Thứ tự ưu tiên khi chọn phần cứng trong xử lý ảnh bay chụp UAV

Bài viết này giải thích việc sử dụng các thành phần máy tính quan trọng của Pix4D Desktop. Một loạt các thử nghiệm đã được thực hiện để xác định tác động của cấu hình phần cứng như một chức năng của hình ảnh đầu vào và các tùy chọn xử lý.

Trước tiên, không thể chỉ định phần cứng nào cần mua để xử lý thành công. Để cải thiện hiệu suất, điều quan trọng là phải có một cấu hình cân bằng để tránh tắc nghẽn.

4 thành phần chính là: 

• CPU
• RAM
• GPU
• Ổ đĩa cứng 

CPU

• Phần mềm có tính song song cao và tận dụng lợi thế của CPU đa nhân.
• Hầu hết quá trình xử lý được thực hiện trong CPU. CPU nhanh hơn là chìa khóa đầu tiên để tăng tốc độ xử lý.
• Nên sử dụng lõi Hexa và octo, CPU i7 hoặc Xeon thế hệ mới nhất. Tốc độ xung nhịp thường ảnh hưởng đến toàn bộ dự án và số lượng lõi ảnh hưởng đến bước  2.  Point Cloud và Mesh .
• Các CPU ổ cắm kép không tăng gấp đôi hiệu suất, nhưng chúng thường cung cấp khả năng xử lý nhanh hơn so với các CPU ổ cắm đơn.
• Sử dụng CPU lõi octo đã cải thiện hiệu suất của bước  3. DSM, Orthomosaic và Index .

Liên kết hữu ích : Có thể chỉ định bao nhiêu Core được sử dụng để xử lý. Để biết thêm thông tin:  Cách sửa đổi tài nguyên (lõi và RAM) được chỉ định để xử lý .
Để so sánh các CPU khác nhau:  www.cpubenchmark.net .

RAM

• Dung lượng RAM chủ yếu ảnh hưởng đến số lượng hình ảnh có thể được xử lý trong một dự án.
• Dung lượng RAM phụ thuộc vào kích thước dự án (số lượng hình ảnh và độ phân giải của chúng). Đối với hầu hết các dự án, nên sử dụng 32GB RAM. Khi xử lý tập dữ liệu lớn hoặc hình ảnh có độ phân giải cao (dự án có hơn 1000 hình ảnh hoặc dự án có hình ảnh từ 40 MP trở lên), bạn nên sử dụng RAM tối thiểu 32 GB.
• Trong các thử nghiệm mà chúng tôi thực hiện, chúng tôi quan sát thấy rằng 32GB RAM tạo ra tốc độ trực tiếp nhanh hơn 16GB RAM.

Liên kết hữu ích : Có thể chỉ định dung lượng RAM sẽ được sử dụng để xử lý. Để biết thêm thông tin:  Cách sửa đổi tài nguyên (lõi và RAM) được chỉ định để xử lý . 

GPU 

• Phần mềm Pix4D Desktop tương thích với bất kỳ GPU nào tương thích với OpenGL 3.2 trở lên (điều này tương ứng với card đồ họa tích hợp Intel HD 4000 trở lên). Các thiết bị có Khả năng tính toán thấp hơn 2.0 không được phần mềm Pix4D hỗ trợ. 
• Pix4D Desktop sử dụng sức mạnh xử lý của GPU. Nó sẽ tận dụng Nvidia CUDA 9.1 trở lên. Đảm bảo rằng các trình điều khiển mới nhất được cài đặt (ví dụ: GeForce 1070/1080, Quadro P4000 / 5000, Titan X, Tesla). Điều này cho phép tăng hiệu suất của Pix4D Desktop, đặc biệt là trong bước  1. Xử lý ban đầu cho các dự án lớn.
• Trong các thử nghiệm chúng tôi đã thực hiện, chúng tôi nhận thấy rằng một card đồ họa có khả năng CUDA tăng tốc bước Hiệu chỉnh.
• Chúng tôi đã quan sát thấy tốc độ tăng từ 10% đến 75% trong bước  1. Xử lý ban đầu và khoảng 10% trong bước  2.  Đám mây điểm và lưới . Theo nguyên tắc chung, các dự án có độ chồng chéo cao, nội dung hình ảnh phong phú và do đó với số lượng điểm chính cao hơn sẽ được hưởng lợi nhiều hơn từ tốc độ tăng tốc.

Các liên kết hữu ích : Để biết thêm thông tin về cách kiểm tra Khả năng tính toán:  http://en.wikipedia.org/wiki/CUDA .
Để so sánh các GPU khác nhau: www.videocardbenchmark.net .

Ổ đĩa cứng 

• Ưu tiên thiết lập RAID của đĩa cứng truyền thống hoặc SSD.
• Bước  3. DSM, Orthomosaic và Index  bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi tốc độ đĩa cứng. 

Chúng tôi đã thực hiện các thí nghiệm để điều tra mối tương quan giữa số lượng hình ảnh, phần cứng được sử dụng và thời gian mỗi bước thực hiện như một chức năng của các tùy chọn xử lý được sử dụng. 

Phần cứng được sử dụng cho các bài kiểm tra

* Dựa trên điểm số của ngày 08.11.2017

Các thử nghiệm được thực hiện

Biểu đồ bên dưới hiển thị thời gian xử lý tùy thuộc vào chức năng của phần cứng được sử dụng. Bước 1. Xử lý ban đầu được hiển thị bằng màu xanh lam, bước 2. Point Cloud and Mesh màu đỏ và bước 3. DSM, Orthomosaic và Index  màu vàng. Các dự án đã được xử lý với phiên bản ổn định 3.2.23. 

Bộ dữ liệu được sử dụng cho thử nghiệm đầu tiên là một dự án nadir nhỏ và bao gồm 83 hình ảnh ở độ phân giải 3000x4000 pixel được thu thập bằng máy bay không người lái Phantom 4 của DJI. 

Dự án được xử lý bằng Bản đồ 3D - Độ phân giải nhanh / thấp. bản mẫu	Dự án được xử lý bằng mẫu chuẩn của Bản đồ 3D
Hình 1. Dự án nadir nhỏ

Tập dữ liệu được sử dụng cho thử nghiệm thứ hai là một dự án nadir lớn bao gồm 1248 hình ảnh ở độ phân giải 4592x3448 pixel được thu thập bằng máy bay không người lái MAVinci. 

Dự án được xử lý bằng Bản đồ 3D - Độ phân giải nhanh / thấp. bản mẫu	Dự án được xử lý bằng mẫu chuẩn của Bản đồ 3D
Hình 2. Dự án nadir lớn

Kết luận:

• Máy tính để bàn cao cấp xử lý nhanh hơn gấp đôi (2 lần) so với máy tính xách tay.
• Cạc đồ họa có khả năng CUDA tăng tốc bước hiệu chuẩn lên hệ số 2. 
• Máy ổ cắm kép nhanh hơn trong các dự án lớn.
• Ảnh hưởng của tùy chọn xử lý có thể là một hệ số nhân lên đến 5-10. 
• Tác động của hiệu suất HDD / SSD là nhỏ.
• Thời gian xử lý khi sử dụng Bản đồ 3D - Độ phân giải nhanh / thấp. template ít nhiều độc lập với phần cứng (bị giới hạn bởi Input-Output nhiều hơn là bởi CPU và GPU). 
• Quá trình xử lý dự án lớn mất ~ 10 lần so với dự án nhỏ. 

Tuyên bố từ chối trách nhiệm: Pix4D công bố thông tin này như một phép lịch sự đối với khách hàng của mình. Vì thông tin này có thể không chính xác, Pix4D không bảo đảm dưới bất kỳ hình thức nào, dù được diễn đạt hay ngụ ý, về tính hợp lệ của thông tin đó.