基于多核CPU和GPU的高光譜數(shù)據(jù)并行幾何校正

在重采樣部分，在計算過程中需根據(jù)未幾何校正的原始影像數(shù)據(jù)求解經(jīng)校正的高光譜數(shù)據(jù)，所涉及的輸入輸出數(shù)據(jù)都是三維的高光譜數(shù)據(jù)立方體。重采樣部分所耗總時間除了計算時間，還包含較高比例的數(shù)據(jù)I／O時間，如表4所示。

并行重采樣部分未達到理想的高加速比，是因為重采樣部分平均每個波段計算中硬盤讀／寫時間達到約440 ms，比在GPU上的并行計算時間60 ms(包含核函數(shù)計算時間和顯存與內(nèi)存間的通信時間)高了多達7倍，大幅降低了并行計算所帶來的加速比。高光譜影像數(shù)據(jù)量巨大的特點決定了其數(shù)據(jù)I／O時間難以忽略。因此，面向高光譜影像領域的應用問題，實現(xiàn)其快速計算的一個難點。就是如何優(yōu)化I／O，降低其在運算時間中所占比例。
3．4 基于CPU和GPU的并行幾何校正
將本文所提出的基于多核CPU和GPU的并行方法應用到重采樣計算過程中：CPU端利用多核特性創(chuàng)建多線程進行任務級并行，在主線程調(diào)用GPU執(zhí)行重采樣并行計算任務的同時，派生線程分別完成I／O任務。通過實驗可知，基于CPU和GPU的并行重采樣加速比達到3．53，如表5所示。

該結(jié)果證實了本文參考流的思想提出的基于多線程的數(shù)據(jù)I／O優(yōu)化方法具有很好的效果，并對高光譜遙感影像領域的應用具有普適性。

4 結(jié)語
本文針對幾何校正應用所處理數(shù)據(jù)量大、計算時間長的特點，針對多核CPU和GPU的特點分析其各自優(yōu)勢，抽象出一種描述多核CPU和GPU異構(gòu)并行平臺的并行計算模型，研究基于POS數(shù)據(jù)的幾何校正并行計算方法，實現(xiàn)航空高光譜數(shù)據(jù)并行幾何校正。實驗結(jié)果表明；數(shù)據(jù)I／O限制基于GPU的并行重采樣獲得整體加速比。
基于多核CPU和GPU的并行幾何校正創(chuàng)建多線程執(zhí)行數(shù)據(jù)讀／寫任務，在基于GPU并行計算的基礎上有效地隱藏了重采樣過程的數(shù)據(jù)I／O時間，加速比在原來的基礎上提高了1．76倍。幾何校正總體加速比達到4．03，在原有基礎上提高了1．74倍。