基于机群计算的星载SAR回波并行仿真研究

在星载合成孔径雷达（SAR）回波仿真时域算法和基于FFT的频域模拟算法的基础上,对星载SAR回波仿真的并行化算法进行了研究。基于通用计算机平台构成机群,采用SOCKET通信机制进行消息传递及数据传送,实现了回波仿真的并行化处理。通过对并行算法加速性能的分析,证明了该算法能有效地加速回波仿真的进程。利用Chirp Scaling（CS）算法对仿真数据进行成像,验证了该算法的有效性。     

基于SAR成像算法的高性能信号处理模块

针对SAR成像算法高速实时处理、宽幅海量存储的特点,设计并实现一种基于多PowerPC处理器的高性能并行信号处理模块.该处理模块利用多种高速串行总线构成不同层次的互联网络以适应不同类型的数据流传输,结合具有混合并行结构的底层处理节点以完成SAR成像算法在该处理模块上的映射.应用结果表明,基于该处理模块构建的信号处理系统...     

SGI系统上星载SAR并行成像算法

对星载合成孔径雷达(SAR)并行处理算法在分布式共享存储器(DSM)HPC平台下的实现作了深入研究，对比了用消息传递和OpenMP两种并行编程模型实现的并行方案，在此基础上提出了基于进程的共享变量并行模型。这种模型克服了前两种模型的缺点，经过实验测试和实际SAR成像应用，证明是一种高效、稳定的并行方案。     

基于FPGA的反投影算法并行化实现

反投影算法是一种基于时域处理的雷达成像算法。针对该算法运算效率低、处理速度慢的问题,通过分析反投影算法的原理及其运算过程,提出一种算法并行化加速方法,即基于现场可编程门阵列,将算法中的反投影运算单元设计成专用的反投影运算硬件加速模块,并通过模块内的流水线处理及多个模块间的并行计算提高该算法的运算效率。运用该方法对2 048×4 096大小的目标网格点进行反投影成像,成像时间为139 s,平均单点成像时间是基于GPU加速方法的3倍,并且成像结果和计算机成像结果误差极小。实验结果表明,该并行化方法可有效提高反投影算法的运算效率。     

步进线性调频脉冲串SAR实时成像算法在多DSP平台上实现的研究

SAR的步进线性调频脉冲串（LMF Burst）工作模式是一种通过多子脉冲合成提高距离向分辨率的新的SAR成像模式，其算法流程中包含较多的FFT／IFFT处理，算法的结构性变差，不利于实时处理．本文通过分析步进线性调频脉冲串算法本身的特点，提出了一种显著减少FFT／IFFT处理次数的优化方法；并结合使用的存储器芯片性能，提出了一种提高系统访存效率的存储结构优化方法；最后在一种多DSP处理平台上做了并行流程的设计与实现．     

基于CUDA的SAR成像CS算法研究

针对通用计算平台下SAR成像算法效率低下的问题,提出了一种基于CUDA的SAR成像算法并行化实现方法。在分析CUDA工作原理及CS算法并行性特征的基础上,详细描述了算法每个步骤的CUDA实现。实验结果表明了该算法的高效性,优化后的CS算法提速比达到了10～20倍。     

机载SAR实时成像系统自聚焦方法研究

发展我国自主产权的机载SAR（合成孔径雷达）实时成像系统，对于军事国防、资源探测、灾害预报等领域均具有重要的意义，在SAR成像算法中，自聚焦的好坏是影响图像分辨率的关键因素，但是因为自聚焦算法的复杂性，国内目前尚未有效地解决它在实时环境中的实现问题，从而使得实时成像的质量比较差，提出了一种利用GPS（全球定位系统）数据改善机载SAR实时成像系统自聚焦性能的实现方法，并在自主研制的机载SAR实时成像系统上实现，使该系统的成像分辨率得到明显改善。     

地球同步轨道SAR快速BP成像算法

地球同步轨道合成孔径雷达（Geosynchronous Synthetic Aperture Radar，GEO SAR）轨道高，合成孔径长，采用局部近似处理的后向投影算法（Local Back Projection，LBP）不再适用。结合传统LBP算法原理，构建了基于LBP的GEO SAR相位误差模型，提出了适用于GEO SAR的LBP成像处理方法。仿真结果表明改进后的LBP算法在保证成像质量与传统BP算法基本相近的同时，将计算效率提升了75倍。     

基于多尺度随机模型的SAR图像无监督分割

合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）是一种基于相干原理的成像系统,在SAR图像中存在严重影响图像质量的斑点噪声,使得SAR图像的可靠分割非常困难。〖BP）〗根据SAR图像的成像机理,利用两种多尺度随机模型,即多尺度自回归（Multiscale Autoregressive,MAR）模型和多尺度自回归滑动平均（Multiscale Aautoregressive Moving Average, MARMA）模型,分别来描述同一场景不同分辨率SAR图像像素间的统计相关性,并构造了相应的多分辨混合算法实现SAR图像的无监督分割。试验结果表明,提出的两种无监督分割方法是可行的,且MARMA模型比MAR模型能够更精确地捕捉SAR图像多尺度序列中不同类型地形的统计信息,使分割质量具有明显的改进。     

基于多核DSP互联架构的SAR处理研究与设计

提出了一种基于多核DSP互联架构的SAR成像处理方案。首先,介绍了一种基于方位子块插值的PFA实时成像算法。其次,研究了TI多核DSP TMS320C6678的处理性能,介绍了一种典型的RapidIO互联架构,并进一步提出基于该架构的SAR成像处理方案。最后,通过给出SAR成像结果并对比传统解决方案,证明了该处理方案的有效性和先进性。     

基于GPU并行处理的SAR回波仿真器设计方法

针对合成孔径雷达(SAR)设计了一种基于GPU的回波仿真器,使用并行计算的方法提高SAR回波模拟的效率。仿真数字回波信号通过数/模转换,转换为射频信号输出给SAR系统。使用了BP成像算法对仿真器模拟得到的点目标及分布式目标回波数据进行成像处理,验证了提出的SAR回波仿真器的有效性。实验分析表明,使用GPU并行处理的方法提高了SAR回波仿真的效率。     

网格环境下基于流水线的多重相似查询优化

提出一种网格环境下基于流水线技术的分布式多重相似查询的优化算法(pipeline-based distributed similarity query processing,简称pGMSQ).首先,当用户提交若干个查询请求时,采用基于代价的动态层次聚类策略(dynamic query clustering,简称DQC)对其进行合并.然后在数据结点层,采用索引支持的向量集缩减方法快速过滤无关向量.最后,在执行结点层对候选向量执行求精操作返回结果向量.由于本查询采用了流水线技术,实验结果表明,该方法在提高查询性能的同时也提高了系统的吞吐量.     

SAR图像处理的最新研究与应用

系统地阐述了SAR图像的特点、研究难点、处理过程、国内外最新研究方法及应用。结合国内外SAR图像最新研究动态对SAR图像消噪、纹理分割、线性特征的提取、多目标的识别、分数维方法的应用等几个热点问题作了论述。具体地论述了利用SAR图像进行目标探测与识别、目标变化评估;在民用上利用SAR图像进行矿藏资源的探测、洪涝灾害的趋势分析,并介绍了SAR信号处理算法在医学等领域取得的显著成绩。     

基于ADSP21060的并行信号处理系统设计

实时识别目标在现代高科技战争中具有重要军事意义。设计了一个由5片ADSP21060组成的并行处理系统。该系统采用基于环网的数据块处理策略,主DSP将数据分割为长度相等的块,并分配给各从DSP进行处理。以FIR滤波器并行算法为例,验证了本设计在运算速度方面显著优于单DSP系统。该设计可应用到对实时性能要求苛刻的军事领域。     

GPU支持的SAR影像几何校正大规模并行处理

目的几何校正(又称地理编码)是合成孔径雷达(SAR)影像处理流程中重要的一个步骤,具有一定的计算复杂度,需要用到几何定位模型。本文针对星载SAR影像,采用有理多项式系数(RPC)定位模型,提出了图形处理器(GPU)支持的几何校正大规模并行处理方法。方法该方法充分利用GPU计算资源强大及几何校正过程中每个像素处理步骤一致的特点,每次导入大量像素至GPU,为每个像素分配一个线程,每个线程执行有理函数计算、投影变换、插值采样等计算复杂度高的步骤,通过优化配置dim Grid和dim Block参数,提升GPU的并行性能。该方法通过分块处理实现SAR影像大幅面处理,且可适用于多个不同分块大小。结果实验结果显示其计算加速比为38 44,为全面客观地分析GPU并行处理的特点,还计算了整体加速比,通过多个实验分析影响整体加速性能的因素,提出大块读写提高I/O性能的优化方法。结论该方法形式简洁,通用性好,可适用于几乎所有的星载SAR影像、不同的影像幅面;且加速性能明显。     

基于TMS320C6701的机载SAR方位向处理的实时实现

机载合成孔径雷达可以在载机飞行的同时获得高分辨率合成孔径雷达图像。由于合成孔径雷达成像具有很多原理性优点,它在军事和民用领域都取得了广泛的应用。方位处理是合成孔径雷达成像算法中重要的一步,由于算法本身的复杂性和雷达数据的高速率,方位向处理的实时实现具有很大的挑战性。介绍了自主研发的、采用TI C67 DSP作为核心处理芯片实现方位向处理的高速信号处理系统。通过优化的结构设计和软件流程,有效保证了硬件资源的利用效率,成功实现了设计目标。     

Ground moving target detection and location based on SAR images for distributed spaceborne SAR

In recent years, a new concept of spaceborne SAR implementation has been propos- ed[1,2], i.e., the distributed (constellation) spaceborne SAR implementation in which sev-eral formation-flying small satellites (or micro-satellites) cooperates to perform multiple missions. The coherent combination of ground echoes acquired by all small satellites can significantly improve the performance of ground moving target indication (GMTI), SAR mapping, interferometric SAR (InSAR), etc. Since the …     

基于噪声可见性函数的SAR图像增强快速算法

针对SAR成像中图像模糊并伴有噪声的问题,结合噪声可见性函数,提出了一种SAR图像增强快速算法。该算法在图像分层的基础上,结合人眼视觉特性,引入噪声可见性函数,实现细节层图像的增益控制。根据GPU架构和存储结构特点,并行计算各个像素在基本层和细节层上的处理过程,完成该算法的并行优化设计与实现。实验结果表明,该算法能够有效提高图像质量,增强图像细节;同时,能够充分利用GPU的并行计算能力,有效提高SAR图像增强的实时性。     

相位梯度自聚焦算法在条带模式SAR中的应用

相位梯度自聚焦(PGA)算法是一种稳健的高分辨SAR相位校正方法，在SAR领域得到广泛应用。但PGA是对聚束模式成像提出的，不能直接用于条带模式。本文利用两种模式之间的内在联系，将条带模式SAR数据分块处理，等效成聚束模式数据。然后，用聚束照射SAR成保算法实现成像，此时就可以利用PGA完成各决于图像的自聚焦过程，最后将各于固体适当拼揍，从而实现条带模式SAR的PGA处理，外场数据的处理证实了本文方法的可行性，同时，分块处理条带SAR数据实现了聚束照射SAR与条带模式SAR成像算法上的统一。