Video Processing Overview

概述

本目录包含视频处理完整流程的技术文档，涵盖从视频采集到最终渲染播放的各个环节。文档按照视频处理管道（Video Pipeline）的逻辑顺序组织。

视频处理管道

视频处理的完整流程如下：

采集 → 前处理 → 编码 → 传输 → 解码 → 渲染 → 其他

文档目录

1. 视频采集 ✅

Video Capture

视频处理的第一步，负责从摄像头等设备获取原始视频数据。

主要内容：
– 采集设备与接口（USB、MIPI、HDMI、IP Camera）
– 采集API（V4L2、AVFoundation、DirectShow、MediaDevices、Camera2）
– 色彩空间与格式（RGB、YUV、NV12/NV21、I420/YV12）
– YUV采样方式（4:4:4、4:2:2、4:2:0）
– 采集参数优化（曝光、白平衡、对焦、帧率自适应）

适用场景： 摄像头集成、视频会议、直播推流、监控系统

2. 视频前处理 ⚠️

Video Preprocessing

对采集到的原始视频进行预处理，提升视觉质量或满足特定需求。

主要内容：
– 美颜、滤镜
– 图像增强
– 旋转和裁剪
– 其他预处理技术

状态： 📝 待补充内容

3. 视频编码 ✅

Video Encoding

将原始视频数据压缩为特定格式，减少数据量和传输带宽。这是视频处理中最核心的环节之一。

主要内容：
– 编码标准概述（H.264/AVC、H.265/HEVC、VP8/VP9、AV1）
– 编码核心概念（I/P/B帧、GOP结构、QP/CRF/Preset）
– SVC可伸缩编码（时域/空域/质量可伸缩性）
– 编码方式对比
– 码率控制模式详解（CBR、VBR、ABR、CRF）
– 编码参数详解（QP、CRF、Preset的取值和使用场景）
– 硬件编码支持（NVENC、QSV、VideoToolbox、MediaCodec）
– H.264/AVC详解
– H.265/HEVC详解
– H.264 vs H.265 综合对比

适用场景： 视频会议、直播、点播、视频存储、流媒体服务

4. 视频传输 ✅

Video Transport

将编码后的视频数据通过网络传输到接收端。

主要内容：
– 传输协议（RTP/RTCP、RTMP、WebRTC、HLS、DASH）
– 传输机制
– 分包与重组
– 丢包重传（ARQ vs FEC）
– ARQ方案：Stop-and-Wait、Go-Back-N、Selective Repeat
– 业界ARQ实现：RTP NACK、RTX、RED
– FEC方案：块FEC、卷积FEC
– 业界FEC实现：ULPFEC、Reed-Solomon、RaptorQ、FlexFEC
– 混合方案：ARQ + FEC 组合、分层FEC
– 拥塞控制
– QoS保障
– 传输优化
– 自适应码率（ABR）
– 网络状态检测
– 缓冲策略

适用场景： 实时通信、直播推流、CDN分发、视频会议

5. 视频解码 ✅

Video Decoding

将接收到的压缩视频数据还原为原始视频帧数据。

主要内容：
– 解码器类型
– 软件解码器（FFmpeg/libavcodec、libvpx）
– FFmpeg组件关系说明（libavcodec、libavformat、libavfilter等）
– 硬件解码器（DXVA2、D3D11 Video、VideoToolbox、MediaCodec、VDPAU、VAAPI）
– 解码流程（码流解析、帧重建、错误恢复）
– 解码优化（多线程解码、硬件加速、低延迟解码）

适用场景： 视频播放器、视频会议、直播拉流

6. 视频渲染播放 ✅

Video Rendering

将解码后的视频帧数据输出到显示设备（屏幕）进行显示。

主要内容：
– 渲染方式
– OpenGL/OpenGL ES渲染
– DirectX/Vulkan渲染
– 平台原生渲染（Metal、EGL）
– 渲染优化
– 多线程渲染
– 帧同步（VSync）
– 画面缩放与裁剪
– 播放控制
– 播放/暂停/停止
– Seek定位
– 播放速度控制

适用场景： 视频播放器、实时预览、直播观看

7. 其他视频处理技术 ⚠️

Other Video Processing

视频处理的其他相关技术、工具和最佳实践。

主要内容：
– 待补充

状态： 📝 待补充内容

文档状态说明

✅ 完整文档：内容已完善，可直接参考使用
⚠️ 待补充：文档框架已建立，但内容尚未完善

快速导航

按使用场景查找

视频会议/实时通信
– 视频采集 → 视频编码 → 视频传输 → 视频解码 → 视频渲染

直播推流
– 视频采集 → 视频前处理 → 视频编码 → 视频传输

点播/播放器
– 视频传输 → 视频解码 → 视频渲染

视频转码
– 视频解码 → 视频编码

按技术领域查找

编解码技术
– 视频编码：H.264、H.265、VP9、AV1等编码标准
– 视频解码：软件/硬件解码器、FFmpeg

网络传输
– 视频传输：RTP、WebRTC、HLS、丢包恢复

图形渲染
– 视频渲染：OpenGL、DirectX、Vulkan、Metal

硬件加速
– 视频编码 → 3.7 硬件编码支持
– 视频解码 → 5.1 硬件解码器

文档维护

如需更新或补充文档内容，请确保：
1. 遵循现有的文档结构和格式
2. 保持章节编号的一致性（与视频处理管道顺序对应）
3. 更新本overview文档中的相应描述
4. 添加实际应用场景和代码示例

最后更新：2026-01-20

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