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合成孔径雷达SAR具有全天时、全天候工作的能力,SAR图像被广泛的应用于国防安全与国民经济的众多领域。优秀的SAR图像处理算法无论是时间复杂度还是空间复杂度都越来越高,算法结构复杂、流程冗余复杂,导致很多优秀的算法仍处于算法仿真阶段无法真正的在工程实践中应用起来。并且随着越来越多高分辨率、超高分辨率的卫星升空,SAR图像数据量几何倍数的增加,等等各种因素,导致现有的SAR图像处理算法时间复杂度较大,运算时间长,无法满足大规模SAR图像实时性要求。 总之,目前优秀、成熟的SAR图像处理算法,具有优良的创新性、处理结果精确度越来越高,但是在时间复杂度高、对大规模SAR图像处理的实时性方面比较欠缺,只适合做后期的数据处理与分析,无法在前期做快速的分析与判断。因此采取并行处理的方式可以加快SAR图像的处理速度,SAR图像的DSP并行处理系统的设计与实现具有重要的现实意义。 本文在保证精确度的基础上,以提高SAR图像处理速度为目的,以多机多核并行性处理、大数据图像、实时性、降低算法时间复杂度为出发点,结合DSP的优势,设计了基于多DSP的SAR图像并行实时处理系统,并将SAR图像降斑去噪算法和多时相变化检测算法在该系统上设计实现,主要的研究工作有: (1)实现了基于多片DSP的并行实时SAR图像降斑去噪,该方法对基于图像块的统计相似性度量的SAR图像降斑算法框架进行了分析、修改,降低算法复杂度,在多DSP并行处理机上的实现及算法优化,根据ADSP-TS201的硬件资源,如内存分配、硬件运算指令集等优化在多DSP上的并行运算,使得大图像数据符合实时性特点,并且保持很高的精确度。 (2)在DSP处理机上实现多时相SAR图像变化检测及算法优化。在DSP处理机上实现常用的对数比、相似度等方法构造差异图,K-Means、FCM聚类算法进行SAR图像变化检测;分析、修改算法降低复杂度,然后进行算法优化合理分配DSP硬件资源、存储空间等,使用专用的硬件运算指令集和内建函数,在保证精确度的基础上大幅提高运算速度。 (3)构建了一套基于多DSP的SAR图像并行实时处理系统,能够实现多DSP并行运算、通信与同步。系统由多片DSP实现一个运算单元板卡,多个DSP运算单元板卡组成并行实时处理机,系统可以根据需求增减DSP并行实时处理机中的运算单元板卡。对DSP运算单元中的硬件资源进行合理的分配,诸如内存分配、超级哈佛架构总线、SIMD单指令多数据操作使运算模块并行、静态超标量指令级间并行、从硬件乘法器、硬件运算指令集等方面优化算法的处理速度和效率,可以最大化的优化各算法、加快运算速度。