自动配准
名公布中，超级计算机用户，『Ｆ以他们所能做到的 最快速度向双核半台转移。，双核芯片现在是主流处 理器架构，在仅仅６个月的时间里，榜单上采用 英特尔Ｗｏｏｄｃｒｅｓｔ芯片计算机数量便由３１台攀升
到了２０５台。
遥感图像处理是典型的数据密集型并行应用， 目前有很多关于遥感图像处理算法在集群半台上
的研究１作。但如何在多核平台上来提高计算的效
Ｐ Ｉ
Ｘ川ｎｒＩ＇Ｍ１
ｔ：１１Ｉ
ｊ｛ｆ制眦杼器川，㈦Ｉ梭）个数：
｜Ｉ＝受总数：
１６ （ｈ１
ｎ一：
，Ｍ线Ｆ，’址舟刖。１ｌ：
蛳制眦杼器ｌ～仃数Ｍ洲ｍｎ胪…Ｓ
蛳制服箭器仃储ｆ【｝、…ａｇＰ
交换ｌ叫络 系统软件信息Ｓｙｓｔｅｍ 操作系统：（）‘：
Ｓｏｆｔｗａｒｅ
Ｈ，】｛ｎ Ｊ）Ｉ｛Ｉｊ（．（． ７６【，ＳＡ【＇Ａ
［至匦互巫］
ｒ—————？———————］
ｌ
兰型！！！竺竺竺竺
ｌ
ｒ—？————————］
ｌ
Ｉ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 一
图１ 自动配准筒‘法流程罔
３．２
【冬【像重采样
自动配准算法并行实现方式 配准算法采用数据并行的方式，编程模式采用
主从模式，利用ＭＰＩ［１１进行消息和数据传递。
４试验
４．１试验环境 单核系服务器统软硬件信息
系统硬件信息Ｓｙｓｔｅｍ （．ｍ奖’删
Ｈａｒｄｗａｒｅ ｌｎｆｒｎｍａｔｉｏｎ ＩｎｔＰｌ（Ｉ｛ｌ ３ ００｛，Ｈｚ
３自动配准算法
Байду номын сангаас
Ｍ
ｎＩ
九
多核系服务器统软硬件信息
系统硬件信息Ｓｙｓｔｅｍ ｔⅢＩ炎’Ｗ
Ｈａｒｒｌｗａｒｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
比较。 从计算时间上来看，相同ｎＤ处理相同数据量
Ｘ㈨１１…１（．Ｉ，【
Ｉ・７３１０＠
１１１Ｉ。Ｉｍｌ
ｌ ６０【，Ｈｚ
的情况下，多核架构比单核架构最快的时候快了５ 倍多。但是在单核环境下，所获得的加速比都比多 核情况下高。在两种半台上都能获得超线性加速 比，与算法的特点和实现有关系。
ｆ４钏暇箭器（Ⅲｌ／４核】个数：
核总数： 趔线袱址仃仆们．
１６
ｆ４钏暇箭器山仆数．
ｆ４ｆ圳￡务器“ｆ晰ｊＩ｝． 交换削ｒ＊ 系统软件信息Ｓｙｓｔｅｍ 操作系统． 内核： ＭＰＩ（：Ｈ版小： …，【版水： ⅥＫｌ数、．叫乍：
１“， １４６【，＾＾、
表２单核环境（ｃｌｕｓｔｅｒ）下的测试结果
１０００Ｍ以凡Ｉ叫
试的算法描述参见”】。
３．１
自动配准算法实现 以多光谱图像任意一个波段为配准参考波段，
在参考波段上均匀选择若干控制点，以每个控制点 为种子点，在参考波段和待配准波段上列应提取一 定大小的匹配窗口，然后住亚像元级对两个对应匹 配窗口进行匹配，寻找控制点在待匹配图像中列席 的同名控制点。同名控制点选取卅来后利用ＭＱ 几何校『Ｆ模型建立参考图像与待配准图像之间的 映射关系，选择一种重采样方法（比如三次卷积内 插法）完成像元灰度值重采样。：流程图如图１所示：
Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｉ｛Ｐ｛ｌＨｎＩ【ｌｎｉ【ｘ ２ ４ ６ ５５ Ａ‘４ ０【１５ｈ６４１ Ｓｐｅｅｄｕｐ ＩｊＩ、ｊ１１ｌ ｌｄｅａｌ Ｍ１１】【，Ｈｌ ｌ ０ ０１４ ｔｉｍｅ
ｒｓ）
１０ ０ｌ
从表中可以看出，两种环境下的计算能力和内 存总量基本相同。
４
２测试结果
表１
Ｎｐ
多核环境下的测试结果
自动配准算法综合利用互信息、遗传算法和 ＭＱ几何校正模型进行多光谱图像的自动配准。在 算法中，以互信息作为配准的相似件度量，获得了 很高的配准精度；利用遗传算法的快速搜索特性， 可以较快的完成搜索并获得整体的最优解；利用 ＭＱ几何模型可以精确的建立罔像之间的几何关 系。，试验表明该算法对于多光谱图像波段间非线性 几何关系，能够取得非常高的波段间自动配准精 度，整体配准误差在一个像元以内。本算法已经应 用到通用高性能遥感Ｉ Ｊ＿星地面预处理系统（（；Ｈ
多核平台卜遥感图像并行处理性能的初步实验研究
度重视、在同一个处理器中放置多个内核是一种切 实可行的技术，能够充分利用现有的单内核处理器 的架构优势。 多核处理器可在不改变基础设施情况下，提高 数掂中心的生产率，服务器的整合将会变得更加经 济，凶为更少的主机可以处理更多的１作负担、多 核处理器在性价比、功效和可扩展性方面具有极大 的优势在性能之外，多核处理器将极大地加强虚 拟功能和安全性现在，ＩＴ经理正在利用虚拟技 术在处理器级别分配任务，从而大幅度提高ＩＴ系 统的处理能力的实际可用性、利用多核处理器，这 种分配可以在不降低系统总体性能的情况下进行， 并将可信任的应用从不可信任的应用中抽离卅来。 多核处理器带来的是真真切切的客户利益和 价值，多核处理器标志着处理器设计的一个自然进 化过程，在软件具有支持能力的时候将性能大幅度 提升，并且将功能增强到单核处理器所无法企及的 一个水平。正是凶为这些实实在在的利益，多核处 理器无疑将成为服务器的一个重要发展趋势。 总而言之，基于双核ｘ８６处理器服务器半台使 海量数据处理、大规模网络应用、复杂科学计算及 大型图形建模为特征的企业级或行业关键应用领 域，在处理能力、扩展件，稳定性、可靠性、易管 理性等方面实现更大突破。：超大容量内存访问已经 迎刃而解，６４位的内存寻址完全能够满足未来的 计算需求；而且在处理器内部集成了内存控制器和 超传输技术，使得内存带宽和Ｉ／Ｏ带宽可以线性 增长，解决了ＣＰＵ的共享内存等资源的瓶颈问题。
广—————————ｊ７一
得很快的计算速度，但是获得的加速比和效率却并 不理想。：但是从实用的角度说，多核架构能够节省 更多的空间且耗电量低。
参考文献 １］ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ ２］
ｉｎｔｅｌ（，ｏｎｌ
张林波、迟学斌、莫！ｌＩ｜』尧、李若，并行计算导论 版Ｒ期：２００６年７月
【３］
马广彬，章文毅等，一种新的卫旱多光谱图像自动配 准算法遥感技术与应用，２００７年ｏｌ期
ｈｈ Ｌｍｅ旷ｒ＝
１０００Ｍ以止叫
ｌｎｆｉｍｎａｔｌｏｎ
（．ｆｎＩ（）Ｓ ４ １ ６ ９ ５ ０ ３ ６ ＦＩ、ｎ¨１
内核…Ｋ＂ｌ：
Ｍ¨ｔ：Ｈ版４ｘ：Ｍｌ’Ｊ（．Ｈ、Ｈ、ｉ…１： 川’Ｉ版本：…’【、Ｈ…¨１：
Ｍ Ｊ’¨．ＨＩ ２
扛
Ｊ，１１）
Ｓ）中，取得了令人满意的配准结果。本文所测
Ｍｋｌ数刊乍：ＭＫＩ
２００８年伞围高性能计算学术年会
多核平台上遥感图像并行处理性能的初步实验研究
王建李国庆马艳
（中国学院对地观测与数字地球科学中心） （ｊｗａｎｇ＠ｒｓｇｓ
ａＣ
ｃｎ）
摘要：以双核、四核处理器为代表的多核计算平 台正在逐步成为服务器的主流架构，在这种架构下 传统的遥感图像并行处理算法的性能问题成为随 之而来的问题、本文通过在多核服务器平台和单核 架构的集群平台上对于并行卫星多光谱图像自动 配准算法进行比较研究和性能测试，来分析和说明 多核对高性能计算的影响， 关键词：多核遥感并行多光谱 任务
从技术层面来看，多核处理器，较之当前的单 核处理器，能带来更多的性能和生产力优势，【园而 最终将成为一种广泛普及的计算模式。向多核处理 器的迈进是一个重要的技术发展趋势。双核处理器 技术的引入是提高处理器性能另一个行之有效的 方法。凶为处理器实际性能是处理器在每个时钟周 期内所能处理器指令数的总量，凶此增加一个内 核，处理器每个时钟周期内可执行的单元数就将增 加一倍。 双核服务器：企业服务器的必由之路。计算机 处理器的设计在近２０年来以一个常速住不断进化 发展。计算机持续向大众市场发展和扩散和我们提 出的要求都在不断推动着向更强大的处理器前进 的趋势。市场对更高性能处理器的要求与对更成熟 的软件应用程序的需求紧密相关。多核处理器有助 于突破当今单核技术的性能局限，为处理今后更先 进的软件提供足够的性能和能／Ｊ。 继在６４位计算方面大获成功之后，多核处理 器技术领域创新，体现了ＩＴ产业对于帮助客户克 服挑战，为实现未来的可能件提供突破性技术的高
率，是一个全新课题本文以一个Ｉｉ星多光谱图像 自动配准算法为例，给ｍ在两种架构下性能分析、
１
简介 ２多核计算的特点
多核化趋势正在改变ＩＴ计算的面貌。跟传统
的单核ＣＰＵ相比，多核ＣＰＵ带来了更强的并行处 理能力、更高的计算密度和更低的时钟频率，并大 大减少了散热和功耗目前，在几大主要芯片厂商 的产品线中，双核、四核甚至八核ＣＰＵ已经占据 了主要地位。：从技术上讲，多核技术的诞生，应当 源于对并行运算优势的理性认识，多核的确可以一 定程度提高程序的计算速度，但是也并不是核越多 越好，需要根据具体应用来客观分析和寻找规律。 多核处理器不同于ＳＭＰ、ＭＰＰ、ＤＳＭ等多处 理器系统，它将多个计算内核集成在一个处理器硅 品元上，从而提高处理能力，特别是多任务能／Ｊ， 具有普通单核、单处理器技术所未有的性能优势， 目前已经成为提高处理器件能的主要途径，要发挥 多核处理器硬件的优势，需要从编译器技术、操作 系统及其它系统软件的架构上来加以发掘、多核处 理器的ｍ现实际上是一次计算方式的革命，就像 ＳＭＰ一样，针列多核处理器也必须使用多线程或 者多进程的并行处理形式才能够得到多核带来的 性能提升。 ２００７年６月底，全球高性能计算ＴＯＰ５００排
ｔｉｍｅ！ｓ Ｊ
Ｓｐｅｅｄｕ
５结论
本文给卅了在一个在新型架构（多核）和单核 架构下的一个图象处理实例。从计算结果可以看 出，在ｎｐ相同的时，虽然在多核架构下，可以获
ｐ ｌｄｅａｌ
＝＿＿—————了７一『：习 ＝１＿＿——７一——［划 ！［么二二二二二二二二
虽然在多核环境下，ｎｐ＝２个的情况下能够计 算ｍ结果，但是为Ｙｘ，ｊ比的方便，仍然从ｎｐ＝４