Chuẩn HEVC quy định cụ thể các ma trận biến đổi lõi của kích thước 4x4, 8x8, 16x16, và 32x32 để sử dụng cho các biến đổi hai chiều trong thuộc tính của nén video bù chuyển động dựa theo khối. Nhiều kích thước biến đổi sẽ tăng cường hiệu suất nén, nhưng cũng phức tạp hơn khi triển khai. Do đó, một sự thiết kế cẩn thận các biến đổi lõi là cần thiết.
HEVC quy định cụ thể các biến đổi lõi hai chiều mà là phép xấp xỉ chính xác hữu hạn với biến đổi cosine rời rạc ngược (IDCT) cho mọi kích thước biến đổi. Lưu ý rằng do sự xấp xỉ, các biến đổi lõi HEVC không phải IDCT. Thực tế rằng một IDCT không được sử dụng không nhất thiết làm cho các biến đổi lõi HEVC trở nên không hoàn hảo. Trong thực tế, phép xấp xỉ chính xác hữu hạn lại được mong muốn như sẽ giải thích ở hai đoạn văn bên dưới. Mục đích chính của biến đổi là để giải tương quan khối phần dư đầu vào. Biến đổi giải tương quan tối ưu là biến đổi Karhunen–Loeve và không nhất thiết là DCT. Điều này đặc biệt đúng cho mã hóa các khối phần dư nội dự đoán 4x4 luma nơi mà HEVC quy định cụ thể một biến đổi nguyên 4x4 thay thế dựa trên biến đổi sin rời rạc (DST). Lưu ý rằng chỉ các biến đổi ngược được quy định cụ thể trong chuẩn HEVC và các biến đổi thuận thì không. Do đó, một bộ mã hóa có thể nhận thêm các lợi ích hiệu suất mã hóa bổ sung bằng cách sử dụng biến đổi ngược thực tế chứ không phải chuyển vị của biến đổi ngược.
Các biến đổi ngược HM1 có các đặc tính sau [1]:
• Các ma trận giải lượng tử hóa không phẳng cho toàn bộ kích thước biến đổi: Trong khi đồng ý cho các kích thước biến đổi nhỏ, chi phí triển khai của việc sử dụng các ma trận giải lượng tử hóa cho các biến đổi lớn hơn là cao vì việc các kích thước khối lớn hơn.
• Các kiến trúc khác nhau cho các kích thước biến đổi khác nhau: điều này dẫn tới việc gia tăng số khu vực do việc chia sẻ phần cứng qua các kích thước biến đổi khác nhau là khó để thực hiện.
• Một bộ đệm đồng vị 20 bit được sử dụng cho việc lưu trữ các kết quả trung gian sau giai đoạn biến đổi đầu tiên trong biến đổi 2D: Một sự gia tăng kích thước bộ đệm chuyển vị dẫn tới bộ nhớ và băng thông bộ nhớ lớn hơn.
• Kiến trúc phần tử đầy đủ yêu cầu các bộ nhân nối tiếp và làm tròn trung gian các biến đổi 16 và 32 điểm: Điều này làm tăng sự phụ thuộc đường dẫn
dữ liệu và tác động tới hiệu suất xử lý song song. Nó cũng dẫn tới việc tăng độ rộng bit cho các nhân tử và thanh chứa (32 bit và 64 bit tương ứng trong phần mềm).
Để giải quyết các mối quan tâm về phức tạp của các biến đổi HM1, một phép nhân ma trận dựa trên biến đổi lõi được đề xuất và phù hợp với biến đổi lõi HEVC. Mục tiêu thiết kế là để phát triển một biến đổi mà có hiệu quả trong việc triển khai trong cả phần mềm trong bộ máy SIMD và cả trong phần cứng.
Các ma trận biến đổi lõi HEVC được thiết kế để có các thuộc tính sau [1] • Gần gũi với IDCT
• Các vectơ cơ sở hầu như trực giao
• Định mứcgần như ngang bằng của tất cả các vector cơ sở • Cùng các thuộc tính đối xứng như các vector cơ sở IDCT
• Các ma trận biến đổi nhỏ hơn được nhúng vào các ma trận biến đổi lớn hơn
• Sự biểu diễn tám bit của các phần tử ma trận biến đổi • Bộ đệm chuyển vị mười sáu bit
• Các nhân tử có thể được biểu diễn sử dụng 16 bit hoặc ít hơn với không có các phép nhân nối tiếp hoặc làm tròn trung gian.
• Các thanh chứa có thể được triển khai sử dụng ít hơn 32 bit.