Verarbeitungspipeline

Chloros 1.1.0 nutzt eine 4-Thread-Verarbeitungspipeline, die wie ein stufenweiser Fließbandprozess funktioniert. Jeder Thread übernimmt eine bestimmte Phase des Verarbeitungsablaufs, sodass mehrere Bilder gleichzeitig in verschiedenen Phasen verarbeitet werden können.

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Pipeline-Architektur

Images In → [Thread 1: Detection] → [Thread 2: Calibration] → [Thread 3: Processing] → [Thread 4: Export] → Files Out

Jedes Bild durchläuft nacheinander alle vier Threads. Mit der Multithread-Verarbeitung von Chloros+ können sich mehrere Bilder gleichzeitig in verschiedenen Threads befinden – während Thread 3 ein Bild verarbeitet, kann Thread 1 das nächste erkennen, Thread 2 ein weiteres kalibrieren und Thread 4 ein zuvor verarbeitetes Bild auf die Festplatte schreiben.

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Thread-Details

Thread 1: Erkennung

Zweck: Laden von Bildern und Erkennen von Kalibrierungszielen.

• Liest Bilddateien von der Festplatte (RAW, JPG)

• Extrahiert EXIF-Metadaten (GPS, Kameramodell, Zeitstempel, Belichtung)

• Erkennt ArUco-Kalibrierungsziele in markierten Zielbildern

• Ausgabe: Bilddaten + Metadaten + Ergebnisse der Zielerkennung

Dies ist in erster Linie ein I/O- und CPU-gebundener Thread.

Thread 2: Kalibrierung

Zweck: Berechnung der Kalibrierungsparameter aus den erkannten Zielen.

• Berechnet Reflexionskalibrierungskoeffizienten aus Zielbildern

• Berechnet Vignettierungskorrekturparameter

• Ermittelt bandweise Kalibrierungskurven

• Ausgabe: Kalibrierungsparameter für jedes Bild

Dies ist ein CPU-gebundener Rechen-Thread.

Thread 3: Verarbeitung (GPU)

Zweck: Korrekturen anwenden und Vegetationsindizes berechnen.Dies ist der rechenintensivste Thread.* Debayering: Konvertiert RAW-Daten im Bayer-Muster in Mehrkanalbilder

• Standard (schnell, mittlere Qualität) – Standard

• Texturbewusst (langsam, höchste Qualität) – nur Chloros+, verwendet AI/ML-Rauschunterdrückung

• Vignettierungskorrektur: Wendet eine Objektiv-Vignettierungskorrektur auf das gesamte Bild an

• Reflexionskalibrierung: Wendet Kalibrierungskoeffizienten an, um in Reflexionswerte umzuwandeln

• Indexberechnung: Berechnet Vegetationsindizes (NDVI, NDRE, GNDVI usw.)

• Ausgabe: verarbeitete Bilddaten, bereit für den Export

Dieser Thread profitiert am meisten von der GPU-Beschleunigung. Das System Dynamic Compute Adaptation optimiert in erster Linie das Verhalten dieses Threads.

Thread 4: Export

Zweck: Schreiben der verarbeiteten Bilder auf die Festplatte.

• Schreibt Ausgabedateien im ausgewählten Format (TIFF 16-Bit, TIFF 32-Bit %, PNG, JPG)

• Betten von EXIF-Metadaten in Ausgabedateien ein (GPS, Zeitstempel, Verarbeitungsparameter)

• Organisieren der Ausgabe in Unterordner nach Kameramodellen

• Ausgabe: endgültige Dateien auf der Festplatte

Dies ist in erster Linie ein I/O-gebundener Thread. SSD-Speicher verbessert die Leistung von Thread 4 erheblich.

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Sequenzielle vs. Pipeline-Verarbeitung

Freier Modus (Sequenziell)

In der kostenlosen Version von Chloros werden Bilder einzeln nacheinander durch alle vier Stufen verarbeitet:

Image 1: [Detect] → [Calibrate] → [Process] → [Export]
                                                         Image 2: [Detect] → [Calibrate] → [Process] → [Export]

Der Fortschrittsbalken in der Benutzeroberfläche zeigt zwei Stufen an: Zielerkennung und Verarbeitung.

Chloros+-Modus (Pipelined)

Mit einer Chloros+-Lizenz arbeiten alle vier Threads gleichzeitig an verschiedenen Bildern:

Thread 1: [Image 1] [Image 2] [Image 3] [Image 4] ...
Thread 2:           [Image 1] [Image 2] [Image 3] ...
Thread 3:                     [Image 1] [Image 2] ...
Thread 4:                               [Image 1] ...

Der Fortschrittsbalken in der Benutzeroberfläche zeigt 4 Phasen an: Erkennung, Analyse, Kalibrierung, Export. Bewegen Sie den Mauszeiger über den Fortschrittsbalken, um den Fortschritt pro Thread anzuzeigen.

Die Pipeline-Verarbeitung mit Chloros+ kann je nach Hardware und Datensatzgröße 3- bis 5-mal schneller sein als die sequenzielle Verarbeitung. Die Beschleunigung ist auf Systemen mit schnellen GPUs und SSDs am größten.

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Fortschritt des Export-Threads 4

In Chloros 1.1.0 verfügt der Export-Thread (Thread 4) über eine eigene Fortschrittsanzeige. Sie können den Exportfortschritt separat überwachen:CLI:

chloros-cli export-status

SDK:

status = chloros.get_status()
print(f"Export: {status['export']['percent']}% - Phase: {status['export']['phase']}")

Die Verarbeitung ist abgeschlossen, wenn Thread 4 100 % erreicht.

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Zusammenhang mit der dynamischen Rechenanpassung

Das System der Dynamischen Rechenanpassung wirkt sich in erster Linie auf Thread 3 (Verarbeitung) aus:

• GPU_PARALLEL-Strategie: Thread 3 verarbeitet mehrere Bilder gleichzeitig über die GPU unter Verwendung der fused_gpu-Pipeline

• GPU_SINGLE-Strategie: Thread 3 verarbeitet jeweils ein Bild mithilfe der speichereffizienten tiled_gpu-Pipeline

• CPU_PARALLEL-Strategie: Thread 3 nutzt CPU-basierte Verarbeitung mit Multithread-Parallelität

Die GPU-Speicherzuweisung von Thread 3 ändert sich zudem dynamisch, sobald die Threads 1 und 2 abgeschlossen sind – siehe Dynamische GPU-Speicherzuweisung.

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Nächste Schritte

• Dynamische Rechenanpassung — Wie Chloros die optimale Strategie für Ihre Hardware auswählt

• NVIDIA Jetson-Leitfaden — Plattformspezifisches Pipeline-Verhalten auf Jetson

• Überwachung der Verarbeitung — Fortschrittsüberwachung über die GUI