利用GPU實現SAR圖像的并行處理

張曉東 孔祥輝 張歡陽

(西安電子工程研究所 西安 710100)

1 引言

合成孔徑雷達因具有全天候、全天時、遠距離成像等特點，可以大大提高雷達的捕獲信息能力，因而成為雷達技術的熱門研究領域，在戰場感知和災情監測等方面有著不可替代的作用［1］。隨著SAR成像技術的發展，對回波數據實現實時處理的要求也越來越迫切。這就意味著信號處理器能夠滿足SAR信號處理過程中大運算量的快速運算等處理能力的要求，由于SAR成像算法本身的復雜度和雷達數據的高速率，實時處理面對很大的挑戰性，使用單處理器或處理芯片幾乎難以實現，為了在不影響成像精度的前提下獲得更好的實時性，并行處理成為解決這一問題的關鍵技術。

2 GPU 技術簡介［2］

受到游戲市場和軍事實景仿真的要求，圖形處理器(Graphics Processing Unit)性能提高速度很快，大大超過了摩爾定律，支持越來越復雜的運算，其編程性和功能都大大擴展了。GPU通用計算性能的提高為高效SAR成像算法提供了具有發展前景的新型運算平臺。GPU在處理能力和存儲帶寬上相對CPU有明顯的優勢，在成本和功耗上也不需要付出太大代價，從而為SAR實時成像提供了新的解決方案。

當前的NIVIDA GPU中有1～60個包含完整前端的流多處理器(SM)，每個流多處理器可以看作一個包含8個1D流處理器的SIMD處理器。顯卡就是利用多個流多處理器間的粗粒度任務級或數據級并行，以及流多處理器內的細粒度數據并行。盡管GPU的運行頻率比一般的CPU低，但是更多的執行單元數量還是使GPU能夠在浮點處理能力上獲得優勢。……