SAR成像并行仿真的访存局部性优化技术

合成孔径雷达SAR(Synthetic Aperture Radar)成像仿真对处理速度和存储空间都有很高的要求,因此基于并行计算平台的局部性优化技术成为了降低访存开销、提高SAR成像速度的关键技术之一。以典型SAR成像仿真程序——R-D程序为代表,研究SAR成像并行仿真中的访存局部性优化技术,重点根据循环变换和数据布局变换的局部性优化理论,提出对大规模SAR回波数据进行转置和分块的局部性优化技术。实验结果证明,经过访存局部性优化的SAR成像程序能够获得显著的性能提升。     

SAR成像并行仿真中的通信延迟避免技术

对于分布存储的并行计算机系统,通信开销是并行仿真程序性能提升的首要优化因素。为减小结点间的绝对通信延迟,以典型合成孔径雷达(SAR)成像仿真程序——R-D程序为代表,研究SAR成像并行仿真中的通信延迟避免技术,包括减少通信次数、减小通信粒度、选择合适的通信块大小和采用高效的通信函数库4种方法。实验结果证明,经过通信延迟避免优化的SAR成像程序具有较高的网络带宽利用率,能获得明显的性能提升。     

无数据转置的并行SAR成像的研究和实现

目前比较成熟的SAR成像算法，无论是RD算法还是CS算法都需要有数据矩阵转置的操作，即完成数据从距离向到方位向的重新排序，实现矩阵转置不仅需要有海量的存储空间，而且存储器I／O性能限制也使得完成转置操作需要耗费大量时间，基于DSP系统，分别从算法和数据流的角度阐述两个免除数据转置的方法，并给出它们在DSP系统上的高效的并行实现，实验表明这两个方法是可行且有效的，加快了SAR的成像处理。     

磁共振并行成像技术综述

介绍了常用的磁共振成像加速方法,其中并行成像尤为重要,因为它可以和其他加速方法互补;还介绍了5种常见的并行成像方法:利用局部灵敏度的部分并行成像、灵敏度编码、空间谐波同时获取、泛化自校正部分并行获取、与基于阵列线圈灵敏度的并行编码与复原.最后,讨论了这5种方法的互相联系,以及在工业上的应用,并展望了动态成像和非笛卡尔坐...     

基于OpenMP的SAR距离多普勒成像算法的研究与实现

阐述OpenMP的特点与使用方法,分析合成孔径雷达距离多普勒成像算法,得到该算法中适合利用OpenMP并行处理的部分:傅里叶变换和逆傅里叶变换,并将OpenMP应用到傅里叶变换和逆傅里叶变换中。将原雷达距离多普勒成像算法,设计成可并行化执行的程序。采用pragma omp for和pragma omp section两种并行设计方法,通过创建多个线程,缩短程序执行时间。实验证明,采用双核处理器并行化的雷达成像算法,图像生成时间缩短到原来时间的67%左右,可有效地提高处理效率,充分挖掘处理器的处理能力。     

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。     

基于流水线的合成孔径雷达并行成像算法及实现

根据对距离多普勒（Range Doppler）成像算法的特点进行研究,提出了一种基于流水线的合成孔径雷达（SAR）并行成像算法。这种算法基于C/MPI编写并成功地在32节点的IBM PC集群实现。通过与已建立的通用的并行成像算法进行比较分析,得出基于流水线的并行算法是一种更适合SAR并行成像的一种算法,能够提供更高的并行效率。     

并行算法的任务粒度与映射方法的分析

文章论述和分析了任务粒度、并行度和并行通信方式三者之间的关系,以及DAG任务图中的任务映射方法。任务粒度的增加会减少通信,降低并行度,但在采用不同的通信方式时,反而会增加通信开销。在任务图确定的情况下,盲目地增加处理机数目并不能提高任务的并行度,该文提出了一种映射方法以最大限度地利用好处理机资源。     

面向MPP Fortran的程序自动并行化

ＭＰＰ Ｆｏｒｔｒａｎ是Ｃｒａｙ公司为分布存储、全局编址的Ｃｒａｙ Ｔ３Ｄ ＭＰＰ系统推出的一种数据并行语言。本文首先介绍了ＭＰＰ Ｆｏｒｔｒａｎ的主要特点，然后以该语言为例，对面向ＭＰＰ系统程序自动并行化的基本内容以及关键技术进行了分析和探讨。     

基于负载平衡的并行JOIN关系划分粒度研究

Based on the analysis of the task sizes and the load, this paper discussps the granularity ofrelation spliting in the spliting phase taking acount of task load being less than average load,andprobes into the relationship between the granularity and load balancing. The minimum number ofbuckets is determined on the basis of relation spliting granularity,and the maximum number ofproduct tuples of each node is induced under the prerequisite for ensuring load balance in paralleljoin.     

调频率正负交替变化的SAR成像及抗欺骗干扰方法

为了提高合成孔径雷达(SAR)抗数字储频式欺骗干扰的性能,提出一种正负交替改变SAR调频率的方法,通过发射按正负交替序列规律改变SAR调频率的信号,使干扰信号在调频率上和原信号产生差异,经过匹配滤波后可以滤除干扰信号,进而抑制欺骗式干扰。仿真了在正负交替改变调频率情况下的成像及对抗欺骗式干扰的效果,仿真结果验证了这种方法的有效性。     

基于商空间粒度的极化SAR图像分类

当前极化合成孔径雷达(SAR)图像的分类研究中,极化信息的不完全利用是影响极化SAR图像分类效果的重要原因之一。故将商空间粒度合成理论引入到极化SAR图像分类中,通过建立不同的支持向量机(SVM)分类器构建不同的商空间,从多个粒度层面实现对极化信息的综合利用。首先通过不同的极化分解方法得到不同的极化特征,分别对其建立不同的支持向量机分类器进行分类;再根据粒度合成理论对这些商空间进行融合,得到更细粒度上的改进的分类结果。最后,利用AIRSAR图像进行实验比较,算法改进后的结果在地物误分上有明显的抑制,各类别分类正确率都有所提高。     

基于TS201的SAR方位向预处理器的优化设计

为满足高分辨率、多模式合成孔径雷达(SAR)系统的方位向预处理需要,利用AD公司的高速DSP芯片ADSP-TS201来实现预处理功能,提高了距离向处理点数、FIR滤波器阶数和运算精度。预处理参数可以根据不同的需要实时改变。该文介绍了预处理器的原理,针对TS201的内部结构和指令特点对软件代码进行优化。实测表明,该预处理器在采用64阶FIR预滤波器、降4倍采样、输入距离线为16 384点时,PRF超过1 800 Hz。     

自适应边缘保护的SAR图像降斑算法

针对以往SAR图像相干斑抑制算法中存在的难以兼顾均匀区域平滑和边缘细节保护的不足,提出一种自适应边缘保护的SAR图像降斑算法。采用方差系数、均值比值和空间相关性等信息作为滤波器权重分配因子。实验结果表明,综合运用以上3种图像的局部邻域信息,该算法在均匀区域平滑和边缘保护两方面都有较好的效果。     

自适应边缘保护的SAR图像降斑算法

针对以往SAR图像相干斑抑制算法中存在的难以兼顾均匀区域平滑和边缘细节保护的不足,提出一种自适应边缘保护的SAR图像降斑算法。采用方差系数、均值比值和空间相关性等信息作为滤波器权重分配因子。实验结果表明,综合运用以上3种图像的局部邻域信息,该算法在均匀区域平滑和边缘保护两方面都有较好的效果。     

基于多尺度谱特征的SAR图像分割

该文结合多尺度技术与谱分析方法,提出了基于多尺度谱特征的图像分割方法,并将之用于SAR图像分割。该方法在多尺度框架内,提取每个像素在不同尺度下的局部谱特征(AR模型参数),并组合各尺度的谱特征为一多尺度谱特征向量,作为该像素的分类特征,利用一基于二元假设检验的分类器对该像素分类。与单一尺度的谱特征分割方法相比,多尺度谱特征分割保留了算法简单的优点的同时,在小窗口情况下,仍能给出较平滑的分割结果,从而减小了计算复杂度。     

SAR图像船只分类识别研究进展

随着新一代SAR传感器的出现及应用,利用真实高分辨率、多极化SAR图像进行船只分类识别成为海上交通、渔业监测及国防应用的热点问题。首先回顾了SAR图像船只分类识别技术的发展。以近20 a国内外研究的重要成果为基础,对几何结构特征、散射特征和极化特征等船只分类特征进行了总结和比较,分析了其优缺点;总结了各种SAR图像船只分类识别算法的技术特点,并分析了各方法的适用性。最后对SAR图像船只分类识别技术的应用前景和发展趋势进行了阐述。     

高分辨率SAR图像高速公路提取算法

给出了一种新的高分辨率合成孔径雷达(SAR)图像高速公路提取算法。首先对SAR图像进行FROST滤波,抑制斑点噪声,再使用OSTU算法对SAR图像进行二值化,然后使用腐蚀-膨胀算法与HOUGH变换对二值化后的SAR图像进行处理,提取出高速公路中的隔离带,再利用圆形模板匹配方法提取高速公路中单行道的道路中心线,最后基于单行道的宽度提取出整个高速公路。实验结果表明,该方法可以消除噪声与干扰的影响,完整地提取出高速公路。     

SAR图像中的黄河主溜线提取

黄河主溜线的提取可为防洪堤的设计、管理以及防灾决策等提供科学可靠的依据,对黄河的生态环境建设、治理和堤岸的稳固也都具有十分重要的意义。这里利用SAR全天候、全天时成像的优势,依据主溜区与非主溜区波浪差异的物理特性,基于现代谱估计方法提出了一种黄河主溜线的提取方法。通过实际SAR数据实验,验证了算法的有效性。