1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的及意义

随着数字技术的发展，数字视频已经无处不在，我们的身边几乎每处都有设备可以显示、捕获和传输数字视频。目前主流的视频标准是h.264/mpeg-4avc，该标准目前广泛应用于高清电视卫星广播、有线电视、视频获取和剪辑系统、安防、互联网与移动互联网视频、蓝光光盘和实时对话等。

然而，随着服务的不断多样化，高清视频不断普及以及超高清（beyond -hd）视频的出现，对于提高视频压缩效率的要求越来越迫切。特别是对于一些立体、多角度拍摄的高分辨率视频来说，提高压缩效率能够节约大量的存储空间和传输带宽。对于hd或者uhd视频内容来说，许多可以用同一预测参数来描述的图像区域远远大于16*16宏块所能包含的面积，而传输一个宏块需要的编码参数需要占用相当数量的带宽，所以迫切需要扩大编码块的容量，以提高高分辨率视频的编码效率。同时新标准还要照顾到当前已有的低分辨率视频应用，因此新的高效视频编码标准hevc应运而生。

2. 研究的基本内容与方案

2.1设计的基本内容

（1）介绍HEVC核心变换的内容

（2）从线性DCT出发实现HEVC的核心变换矩阵

（3）对HEVC的核心变换矩阵进行性能分析

2.2设计的目标

本设计拟较为详细的介绍HEVC视频编码的基本过程，重在设计推导出HEVC的4*4，8*8，16*16和32*32核心变换矩阵，对这些核心变换矩阵进行性能和系统复杂度的分析，并用MATLAB编程进行仿真验证。

2.3 设计方案及措施

（1）本设计将首先总体介绍HEVC的编码框架和工作过程。HEVC编码框架与H.26X标准的编码框架类似，均采用基于块的混合模型。HEVC编码框架如图1所示。

图1 HEVC编码框架

从图1可以看出，HEVC编码器的工作过程为：

（Ⅰ）首先，视频编码器将输入视频图像划分为互不重叠的编码单元。

（Ⅱ）再进行预测编码，主要利用视频的空间相关性和时间相关性，分别采用帧内预测和帧间预测去除时空域冗余信息，从而得到预测图像块。

（Ⅲ）然后将预测图像块与原始图像块作差得到预测残差块，再对预测残差进行离散余弦变换（DCT）和量化，获得量化的DCT系数。

（Ⅳ）最后对量化后的DCT系数进行熵编码，得到压缩码流。

（2）之后本设计将把重点放在，利用离散余弦变换（DCT）推导出4*4、8*8、16*16和32*32等不同尺寸的HEVC的核心变换矩阵，并分析这些核心变换矩阵的系统实现复杂度，比较不同矩阵的视频压缩性能。

（3）最后，本设计将利用MATLAB编程，对前面的理论分析结论进行仿真验证。

3. 研究计划与安排

第1周—第3周 搜集资料，撰写开题报告；

第4周—第5周 论文开题；

第6周—第12周 撰写论文初稿；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]蒋洁.高性能视频帧内编码技术研究[d]：[博士学位论文].西安：西安电子科技大学

[2]周承涛. hevc编码快速算法关键技术研究[d]：[博士学位论文].杭州：浙江大学

[3]赵亮.hevc帧内模式决策及其核心技术的研究[d]：[硕士学位论文].哈尔滨：哈尔滨工业大学