视频处理单元 (VPU) 是一种专门的硬件组件，旨在高效处理视频相关任务，例如编码、解码和实时视频处理。与通用 CPU 或 GPU 不同，VPU 针对视频数据流的并行处理进行了优化，使其成为需要高吞吐量和最小功耗的应用程序的理想选择。例如，VPU 通常用于智能手机中，在存储或流式传输之前将视频录制编码为 H.264 或 H.265 等格式，从而确保高效压缩，而不会使主处理器过载。它们也是安全摄像头等设备不可或缺的一部分，在安全摄像头中，连续视频捕获和分析需要专用硬件来保持性能。
VPU 通过为特定视频编解码器和处理算法量身定制的硬件加速流水线来实现效率。 例如，VPU 可能包括用于运动估计的专用电路，运动估计在编码视频时需要大量的计算。 通过将这些任务从 CPU 或 GPU 上卸载，VPU 可以减少延迟并释放系统资源以用于其他操作。 在视频会议工具中，这允许实时 4K 视频编码，而 CPU 处理诸如噪声抑制或网络管理之类的任务。 开发人员可以通过诸如英特尔的 Media SDK 或 NVIDIA 的 NVENC 之类的 API 与 VPU 交互，这些 API 抽象了底层硬件，同时提供了对诸如比特率或分辨率之类的参数的控制。
VPU 的实际应用跨越各个行业。 在无人机中，VPU 实时处理高分辨率视频源，以进行稳定和传输。 在物联网设备中，它们支持节能视频分析，例如智能相机中的对象检测。 对于开发人员而言，集成 VPU 通常涉及利用平台特定的库（例如，Android 的 MediaCodec）或具有硬件加速标志的 FFmpeg 之类的框架。 但是，挑战包括管理不同 VPU 架构和编解码器支持之间的兼容性。 通过了解 VPU 的功能（例如，其最大分辨率支持或并发流限制），开发人员可以优化视频工作流程、降低功耗并提高资源受限环境中的性能。