光谱学与光谱分析
光譜學與光譜分析
광보학여광보분석
SPECTROSCOPY AND SPECTRAL ANALYSIS
2014年
2期
498-504
,共7页
杨雪%李学友%李家国%马骏%张力%杨健%杜全叶
楊雪%李學友%李傢國%馬駿%張力%楊健%杜全葉
양설%리학우%리가국%마준%장력%양건%두전협
GPU%HRFFT%快速傅里叶变换%遥感影像
GPU%HRFFT%快速傅裏葉變換%遙感影像
GPU%HRFFT%쾌속부리협변환%요감영상
GPU%HRFFT%FFT%Remote sensing image
快速傅里叶变换(FFT )是遥感影像处理的基础方法,随着高光谱、高空间和高时间分辨率遥感影像获取能力的提升,如何利用快速傅里叶变换技术快速有效地处理巨幅遥感影像是当前遥感影像处理技术中的重要环节和研究热点。傅里叶变换算法FFT是基本的图像处理算法之一,该算法可进行遥感影像的条带噪声去除、影像压缩和影像配准处理等多种用途。CUFFT函数库是NVIDIA 公司提供的基于GPU 的FFT算法库,FFTW是由MIT科学实验室计算机组在PC平台上开发的基于CPU 的FFT 算法,是目前在基于CPU的运行速度最快的FFT算法函数库,这两种实现共有的问题是当可用内存或显存的容量小于图像容量时,就会出现内存或显存溢出。针对这种问题,提出了一种基于GPU 和分块技术的巨幅遥感影像快速傅里叶变换(huge remote fast Fourier transform ,HRFFT )算法。通过对CUDA的CUFFT函数库中的FFT算法进行改进,解决了巨幅图像内存或显存溢出的问题,并结合 HJ-1A卫星的CCD影像,通过实验与其他算法进行了对比,证明了该方法的合理性。在实际应用中,利用本文提出的 HRFFT算法,改善了影像处理的效果,提高了遥感影像的质量,同时加快了影像处理的速度,节省了计算时间,取得了较好的效果。
快速傅裏葉變換(FFT )是遙感影像處理的基礎方法,隨著高光譜、高空間和高時間分辨率遙感影像穫取能力的提升,如何利用快速傅裏葉變換技術快速有效地處理巨幅遙感影像是噹前遙感影像處理技術中的重要環節和研究熱點。傅裏葉變換算法FFT是基本的圖像處理算法之一,該算法可進行遙感影像的條帶譟聲去除、影像壓縮和影像配準處理等多種用途。CUFFT函數庫是NVIDIA 公司提供的基于GPU 的FFT算法庫,FFTW是由MIT科學實驗室計算機組在PC平檯上開髮的基于CPU 的FFT 算法,是目前在基于CPU的運行速度最快的FFT算法函數庫,這兩種實現共有的問題是噹可用內存或顯存的容量小于圖像容量時,就會齣現內存或顯存溢齣。針對這種問題,提齣瞭一種基于GPU 和分塊技術的巨幅遙感影像快速傅裏葉變換(huge remote fast Fourier transform ,HRFFT )算法。通過對CUDA的CUFFT函數庫中的FFT算法進行改進,解決瞭巨幅圖像內存或顯存溢齣的問題,併結閤 HJ-1A衛星的CCD影像,通過實驗與其他算法進行瞭對比,證明瞭該方法的閤理性。在實際應用中,利用本文提齣的 HRFFT算法,改善瞭影像處理的效果,提高瞭遙感影像的質量,同時加快瞭影像處理的速度,節省瞭計算時間,取得瞭較好的效果。
쾌속부리협변환(FFT )시요감영상처리적기출방법,수착고광보、고공간화고시간분변솔요감영상획취능력적제승,여하이용쾌속부리협변환기술쾌속유효지처리거폭요감영상시당전요감영상처리기술중적중요배절화연구열점。부리협변환산법FFT시기본적도상처리산법지일,해산법가진행요감영상적조대조성거제、영상압축화영상배준처리등다충용도。CUFFT함수고시NVIDIA 공사제공적기우GPU 적FFT산법고,FFTW시유MIT과학실험실계산궤조재PC평태상개발적기우CPU 적FFT 산법,시목전재기우CPU적운행속도최쾌적FFT산법함수고,저량충실현공유적문제시당가용내존혹현존적용량소우도상용량시,취회출현내존혹현존일출。침대저충문제,제출료일충기우GPU 화분괴기술적거폭요감영상쾌속부리협변환(huge remote fast Fourier transform ,HRFFT )산법。통과대CUDA적CUFFT함수고중적FFT산법진행개진,해결료거폭도상내존혹현존일출적문제,병결합 HJ-1A위성적CCD영상,통과실험여기타산법진행료대비,증명료해방법적합이성。재실제응용중,이용본문제출적 HRFFT산법,개선료영상처리적효과,제고료요감영상적질량,동시가쾌료영상처리적속도,절성료계산시간,취득료교호적효과。
Fast Fourier transforms (FFT ) is a basic approach to remote sensing image processing .With the improvement of capacity of remote sensing image capture with the features of hyperspectrum ,high spatial res-olution and high temporal resolution ,how to use FFT technology to efficiently process huge remote sensing image becomes the critical step and research hot spot of current image processing technology .FFT algorithm , one of the basic algorithms of image processing ,can be used for stripe noise removal ,image compression ,im-age registration ,etc .in processing remote sensing image .CUFFT function library is the FFT algorithm li-brary based on CPU and FFTW .FFTW is a FFT algorithm developed based on CPU in PC platform ,and is currently the fastest CPU based FFT algorithm function library .However there is a common problem that once the available memory or memory is less than the capacity of image ,there will be out of memory or memo-ry overflow when using the above two methods to realize image FFT arithmetic .To address this problem ,a CPU and partitioning technology based Huge Remote Fast Fourier Transform (HRFFT)algorithm is proposed in this paper .By improving the FFT algorithm in CUFFT function library ,the problem of out of memory and memory overflow is solved .Moreover ,this method is proved rational by experiment combined with the CCD image of HJ-1A satellite .When applied to practical image processing ,it improves effect of the image process-ing ,speeds up the processing ,which saves the time of computation and achieves sound result .