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SAR图像变化检测并行处理研究

作　者: 叶琛
导　师: 陈华杰
学　校: 杭州电子科技大学
专　业: 控制工程
关键词: SAR图像变化检测并行处理主成分分析多核
分类号: TN957.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 5次
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内容摘要

合成孔径雷达（SAR）具有全天时、全天候、覆盖面积大等优点，在军事和民用的许多领域都有着重要的应用。变化检测是SAR图像的一个重要研究方向，它对同一区域，不同时间所获取的两幅图像进行分析比较，获取其中的变化信息。在实际应用中，SAR图像的海量数据给计算带来了巨大的挑战，串行处理已经很难满足大规模SAR图像数据的快速解译与信息提取，发展并行处理技术是解决这一问题的有效途径。基于此，本文对SAR图像变化检测算法的并行化处理进行了研究，在多核处理器VPF2多机系统上设计并实现了典型算法的SAR图像变化检测并行处理。主要工作如下:1.对SAR图像变化检测的内容进行了研究，介绍了变化检测的相关概念，包括基本流程和经典算法以及存在的问题，重点介绍了一种基于主成分分析法（PCA）的变化检测算法。利用真实SAR图像与合成的仿真SAR图像在MATLAB上对几种常用的变化检测算法进行实验仿真，对实验数据进行分析，比较各算法的优劣。2.阐述了并行处理技术的基本理论、体系结构与设计流程。以基于主成分分析(PCA)的变化检测算法为例，利用VPF2多核并行处理平台丰富的硬件资源，结合变化检测算法的特点，采用数据并行模型在多核处理器上成功移植了变化检测算法。3.基于C/S模式在已经搭建好的软硬件平台上开发了一套SAR图像变化检测并行处理系统。由PC机做客户端运行用户界面，VPF2做服务器负责算法处理。通过对不同大小的SAR图像数据进行了变化检测并行计算实验，分析了并行计算的时间、加速比和并行效率等实验数据，对并行性能进行了比较和讨论。在文章的最后对整个研究工作进行了总结和展望，指出了一些存在的问题和不足，对进一步需要展开的工作提出了自己的看法。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
目录  7-9
第一章绪论  9-16
  1.1 研究背景和意义  9-10
  1.2 SAR图像变化检测研究现状  10-12
  1.3 SAR图像并行处理研究现状  12-14
  1.4 本文的内容和组织结构  14-16
第二章典型SAR图像变化检测算法实验及分析  16-32
  2.1 引言  16
  2.2 SAR图像变化检测的基本过程  16-17
  2.3 SAR图像变化检测的常用方法  17-21
    2.3.1 基于简单代数运算的变化检测  18-20
    2.3.2 基于图像分类的变化检测  20
    2.3.3 基于图像变换的变化检测  20-21
  2.4 变化检测应考虑的问题  21-22
    2.4.1 门限的选择  21-22
    2.4.2 精度评估与比较  22
  2.5 基于PCA的SAR图像变化检测算法  22-26
  2.6 实验结果比较及分析  26-31
  2.7 本章小结  31-32
第三章基于PCA变化检测并行算法设计与实现  32-44
  3.1 引言  32
  3.2 并行处理技术概论  32-37
    3.2.1 并行计算机体系结构  32-33
    3.2.2 并行处理的网络拓扑结构  33-35
    3.2.3 并行处理任务分配和调度  35
    3.2.4 并行计算设计流程  35-36
    3.2.5 并行处理性能指标  36-37
  3.3 PCA并行处理方案设计  37-43
    3.3.1 并行处理平台硬件资源  37-39
    3.3.2 并行处理模型的选择  39-40
    3.3.3 PCA算法并行化  40-43
  3.4 本章小结  43-44
第四章 SAR图像变化检测并行系统设计与实现  44-55
  4.1 引言  44
  4.2 并行处理系统总体设计  44-46
  4.3 客户端及服务器程序开发  46-52
    4.3.1 网络通信的建立  46-49
    4.3.2 客户端开发  49-50
    4.3.3 服务器端开发  50-52
  4.4 实验结果与分析  52-53
  4.5 本章小结  53-55
第五章总结与展望  55-57
  5.1 总结  55
  5.2 展望  55-57
致谢  57-58
参考文献  58-62
附录  62

SAR图像变化检测并行处理研究

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