AVS编码器关键模块的硬件实现的开题报告

AVS编码器关键模块的硬件实现的开题报告
一、项目背景
随着音视频（AV）传输的普及和发展，AVS编码技术越来越受到广
泛的关注和应用，尤其是在数字电视、网络视频、移动通信等领域。

AVS 编码器是将输入的视频数据进行压缩编码并输出压缩后的数据流的设备
或软件，其采用了一系列的算法和模块来保证视频质量和压缩率。

其中，关键模块是AVS编码器中必不可少的，对视频的质量有着至关重要的影响。

本项目旨在实现AVS编码器关键模块的硬件实现，提高编码效率和
视频质量，适用于数字电视、视频会议、监控等多种应用场景。

二、研究内容
本项目将实现三个关键模块：预测模块、变换模块和熵编码模块。

具体内容如下：
1. 预测模块：采用帧内预测和帧间预测相结合的方式，根据前一帧
的图像信息和参考帧的图像信息进行预测，进而得到残差信息进行编码。

预测模块将采用HEVC的预测模块，进行优化和改进，提高预测效率。

2. 变换模块：采用离散余弦变换（DCT）对残差信息进行变换，并
进行量化和反量化操作。

变换模块将采用HEVC的变换模块，进行优化和改进，提高变换效率和压缩率。

3. 熵编码模块：对变换后的系数进行熵编码，采用上下文自适应二
进制算术编码（CABAC）算法，进行优化和改进，提高编码效率。

三、研究意义
本项目的研究意义在于：
1. 提高AVS编码器的编码效率和视频质量，增加应用领域范围和市场竞争力。

2. 推动视频压缩技术的发展，促进信息技术产业的进步。

3. 为数字电视、视频会议、监控等领域提供更加高效、稳定、可靠
的视频编码解决方案。

四、研究方法
本项目的研究方法包括：
1. 硬件设计和编程：采用FPGA实现AVS编码器关键模块的硬件设
计和编程，利用硬件并行化的优势提高编码效率和速度。

2. 算法优化和改进：对HEVC的预测、变换和熵编码算法进行优化
和改进，提高压缩率和质量。

3. 系统测试和评估：通过采集不同类型的视频数据进行测试和评估，对比分析本项目与其他编码器的压缩效率和视频质量，对结论进行统计
和分析。

五、研究计划
本项目的研究计划如下：
1. 前期调研（1个月）：了解AVS编码器、HEVC算法和FPGA设计的相关知识，研究这些技术的现状及其发展趋势，确定本项目的研究内
容和重点。

2. 硬件设计和编程（6个月）：采用高效的硬件设计工具和FPGA开发板，进行硬件设计和编程实现，完成AVS编码器关键模块的硬件设计
和验证。

3. 算法优化和改进（4个月）：在实现AVS编码器模块的基础上，
对HEVC算法中的预测、变换和熵编码进行优化和改进，提高编码效率和视频质量。

4. 系统测试和评估（1个月）：采集不同类型的视频数据进行测试
和评估，对AVS编码器的压缩效率和视频质量进行统计和分析，提出改
进意见。

5. 论文撰写和答辩（1个月）：撰写论文，准备答辩材料，并进行答辩。

六、预期成果
本项目的预期成果包括：
1. AVS编码器关键模块的硬件实现，包括预测模块、变换模块和熵编码模块。

2. 对HEVC算法的优化和改进，提高AVS编码器的压缩效率和视频质量。

3. 论文发表和答辩，展示项目的研究成果和创新点。

四、参考文献
1. Fan Z, Cheung G, Luo C, et al. Fast transform-based variable-block-size motion estimation for video coding[J]. Signal Processing: Image Communication, 2008, 23(5): 394-403.
2. Wang J, Xu M, Xiong Y, et al. Inter prediction algorithm for high efficiency video coding multi-slice video sequences[J]. Journal of Visual Communication and Image Representation, 2015, 30: 41-48.
3. Huang L, Liu X, Chen C W. Fast context-based entropy coding for HEVC[J]. IEEE Transactions on Image Processing, 2014, 23(1): 462-472.
4. 张航, 周永鹏, 林涛,等.一种基于HEVC的低功耗图像视频压缩板卡设计[J].计算机工程与应用, 2018, 54(3):179-184.
5. 贾东彬, 张健, 季蝉,等.基于AVS2的高清视频编码技术研究[J].计算机工程与设计, 2014, 35(16): 3783-3787.。