博士生导师。研究方向：多核芯片设计与高速信号处理。·31·李东生，等：基于GPU的SAR成像层次化并行处理研究(总第40--0971)S

8、ymposium．IGARSS’01．IEEE2001International，2001．对于8位灰度图，层次化并行处理相对串行处理的平均误差约O．4％，说明两种处理结果具有很高一致[4]GeraldT，Bennett