基于OpenCL的遥感影像算法设计研究.pdf

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1、·236·价值工程基于OpenCL的遥感影像算法设计研究TheResearchofAlgorithmDesignforRemoteSensingImageBasedonOpenCL孙波翔①SUNBo—xiang；：~4x清①zuoXiao—qing；李纯②LIChun(①昆明理工大学，昆明650093；②云南省测绘地理信息局基础地理信息中心，昆明650028)((~)KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650093，China；@GeomaticsCentero

2、fYunnan，YunnanAdministrationofSurveying，MappingandGeoinformation，Kunming650028，China)摘要：介绍以OpenCL为基础，探讨以GPU对遥感影像进行处理的方法。首先介绍利用OpenCL进行GPU运算的一般性概念，对比GPU运算给遥感影像处理算法带来的影响；其次以实际的遥感影像为例，探讨在使用GPU处理遥感影像时，如何应对前一步所述的影响；接着根据实验结果给出在遥感影像算法中使用OpenCL利用GPU进行运算的总结性经验。最后，对比分别采用G

3、PU和CPU的算法，总结出GPU算法在遥感影像处理方面的方法。Abstract：Thispaperintroducesawaytoprocessremotesenseimage(RS)basedonGPU．Firstly，itintroducesthecommonconceptofGPUcomputingbasedonOpenCL，findsouttheimpactofGPUonRSimageprocessalgorithms；Secondly，itusesarealRSimageasexperimentdata，fi

4、ndsouthowtoaccommodatethisimpactwhenusingGPU．Thiraly，accordingtheexperimentresuh，itgivestheexperiencesofRSimageprocessbasedonGPU．Attheend，itsummarizesthemethodofusingGPUtoprocessRSimage．关键词：OpenCL；GPU；遥感影像；算法设计Keywords：OpenCL；GPU；remotesensing；algorithmdesign中图分

5、类号：TP302文献标识码：A文章编号：1006—4311(2014)29—0236—021简介别。因此，两段代码中，实验影像的近红外波段和可见光的随着机载和星载设备的发展，遥感影像的分辨率和数红色波段都已经储存在red和infrared这两个数组中，并据量会逐步提高。随着这些需要处理的任务数量和复杂度且有一个数组ndvi用于存储计算结果，3个数组的长度均的增加，其对计算机的处理能力提出了更高的要求。向量为n。NDVICPU和GPU版的差别仅限于对这些数组的运架构的GPU比CPU更适合进行图像处理的任务。本文探算方式。

6、同时，测试计算机上使用核心显卡为屏幕提供显讨使用OpenCL作为工具对遥感影像进行处理。OpenCL是示工作，独立显卡只承担测试代码的运算任务，以消除无一个为异构平台编写程序的框架。利用OpenCL可以让关因素的影响。GPU来完成特定的运算任务。本文介绍并总结利用2．2CPU和GPU运算代码由于使用GPU运算会比CPU运算多出一些额外的初始化、数据传输、清理及还原OpenCL使用GPU进行遥感影像处理的一般性原理和操作。因此需要讨论在不同情况下这些操作对运算效率的方法。影响。两者差异可见表1。2OpenCL与遥感影像处

7、理首先介绍给出以OpenCL使用GPU进行数值运算的表1CPU与GPU运算流程上的差异一般性框架。接着以GPU计算NDVI，并于基于CPU的算CPU运算GPU运算GPU平台、设备、环境初始化代码法进行性能上的对比。将数据从内存传八显存中2．1OpenCL基本使用及与CPU计算的差别传统的遍历数据进行计算，结果直接保存对数墀执行向量计算，结果保存在在内存中。显存中CPU计算中，待处理的数据装载到内存中，然后由CPU进将数据从显存复制回内存中数据清理、数据“还原”工作行运算，运算结果也会返回到内存中。最后在内存中的数据就是

8、处理结果。而在GPU运算中，待处理的数据首先装表2是以昆明一玉溪附近30米分辨率的Landsat7载在内存中，接着需要将其打包装载到GPU的显存中，ETMSLC—of数据作为测试样例，对CPU和GPU的NDVIGPU只对显存中的数据进行处理。处理的结果也会存在计算程序进行测试的耗时结果。在表格中，由于GPU平台、设备、环境的初始化