【摘要】：天文射電觀測在研究天體方面是一個重要的手段,但因為射電觀測儀在UV平面內(nèi)采樣點是有限的,造成了UV覆蓋不完全,所以得到的并不是真實的圖像,它會包含很多虛假成分,需要使用一定的方法對得到的圖像進(jìn)行恢復(fù)以得到真實圖像,所以通常對射電觀測儀采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾嘴化來恢復(fù)得到真實的圖像。為了提高兩種算法的執(zhí)行效率,討論了GPU的多線程并行和兩種潔化算法在GPU上的并行實現(xiàn),另外針對中國新一代厘米分米波射電日像儀(CSRH)討論了如何使用GPU對CSRH的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 本文首先使用40面天線對T型陣,Y型陣和螺旋陣三種陣型進(jìn)行模擬,通過天線陣中的各天線相關(guān)得到天線陣的UV覆蓋,然后討論了三種陣型UV覆蓋的分布,T型陣和Y型陣UV覆蓋不均勻,計算得到這兩種陣型較螺旋陣冗余較大,采樣點會變少。接著給出了三種陣型的臟束,分析了三種陣型臟束中旁瓣的特點,T型陣和Y型陣的天線分布在特定的方向上,所以其構(gòu)成的臟束在某些特定的方向上存在突出的旁瓣,而螺旋陣旁瓣不像這兩種陣型規(guī)則分布且旁瓣較小適合于圖像恢復(fù),在接下來的兩種潔化算法的實驗中也證實了螺旋陣更適合圖像恢復(fù)。 其次論文中重點討論了Hogbom算法和Clark算法對兩種算法在不同天線陣形成的UV覆蓋下對圖像的潔化效果,實驗結(jié)果得到螺旋陣是更適合圖像恢復(fù)的陣型。同時還討論了影響兩種潔化算法對圖像潔化恢復(fù)的相關(guān)參數(shù)：Hogbom算法的Y(循環(huán)因子)的大小(即循環(huán)迭代次數(shù))和退出條件大小(即迭代的深度)；Clark算法的主迭代循環(huán)和副迭代循環(huán)的次數(shù)以及實現(xiàn)Clark算法時設(shè)置的限定參數(shù)。 接著討論使用GPU實現(xiàn)Hogbom算法和Clark算法的并行。由于天文圖像數(shù)據(jù)比較大,僅依賴于CPU處理數(shù)據(jù)的能力很難高效的完成,因此在本文中利用GPU實現(xiàn)了Hogbom算法和Clark算法的數(shù)據(jù)并行化。通過分析Hogbom算法和Clark算法的執(zhí)行流程,兩種算法主要是傅里葉變換和對矩陣數(shù)據(jù)的運算,依據(jù)CUDA的多線程編程思想,得到兩種算法適合以數(shù)據(jù)并行方式實現(xiàn)并行化,并且在實現(xiàn)中使用了合并模式訪問矩陣數(shù)據(jù)和使用共享存儲器存儲來提高數(shù)據(jù)的訪問速度,從而進(jìn)一步提高算法的執(zhí)行效率。 最后討論了新一代厘米分米波射電日像儀產(chǎn)生數(shù)據(jù)量規(guī)模很大,為了保證CSRH海量數(shù)據(jù)處理的實時性,并且考慮CSRH在時間、空間和頻譜的高分辨率特性,在CPU-GPU實現(xiàn)可靠的、高速的、并行的數(shù)據(jù)處理算法處理CSRH的海量數(shù)據(jù)。依據(jù)CSRH的特性,闡述了GPU處理數(shù)據(jù)相較于其它處理方式的優(yōu)勢,以及指出了CSRH數(shù)據(jù)處理所依賴的傅里葉變換在GPU上實現(xiàn)的高效和實時性。同時提出了GPU在CSRH海量數(shù)據(jù)處理上存在的一些困難和在算法并行實現(xiàn)中存在的難點,以及如何針對CSRH系統(tǒng)特性設(shè)計出高效,準(zhǔn)確處理其海量數(shù)據(jù)的并行算法。
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【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：P161;TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 楊麗娟,張白樺,葉旭楨;快速傅里葉變換FFT及其應(yīng)用[J];光電工程;2004年S1期

2 鐘聯(lián)波;;GPU與CPU的比較分析[J];技術(shù)與市場;2009年09期

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本文編號：2438379