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系统地探讨使用CPU/GPU协同处理理论对高分辨率卫星影像进行MTF补偿的方法。首先在GPU上对方法进行基本实现,并通过3种性能优化策略(执行配置优化、存储访问优化和指令优化)进一步提高了方法的执行效率。在Intel Xeon E5650CPU和NVIDIA Tesla C2050GPU组成的CPU/GPU系统中对高分一号卫星全色影像进行MTF补偿,加速比达到42.80倍。在此基础上,为充分利用CPU的计算性能,使用CPU/GPU负载分配策略将部分负载分配给CPU进行处理,使用该策略后,方法加速比达到47.82倍,相应的处理时间压缩至1.62s,可满足对高分辨率卫星影像进行近实时MTF补偿的需求。