Uydu görüntülerinin pan keskinleştirilmesi ve performans analizi
Performance analysis and pan sharpening of satellite images
Yazar: İBRAHİM SERDAR AÇIKGÖZ
Danışman: DOÇ. DR. FIRAT HARDALAÇ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Türkiye kendi yer gözlem uydularını geliştirebilen ülkeler arasına RASAT uydusu ile girmiştir. Bu teknolojik gelişmenin ardından Göktürk-2 uydusu milli imkânlarla geliştirilerek uzaya gönderilmiştir. Bu iki uydu halen işlevsel ve aktif olarak dünyanın çeşitli mekânlarından görüntü almaktadırlar. Bu uydular üzerinden alınan görüntüler ilgili makamlarına verilmeden önce görüntü işleme süreçlerinden geçirilmektedir. Yüksek mekânsal çözünürlüklü pankromatik görüntü ile çok bantlı görüntünün birleştirilmesi yani Pan keskinleştirme işlemi bu süreçlerin önemli bir parçasını oluşturmaktadır. Bu çalışmada farklı pan keskinleştirme yöntemleri karşılaştırılmış ve en uygun sonuçların HCS ve Opt. HPF yöntemleri ile alındığı gözlemlenmiştir. Hem mekânsal hem spektral çözünürlük ve görüntülerdeki bant sayısı arttıkça görüntü işleme süreçleri kayda değer zaman almaktadır. Çok işlekli programlama ve genel amaçlı grafik işlem birimi uygulamaları birçok operasyonun tekil piksel boyutunda yürütüldüğü görüntü işleme uygulamalarının performansını arttırır. Bu tezde CPU ve GPU ortamlarında milli yer gözlem uydusu RASAT görüntüleri kullanılarak pan keskinleştirme algoritmaları karşılaştırılmıştır. GPU üzerinde gerçekleştirilen pan keskinleştirme algoritmaları CPU'ya kıyasla 25-30 kata kadar hızlanma sağlamıştır. Bu görüntü işleme adımlarındaki zaman açısından performans artırılırken görüntü kalitesi anlamında bir kayıp yaşanmadığı da gözlemlenmiştir.

Abstract:
Turkey has joined the countries which could develop their own earth observation satellites with RASAT. After this technological advance, Göktürk-2 satellite has been developed by national facilities and launched to the space. These two satellites are still operational and continuously acquire images of the Earth's several locations. The images acquired from these satellites are processed before delivering to whom it may concern. Pan sharpening, at which high resolution pan and low resolution multi-spectral images are fused, is an important step in image processing chain. Different pan sharpening algorithms compared in this work, optimal algorithm suggested as HCS and Optimal HPF methods. As the both spatial and spectral resolution and number of images increases, pan sharpening of satellite images take considerable amount of time. Multithread programming and General Purpose GPU (GPGPU) programming implementation improve performance of image processing applications, where most operations carried out on individual pixels. In this thesis, pan sharpening applications and their CPU and GPU implementations for RASAT images are compared. GPU implementations of pan sharpening algorithms provides 20-25 times speed-up compared to CPU implementations. While improving performance of these image processing steps in terms of time, it is observed that quality of the images have not decreased as well.