(57)【要約】      （修正有）【課題】ビデオ符号化（コーディング）におけるクロマ信号強調のための改善されたクロスプレーンフィルタリングを行う方法および装置を提供する。【解決手段】方法は、一方または両方のクロマプレーンにおける不鮮明なエッジおよび／またはテクスチャを、対応するルーマプレーンからの情報を使用して回復するために、適応クロスプレーンフィルタリングを実施する。ビットストリームにおけるオーバヘッドが性能悪化を最小化するように、クロスプレーンフィルタ係数を量子化し、および／または伝達する。クロスプレーンフィルタリングは、ビデオ画像の選択領域に（例えば、エッジエリアに）適用する。クロスプレーンフィルタは、シングルレイヤビデオコーディングシステムおよび／またはマルチレイヤビデオコーディングシステムにおいて実施する。【選択図】図９Ａ
2020036353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオ復号の方法であって、
ビデオ信号、および前記ビデオ信号に関連付けられたクロスプレーンフィルタを受信するステップと、
クロマオフセットを決定するために、前記クロスプレーンフィルタを前記ビデオ信号のルーマプレーンピクセルに適用するステップと、
前記クロマオフセットを前記ビデオ信号の対応するクロマプレーンピクセルに追加するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記クロスプレーンフィルタが適用されることになる前記ビデオ信号の領域のインジケーションを受信するステップと、
前記クロスプレーンフィルタを前記領域に適用するステップと
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記クロスプレーンフィルタを、前記ビデオ信号のシーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、またはブロックレベルの少なくとも１つに適用することを示すインジケーションを受信するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記クロスプレーンフィルタを適用するステップは、シングルレイヤビデオコーディングプロセスにおいて後処理として実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記クロスプレーンフィルタを適用するステップは、マルチレイヤビデオコーディングプロセスにおいて実行され、前記ルーマプレーンピクセルはアップサンプリングされたベースレイヤルーマプレーンピクセルであり、前記クロマプレーンピクセルはアップサンプリングされたベースレイヤクロマプレーンピクセルであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記クロスプレーンフィルタを適用するステップは、マルチレイヤビデオコーディングプロセスにおいて実行され、前記ルーマプレーンピクセルは、アップサンプリングされていないベースレイヤルーマプレーンピクセルであり、前記クロマプレーンピクセルは、アップサンプリングされたベースレイヤクロマプレーンピクセルであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、ビデオコーディングにおけるクロマ信号強調のためのクロスプレーンフィルタリングを行う方法、および、その装置に関する。
【０００２】
本出願は、２０１２年９月２８日に出願された米国仮特許出願第６１／７０７６８２号、２０１３年２月８日に出願された米国仮特許出願第６１／７６２６１１号、２０１３年３月１２日に出願された米国仮特許出願第６１／７７８２１８号、および２０１３年７月１２日に出願された米国仮特許出願第６１／８４５７９２号の優先権を主張し、これらの出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００３】
ビデオ符号化（コーディング）システムは、デジタルビデオ信号を圧縮するために、例えば、消費されるメモリ空間を減少させるために、および／または、そのような信号に関連付けられた送信帯域幅消費を削減するために、しばしば使用される。例えば、ブロックベースのハイブリッドビデオ符号化（コーディング）システムが、広く展開され、頻繁に使用される。
【０００４】
デジタルビデオ信号は、一般に、ルーマプレーン、青色差クロマプレーン、赤色差クロマプレーンを含む、３つのカラープレーンを有する。クロマプレーンのピクセルは、一般に、ルーマプレーンのピクセルよりも小さいダイナミックレンジを有し、ビデオ画像のクロマプレーンは、一般に、ルーマプレーンよりも平滑であり、および／または、ルーマプレーンほどの詳細さを有さない。したがって、ビデオ画像のクロマブロックは、正確に予測することがより容易であり、例えば、より僅かなリソースしか消費せず、および／またはより僅かな予測誤差という結果となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、知られたクロマ予測技法を使用するビデオコーディングは、クロマプレーンにおいて著しく不鮮明なエッジおよび／またはテクスチャを有するビデオ画像という結果となる。本発明では、ビデオ符号化（コーディング）におけるクロマ信号強調のための改善されたクロスプレーンフィルタリングを行う方法、および、その装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一方または両方のクロマプレーンにおける不鮮明なエッジおよび／またはテクスチャを、対応するルーマプレーンからの情報を使用して回復するために、クロスプレーンフィルタリング（Cross−plane Filtering）が使用される。適応クロスプレーンフィルタが実施される。性能悪化を引き起こさずに、ビットストリームにおけるオーバヘッドが妥当であるように（例えば、低減および／または最小化されるように）、クロスプレーンフィルタ係数が量子化され、および／または伝達される。性能悪化を引き起こさずに、ビットストリームにおけるオーバヘッドが妥当であるように（例えば、低減および／または最小化されるように）、クロスプレーンフィルタの１または複数の特性（例えば、サイズ、分離性、対称性など）が決定される。クロスプレーンフィルタリングは、様々なカラーサブサンプリングフォーマット（例えば、４：４：４、４：２：２、および４：２：０）を有するビデオに適用される。クロスプレーンフィルタリングは、ビデオ画像の選択領域に、例えば、エッジエリアに適用され、および／または、ビットストリームで伝えられる１もしくは複数のパラメータによって指定されるエリアに適用される。クロスプレーンフィルタは、シングルレイヤビデオコーディングシステム、および／またはマルチレイヤビデオコーディングシステムにおいて実施される。
【０００７】
クロスプレーンフィルタリングに従った例示的なビデオ復号プロセスは、ビデオ信号、およびビデオ信号に関連付けられたクロスプレーンフィルタを受信するステップを含む。ビデオ復号プロセスは、クロマオフセットを決定するために、クロスプレーンフィルタをビデオ信号のルーマプレーンピクセルに適用するステップを含む。ビデオ復号プロセスは、クロマオフセットをビデオ信号の対応するクロマプレーンピクセルに追加するステップを含む。
【０００８】
ビデオコーディングデバイスは、クロスプレーンフィルタリングのために構成される。ビデオコーディングデバイスは、ビデオ信号、およびビデオ信号に関連付けられたクロスプレーンフィルタを受信するように構成されたネットワークインターフェースを含む。ビデオコーディングデバイスは、クロマオフセットを決定するために、クロスプレーンフィルタをビデオ信号のルーマプレーンピクセルに適用するように構成されたプロセッサを含む。プロセッサは、クロマオフセットをビデオ信号の対応するクロマプレーンピクセルに追加するように構成される。
【０００９】
クロスプレーンフィルタリングに従った例示的なビデオ符号化プロセスは、ビデオ信号を受信するステップを含む。ビデオ符号化プロセスは、ビデオ信号の成分を使用してクロスプレーンフィルタを生成するステップを含む。ビデオ符号化プロセスは、クロスプレーンフィルタに関連付けられたフィルタ係数を量子化するステップを含む。ビデオ符号化プロセスは、フィルタ係数をビデオ信号を表すビットストリーム内に符号化するステップを含む。ビデオ符号化プロセスは、ビットストリームを送信するステップを含む。
【００１０】
ビデオコーディングデバイスは、クロスプレーンフィルタリングのために構成される。ビデオコーディングデバイスは、ビデオ信号を受信するように構成されたネットワークインターフェースを含む。ビデオコーディングデバイスは、ビデオ信号の成分を使用してクロスプレーンフィルタを生成するように構成されたプロセッサを含む。プロセッサは、クロスプレーンフィルタに関連付けられたフィルタ係数を量子化するように構成される。プロセッサは、フィルタ係数をビデオ信号を表すビットストリーム内に符号化するように構成される。プロセッサは、例えば、ネットワークインターフェースを介して、ビットストリームを送信するように構成される。            
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、ビデオ符号化（コーディング）におけるクロマ信号強調のための改善されたクロスプレーンフィルタリングを行う方法、および、その装置を提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】例示的なブロックベースのビデオ符号化器を示すブロック図である。
【図２】例示的なブロックベースのビデオ復号器を示すブロック図である。
【図３】例示的２レイヤ空間スケーラブルビデオ符号化器を示すブロック図である。
【図４】例示的な２レイヤ空間スケーラブルビデオ復号器を示すブロック図である。
【図５】例示的なレイヤ間予測処理および管理ユニットのブロック図である。
【図６Ａ】例示的４：４：４カラーサブサンプリングフォーマットを示す図である。
【図６Ｂ】例示的４：２：２カラーサブサンプリングフォーマットを示す図である。
【図６Ｃ】例示的４：２：０カラーサブサンプリングフォーマットを示す図である。
【図７】クロスプレーンフィルタリングの例を示すブロック図である。
【図８Ａ】クロスプレーンフィルタリングの別の例を示すブロック図である。
【図８Ｂ】クロスプレーンフィルタリングの別の例を示すブロック図である。
【図９Ａ】クロスプレーンフィルタリングの別の例を示すブロック図である。
【図９Ｂ】クロスプレーンフィルタリングの別の例を示すブロック図である。
【図１０Ａ】４：４：４における選択クロマピクセルについてのクロスプレーンフィルタ（ｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｂおよびｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｒ）の例示的なサイズおよび／またはサポート領域を示す図である。
【図１０Ｂ】４：２：２における選択クロマピクセルについてのクロスプレーンフィルタ（ｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｂおよびｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｒ）の例示的なサイズおよび／またはサポート領域を示す図である。
【図１０Ｃ】４：２：０における選択クロマピクセルについてのクロスプレーンフィルタ（ｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｂおよびｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｒ）の例示的なサイズおよび／またはサポート領域を示す図である。
【図１１Ａ】４：４：４における選択クロマピクセルについてのクロスプレーンフィルタ（ｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｂおよびｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｒ）の例示的な統一されたサイズおよび／またはサポート領域を示す図である。
【図１１Ｂ】４：２：２における選択クロマピクセルについてのクロスプレーンフィルタ（ｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｂおよびｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｒ）の例示的な統一されたサイズおよび／またはサポート領域を示す図である。
【図１１Ｃ】４：２：０における選択クロマピクセルについてのクロスプレーンフィルタ（ｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｂおよびｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｒ）の例示的な統一されたサイズおよび／またはサポート領域を示す図である。
【図１２Ａ】例示的なクロスプレーンフィルタリングの対称性特性の例示的な欠落を示す図である。
【図１２Ｂ】例示的なクロスプレーンフィルタリングの例示的な水平および垂直対称性特性を示す図である。
【図１２Ｃ】例示的なクロスプレーンフィルタリングの例示的な垂直対称性特性を示す図である。
【図１２Ｄ】例示的なクロスプレーンフィルタリングの例示的な水平対称性特性を示す図である。
【図１２Ｅ】例示的なクロスプレーンフィルタリングの例示的な点対称性特性を示す図である。
【図１３Ａ】対称性を有さない例示的な水平１次元フィルタおよび垂直１次元フィルタを示す図である。
【図１３Ｂ】対称性を有する例示的な水平１次元フィルタおよび垂直１次元フィルタを示す図である。
【図１４】クロスプレーンフィルタ係数のセットを伝達する例を示す例示的なシンタックステーブルを示す図である。
【図１５Ａ】クロスプレーンフィルタ係数の例示的な配置を示す図である。
【図１５Ｂ】クロスプレーンフィルタ係数の例示的な配置を示す図である。
【図１６】クロスプレーンフィルタ係数の複数のセットを伝達する例を示す例示的なシンタックステーブルを示す図である。
【図１７】クロスプレーンフィルタリングのための領域を指定する情報を伝達する例を示す例示的なシンタックステーブルを示す図である。
【図１８】領域ベースのクロスプレーンフィルタリングの実施に従って検出された複数の画像領域の例を示す図である。
【図１９】複数の領域に関する情報をクロスプレーンフィルタ係数の複数のセットとともに伝達する例を示す例示的なシンタックステーブルを示す図である。
【図２０】クロスプレーンフィルタリングのための例示的なピクチャレベル選択アルゴリズムを示す図である。
【図２１Ａ】１または複数の開示される実施形態が実施される例示的な通信システムのシステム図である。
【図２１Ｂ】図２１Ａに示される通信システム内で使用される例示的な無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）のシステム図である。
【図２１Ｃ】図２１Ａに示される通信システム内で使用される例示的な無線アクセスネットワークおよび例示的なコアネットワークのシステム図である。
【図２１Ｄ】図２１Ａに示される通信システム内で使用される例示的な無線アクセスネットワークおよび例示的なコアネットワークのシステム図である。
【図２１Ｅ】図２１Ａに示される通信システム内で使用される例示的な無線アクセスネットワークおよび例示的なコアネットワークのシステム図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、例示的なブロックベースのビデオ符号化器を示している。入力ビデオ信号１０２は、例えば、ブロックごとに処理される。ビデオブロックユニットは、１６×１６ピクセルを含む。そのようなブロックユニットは、マクロブロック（ＭＢ）と呼ばれる。ビデオブロックユニットサイズは、例えば、６４×６４ピクセルに拡張される。拡張されたサイズのビデオブロックは、高解像度ビデオ信号（例えば、１０８０ｐを超えるビデオ信号）を圧縮するために使用される。拡張されたブロックサイズは、コーディングユニット（ＣＵ）と呼ばれる。ＣＵは、別個の予測方法が適用される１または複数の予測ユニット（ＰＵ）に分割される。
【００１４】
ＭＢまたはＣＵなどの１または複数の入力ビデオブロック（例えば、各入力ビデオブロック）に関して、空間予測１６０および／または時間予測１６２が実行される。イントラ予測と呼ばれる空間予測１６０は、ビデオピクチャおよび／またはスライス内の１または複数のすでにコード化された近隣ブロックからのピクセルを使用して、例えば、ビデオブロックを予測する。空間予測１６０は、ビデオ信号に本質的に備わった空間冗長性を低減させる。インター予測および／または動き補償予測と呼ばれる時間予測１６２は、１または複数のすでにコード化されたビデオピクチャからのピクセルを使用して、例えば、ビデオブロックを予測する。時間予測は、ビデオ信号に本質的に備わった時間冗長性を低減させる。ビデオブロックのための時間予測信号は、１もしくは複数の動きベクトルを含み、および／または例えば、複数の参照ピクチャが使用される場合、時間予測信号が参照ピクチャストア１６４内のどの参照ピクチャに由来するかを識別するために、１もしくは複数の参照ピクチャインデックスを含む。
【００１５】
空間予測および／または時間予測が実行された後、（例えば、符号化器内の）モード決定ブロック１８０が、例えば、レート歪み最適化方法に基づいて、予測モードを選択する。予測ブロックは、ビデオブロックから差し引かれる（１１６）。予測残差は、変換され（１０４）、および／または量子化される（１０６）。１または複数の量子化された残差係数は、逆量子化され（１１０）、および／または逆変換され（１１２）、例えば、再構成された残差を形成する。再構成された残差は、予測ブロックに追加され（１２６）、例えば、再構成されたビデオブロックを形成する。
【００１６】
１または複数のデブロッキングフィルタおよび／または適応ループフィルタ１６６などのさらなるインループフィルタリングが、例えば、参照ピクチャストア１６４内にそれが記憶される前に、および／または後続のビデオブロックをコード化するためにそれが使用される前に、再構成されたビデオブロックに適用される。出力ビデオビットストリーム１２０を形成するために、コーディングモード（例えば、インターもしくはイントラ）、予測モード情報、動き情報、および／または量子化された残差係数が、エントロピコーディングユニット１０８に送信され、例えば、圧縮および／またはパックがさらに行われて、ビットストリーム１２０を形成する。
【００１７】
図２は、図１に示されたブロックベースの符号化器に対応する、例示的なブロックベースのビデオ復号器を示す。ビデオビットストリーム２０２は、例えば、エントロピ復号ユニット２０８において、アンパックされ、および／またはエントロピ復号される。コーディングモードおよび／または予測情報が、（例えば、イントラコーディングのために）空間予測ユニット２６０、または（例えば、インターコーディングのために）時間予測ユニット２６２に送信されて、例えば、予測ブロックを形成する。１または複数の残差変換係数が、逆量子化ユニット２１０、および／または逆変換ユニット２１２に送信されて、例えば、残差ブロックを再構成する。予測ブロックと残差ブロックは、２２６において合算されて、例えば、再構成されたブロックを形成する。再構成されたブロックは、例えば、再構成された出力ビデオ２２０に加算されて（例えば、表示デバイスに）送信される前に、および／または、例えば、１若しくは複数の後続ビデオブロックを予測する際に使用するために参照ピクチャストア２６４内に記憶される前に、インループフィルタリングを通して（例えば、ループフィルタ２６６を使用して）処理される。
【００１８】
ビデオは、コンピューティング能力、メモリおよび／またはストレージサイズ、表示解像度、表示フレームレートなどに関して様々な能力を有するデバイス上で消費され、例えば、スマートフォンおよび／またはタブレットによって消費される。ネットワークおよび／または送信チャネルは、パケット損失レート、利用可能なチャネル帯域幅、バースト誤り率などに関して様々な特性を有する。ビデオデータは、有線ネットワークおよび／または無線ネットワークの組み合わせの上で送信され、そのことが、１または複数の基礎をなすビデオ送信チャネル特性を複雑にする。そのようなシナリオでは、スケーラブルビデオコーディングが、ビデオアプリケーションによって提供されるビデオ品質を改善し、例えば、異種ネットワーク上の異なる能力を有するデバイス上で動作するビデオアプリケーションによって提供されるビデオ品質を改善する。
【００１９】
スケーラブルビデオコーディングは、最も高い表現（例えば、時間解像度、空間解像度、品質など）に従ってビデオ信号を符号化するが、例えば、クライアントデバイス上で動作する１または複数のアプリケーションによって利用される指定されたレートおよび／または表現に従って、１または複数のビデオストリームのそれぞれのサブセットからの復号を可能にする。スケーラブルビデオコーディングは、帯域幅および／またはストレージの節約を可能にする。
【００２０】
図３は、１つのベースレイヤ（ＢＬ）と１つのエンハンスメントレイヤ（ＥＬ）とを有する、例示的な２レイヤスケーラブルビデオコーディングシステムを示す。２つのレイヤの間の空間解像度は異なり、空間スケーラビリティが適用される。ベースレイヤ符号化器（例えば、高効率ビデオコーディング（ＨＥＶＣ）符号化器）は、ベースレイヤビデオ入力を、例えば、ブロックごとに符号化し、（例えば、図１に示されたブロック図に従って）ベースレイヤビットストリームを生成する。エンハンスメントレイヤ符号化器は、エンハンスメントレイヤビデオ入力を、例えば、ブロックごとに符号化し、（例えば、図１に示されたブロック図に従って）エンハンスメントレイヤビットストリームを生成する。スケーラブルビデオコーディングシステムのコーディング効率（例えば、エンハンスメントレイヤコーディングのコーディング効率）が改善される。例えば、ベースレイヤの再構成されたビデオからの信号相関が、予測精度を改善するために使用される。
【００２１】
ベースレイヤの再構成されたビデオが処理され、１または複数の処理されたベースレイヤピクチャの少なくとも一部が、エンハンスメントレイヤ復号ピクチャバッファ（ＥＬ  ＤＰＢ）に挿入され、および／またはエンハンスメントレイヤビデオ入力を予測するために使用される。ベースレイヤビデオとエンハンスメントレイヤビデオは、それぞれの異なる空間解像度で表現された実質的に同じビデオソースであり、それらは、例えば、ダウンサンプリングプロセスを介して互いに対応する。レイヤ間予測（ＩＬＰ）処理は、レイヤ間処理および／または管理ユニットによって実施され、ベースレイヤ再構成の空間解像度をエンハンスメントレイヤビデオの空間解像度と揃えるために使用されるアップサンプリング操作などである。スケーラブルビデオコーディングビットストリームは、ベースレイヤ符号化器によって生成されるベースレイヤビットストリーム、エンハンスメントレイヤ符号化器によって生成されるエンハンスメントレイヤビットストリーム、および／またはレイヤ間予測情報を含む。
【００２２】
レイヤ間予測情報は、ＩＬＰ処理および管理ユニットによって生成される。例えば、ＩＬＰ情報は、適用されるレイヤ間処理のタイプ（ｔｙｐｅ）、処理において使用される１または複数のパラメータ（例えば、どのアップサンプリングフィルタが使用されるか）、１または複数の処理されたベースレイヤピクチャのどれがＥＬ  ＤＰＢ内に挿入されるべきかなどのうちの１または複数を含む。ベースレイヤビットストリームおよびエンハンスメントレイヤビットストリーム、ならびに／またはＩＬＰ情報は、一緒に多重化されて、例えば、スケーラブルビットストリーム（例えば、ＳＨＶＣビットストリーム）を形成する。
【００２３】
図４は、図３に示されたスケーラブル符号化器に対応する、例示的な２レイヤスケーラブルビデオ復号器を示している。復号器は、例えば、符号化器とは逆の順序で、１または複数の操作を実行する。スケーラブルビットストリームは、ベースレイヤビットストリーム、エンハンスメントレイヤビットストリーム、および／またはＩＬＰ情報に逆多重化される。ベースレイヤ復号器は、ベースレイヤビットストリームを復号し、および／またはベースレイヤ再構成を生成する。
【００２４】
ＩＬＰ処理および管理ユニットは、ＩＬＰ情報を受信し、および／または例えば、受信されたＩＬＰ情報に従って、ベースレイヤ再構成を処理する。ＩＬＰ処理および管理ユニットは、例えば、受信されたＩＬＰ情報に従って、１または複数の処理されたベースレイヤピクチャを選択的にＥＬ  ＤＰＢ内に挿入する。エンハンスメントレイヤ復号器は、エンハンスメントレイヤビデオを再構成するために、時間参照ピクチャおよび／またはレイヤ間参照ピクチャ（例えば、１もしくは複数の処理されたベースレイヤピクチャ）の組み合わせを用いて、エンハンスメントレイヤビットストリームを復号する。本開示の目的では、「レイヤ間参照ピクチャ」と「処理されたベースレイヤピクチャ」という用語は、交換可能に使用される。
【００２５】
図５は、例示的なレイヤ間予測および処理管理ユニットを示し、例えば、図３に示された例示的な２レイヤ空間スケーラブルビデオ符号化器、および／または図４に示された例示的な２レイヤ空間スケーラブルビデオ復号器において実施される。レイヤ間予測および処理管理ユニットは、１または複数のステージ（例えば、図５に示されるように３つのステージ）を含む。第１のステージ（例えば、ステージ１）では、ＢＬの再構成されたピクチャが、（例えば、アップサンプリングされる前に）エンハンスされる。第２のステージ（例えば、ステージ２）では、（例えば、空間スケーラビリティにおいて、ＢＬの解像度がＥＬの解像度よりも低い場合）、アップサンプリングが実行される。第２のステージの出力は、サンプリンググリッドが調整されたＥＬの解像度と実質的に同じ解像度を有する。第３のステージ（例えば、ステージ３）では、エンハンスメントが、例えば、アップサンプリングされたピクチャがＥＬ  ＤＰＢ内に置かれる前に実行され、このことがレイヤ間参照ピクチャ品質を改善する。
【００２６】
上で説明された３つのステージの１または複数は、レイヤ間予測および処理管理ユニットによって実行されることに留意されたい。例えば、ＢＬピクチャが、品質はより低いが、ＥＬピクチャと実質的に同じ解像度を有する、信号対雑音比（ＳＮＲ）スケーラビリティでは、上で説明された３つのステージの１または複数（例えば、すべてのステージ）が実行されず、例えば、ＢＬの再構成されたピクチャが、レイヤ間予測のためにＥＬ  ＤＰＢに直接的に挿入される。空間スケーラビリティでは、例えば、アップサンプリングされたＢＬの再構成されたピクチャに、ＥＬピクチャに対して調整されたサンプリンググリッドをもたせるために、第２のステージが実行される。第１および第３のステージは、レイヤ間参照ピクチャ品質を改善するために実行され、このことが、例えば、ＥＬコーディングにおいてより高い効率を達成する助けとなる。
【００２７】
（図３および図４に示されるような）スケーラブルビデオコーディングシステムにおけるピクチャレベルＩＬＰの実行は、例えば、それぞれベースレイヤおよび／またはエンハンスメントレイヤの符号化器および／または復号器ロジックが、例えばブロックレベルにおいて少なくとも一部は変更なしに再利用されるので、実施の複雑さを低減させる。高レベル（例えば、ピクチャおよび／またはスライスレベル）の構成は、エンハンスメントレイヤＤＰＢへの１または複数のそれぞれの処理されたベースレイヤピクチャの挿入を実施する。コーディング効率を改善するために、スケーラブルシステムでは、例えば、ピクチャレベルのレイヤ間予測に加えて、ブロックレベルのレイヤ間予測を容易化するために、１または複数のブロックレベルの変更が許可される。
【００２８】
本明細書で説明されるシングルおよび／またはマルチレイヤビデオコーディングシステムは、カラービデオをコード化するために使用される。カラービデオでは、輝度情報および色度情報を運ぶ各ピクセルは、プライマリカラーのそれぞれの強度の組み合わせ（例えば、ＹＣｂＣｒ、ＲＧＢ、またはＹＵＶ）から作成される。カラービデオの各ビデオフレームは、３つのカラーチャネルに対応する、３つの長方形配列から構成される。カラーチャネル（例えば、各カラーチャネル）内の１または複数のサンプルは、不連続および／または有限の大きさを有し、このことが、デジタルビデオアプリケーションでは、８ビット値を使用して表される。ビデオキャプチャおよび／または表示システムでは、赤、緑、青（ＲＧＢ）プライマリが使用される。
【００２９】
ビデオコーディングおよび／または伝送では、ＲＧＢ空間内のビデオ信号は、例えば、帯域幅消費を削減するために、および／またはモノクロームビデオアプリケーションとの互換性のために、ＰＡＬおよびＳＥＣＡＭ  ＴＶシステムのためのＹＵＶ、ならびにＮＴＳＣ  ＴＶシステムのためのＹＩＱなど、（例えば、輝度座標および／または色度座標を有する）１または複数の他の色空間に変換される。Ｙ成分の値は、ピクセルの明るさを表し、一方、他の２つの成分（例えば、ＣｂおよびＣｒ）は、色度情報を保有する。デジタル色空間（例えば、ＹＣｂＣｒ）は、アナログ色空間（例えば、ＹＵＶ）のスケーリングおよび／またはシフトされたバージョンである。ＲＧＢ座標からＹＣｂＣｒ座標を導出するための変換行列は、式（１）で表される。
【００３０】
【数１】
2020036353.tif 000003
【００３１】
人間視覚システム（ＨＶＳ）は、明るさに比べて色にはあまり敏感ではないので、色度成分ＣｂおよびＣｒは、感知されるビデオ品質に僅かな悪化しか伴わずにサブサンプリングされる。カラーサブサンプリングフォーマットは、コロンで分離された３つ組の数字で示される。例えば、４：２：２カラーサブサンプリングフォーマットに従う場合、色度成分についての水平サンプリングレートは半分に減少するが、垂直サンプリングレートは変更されない。４：２：０カラーサブサンプリングフォーマットに従う場合、関連するデータレートを低減するために、色度成分についてのサンプリングレートは、水平方向と垂直方向の両方で半分に低減される。非常に高いビデオ品質を使用するアプリケーションに対して使用される、４：４：４カラーサブサンプリングフォーマットに従う場合、色度成分は、輝度成分に対して使用されるサンプリングレートと実質的に同じサンプリングレートを有する。上で説明されたカラーサブサンプリングフォーマットについての輝度サンプルおよび色度サンプルを示す例示的なサンプリンググリッドが、それぞれ、図６Ａないし図６Ｃに示される。
【００３２】
ビデオシーケンス内のフレームのＹ、Ｃｂ、およびＣｒカラープレーンは、内容においては相関（例えば、高度に相関）させられるが、２つのクロマプレーンは、ルーマプレーンよりも少ないテクスチャおよび／またはエッジを示す。３つのカラープレーンは、同じ動きを共有する。（図１および図２に従った）ブロックベースのハイブリッドビデオコーディングシステムがカラーブロックに適用されるとき、ブロック内の３つのプレーンは、別々にはコード化されない。カラーブロックがインター予測によってコード化される場合、２つのクロマブロックは、動きベクトルおよび／または参照インデックスなど、ルーマブロックの動き情報を再利用する。カラーブロックがイントラ予測によってコード化される場合、例えば、ルーマブロックはより多様なおよび／またはより強いエッジを有するので、ルーマブロックは、２つのクロマブロックの一方または両方が有するよりも多くの予測方向を選択のために有する。
【００３３】
例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣイントラ予測によれば、ルーマブロックは、９つの候補方向を有するが、クロマブロックは４つの候補方向を有する。ＨＥＶＣイントラ予測によれば、クロマブロックは、４つの候補方向を有し、ルーマブロックは、５つ以上の候補方向（例えば、３５の候補方向）を有する。ルーマおよび／またはクロマ予測誤差に関するそれぞれの変換および／または量子化プロセスは、例えば、イントラ予測またはインター予測の後、別々に実行される。（例えば、ルーマについてのＱＰが３４よりも大きい）低いビットレートでは、例えば、クロマプレーン内のエッジおよび／またはテクスチャはより繊細であり、重い量子化から悪影響を受け、このことが、色のにじみなど、目に見えるアーチファクトを引き起こすので、クロマは、対応するルーマよりも軽い量子化（例えば、より小さい量子化ステップサイズ）を有する。
【００３４】
ビデオコーディングを実行するように（例えば、ビデオ信号を符号化および／または復号するように）構成されたデバイスは、ビデオコーディングデバイスと呼ばれる。そのようなビデオコーディングデバイスは、例えば、テレビ、デジタルメディアプレーヤ、ＤＶＤプレーヤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）プレーヤ、ネットワーク接続されたメディアプレーヤデバイス、デスクトップコンピュータ、ラップトップパーソナルコンピュータ、タブレットデバイス、モバイルフォン、ビデオ会議システム、またはハードウェアおよび／もしくはソフトウェアベースのビデオ符号化システムなど、ビデオ対応デバイスを含む。そのようなビデオコーディングデバイスは、無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）、基地局、ゲートウェイ、または他のネットワーク要素など、無線通信ネットワーク要素を含む。
【００３５】
ビデオコーディングデバイスは、ネットワークインターフェースを介して、ビデオ信号（例えば、ビデオビットストリーム）を受信するように構成される。ビデオコーディングデバイスは、無線ネットワークインターフェース、有線ネットワークインターフェース、またはそれらの組み合わせを有する。例えば、ビデオコーディングデバイスが、無線通信ネットワーク要素（例えば、無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ））である場合、ネットワークインターフェースは、ＷＴＲＵの送受信機である。別の例では、ビデオコーディングデバイスが、無線通信のために構成されていないビデオ対応デバイス（例えば、バックエンドラック符号化器）である場合、ネットワークインターフェースは、有線ネットワーク接続（例えば、光ファイバ接続）である。別の例では、ネットワークインターフェースは、物理記憶媒体（例えば、光ディスクドライブ、メモリカードインターフェース、またはビデオカメラへの直接接続など）と通信するように構成されたインターフェースである。ネットワークインターフェースは、これらの例に限定されず、ネットワークインターフェースは、ビデオコーディングデバイスがビデオ信号を受信することを可能にする他のインターフェースを含むことを理解されたい。
【００３６】
ビデオコーディングデバイスは、１または複数のビデオ信号（例えば、ビデオコーディングデバイスのネットワークインターフェースによって受信されたソースビデオ信号）に関してクロスプレーンフィルタリングを実行するように構成される。
【００３７】
クロスプレーンフィルタリングは、例えば、一方または両方のクロマプレーンにおける不鮮明なエッジおよび／またはテクスチャを、対応するルーマプレーンからの情報を使用して回復するために使用される。適応クロスプレーンフィルタが実施される。例えば、ビデオ信号に関連付けられたビットストリームの伝送性能の閾値レベルに従って、ビットストリームにおけるオーバヘッドが性能悪化を低減（例えば、最小化）するように、クロスプレーンフィルタ係数が量子化され、および／または伝達される。クロスプレーンフィルタ係数は、ビットストリーム（出力ビデオビットストリーム）内で送信され、および／またはビットストリームに関して帯域外で送信される。
【００３８】
性能悪化を引き起こさずに、ビットストリームにおけるオーバヘッドが妥当であるように、クロスプレーンフィルタの１または複数の特性（例えば、サイズ、分離性、対称性など）が決定される。クロスプレーンフィルタリングは、（例えば、４：４：４、４：２：２、および４：２：０を含む）様々なカラーサブサンプリングフォーマットを有するビデオに適用される。クロスプレーンフィルタリングは、ビデオ画像の選択領域に（例えば、エッジエリアに、および／またはビットストリームで伝えられる１もしくは複数に）適用される。クロスプレーンフィルタは、シングルレイヤビデオコーディングシステムにおいて実施される。クロスプレーンフィルタは、マルチレイヤビデオコーディングシステムにおいて実施される。
【００３９】
ルーマプレーンは、一方または両方のクロマプレーンの品質を改善するためのガイダンスとして使用される。例えば、ルーマプレーンに関する情報の１または複数の部分は、対応するクロマプレーン内に混合される。本開示の目的では、元の（例えば、コード化されていない）ビデオ画像の３つのカラープレーンは、それぞれ、Ｙ＿ｏｒｇ、Ｃｂ＿ｏｒｇ、Ｃｒ＿ｏｒｇで表され、元のビデオ画像のコード化されたバージョンの３つのカラープレーンは、それぞれ、Ｙ＿ｒｅｃ、Ｃｂ＿ｒｅｃ、Ｃｒ＿ｒｅｃで表される。
【００４０】
図７は、例えば、Ｙ＿ｒｅｃ、Ｃｂ＿ｒｅｃ、Ｃｒ＿ｒｅｃを、ＲＧＢ空間に変換し戻すために使用されるクロスプレーンフィルタリングの例を示し、（例えば、上で示されたプロセス（１）の）逆プロセスを使用して、３つのプレーンがＲ＿ｒｅｃ、Ｇ＿ｒｅｃ、Ｂ＿ｒｅｃでそれぞれ表される。Ｙ＿ｏｒｇ、Ｃｂ＿ｏｒｇ、Ｃｒ＿ｏｒｇは、（例えば、実質的に同時に）ＲＧＢ空間に変換し戻され、Ｒ＿ｏｒｇ、Ｇ＿ｏｒｇ、Ｂ＿ｏｒｇで表されるそれぞれの元のＲＧＢプレーンが獲得される。最小２乗（ＬＳ）トレーニング方法は、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｒ、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｇ、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｂで表される、Ｒプレーン、Ｇプレーン、Ｂプレーンのための３つのフィルタをそれぞれトレーニングするために、プレーンペア（Ｒ＿ｏｒｇ，Ｒ＿ｒｅｃ）、（Ｇ＿ｏｒｇ，Ｇ＿ｒｅｃ）、（Ｂ＿ｏｒｇ，Ｂ＿ｒｅｃ）をトレーニングデータセットとして取得する。ｆｉｌｔｅｒ＿Ｒ、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｇ、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｂを使用して、それぞれ、Ｒ＿ｒｅｃ、Ｇ＿ｒｅｃ、Ｂ＿ｒｅｃをフィルタリングすることによって、Ｒ＿ｉｍｐ、Ｇ＿ｉｍｐ、Ｂ＿ｉｍｐで表される、３つの改善されたＲＧＢプレーンが獲得され、および／またはＲ＿ｏｒｇとＲ＿ｉｍｐ、Ｇ＿ｏｒｇとＧ＿ｉｍｐ、Ｂ＿ｏｒｇとＢ＿ｉｍｐとの間の歪みが、Ｒ＿ｏｒｇとＲ＿ｒｅｃ、Ｇ＿ｏｒｇとＧ＿ｒｅｃ、Ｂ＿ｏｒｇとＢ＿ｒｅｃとの間のそれぞれの歪みと比較して、それぞれ低減（例えば、最小化）される。Ｒ＿ｉｍｐ、Ｇ＿ｉｍｐ、Ｂ＿ｉｍｐは、ＹＣｂＣｒ空間に変換され、Ｙ＿ｉｍｐ、Ｃｂ＿ｉｍｐ、Ｃｒ＿ｉｍｐが、獲得され、ここで、Ｃｂ＿ｉｍｐおよびＣｒ＿ｉｍｐは、クロスプレーンフィルタリングプロセスの出力である。
【００４１】
図７に示されるような、例えば、逆方向および順方向の色空間の変換は、符号化器サイドおよび／または復号器サイドの一方または両方の計算リソース（例えば、望ましくないほど大量の計算リソース）を消費する。空間変換プロセスおよびフィルタリングプロセスはともに線形であるので、示されたクロスプレーンフィルタリング手順の少なくとも一部は、例えば、操作の１または複数（例えば、操作のすべて）がＹＣｂＣｒ空間で実行される、簡略化されたプロセスを使用して、近似される。
【００４２】
図８Ａに示されるように、Ｃｂ＿ｒｅｃの品質を改善するために、ＬＳトレーニングモジュールは、Ｙ＿ｒｅｃ、Ｃｂ＿ｒｅｃ、Ｃｒ＿ｒｅｃ、Ｃｂ＿ｏｒｇをトレーニングデータセットとして取得し、一緒に導出される最適なフィルタｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｂ、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｃｂ４Ｃｂ、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｃｒ４Ｃｂが、Ｙ＿ｒｅｃ、Ｃｂ＿ｒｅｃ、Ｃｒ＿ｒｅｃにそれぞれ適用される。３つのプレーン上でのフィルタリングのそれぞれの出力は、例えば、Ｃｂ＿ｉｍｐで表される改善されたＣｂプレーンを獲得するために、一緒に合算される。３つの最適なフィルタは、ＬＳ方法によってトレーニングされ、Ｃｂ＿ｉｍｐとＣｂ＿ｏｒｇとの間の歪みは、例えば、式（２）に従って最小化され、
【００４３】
【数２】
2020036353.tif 000004
【００４４】
ここで、
【００４５】
【数３】
2020036353.tif 000005
【００４６】
は、２次元（２−Ｄ）の畳み込みを表し、＋および−は、それぞれ、行列の加算および減算を表し、Ｅ［（Ｘ）2］は、行列Ｘの各要素の平方の平均を表す。
【００４７】
図８Ｂに示されるように、Ｃｒ＿ｒｅｃの品質を改善するために、ＬＳトレーニングモジュールは、Ｙ＿ｒｅｃ、Ｃｂ＿ｒｅｃ、Ｃｒ＿ｒｅｃ、Ｃｒ＿ｏｒｇをトレーニングデータセットとして取得し、一緒に導出される最適なフィルタｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｒ、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｃｂ４Ｃｒ、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｃｒ４Ｃｒが、Ｙ＿ｒｅｃ、Ｃｂ＿ｒｅｃ、Ｃｒ＿ｒｅｃにそれぞれ適用される。３つのプレーン上でのフィルタリングのそれぞれの出力は、例えば、Ｃｒ＿ｉｍｐで表される改善されたＣｒプレーンを獲得するために、一緒に合算される。３つの最適なフィルタは、ＬＳ方法によってトレーニングされ、Ｃｒ＿ｉｍｐとＣｒ＿ｏｒｇとの間の歪みは、例えば、式（３）に従って最小化される。
【００４８】
【数４】
2020036353.tif 000006
【００４９】
Ｃｒは、Ｃｂの改善に僅かしか貢献しない。Ｃｂは、Ｃｒの改善に僅かしか貢献しない。
【００５０】
図８Ａおよび図８Ｂに示されるクロスプレーンフィルタリング技法は、簡略化される。例えば、図９Ａに示されるように、ＬＳトレーニングにおいて、Ｃｂプレーンの品質は、ＹプレーンおよびＣｂプレーンを利用することによって改善されるが、Ｃｒプレーンを利用することによっては改善されず、２つのフィルタｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｂ、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｃｂ４Ｃｂが、一緒に導出され、ＹおよびＣｂにそれぞれ適用される。フィルタのそれぞれの出力は、例えば、Ｃｂ＿ｉｍｐで表される改善されたＣｂプレーンを獲得するために、一緒に合算される。
【００５１】
図９Ｂに示されるように、ＬＳトレーニングにおいて、Ｃｒプレーンの品質は、ＹプレーンおよびＣｒプレーンを利用することによって改善されるが、Ｃｂプレーンを利用することによっては改善されず、２つのフィルタｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｒ、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｃｒ４Ｃｒが、一緒に導出され、ＹおよびＣｒにそれぞれ適用される。フィルタのそれぞれの出力は、例えば、Ｃｒ＿ｉｍｐで表される改善されたＣｒプレーンを獲得するために、一緒に合算される。
【００５２】
図９Ａおよび図９Ｂに示されるクロスプレーンフィルタリング技法は、トレーニングおよび／またはフィルタリングのそれぞれの計算の複雑さを低減し、および／またはクロスプレーンフィルタ係数を復号器サイドに送信するオーバヘッドビットを低減するが、性能悪化は僅かである。
【００５３】
ビデオコーディングシステムにおいてクロスプレーンフィルタリングを実施するために、クロスプレーンフィルタサイズの決定、クロスプレーンフィルタ係数の量子化および／または送信（例えば、シグナリング）、または、１若しくは複数の局所的エリアへのクロスプレーンフィルタリングの適合のうちの１または複数が対処される。
【００５４】
最適なクロスプレーンフィルタをトレーニングするために、適切なフィルタサイズが決定される。フィルタのサイズは、フィルタに関連付けられたオーバヘッドの大きさ、および／またはフィルタの計算の複雑さにほぼ比例する。例えば、３×３フィルタは、９つの送信されるフィルタ係数を有し、９つの乗算と８つの加算を利用して、１ピクセルのフィルタを達成する。５×５フィルタは、２５の送信されるフィルタ係数を有し、２５の乗算と２４つの加算を利用して、１ピクセルをフィルタリングする。より大きなサイズのフィルタは、（例えば、式（２）および式（３）に見られるように）より低い最小歪みを達成し、ならびに／またはより良好な性能を提供する。フィルタサイズは、例えば、計算の複雑さ、オーバヘッドの大きさ、および／または性能のバランスを取るために選択される。
【００５５】
ｆｉｌｔｅｒ＿Ｃｂ４Ｃｂおよびｆｉｌｔｅｒ＿Ｃｒ４Ｃｒなど、プレーン自体に適用されるトレーニングされたフィルタは、ローパスフィルタとして実施される。ｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｂ、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｒ、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｃｂ４Ｃｒ、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｃｒ４Ｃｂなど、クロスプレーンのために使用されるトレーニングされたフィルタは、ハイパスフィルタとして実施される。異なるサイズの異なるフィルタの使用は、対応するビデオコーディングシステムの性能に僅かな影響しか有さない。クロスプレーンフィルタのサイズは、例えば、性能上の不利益が無視可能なように、小さく（例えば、できるだけ小さく）保たれる。例えば、クロスプレーンフィルタサイズは、性能の低下が実質的に観測されないように選択される。大きいサイズのクロスプレーンフィルタ（例えば、Ｍ×Ｎクロスプレーンフィルタ、ここで、ＭおよびＮは整数）が実施される。
【００５６】
例えば、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｃｂ４Ｃｂおよびｆｉｌｔｅｒ＿Ｃｒ４Ｃｒなどのローパスフィルタに関して、フィルタサイズは、１×１として実施され、フィルタは、フィルタリングされるそれぞれのピクセルに乗算される係数を１つ有する。１×１のｆｉｌｔｅｒ＿Ｃｂ４Ｃｂおよびｆｉｌｔｅｒ＿Ｃｒ４Ｃｒのフィルタ係数は、１．０に固定され、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｃｂ４Ｃｂおよびｆｉｌｔｅｒ＿Ｃｒ４Ｃｒは、省かれる（例えば、適用されない、および／または伝達されない）。
【００５７】
ｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｂおよびｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｒなどのハイパスフィルタの場合、フィルタサイズは、カラーサンプリングフォーマットに依存し、またはカラーサンプリングフォーマットとは無関係である。クロスプレーンフィルタサイズは、カラーサンプリングフォーマットに依存する。例えば、クロスプレーンフィルタ（例えば、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｂおよびｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｒ）のサイズおよび／またはサポート領域は、例えば、図１０Ａないし図１０Ｃに示されるように、選択クロマピクセルに対して実施され、ここで、円形はルーマサンプルのそれぞれの位置を表し、塗りつぶされた三角形はクロマサンプルのそれぞれの位置を表し、（例えば、輪郭のみの三角形によって表される）選択クロマサンプルをフィルタリングするために使用されるルーマサンプルは、グレーの円形によって表される。示されるように、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｂおよびｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｒのフィルタサイズは、４：４：４および４：２：２カラーフォーマットについては３×３であり、４：２：０カラーフォーマットについては４×３である。フィルタサイズは、例えば、図１１Ａないし図１１Ｃに示されるように、カラーフォーマットとは無関係である。フィルタサイズは、例えば、４：２：０フォーマットの場合のサイズに従って、４×３である。
【００５８】
例えば、式（４）および式（５）に従って、クロスプレーンフィルタリングプロセスは、トレーニングされたハイパスフィルタをＹプレーンに適用し、Ｙ＿ｏｆｆｓｅｔ４ＣｂおよびＹ＿ｏｆｆｓｅｔ４Ｃｒで表されるフィルタリング結果を、クロマプレーンにおける対応するピクセルに加算されるオフセットとして取得する。
【００５９】
【数５】
2020036353.tif 000007
【００６０】
【数６】
2020036353.tif 000008
【００６１】
クロスプレーンフィルタ係数は、量子化される。トレーニングされたクロスプレーンフィルタは、例えば、送信前に量子化される、実数値係数を有する。例えば、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｂは、ｆｉｌｔｅｒ＿ｉｎｔで表される整数フィルタによってほぼ近似される。ｆｉｌｔｅｒ＿ｉｎｔの要素は、（例えば、４ビット表現による−８から７の）小さいダイナミックレンジを有する。ｃｏｅｆｆ．で表される第２の係数は、例えば、式（６）に従って、ｆｉｌｔｅｒ＿ｉｎｔをｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｂにより正確に接近させるために使用される。
【００６２】
【数７】
2020036353.tif 000009
【００６３】
式（６）では、ｃｏｅｆｆ．は、実数値であり、例えば、式（７）に従って、Ｍ／２Nによって近似され、ここで、ＭおよびＮは、整数である。
【００６４】
【数８】
2020036353.tif 000010
【００６５】
ｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｂを送信するために、例えば、ｆｉｌｔｅｒ＿ｉｎｔ内の係数は、ＭおよびＮと一緒に、ビットストリーム内にコード化される。上で説明された量子化技法は、例えば、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｒを量子化するために拡張される。
【００６６】
クロスプレーンフィルタ（例えば、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｂおよび／またはｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｒ）は、柔軟な分離性および／または対称性を有する。本明細書で導入されるクロスプレーンフィルタ特性は、（例えば、図１０Ａないし図１０Ｃ、または図１１Ａないし図１１Ｃに従った）例示的な４×３クロスプレーンフィルタに関して説明されるが、他のフィルタサイズに適用可能である。
【００６７】
クロスプレーンフィルタは、例えば、図１２Ａないし図１２Ｅに示されるように、様々な対称性特性を有する。クロスプレーンフィルタは、例えば、図１２Ａに示されるように、対称性を有さない。各四角形は、１つのフィルタ係数を表し、その値が残りのフィルタ係数のそれとは異なることを示す一意的なインデックスでラベル付けされている。クロスプレーンフィルタは、例えば、図１２Ｂに示されるように、水平および垂直対称性を有し、係数は１または複数の他の象限内の１または複数の対応する係数と同じ値を有する。クロスプレーンフィルタは、例えば、図１２Ｃに示されるように、垂直対称性を有する。クロスプレーンフィルタは、例えば、図１２Ｄに示されるように、水平対称性を有する。クロスプレーンフィルタは、例えば、図１２Ｅに示されるように、点対称性を有する。
【００６８】
クロスプレーンフィルタは、図１２Ａないし図１２Ｅに示される対称性に限定されず、１または複数の他の対称性を有する。クロスプレーンフィルタは、フィルタ内の少なくとも２つの係数が同じ値を有する場合、対称性を有する（例えば、少なくとも２つの係数は、同じインデックスでラベル付けされる）。例えば、ハイパスクロスプレーンフィルタ（例えば、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｂおよびｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｒ）の場合、フィルタサポート領域の境界沿いの１または複数（例えば、すべて）の係数に対しては対称性を実施せず、フィルタサポート領域の内部係数の１または複数（例えば、すべて）に対しては何らかの対称性（例えば、水平および垂直、水平、垂直、または点対称性）を実施するのが有益である。
【００６９】
クロスプレーンフィルタは、分離可能である。例えば、４×３の２次元フィルタを使用するクロスプレーンフィルタリングは、（例えば、第１のステージの間に）行に１×３水平フィルタを適用するのと等価であり、（例えば、第２のステージの間に）第１のステージの出力の列に４×１垂直フィルタを適用するのと等価である。第１のステージと第２のステージの順序は、変更される。対称性が、１×３水平フィルタおよび／または４×１垂直フィルタに適用される。図１３Ａおよび図１３Ｂは、それぞれ、対称性ありと対称性なしの２つの１次元フィルタを示している。
【００７０】
クロスプレーンフィルタが分離可能および／または対称的かどうかにかかわらず、フィルタ係数のビットストリーム内へのコード化は、一意的な値を有するフィルタ係数に制限される。例えば、図１２Ａに示されるクロスプレーンフィルタによれば、（０から１１を用いてインデックス付けされた）１２のフィルタ係数がコード化される。図１２Ｂに示されるクロスプレーンフィルタによれば、（０から３を用いてインデックス付けされた）４つのフィルタ係数がコード化される。クロスプレーンフィルタにおける対称性の実施は、（例えば、ビデオ信号ビットストリームにおける）オーバヘッドの大きさを低減する。
【００７１】
例えば、クロスプレーンフィルタ（例えば、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｂおよびｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｒ）がハイパスフィルタである場合、クロスプレーンフィルタのフィルタ係数の和は、０に等しい。定数になるというこの特性によれば、クロスプレーンフィルタ内の係数（例えば、少なくとも１つの係数）は、他の係数の和に等しい大きさを有するが、反対の符号を有する。クロスプレーンフィルタが、送信されるＸ個の係数を有する場合（例えば、図１２Ａに示されるように、Ｘは１２に等しい）、Ｘ−１個の係数が、ビットストリーム内にコード化される（例えば、明示的にコード化される）。復号器は、Ｘ−１個の係数を受信し、例えば、ゼロ和制約に基づいて、残りの係数の値を導出する（例えば、暗黙的に導出する）。
【００７２】
クロスプレーンフィルタリング係数は、例えば、ビデオビットストリーム内で伝達される。図１４の例示的なシンタックステーブルは、クロマプレーン（例えば、ＣｂまたはＣｒ）についての２次元の非分離可能な非対称クロスプレーンフィルタ係数のセットを伝達する例を示す。以下のことが、例示的なシンタックステーブル内のエントリに当てはまる。エントリｎｕｍ＿ｃｏｅｆｆ＿ｈｏｒｉ＿ｍｉｎｕｓ１プラス１（＋１）は、クロスプレーンフィルタの水平方向における係数の数を示す。エントリｎｕｍ＿ｃｏｅｆｆ＿ｖｅｒｔ＿ｍｉｎｕｓ１プラス１（＋１）は、クロスプレーンフィルタの垂直方向における係数の数を示す。０に等しいエントリｎｕｍ＿ｃｏｅｆｆ＿ｒｅｄｕｃｅｄ＿ｆｌａｇは、クロスプレーンフィルタ係数の数が、例えば、図１５Ａに示されるように、（ｎｕｍ＿ｃｏｅｆｆ＿ｈｏｒｉ＿ｍｉｎｕｓ１＋１）×（ｎｕｍ＿ｃｏｅｆｆ＿ｖｅｒｔ＿ｍｉｎｕｓ１＋１）に等しいことを示す。図１５Ａに示されるように、ｎｕｍ＿ｃｏｅｆｆ＿ｈｏｒｉ＿ｍｉｎｕｓ１は２に等しく、ｎｕｍ＿ｃｏｅｆｆ＿ｖｅｒｔ＿ｍｉｎｕｓ１は３に等しい。
【００７３】
１に等しいエントリｎｕｍ＿ｃｏｅｆｆ＿ｒｅｄｕｃｅｄ＿ｆｌａｇは、一般に（ｎｕｍ＿ｃｏｅｆｆ＿ｈｏｒｉ＿ｍｉｎｕｓ１＋１）×（ｎｕｍ＿ｃｏｅｆｆ＿ｖｅｒｔ＿ｍｉｎｕｓ１＋１）に等しいクロスプレーンフィルタ係数の数が、例えば、図１５Ｂに示されるように、例えば、４隅の係数を除去することによって、（ｎｕｍ＿ｃｏｅｆｆ＿ｈｏｒｉ＿ｍｉｎｕｓ１＋１）×（ｎｕｍ＿ｃｏｅｆｆ＿ｖｅｒｔ＿ｍｉｎｕｓ１＋１）−４に減らされることを示す。クロスプレーンフィルタのサポート領域は、例えば、４隅の係数を除去することによって縮小される。ｎｕｍ＿ｃｏｅｆｆ＿ｒｅｄｕｃｅｄ＿ｆｌａｇエントリの利用は、例えば、フィルタ係数が減らされるかどうかについて、高められた柔軟性を提供する。
【００７４】
エントリｆｉｌｔｅｒ＿ｃｏｅｆｆ＿ｐｌｕｓ８［ｉ］マイナス８は、第ｉのクロスプレーンフィルタ係数に対応する。フィルタ係数の値は、例えば、−８から７までの範囲内にある。そのような場合、エントリｆｉｌｔｅｒ＿ｃｏｅｆｆ＿ｐｌｕｓ８［ｉ］は、０から１５までの範囲内にあり、例えば、４ビット固定長コーディング（ＦＬＣ）に従ってコード化される。エントリｓｃａｌｉｎｇ＿ｆａｃｔｏｒ＿ａｂｓ＿ｍｉｎｕｓ１およびｓｃａｌｉｎｇ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｓｉｇｎは、一緒になって、以下のように、スケーリングファクタ（例えば、式（７）内のＭ）の値を指定する。
【００７５】
Ｍ＝（１−２×ｓｃａｌｉｎｇ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｓｉｇｎ）×（ｓｃａｌｉｎｇ＿ｆａｃｔｏｒ＿ａｂｓ＿ｍｉｎｕｓ１＋１）
エントリｂｉｔ＿ｓｈｉｆｔｉｎｇは、スケーリングプロセスの後に右シフトされるビットの数を指定する。このエントリは、式（７）内のＮを表す。
【００７６】
ピクチャの異なる領域は、異なる統計的特性を有する。１または複数のそのような領域（例えば、そのような各領域）についてのクロスプレーンフィルタ係数の導出は、クロマコーディング性能を改善する。説明のために、クロスプレーンフィルタ係数の異なるセットがピクチャまたはスライスの異なる領域に適用され、それのために、クロスプレーンフィルタ係数の複数のセットが、ピクチャレベルで（例えば、適応ピクチャセット（ＡＰＳ）内で）および／またはスライスレベルで（例えば、スライスヘッダ内で）送信される。
【００７７】
クロスプレーンフィルタリングが、ビデオが表示される前に、例えば、再構成されたビデオに適用される後処理実施において使用される場合、フィルタ係数の１または複数のセットは、補足拡張情報（ＳＥＩ）メッセージとして送信される。各カラープレーンについて、フィルタの総数が伝達される。数が１以上である場合、クロスプレーンフィルタリング係数の１または複数のセットが、例えば、順次的に送信される。
【００７８】
図１６の例示的なシンタックステーブルは、ｃｒｏｓｓ＿ｐｌａｎｅ＿ｆｉｌｔｅｒ（）と名付けられたＳＥＩメッセージ内で、クロスプレーンフィルタ係数の複数のセットを伝達する例を示す。以下のことが、例示的なシンタックステーブル内のエントリに当てはまる。１に等しいエントリｃｒｏｓｓ＿ｐｌａｎｅ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇは、クロスプレーンフィルタリングが使用可能であることを指定する。対照的に、０に等しいエントリｃｒｏｓｓ＿ｐｌａｎｅ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇは、クロスプレーンフィルタリングが使用不可であることを指定する。
【００７９】
エントリｃｂ＿ｎｕｍ＿ｏｆ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｓｅｔｓは、現在のピクチャのＣｂプレーンをコード化するために使用されるクロスプレーンフィルタ係数セットの数を指定する。０に等しいエントリｃｂ＿ｎｕｍ＿ｏｆ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｓｅｔｓは、クロスプレーンフィルタリングが現在のピクチャのＣｂプレーンに適用されないことを示す。エントリｃｂ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｃｏｅｆｆ［ｉ］は、Ｃｂプレーンのためのクロスプレーンフィルタ係数の第ｉのセットである。エントリｃｂ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｃｏｅｆｆは、データ構造であり、ｎｕｍ＿ｃｏｅｆｆ＿ｈｏｒｉ＿ｍｉｎｕｓ１、ｎｕｍ＿ｃｏｅｆｆ＿ｖｅｒｔ＿ｍｉｎｕｓ１、ｎｕｍ＿ｃｏｅｆｆ＿ｒｅｄｕｃｅｄ＿ｆｌａｇ、ｆｉｌｔｅｒ＿ｃｏｅｆｆ＿ｐｌｕｓ８、ｓｃａｌｉｎｇ＿ｆａｃｔｏｒ＿ａｂｓ＿ｍｉｎｕｓ１、ｓｃａｌｉｎｇ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｓｉｇｎ、またはｂｉｔ＿ｓｈｉｆｔｉｎｇのうちの１または複数を含む。
【００８０】
エントリｃｒ＿ｎｕｍ＿ｏｆ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｓｅｔｓは、現在のピクチャのＣｒプレーンをコード化するために使用されるクロスプレーンフィルタ係数セットの数を指定する。０に等しいエントリｃｒ＿ｎｕｍ＿ｏｆ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｓｅｔｓは、クロスプレーンフィルタリングが現在のピクチャのＣｒプレーンに適用されないことを示す。エントリｃｒ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｃｏｅｆｆ［ｉ］は、Ｃｒプレーンのためのクロスプレーンフィルタ係数の第ｉのセットである。エントリｃｒ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｃｏｅｆｆは、データ構造であり、ｎｕｍ＿ｃｏｅｆｆ＿ｈｏｒｉ＿ｍｉｎｕｓ１、ｎｕｍ＿ｃｏｅｆｆ＿ｖｅｒｔ＿ｍｉｎｕｓ１、ｎｕｍ＿ｃｏｅｆｆ＿ｒｅｄｕｃｅｄ＿ｆｌａｇ、ｆｉｌｔｅｒ＿ｃｏｅｆｆ＿ｐｌｕｓ８、ｓｃａｌｉｎｇ＿ｆａｃｔｏｒ＿ａｂｓ＿ｍｉｎｕｓ１、ｓｃａｌｉｎｇ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｓｉｇｎ、またはｂｉｔ＿ｓｈｉｆｔｉｎｇのうちの１または複数を含む。
【００８１】
領域ベースのクロスプレーンフィルタリングが実施される。例えば、関連付けられたクロマプレーンにおける高周波数情報の喪失を（例えば、ルーマプレーンのガイダンスに従って）回復することが望まれる場合、ビデオ画像内の１または複数の局所的エリアをフィルタリングするために、クロスプレーンフィルタリングが適合される。例えば、クロスプレーンフィルタリングは、エッジおよび／またはテクスチャに富むエリアに適用される。例えば、クロスプレーンフィルタが適用される１または複数の領域を見つけるために、エッジ検出が最初に実行される。ｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｂおよび／またはｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｒなどのハイパスフィルタが、最初にＹプレーンに適用される。
【００８２】
フィルタリング結果の大きさは、フィルタリングされたピクセルが高周波数エリア内にあるかどうかを暗示する。大きい大きさは、フィルタリングされたピクセルの領域内のシャープなエッジを示す。０に近い大きさは、フィルタリングされたピクセルが均一な領域内にあることを示す。ｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｂおよび／またはｆｉｌｔｅｒ＿Ｙ４Ｃｒによるフィルタリング出力を測定するために、閾値が利用される。フィルタリング出力は、例えば、それが閾値よりも大きい場合、クロマプレーン内の対応するピクセルに加算される。例えば、平滑な領域内のそれぞれのクロマピクセルは変更されず、それは、ランダムなフィルタリングノイズを回避する。領域ベースのクロスプレーンフィルタリングは、コーディング性能を維持しながら、ビデオコーディングの複雑さを低下させる。例えば、１または複数の領域を含む領域情報が、復号器に伝達される。
【００８３】
領域ベースのクロスプレーンフィルタリングの実施では、異なる統計的特性を有する１または複数の領域（例えば、平滑な領域、カラフルな領域、テクスチャに富む領域、および／またはエッジに富む領域）は、例えば、符号化器サイドで検出される。複数のクロスプレーンフィルタが、導出され、１または複数の領域のうちの対応するものに適用される。１または複数の領域のうちのそれぞれに関する情報は、復号器サイドに送信される。そのような情報は、例えば、領域の面積、領域の位置、および／または領域に適用される特定のクロスプレーンフィルタを含む。
【００８４】
図１７の例示的なシンタックステーブルは、特定の領域に関する情報を伝達する例を示している。以下のことが、例示的なシンタックステーブル内のエントリに当てはまる。エントリｔｏｐ＿ｏｆｆｓｅｔ、ｌｅｆ＿ｏｆｆｓｅｔ、ｒｉｇｈ＿ｏｆｆｓｅｔ、ｂｏｔｔｏ＿ｏｆｆｓｅｔは、現在の領域の面積および／または位置を指定する。エントリは、例えば、図１８に示されるように、現在の領域の上辺、左辺、右辺、下辺から、関連付けられたピクチャの対応する４つの辺までの、例えば、ピクセル単位での、それぞれの距離を表す。
【００８５】
ｃｒｏｓｓ＿ｐｌａｎｅ＿ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ＿ｒｅｇｉｏｎ＿ｉｎｆｏ（）は、Ｃｂプレーンの指定された領域のクロスプレーンフィルタリング、Ｃｒプレーンの指定された領域のクロスプレーンフィルタリング、またはＣｂプレーンおよびＣｒプレーンのそれぞれの指定された領域のクロスプレーンフィルタリングに関する情報を含む。
【００８６】
１に等しいエントリｃｂ＿ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇは、Ｃｂプレーンの現在の領域についてのクロスプレーンフィルタリングが使用可能であることを示す。０に等しいエントリｃｂ＿ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇは、Ｃｂプレーンの現在の領域についてのクロスプレーンフィルタリングが使用不可であることを示す。エントリｃｂ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｉｄｘは、（例えば、図１６に示されるようなｃｂ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｃｏｅｆｆを伝達する）クロスプレーンフィルタｃｂ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｃｏｅｆｆ［ｃｂ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｉｄｘ］が、Ｃｂプレーンの現在の領域に適用されることを指定する。
【００８７】
１に等しいエントリｃｒ＿ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇは、Ｃｒプレーンの現在の領域についてのクロスプレーンフィルタリングが使用可能であることを示す。０に等しいエントリｃｒ＿ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇは、Ｃｒプレーンの現在の領域についてのクロスプレーンフィルタリングが使用不可であることを示す。エントリｃｒ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｉｄｘは、（例えば、図１６に示されるようなｃｒ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｃｏｅｆｆを伝達する）クロスプレーンフィルタｃｒ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｃｏｅｆｆ［ｃｒ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｉｄｘ］が、Ｃｒプレーンの現在の領域に適用されることを指定する。
【００８８】
１または複数の領域に関する情報は、ピクチャレベルで（例えば、ＡＰＳもしくはＳＥＩメッセージ内で）、またはスライスレベルで（例えば、スライスヘッダ内で）送信される。図１９の例示的なシンタックステーブルは、ｃｒｏｓｓ＿ｐｌａｎｅ＿ｆｉｌｔｅｒ（）と名付けられたＳＥＩメッセージ内で、複数の領域を複数のクロスプレーンフィルタとともに伝達する例を示している。領域に関する情報は、イタリック体で書かれている。
【００８９】
以下のことが、例示的なシンタックステーブル内のエントリに当てはまる。エントリｃｂ＿ｎｕｍ＿ｏｆ＿ｒｅｇｉｏｎｓ＿ｍｉｎｕｓ１プラス１（＋１）は、Ｃｂプレーン内の領域の数を指定する。各領域は、対応するクロスプレーンフィルタによってフィルタリングされる。０に等しいエントリｃｂ＿ｎｕｍ＿ｏｆ＿ｒｅｇｉｏｎｓ＿ｍｉｎｕｓ１は、Ｃｂプレーンの全体が１つのクロスプレーンフィルタによってフィルタリングされることを示す。エントリｃｂ＿ｒｅｇｉｏｎ＿ｉｎｆｏ［ｉ］は、Ｃｂプレーン内の第ｉの領域の情報である。エントリｃｂ＿ｒｅｇｉｏｎ＿ｉｎｆｏは、データ構造であり、ｔｏｐ＿ｏｆｆｓｅｔ、ｌｅｆｔ＿ｏｆｆｓｅｔ、ｒｉｇｈｔ＿ｏｆｆｓｅｔ、ｂｏｔｔｏｍ＿ｏｆｆｓｅｔ、ｃｂ＿ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇ、またはｃｂ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｉｄｘのうちの１または複数を含む。
【００９０】
エントリｃｒ＿ｎｕｍ＿ｏｆ＿ｒｅｇｉｏｎｓ＿ｍｉｎｕｓ１プラス１（＋１）は、Ｃｒプレーン内の領域の数を指定する。各領域は、対応するクロスプレーンフィルタによってフィルタリングされる。０に等しいエントリｃｒ＿ｎｕｍ＿ｏｆ＿ｒｅｇｉｏｎｓ＿ｍｉｎｕｓ１は、Ｃｒプレーンの全体が１つのクロスプレーンフィルタによってフィルタリングされることを示す。エントリｃｒ＿ｒｅｇｉｏｎ＿ｉｎｆｏ［ｉ］は、Ｃｒプレーン内の第ｉの領域の情報である。エントリｃｒ＿ｒｅｇｉｏｎ＿ｉｎｆｏは、データ構造であり、ｔｏｐ＿ｏｆｆｓｅｔ、ｌｅｆｔ＿ｏｆｆｓｅｔ、ｒｉｇｈｔ＿ｏｆｆｓｅｔ、ｂｏｔｔｏｍ＿ｏｆｆｓｅｔ、ｃｒ＿ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇ、またはｃｒ＿ｆｉｌｔｅｒ＿ｉｄｘのうちの１または複数を含む。
【００９１】
クロスプレーンフィルタリングは、シングルレイヤビデオコーディングシステムにおいて、および／またはマルチレイヤビデオコーディングシステムにおいて使用される。（例えば、図１および図２に示されるように）シングルレイヤビデオコーディングシステムによれば、クロスプレーンフィルタリングは、１または複数の後続フレームが（例えば、クロマプレーンに関して）より良好に予測されるように、例えば、参照ピクチャ（例えば、参照ピクチャストア１６４および／または２６４内に記憶されたピクチャ）を改善するために適用される。
【００９２】
クロスプレーンフィルタリングは、後処理方法として使用される。例えば、クロスプレーンフィルタリングは、再構成された出力ビデオ２２０に（例えば、それが表示される前に）適用される。そのようなフィルタリングは、ＭＣＰループの一部ではなく、したがって、後続ピクチャのコーディングに影響しないが、後処理は、表示に関するビデオの品質を（例えば、直接的に）改善する。例えば、クロスプレーンフィルタリングは、補足拡張情報（ＳＥＩ）シグナリングを用いてＨＥＶＣ後処理において適用される。符号化器サイドにおいて推定されるクロスプレーンフィルタ情報は、例えば、ＳＥＩメッセージ内で配信される。
【００９３】
（例えば、図３および図４に示されるような）マルチレイヤビデオコーディングを使用する例によれば、クロスプレーンフィルタリングは、より高位のレイヤのピクチャを予測するために、例えば、１または複数のピクチャがＥＬ  ＤＰＢバッファ（例えば、参照ピクチャリスト）内に置かれる前に、１または複数のアップサンプリングされたＢＬピクチャに適用される。図５に示されるように、クロスプレーンフィルタリングは、第３のステージにおいて実行される。アップサンプリングされたベースレイヤ再構成ピクチャ（例えば、ＩＬＰピクチャ）内の一方または両方のクロマプレーンの品質を改善するために、トレーニングおよび／またはフィルタリングに関与する対応するルーマプレーンは、同じＩＬＰピクチャからのものであり、ここで、トレーニングおよび／またはフィルタリングプロセスは、シングルレイヤビデオコーディングにおいて使用されるものと同じである。
【００９４】
マルチレイヤビデオコーディングを使用する別の例によれば、クロスプレーントレーニングおよび／またはフィルタリングをサポートして、例えば、ＩＬＰピクチャ内のクロマプレーンをエンハンスするために、対応するルーマプレーンが、アップサンプリングを行わずに、ベースレイヤ再構成ピクチャ内で（例えば、直接的に）使用される。例えば、４：２：０ビデオソースを用いる２Ｘ空間ＳＶＣによれば、ベースレイヤルーマプレーンのサイズは、ＩＬＰピクチャ内の一方または両方の対応するクロマプレーンのサイズと実質的に同じ（例えば、正確に同じ）である。２つの種類のプレーンのサンプリンググリッドは異なる。ベースレイヤピクチャ内のルーマプレーンは、例えば、ＩＬＰピクチャ内のクロマプレーンのサンプリンググリッドと調整（例えば、正確に調整）するために、位相補正フィルタによってフィルタリングされる。１または複数の以下の操作は、例えば、シングルレイヤビデオコーディングのために、本明細書の別の箇所で説明されたものと同じである。カラーフォーマットは、（例えば、図１０Ａまたは図１１Ａに従って）４：４：４であると見なされる。ＩＬＰピクチャ内のクロマプレーンについてのクロスプレーンフィルタリングをサポートするためのベースレイヤルーマプレーンの使用は、例えば、単純な導出によって、空間スケーラビリティの他の比、および／または他のカラーフォーマットに拡張される。
【００９５】
マルチレイヤビデオコーディングを使用する別の例によれば、クロスプレーンフィルタリングは、アップサンプリングされていない再構成されたベースレイヤピクチャに適用される。クロスプレーンフィルタリングの出力が、アップサンプリングされる。図５に示されるように、クロスプレーンフィルタリングは、第１のステージにおいて実行される。（例えば、ＢＬがＥＬよりも低い解像度を有する）空間スケーラビリティの場合、クロスプレーンフィルタリングは、より僅かなピクセルに適用され、それは、本明細書で説明される他のマルチレイヤビデオコーディング例のうちの１または複数よりも低い計算の複雑さを伴う。例えば、式（２）を参照すると、
【００９６】
【数９】
2020036353.tif 000011
【００９７】
は、異なる寸法を有し、直接的に減算を行えないので、式（２）および式（３）は、直接的には適用されない。Ｙrec、Ｃｂrec、Ｃｒrecは、ベースレイヤピクチャの場合と同じ解像度を有する。Ｃｂorgは、エンハンスメントレイヤピクチャの場合と同じ解像度を有する。マルチレイヤビデオコーディングのこの例に従ったクロスプレーンフィルタ係数の導出は、式（８）および式（９）を使用して達成され、
【００９８】
【数１０】
2020036353.tif 000012
【００９９】
【数１１】
2020036353.tif 000013
【０１００】
ここで、Ｕは、入力としてベースレイヤピクチャを取るアップサンプリング関数であり、エンハンスメントレイヤ解像度を有するアップサンプリングされたピクチャを出力する。
【０１０１】
図９Ａおよび図９Ｂに示されたクロスプレーンフィルタリング技法によれば、クロマプレーンは、ルーマプレーンによって、および（例えば、他方のクロマプレーンを除いた）それ自体によってエンハンスされ、式（８）および式（９）は、例えば、式（１０）および式（１１）に示されるように簡略化される。
【０１０２】
【数１２】
2020036353.tif 000014
【０１０３】
【数１３】
2020036353.tif 000015
【０１０４】
図９Ａおよび図９Ｂに示されたクロスプレーンフィルタリング技法に基づいて、ｆｉｌｔｅｒ＿Ｃｂ４Ｃｂおよび／またはｆｉｌｔｅｒ＿Ｃｒ４Ｃｒのサイズは、１×１に低減され、フィルタ係数の値は、１．０に設定される。式（１０）および式（１１）は、例えば、式（１２）および式（１３）に示されるように簡略化される。
【０１０５】
【数１４】
2020036353.tif 000016
【０１０６】
【数１５】
2020036353.tif 000017
【０１０７】
クロスプレーンフィルタリングは、適応的に適用される。例えばマルチレイヤビデオコーディングに適用される場合、クロスプレーンフィルタリングは、例えば、図５に示されるような第１のステージおよび／または第３のステージにおいて、適応的に適用される。
【０１０８】
クロスプレーンフィルタリングは、例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、またはブロックレベルのうちの１または複数を含む、１または複数のコーディングレベルに適応的に適用される。シーケンスレベル適応によれば、例えば、符号化器は、ビデオシーケンスの一部（例えば、ビデオシーケンスの全体）をコード化するために、第１のステージおよび／または第３のステージにおいて、クロスプレーンフィルタリングを利用することを決定する。そのような決定は、シーケンスヘッダ内に、ならびに／またはビデオパラメータセット（ＶＰＳ）および／もしくはシーケンスパラメータセット（ＳＰＳ）など、１もしくは複数のシーケンスレベルパラメータセット内に含まれる、例えば、バイナリフラグとして表される。
【０１０９】
ピクチャレベル適応によれば、例えば、符号化器は、１または複数のＥＬピクチャ（例えば、ビデオシーケンスの各ＥＬピクチャ）をコード化するために、第１のステージおよび／または第３のステージにおいて、クロスプレーンフィルタリングを利用することを決定する。そのような決定は、ピクチャヘッダ内に含まれる、および／または、適応パラメータセット（ＡＰＳ）および／またはピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）など１若しくは複数のピクチャレベルパラメータセット内に含まれる、例えばバイナリフラグとして表される。
【０１１０】
スライスレベル適応に従って、例えば、符号化器は、１または複数のＥＬビデオスライス（例えば、各ＥＬスライス）をコード化するために、第１のステージおよび／または第３のステージにおいて、クロスプレーンフィルタリングを利用することを決定する。そのような決定は、スライスヘッダ内に含まれる例えばバイナリフラグとして表される。上で説明されたようなシグナリングメカニズムは、１または複数の他のレベルの適応に従って（例えば、拡張されて）実施される。
【０１１１】
ピクチャベースのクロスプレーンフィルタリングは、例えば、マルチレイヤビデオコーディングのために実施される。そのようなクロスプレーンフィルタリングに関する情報は伝達される。例えば、ｕｐｌａｎｅ＿ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ＿ｆｌａｇおよび／またはｖｐｌａｎｅ＿ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ＿ｆｌａｇなどの１または複数のフラグは、例えば、ピクチャ当たり一度、コード化され、復号器に送信される。フラグｕｐｌａｎｅ＿ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ＿ｆｌａｇおよび／またはｖｐｌａｎｅ＿ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ＿ｆｌａｇは、それぞれ、例えば、クロスプレーンフィルタリングが、Ｃｂプレーンに適用されるべきかどうか、および／またはＣｒプレーンに適用されるべきかどうかを示す。符号化器は、（例えば、ピクチャごとに）１または複数のピクチャのいずれのクロマプレーンに対して、クロスプレーンフィルタリングを使用可能にすべきか、または使用不可にすべきかを決定する。符号化器は、例えば、コーディング性能を改善するために、および／または、所望のレベルのコーディング性能および複雑さに従って（例えば、クロスプレーンフィルタリングをオンにすると、復号の複雑さが増加する）、そのような決定を行うように構成される。
【０１１２】
符号化器は、ピクチャベースのクロスプレーンフィルタリングを１または複数のクロマプレーンに適用すべきかどうかを決定するために、１または複数の技法を利用するように構成される。例えば、ピクチャレベル選択を実行する例によれば、フィルタリング前および後のＣｂプレーン、例えば、Ｃｂ＿ｒｅｃおよびＣｂ＿ｉｍｐは、ＥＬピクチャ内の元のＣｂプレーン、例えば、Ｃｂ＿ｏｒｇと比較される。それぞれＭＳＥ＿ｒｅｃおよびＭＳＥ＿ｉｍｐで表される、フィルタリング前および後の平均２乗誤差（ＭＳＥ）の値が、計算され、比較される。例では、ＭＳＥ＿ｉｍｐは、ＭＳＥ＿ｒｅｃよりも小さく、このことは、クロスプレーンフィルタリングの適用が歪みを低減することを示しており、クロスプレーンフィルタリングはＣｂプレーン上で使用可能にされる。ＭＳＥ＿ｉｍｐがＭＳＥ＿ｒｅｃよりも小さくない場合、クロスプレーンフィルタリングは、Ｃｂプレーン上で使用不可にされる。この技法によれば、ＭＳＥは、全ピクチャベースで計算され、このことは、ＭＳＥ計算において、単一の重み付けファクタが１または複数のピクセル（例えば、各ピクセル）に適用されることを意味する。
【０１１３】
ピクチャレベル選択を実行する別の例によれば、ＭＳＥは、ＩＬＰに関与する１または複数のピクセルに基づいて、例えば、ＩＬＰに関与するピクセルだけに基づいて計算される。クロスプレーンフィルタリングをＣｂプレーンに適用すべきかどうかを符号化器が決定する場合、ピクチャについてのＩＬＰマップは、まだ利用可能ではない。例えば、決定は、ＥＬピクチャをコード化する前に行われるが、ＩＬＰマップは、ＥＬピクチャがコード化されるまで利用可能ではない。
【０１１４】
ピクチャレベル選択を実行する別の例によれば、マルチパス符号化戦略が利用される。第１のパスでは、ＥＬピクチャが符号化され、ＩＬＰマップが記録される。第２のパスでは、例えば、ＩＬＰマップによって示されるＩＬＰブロックに制限されたＭＳＥ計算に従って、クロスプレーンフィルタリングを使用すべきかどうかの決定が行われる。ピクチャは、この決定に従って符号化される。そのようなマルチパス符号化は、時間がかかり、シングルパス符号化と比較して、より大きな計算の複雑さを必要とする。
【０１１５】
それぞれのピクチャ（例えば、ビデオシーケンスのそれぞれのピクチャ）内の１または複数の動いている物体は、動いていない物体よりも、ＩＬＰピクチャによってコード化される可能性が高い。連続ピクチャ（例えば、ビデオシーケンスの連続ピクチャ）のＩＬＰマップは、相関性がある（例えば、高度の相関を示す）。そのような連続ＩＬＰマップは、互いの間に１または複数の変位（例えば、相対的に小さい変位）を示す。そのような変位は、例えば、ピクチャのそれぞれ異なる時間インスタンスに帰せられる。
【０１１６】
ピクチャレベル選択を実行する別の例によれば、１または複数の先にコード化されたＥＬピクチャのＩＬＰマップが、コード化される現在のＥＬピクチャのＩＬＰマップを予測するために使用される。予測されたＩＬＰマップは、現在のＥＬピクチャのコード化におけるＩＬＰのために使用される可能性が高い１または複数のブロックを、探すために使用される。そのような使用される可能性が高いブロックは、潜在ＩＬＰブロックと呼ばれる。１または複数の潜在ＩＬＰブロックは、（例えば、上で説明されたような）ＭＳＥの計算に含まれ、および／または例えば、計算されたＭＳＥに基づいた、クロスプレーンフィルタリングを適用すべきかどうかの決定において使用される。
【０１１７】
ＩＬＰマップの寸法は、例えば、符号化器が選択する粒度に依存する。ピクチャの寸法が（例えば、ルーマ解像度に関して）Ｗ×Ｈである場合、例えば、ＩＬＰマップの寸法は、Ｗ×Ｈであり、その中のエントリは、対応するピクセルがＩＬＰのために使用されるかどうかを表す。ＩＬＰマップの寸法は、（Ｗ／Ｍ）×（Ｈ／Ｎ）であり、その中のエントリは、サイズがＭ×Ｎの対応するブロックがＩＬＰのために使用されるかどうかを表す。例示的な実施によれば、Ｍ＝Ｎ＝４が選択される。
【０１１８】
例えば、ＥＬピクチャがコード化された後に記録される、正確なＩＬＰマップは、バイナリマップであり、エントリ（例えば、各エントリ）は、エントリがＩＬＰのために使用されるかどうかを示す２つの可能な値（例えば、０または１）の一方に制限される。０および１の値は、例えば、エントリがＩＬＰのために使用されること、またはＩＬＰのために使用されないこと、をそれぞれ示す。
【０１１９】
予測されたＩＬＰマップは、マルチレベルマップである。そのようなＩＬＰマップによれば、各エントリは、ＩＬＰのために使用されるブロックを予測する際のマルチレベル信頼度を表す、複数の可能な値を有する。より大きい値は、より高い信頼度を示す。例示的な実施によれば、０から１２８までの予測されたＩＬＰマップの可能な値が使用され、１２８は最高の信頼度を表し、０は最低の信頼度を表す。
【０１２０】
図２０は、クロスプレーンフィルタリングのための例示的なピクチャレベル選択アルゴリズム２０００を示す。示されたピクチャレベル選択アルゴリズムは、例えば、Ｃｂプレーンおよび／またはＣｒプレーンに適用される。２０１０において、例えば、第１のピクチャを符号化する前、ＰｒｅｄＩＬＰＭａｐで表される予測されたＩＬＰマップが初期化される。示されたアルゴリズムによれば、各ブロックは、ＩＬＰのために使用される等しい可能性を有し、ＰｒｅｄＩＬＰＭａｐの各エントリの値は、１２８に設定されることが仮定される。
【０１２１】
２０２０において、符号化器は、クロスプレーンフィルタリングを適用すべきかどうかを決定する。エンハンスされたＣｂプレーンＣｂ＿ｉｍｐが、クロスプレーンフィルタリングによって生成される。重み付けされたＭＳＥが、例えば、式（１４）および式（１５）を使用して計算される。
【０１２２】
【数１６】
2020036353.tif 000018
【０１２３】
【数１７】
2020036353.tif 000019
【０１２４】
式（１４）および式（１５）では、Ｃｂ＿ｒｅｃおよびＣｂ＿ｉｍｐは、クロスプレーンフィルタリングの前および後のＣｂプレーンを表し、Ｃｂ＿ｏｒｇは、コード化される現在のＥＬピクチャの元のＣｂプレーンを表し、（ｘ，ｙ）は、ルーマプレーンのグリッド内におけるあるピクセルの位置を表す。示されるように、式（１４）および式（１５）は、４：２：０カラーサブサンプリングを仮定し、ＩＬＰマップのエントリは、４×４ブロックサイズを表し、そのため、ＣｂプレーンおよびＰｒｅｄＩＬＰＭａｐ内の対応する位置は、それぞれ、（ｘ／２，ｙ／２）および（ｘ／４，ｙ／４）である。各ピクセルについて、２乗誤差（Ｃｂ＿ｉｍｐ（ｘ／２，ｙ／２）−Ｃｂ＿ｏｒｇ（ｘ／２，ｙ／２））2または（Ｃｂ＿ｒｅｃ（ｘ／２，ｙ／２）−Ｃｂ＿ｏｒｇ（ｘ／２，ｙ／２））2は、例えば、誤差がＷｅｉｇｈｔｅｄ＿ＭＳＥ＿ｉｍｐまたはＷｅｉｇｈｔｅｄ＿ＭＳＥ＿ｒｅｃ内に蓄積される前に、ＰｒｅｄＩＬＰＭａｐ内の対応するファクタによって重み付けされる。これは、ＩＬＰのために使用される可能性がより高い１または複数のピクセル上の歪みが、重み付けされたＭＳＥにおいてより高い重みを有することを意味する。
【０１２５】
あるいは、または加えて、２０２０において、エンハンスされたＣｒプレーンＣｒ＿ｉｍｐが、クロスプレーンフィルタリングによって生成される。重み付けされたＭＳＥが、例えば、式（１６）および式（１７）を使用して計算される。
【０１２６】
【数１８】
2020036353.tif 000020
【０１２７】
【数１９】
2020036353.tif 000021
【０１２８】
式（１６）および式（１７）では、Ｃｒ＿ｒｅｃおよびＣｒ＿ｉｍｐは、クロスプレーンフィルタリングの前および後のＣｒプレーンを表し、Ｃｒ＿ｏｒｇは、コード化される現在のＥＬピクチャの元のＣｒプレーンを表し、（ｘ，ｙ）は、ルーマプレーンのグリッド内におけるあるピクセルの位置を表す。示されるように、式（１６）および式（１７）は、４：２：０カラーサブサンプリングを仮定し、ＩＬＰマップのエントリは、４×４ブロックサイズを表し、そのため、ＣｒプレーンおよびＰｒｅｄＩＬＰＭａｐ内の対応する位置は、それぞれ、（ｘ／２，ｙ／２）および（ｘ／４，ｙ／４）である。各ピクセルについて、２乗誤差（Ｃｒ＿ｉｍｐ（ｘ／２，ｙ／２）−Ｃｒ＿ｏｒｇ（ｘ／２，ｙ／２））2または（Ｃｒ＿ｒｅｃ（ｘ／２，ｙ／２）−Ｃｒ＿ｏｒｇ（ｘ／２，ｙ／２））2は、例えば、誤差がＷｅｉｇｈｔｅｄ＿ＭＳＥ＿ｉｍｐまたはＷｅｉｇｈｔｅｄ＿ＭＳＥ＿ｒｅｃ内に蓄積される前に、ＰｒｅｄＩＬＰＭａｐ内の対応するファクタによって重み付けされる。これは、ＩＬＰのために使用される可能性がより高い１または複数のピクセル上の歪みが、重み付けされたＭＳＥにおいてより高い重みを有することを意味する。
【０１２９】
Ｗｅｉｇｈｔｅｄ＿ＭＳＥ＿ｉｍｐとＷｅｉｇｈｔｅｄ＿ＭＳＥ＿ｒｅｃは、互いに比較される。Ｗｅｉｇｈｔｅｄ＿ＭＳＥ＿ｉｍｐがＷｅｉｇｈｔｅｄ＿ＭＳＥ＿ｒｅｃよりも小さい場合、それは、クロスプレーンフィルタリングが歪み（例えば、１または複数の潜在ＩＬＰブロックの歪み）を低減することを示し、クロスプレーンフィルタリングは使用可能にされる。Ｗｅｉｇｈｔｅｄ＿ＭＳＥ＿ｉｍｐがＷｅｉｇｈｔｅｄ＿ＭＳＥ＿ｒｅｃよりも小さくない場合、クロスプレーンフィルタリングは使用不可にされる。
【０１３０】
２０２０において、ひとたび決定が行われると、２０３０において、現在のＥＬピクチャが符号化され、２０４０において、ＣｕｒｒＩＬＰＭａｐで表される現在のＩＬＰマップが記録される。現在のＩＬＰマップは、例えば、現在のＥＬピクチャに後続するＥＬピクチャとともに使用される。現在のＩＬＰマップは、予測されたものよりもむしろ正確であり、バイナリである。対応するブロックがＩＬＰのために使用される場合、そのブロックについてのエントリの値は、１２８に設定される。対応するブロックがＩＬＰのために使用されない場合、そのブロックについてのエントリの値は、０に設定される。
【０１３１】
２０５０において、現在のＩＬＰマップが、例えば、式（１８）に示されるように、予測されたＩＬＰマップを更新するために使用される。例示的な更新プロセスによれば、先に予測されたＩＬＰマップ（例えば、ＰｒｅｄＩＬＰＭａｐ（ｘ，ｙ））と現在のＩＬＰマップ（例えば、ＣｕｒｒＩＬＰＭａｐ（ｘ，ｙ））の和が２で除算され、それは、別のピクチャに関連付けられたＩＬＰマップが、更新された予測されたＩＬＰマップに相対的に小さい影響を有することを意味する。
【０１３２】
【数２０】
2020036353.tif 000022
【０１３３】
２０６０において、ビデオシーケンスの終わりに達したかどうかが決定される。ビデオシーケンスの終わりに達していない場合、例えば、連続的なＥＬピクチャをコード化するために、上で説明された操作の１または複数（例えば、２０２０から２０６０）が繰り返される。ビデオシーケンスの終わりに達した場合、２０７０において、例示的なピクチャレベル選択アルゴリズム２０００は終了する。
【０１３４】
例えば、クロスプレーンフィルタリングを利用する、本明細書で説明されたビデオコーディング技法は、図２１Ａないし図２１Ｅに示された、例示的な無線通信システム２１００およびその構成要素などの無線通信システムにおいてビデオをトランスポートすることによって実施される。
【０１３５】
図２１Ａは、１または複数の開示される実施形態が実施される例示的な通信システム２１００の図である。例えば、無線ネットワーク（例えば、通信システム２１００の１または複数の構成要素を備える無線ネットワーク）は、無線ネットワークを超えて（例えば、無線ネットワークに関連付けられたウォールドガーデンを超えて）延びるベアラがＱｏＳ特性を割り当てられるように構成される。
【０１３６】
通信システム２１００は、音声、データ、ビデオ、メッセージング、放送などのコンテンツを複数の無線ユーザに提供する、多元接続システムである。通信システム２１００は、複数の無線ユーザが、無線帯域幅を含むシステムリソースの共用を通して、そのようなコンテンツにアクセスすることを可能にする。例えば、通信システム２１００は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）、およびシングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）など、１または複数のチャネルアクセス方法を利用する。
【０１３７】
図２１Ａに示されるように、通信システム２１００は、複数の無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）、例えば、ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃ、２１０２ｄなどの、少なくとも１つのＷＴＲＵ、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）２１０４、コアネットワーク２１０６、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）２１０８、インターネット２１１０、および他のネットワーク２１１２を含むが、開示される実施形態は、任意の数のＷＴＲＵ、基地局、ネットワーク、および／またはネットワーク要素を企図していることを理解されたい。ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃ、２１０２ｄの各々は、無線環境において動作および／または通信するように構成された任意の種類のデバイスである。例を挙げると、ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃ、２１０２ｄは、無線信号を送信および／または受信するように構成され、ユーザ機器（ＵＥ）、移動局、固定もしくは移動加入者ユニット、ページャ、セルラ電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、ラップトップ、ネットブック、パーソナルコンピュータ、無線センサ、および家電製品などを含む。
【０１３８】
通信システム２１００は、基地局２１１４ａおよび基地局２１１４ｂも含む。基地局２１１４ａ、２１１４ｂの各々は、コアネットワーク２１０６、インターネット２１１０、および／またはネットワーク２１１２などの１または複数の通信ネットワークへのアクセスを容易化するために、ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃ、２１０２ｄの少なくとも１つと無線でインターフェースを取るように構成された、任意の種類のデバイスである。例を挙げると、基地局２１１４ａ、２１１４ｂは、基地トランシーバ局（ＢＴＳ）、ノードＢ、ｅノードＢ、ホームノードＢ、ホームｅノードＢ、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、および無線ルータなどである。基地局２１１４ａ、２１１４ｂは各々、単一の要素として示されているが、基地局２１１４ａ、２１１４ｂは、任意の数の相互接続された基地局および／またはネットワーク要素を含むことを理解されたい。
【０１３９】
基地局２１１４ａは、ＲＡＮ２１０４の部分であり、ＲＡＮ２１０４は、他の基地局、および／または基地局コントローラ（ＢＳＣ）、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、中継ノードなどのネットワーク要素（図示されず）も含む。基地局２１１４ａおよび／または基地局２１１４ｂは、セル（図示されず）と呼ばれる特定の地理的領域内で、無線信号を送信および／または受信するように構成される。セルは、さらにセルセクタに分割される。例えば、基地局２１１４ａに関連付けられたセルは、３つのセクタに分割される。したがって、一実施形態では、基地局２１１４ａは、送受信機を３つ、すなわち、セルのセクタごとに１つずつ含む。別の実施形態では、基地局２１１４ａは、マルチ入力マルチ出力（ＭＩＭＯ）技術を利用し、したがって、セルのセクタごとに複数の送受信機を利用する。
【０１４０】
基地局２１１４ａ、２１１４ｂは、エアインターフェース２１１６上で、ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃ、２１０２ｄの１または複数と通信し、エアインターフェース２１１６は、任意の適切な無線通信リンク（例えば、無線周波（ＲＦ）、マイクロ波、赤外線（ＩＲ）、紫外線（ＵＶ）、可視光など）である。エアインターフェース２１１６は、任意の適切な無線アクセス技術（ＲＡＴ）を使用して確立される。
【０１４１】
より具体的には、上で言及されたように、通信システム２１００は、多元接続システムであり、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、およびＳＣ−ＦＤＭＡなどの、１または複数のチャネルアクセス方式を利用する。例えば、ＲＡＮ２１０４内の基地局２１１４ａ、およびＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ（登録商標））を使用してエアインターフェース２１１６を確立する、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）地上無線アクセス（ＵＴＲＡ）などの無線技術を実施する。ＷＣＤＭＡは、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）および／または進化型ＨＳＰＡ（ＨＳＰＡ＋）などの通信プロトコルを含む。ＨＳＰＡは、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）および／または高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）を含む。
【０１４２】
別の実施形態では、基地局２１１４ａ、およびＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃは、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）および／またはＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ）を使用してエアインターフェース２１１６を確立する、進化型ＵＭＴＳ地上無線アクセス（Ｅ−ＵＴＲＡ）などの無線技術を実施する。
【０１４３】
他の実施形態では、基地局２１１４ａ、およびＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃは、ＩＥＥＥ８０２．１６（すなわち、マイクロ波アクセス用の世界的相互運用性（ＷｉＭＡＸ））、ＣＤＭＡ２０００、ＣＤＭＡ２０００  １Ｘ、ＣＤＭＡ２０００  ＥＶ−ＤＯ、暫定標準２０００（ＩＳ−２０００）、暫定標準９５（ＩＳ−９５）、暫定標準８５６（ＩＳ−８５６）、移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標））、ＧＳＭエボリューション用の高速データレート（ＥＤＧＥ）、およびＧＳＭ  ＥＤＧＥ（ＧＥＲＡＮ）などの無線技術を実施する。
【０１４４】
図２１Ａの基地局２１１４ｂは、例えば、無線ルータ、ホームノードＢ、ホームｅノードＢ、またはアクセスポイントであり、職場、家庭、乗物、およびキャンパスなどの局所的エリアにおける無線接続性を容易化するために、任意の適切なＲＡＴを利用する。一実施形態では、基地局２１１４ｂ、およびＷＴＲＵ２１０２ｃ、２１０２ｄは、ＩＥＥＥ８０２．１１などの無線技術を実施して、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を確立する。別の実施形態では、基地局２１１４ｂ、およびＷＴＲＵ２１０２ｃ、２１０２ｄは、ＩＥＥＥ８０２．１５などの無線技術を実施して、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）を確立する。また別の実施形態では、基地局２１１４ｂ、およびＷＴＲＵ２１０２ｃ、２１０２ｄは、セルラベースのＲＡＴ（例えば、ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなど）を利用して、ピコセルまたはフェムトセルを確立する。図２１Ａに示されるように、基地局２１１４ｂは、インターネット２１１０への直接的な接続を有する。したがって、基地局２１１４ｂは、コアネットワーク２１０６を介して、インターネット２１１０にアクセスする必要がない。
【０１４５】
ＲＡＮ２１０４は、コアネットワーク２１０６と通信し、コアネットワーク２１０６は、音声、データ、アプリケーション、および／またはボイスオーバインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）サービスをＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃ、２１０２ｄの１または複数に提供するように構成された、任意の種類のネットワークである。例えば、コアネットワーク２１０６は、呼制御、請求サービス、モバイルロケーションベースのサービス、プリペイド通話、インターネット接続性、ビデオ配信などを提供し、および／またはユーザ認証など、高レベルのセキュリティ機能を実行する。図２１Ａには示されていないが、ＲＡＮ２１０４および／またはコアネットワーク２１０６は、ＲＡＮ２１０４と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを利用する他のＲＡＮと直接的または間接的に通信することが理解される。例えば、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を利用するＲＡＮ２１０４に接続するのに加えて、コアネットワーク２１０６は、ＧＳＭ無線技術を利用する別のＲＡＮ（図示されず）とも通信する。
【０１４６】
コアネットワーク２１０６は、ＰＳＴＮ２１０８、インターネット２１１０、および／または他のネットワーク２１１２にアクセスするための、ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃ、２１０２ｄのためのゲートウェイとしての役割も果たす。ＰＳＴＮ２１０８は、基本電話サービス（ＰＯＴＳ）を提供する回線交換電話網を含む。インターネット２１１０は、ＴＣＰ／ＩＰインターネットプロトコルスイート内の伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）、およびインターネットプロトコル（ＩＰ）など、共通の通信プロトコルを使用する、相互接続されたコンピュータネットワークとデバイスとからなるグローバルシステムを含む。ネットワーク２１１２は、他のサービスプロバイダによって所有および／または運営される有線または無線通信ネットワークを含む。例えば、ネットワーク２１１２は、ＲＡＮ２１０４と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを利用する１または複数のＲＡＮに接続された、別のコアネットワークを含む。
【０１４７】
通信システム２１００内のＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃ、２１０２ｄのいくつかまたはすべては、マルチモード機能を含み、すなわち、ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃ、２１０２ｄは、異なる無線リンク上で異なる無線ネットワークと通信するための複数の送受信機を含む。例えば、図２１Ａに示されたＷＴＲＵ２１０２ｃは、セルラベースの無線技術を利用する基地局２１１４ａと通信するように構成され、またＩＥＥＥ８０２無線技術を利用する基地局２１１４ｂと通信するように構成される。
【０１４８】
図２１Ｂは、例示的なＷＴＲＵ２１０２のシステム図である。図２１Ｂに示されるように、ＷＴＲＵ２１０２は、プロセッサ２１１８と、送受信機２１２０と、送信／受信要素２１２２と、スピーカ／マイクロフォン２１２４と、キーパッド２１２６と、ディスプレイ／タッチパッド２１２８と、着脱不能メモリ２１３０と、着脱可能メモリ２１３２と、電源２１３４と、全地球測位システム（ＧＰＳ）チップセット２１３６と、他の周辺機器２１３８とを含む。ＷＴＲＵ２１０２は、実施形態との整合性を保ちながら、上記の要素の任意のサブコンビネーションを含むことが理解される。
【０１４９】
プロセッサ２１１８は、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来型プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１または複数のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）回路、他の任意の種類の集積回路（ＩＣ）、および状態機械などである。プロセッサ２１１８は、信号符号化、データ処理、電力制御、入出力処理、および／またはＷＴＲＵ２１０２が無線環境で動作することを可能にする他の任意の機能を実行する。プロセッサ２１１８は、送受信機２１２０に結合され、送受信機２１２０は、送信／受信要素２１２２に結合される。図２１Ｂは、プロセッサ２１１８と送受信機２１２０を別々の構成要素として示しているが、プロセッサ２１１８と送受信機２１２０は、電子パッケージまたはチップ内に一緒に統合されることを理解されたい。
【０１５０】
送信／受信要素２１２２は、エアインターフェース２１１６上で、基地局（例えば、基地局２１１４ａ）に信号を送信し、または基地局から信号を受信するように構成される。例えば、一実施形態では、送信／受信要素２１２２は、ＲＦ信号を送信および／または受信するように構成されたアンテナである。別の実施形態では、送信／受信要素２１２２は、例えば、ＩＲ、ＵＶ、または可視光信号を送信および／または受信するように構成された放射器／検出器である。また別の実施形態では、送信／受信要素２１２２は、ＲＦ信号と光信号の両方を送信および受信するように構成される。送信／受信要素２１２２は、無線信号の任意の組み合わせを送信および／または受信するように構成されることを理解されたい。
【０１５１】
加えて、図２１Ｂでは、送信／受信要素２１２２は単一の要素として示されているが、ＷＴＲＵ２１０２は、任意の数の送信／受信要素２１２２を含む。より具体的には、ＷＴＲＵ２１０２は、ＭＩＭＯ技術を利用する。したがって、一実施形態では、ＷＴＲＵ２１０２は、エアインターフェース２１１６上で無線信号を送信および受信するための２つ以上の送信／受信要素２１２２（例えば、複数のアンテナ）を含む。
【０１５２】
送受信機２１２０は、送信／受信要素２１２２によって送信される信号を変調し、送信／受信要素２１２２によって受信された信号を復調するように構成される。上で言及されたように、ＷＴＲＵ２１０２は、マルチモード機能を有する。したがって、送受信機２１２０は、ＷＴＲＵ２１０２が、例えば、ＵＴＲＡおよびＩＥＥＥ８０２．１１などの複数のＲＡＴを介して通信することを可能にするための、複数の送受信機を含む。
【０１５３】
ＷＴＲＵ２１０２のプロセッサ２１１８は、スピーカ／マイクロフォン２１２４、キーパッド２１２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド２１２８（例えば、液晶表示（ＬＣＤ）ディスプレイユニットもしくは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイユニット）に結合され、それらからユーザ入力データを受信する。プロセッサ２１１８は、スピーカ／マイクロフォン２１２４、キーパッド２１２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド２１２８にユーザデータを出力もする。加えて、プロセッサ２１１８は、着脱不能メモリ２１３０および／または着脱可能メモリ２１３２など、任意の種類の適切なメモリから情報を入手し、それらにデータを記憶する。着脱不能メモリ２１３０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、または他の任意の種類のメモリ記憶デバイスを含む。着脱可能メモリ２１３２は、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、メモリスティック、およびセキュアデジタル（ＳＤ）メモリカードなどを含む。他の実施形態では、プロセッサ２１１８は、ＷＴＲＵ２１０２上に物理的に配置されたメモリではなく、サーバまたはホームコンピュータ（図示されず）などの上に配置されたメモリから情報を入手し、それらにデータを記憶する。
【０１５４】
プロセッサ２１１８は、電源２１３４から電力を受け取り、ＷＴＲＵ２１０２内の他の構成要素への電力の分配および／または制御を行うように構成される。電源２１３４は、ＷＴＲＵ２１０２に給電するための任意の適切なデバイスである。例えば、電源２１３４は、１または複数の乾電池（例えば、ニッケル−カドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル−亜鉛（ＮｉＺｎ）、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）など）、太陽電池、および燃料電池などを含む。
【０１５５】
プロセッサ２１１８は、ＧＰＳチップセット２１３６にも結合され、ＧＰＳチップセット２１３６は、ＷＴＲＵ２１０２の現在位置に関する位置情報（例えば、経度および緯度）を提供するように構成される。ＧＰＳチップセット２１３６からの情報に加えて、またはその代わりに、ＷＴＲＵ２１０２は、基地局（例えば、基地局２１１４ａ、２１１４ｂ）からエアインターフェース２１１６上で位置情報を受信し、および／または、２つ以上の近くの基地局から受信した信号のタイミングに基づいて、自らの位置を決定する。ＷＴＲＵ２１０２は、一実施形態との整合性を保ちながら、任意の適切な位置決定方法を用いて位置情報を獲得することが理解される。
【０１５６】
プロセッサ２１１８は、他の周辺機器２１３８にさらに結合され、他の周辺機器２１３８は、追加的な特徴、機能、および／または有線もしくは無線接続性を提供する、１または複数のソフトウェアモジュールおよび／またはハードウェアモジュールを含む。例えば、周辺機器２１３８は、加速度計、ｅコンパス、衛星送受信機、（写真またはビデオ用の）デジタルカメラ、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、バイブレーションデバイス、テレビ送受信機、ハンズフリーヘッドセット、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、周波数変調（ＦＭ）ラジオユニット、デジタル音楽プレーヤ、メディアプレーヤ、ビデオゲームプレーヤモジュール、およびインターネットブラウザなどを含む。
【０１５７】
図２１Ｃは、ＲＡＮ２１０４およびコアネットワーク２１０６の例示的な実施をそれぞれ備えるＲＡＮ２１０４ａおよびコアネットワーク２１０６ａを含む通信システム２１００の実施形態のシステム図である。上で言及されたように、ＲＡＮ２１０４、例えば、ＲＡＮ２１０４ａは、ＵＴＲＡ無線技術を利用して、エアインターフェース２１１６上でＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃと通信する。ＲＡＮ２１０４ａは、コアネットワーク２１０６ａとも通信する。図２１Ｃに示されるように、ＲＡＮ２１０４ａは、ノードＢ２１４０ａ、２１４０ｂ、２１４０ｃを含み、ノードＢ２１４０ａ、２１４０ｂ、２１４０ｃは各々、エアインターフェース２１１６上でＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃと通信するための１または複数の送受信機を含む。ノードＢ２１４０ａ、２１４０ｂ、２１４０ｃは各々、ＲＡＮ２１０４ａ内の特定のセル（図示されず）に関連付けられる。ＲＡＮ２１０４ａは、ＲＮＣ２１４２ａ、２１４２ｂも含む。ＲＡＮ２１０４ａは、実施形態との整合性を保ちながら、任意の数のノードＢおよびＲＮＣを含むことを理解されたい。
【０１５８】
図２１Ｃに示されるように、ノードＢ２１４０ａ、２１４０ｂは、ＲＮＣ２１４２ａと通信する。加えて、ノードＢ１４０ｃは、ＲＮＣ２１４２ｂと通信する。ノードＢ２１４０ａ、２１４０ｂ、２１４０ｃは、Ｉｕｂインターフェースを介して、それぞれのＲＮＣ２１４２ａ、２１４２ｂと通信する。ＲＮＣ２１４２ａ、２１４２ｂは、Ｉｕｒインターフェースを介して、互いに通信する。ＲＮＣ２１４２ａ、２１４２ｂの各々は、それが接続されたそれぞれのノードＢ２１４０ａ、２１４０ｂ、２１４０ｃを制御するように構成される。加えて、ＲＮＣ２１４２ａ、２１４２ｂの各々は、アウタループ電力制御、負荷制御、アドミッションコントロール、パケットスケジューリング、ハンドオーバ制御、マクロダイバーシティ、セキュリティ機能、およびデータ暗号化など、他の機能を実施またはサポートするように構成される。
【０１５９】
図２１Ｃに示されるコアネットワーク２１０６ａは、メディアゲートウェイ（ＭＧＷ）２１４４、モバイル交換センタ（ＭＳＣ）２１４６、サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）２１４８、および／またはゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）２１５０を含む。上記の要素の各々は、コアネットワーク２１０６ａの部分として示されているが、これらの要素は、どの１つをとっても、コアネットワークオペレータとは異なるエンティティによって所有および／または運営されることを理解されたい。
【０１６０】
ＲＡＮ２１０４ａ内のＲＮＣ２１４２ａは、ＩｕＣＳインターフェースを介して、コアネットワーク２１０６ａ内のＭＳＣ２１４６に接続される。ＭＳＣ２１４６は、ＭＧＷ２１４４に接続される。ＭＳＣ２１４６とＭＧＷ２１４４は、ＰＳＴＮ２１０８などの回線交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃに提供して、ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃと従来の陸線通信デバイスとの間の通信を容易化する。
【０１６１】
ＲＡＮ２１０４ａ内のＲＮＣ２１４２ａは、ＩｕＰＳインターフェースを介して、コアネットワーク２１０６ａ内のＳＧＳＮ２１４８にも接続される。ＳＧＳＮ２１４８は、ＧＧＳＮ２１５０に接続される。ＳＧＳＮ２１４８とＧＧＳＮ２１５０は、インターネット２１１０などのパケット交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃに提供して、ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃとＩＰ対応デバイスとの間の通信を容易化する。
【０１６２】
上述したように、コアネットワーク２１０６ａは、ネットワーク２１１２にも接続され、ネットワーク２１１２は、他のサービスプロバイダによって所有および／または運営される他の有線または無線ネットワークを含む。
【０１６３】
図２１Ｄは、ＲＡＮ２１０４およびコアネットワーク２１０６の例示的な実施をそれぞれ備えるＲＡＮ２１０４ｂおよびコアネットワーク２１０６ｂを含む通信システム２１００の実施形態のシステム図である。上述したように、ＲＡＮ２１０４、例えば、ＲＡＮ２１０４ｂは、エアインターフェース２１１６上でＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃと通信するために、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を利用する。ＲＡＮ２１０４ｂは、コアネットワーク２１０６ｂとも通信する。
【０１６４】
ＲＡＮ２１０４ｂは、ｅノードＢ２１４０ｄ、２１４０ｅ、２１４０ｆを含むが、ＲＡＮ２１０４ｂは、一実施形態との整合性を保ちながら、任意の数のｅノードＢを含むことが理解される。ｅノードＢ２１４０ｄ、２１４０ｅ、２１４０ｆは、各々が、エアインターフェース２１１６上でＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃと通信するための１または複数の送受信機を含む。一実施形態では、ｅノードＢ２１４０ｄ、２１４０ｅ、２１４０ｆは、ＭＩＭＯ技術を実施する。したがって、ｅノードＢ２１４０ｄは、例えば、複数のアンテナを使用して、ＷＴＲＵ２１０２ａに無線信号を送信し、ＷＴＲＵ２１０２ａから無線信号を受信する。
【０１６５】
ｅノードＢ２１４０ｄ、２１４０ｅ、２１４０ｆの各々は、特定のセル（図示されず）に関連付けられ、無線リソース管理決定、ハンドオーバ決定、ならびにアップリンクおよび／またはダウンリンクにおけるユーザのスケジューリングなどを処理するように構成される。図２１Ｄに示されるように、ｅノードＢ２１４０ｄ、２１４０ｅ、２１４０ｆは、Ｘ２インターフェース上で互いに通信する。
【０１６６】
図２１Ｄに示されるコアネットワーク２１０６ｂは、モビリティ管理ゲートウェイ（ＭＭＥ）２１４３、サービングゲートウェイ２１４５、およびパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ２１４７を含む。上記の要素の各々は、コアネットワーク２１０６ｂの部分として示されているが、これらの要素は、どの１つをとっても、コアネットワークオペレータとは異なるエンティティによって所有および／または運営されることが理解される。
【０１６７】
ＭＭＥ２１４３は、Ｓ１インターフェースを介して、ＲＡＮ２１０４ｂ内のｅノードＢ２１４０ｄ、２１４０ｅ、２１４０ｆの各々に接続され、制御ノードとしての役割を果たす。例えば、ＭＭＥ２１４３は、ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃのユーザの認証、ベアラアクティブ化／非アクティブ化、ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃの初期接続中における特定のサービングゲートウェイの選択などを担う。ＭＭＥ２１４３は、ＲＡＮ２１０４ｂと、ＧＳＭまたはＷＣＤＭＡなどの他の無線技術を利用する他のＲＡＮ（図示されず）との間の交換のためのコントロールプレーン機能も提供する。
【０１６８】
サービングゲートウェイ２１４５は、Ｓ１インターフェースを介して、ＲＡＮ２１０４ｂ内のｅノードＢ２１４０ｄ、２１４０ｅ、２１４０ｆの各々に接続される。サービングゲートウェイ２１４５は、一般に、ユーザデータパケットのＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃへの／からの経路選択および転送を行う。サービングゲートウェイ２１４５は、ｅノードＢ間ハンドオーバ中におけるユーザプレーンのアンカリング、ダウンリンクデータがＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃに利用可能な場合に行う一斉呼出のトリガ、ならびにＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃのコンテキストの管理および記憶など、他の機能も実行する。
【０１６９】
サービングゲートウェイ２１４５は、ＰＤＮゲートウェイ２１４７にも接続され、ＰＤＮゲートウェイ２１４７は、インターネット２１１０などのパケット交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃに提供して、ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃとＩＰ対応デバイスの間の通信を容易化する。
【０１７０】
コアネットワーク２１０６ｂは、他のネットワークとの通信を容易化する。例えば、コアネットワーク２１０６ｂは、ＰＳＴＮ２１０８などの回線交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃに提供して、ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃと従来の陸線通信デバイスとの間の通信を容易化する。例えば、コアネットワーク２１０６ｂは、コアネットワーク２１０６ｂとＰＳＴＮ２１０８との間のインターフェースとしての役割を果たすＩＰゲートウェイ（例えば、ＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）サーバ）を含み、またはＩＰゲートウェイと通信する。加えて、コアネットワーク２１０６ｂは、ネットワーク２１１２へのアクセスをＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃに提供し、ネットワーク２１１２は他のサービスプロバイダによって所有および／または運営される他の有線または無線ネットワークを含む。
【０１７１】
図２１Ｅは、ＲＡＮ２１０４およびコアネットワーク２１０６の例示的な実施をそれぞれ備えるＲＡＮ２１０４ｃおよびコアネットワーク２１０６ｃを含む通信システム２１００の実施形態のシステム図である。ＲＡＮ２１０４、例えば、ＲＡＮ２１０４ｃは、ＩＥＥＥ８０２．１６無線技術を利用して、エアインターフェース２１１６上でＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃと通信する、アクセスサービスネットワーク（ＡＳＮ）である。本明細書で説明されるように、ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃ、ＲＡＮ２１０４ｃ、およびコアネットワーク２１０６ｃの異なる機能エンティティ間の通信リンクは、参照点として定義される。
【０１７２】
図２１Ｅに示されるように、ＲＡＮ２１０４ｃは、基地局２１４０ｇ、２１４０ｈ、２１４０ｉと、ＡＳＮゲートウェイ２１４１とを含むが、ＲＡＮ２１０４ｃは、実施形態との整合性を保ちながら、任意の数の基地局とＡＳＮゲートウェイとを含むことを理解されたい。基地局２１４０ｇ、２１４０ｈ、２１４０ｉは、各々が、ＲＡＮ２１０４ｃ内の特定のセル（図示されず）に関連付けられ、各々が、エアインターフェース２１１６上でＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃと通信するための１または複数の送受信機を含む。一実施形態では、基地局２１４０ｇ、２１４０ｈ、２１４０ｉは、ＭＩＭＯ技術を実施する。したがって、基地局２１４０ｇは、例えば、複数のアンテナを使用して、ＷＴＲＵ２１０２ａに無線信号を送信し、ＷＴＲＵ２１０２ａから無線信号を受信する。基地局２１４０ｇ、２１４０ｈ、２１４０ｉは、ハンドオフトリガリング、トンネル確立、無線リソース管理、トラフィック分類、およびサービス品質（ＱｏＳ）方針実施などの、モビリティ管理機能も提供する。ＡＳＮゲートウェイ２１４１は、トラフィック集約ポイントとしての役割を果たし、ページング、加入者プロファイルのキャッシング、およびコアネットワーク２１０６ｃへのルーティングなどを担う。
【０１７３】
ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃとＲＡＮ２１０４ｃとの間のエアインターフェース２１１６は、ＩＥＥＥ８０２．１６仕様を実施する、Ｒ１参照点として定義される。加えて、ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃの各々は、コアネットワーク２１０６ｃとの論理インターフェース（図示されず）を確立する。ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃとコアネットワーク２１０６ｃとの間の論理インターフェースは、Ｒ２参照点として定義され、Ｒ２参照点は、認証、認可、ＩＰホスト構成管理、および／またはモビリティ管理のために使用される。
【０１７４】
基地局２１４０ｇ、２１４０ｈ、２１４０ｉの各々の間の通信リンクは、ＷＴＲＵハンドオーバおよび基地局間でのデータの転送を容易化するためのプロトコルを含む、Ｒ８参照点として定義される。基地局２１４０ｇ、２１４０ｈ、２１４０ｉとＡＳＮゲートウェイ２１４１との間の通信リンクは、Ｒ６参照点として定義される。Ｒ６参照点は、ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃの各々に関連するモビリティイベントに基づいたモビリティ管理を容易化するためのプロトコルを含む。
【０１７５】
図２１Ｅに示されるように、ＲＡＮ２１０４ｃは、コアネットワーク２１０６ｃに接続される。ＲＡＮ２１０４ｃとコアネットワーク２１０６ｃとの間の通信リンクは、例えば、データ転送およびモビリティ管理機能を容易化するためのプロトコルを含む、Ｒ３参照点として定義される。コアネットワーク２１０６ｃは、モバイルＩＰホームエージェント（ＭＩＰ−ＨＡ）２１５４と、認証認可課金（ＡＡＡ）サーバ２１５６と、ゲートウェイ２１５８とを含む。上記の要素の各々は、コアネットワーク２１０６ｃの部分として示されているが、これらの要素は、どの１つをとっても、コアネットワークオペレータとは異なるエンティティによって所有および／または運営されることを理解されたい。
【０１７６】
ＭＩＰ−ＨＡは、ＩＰアドレス管理を担い、ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃが、異なるＡＳＮの間で、および／または異なるコアネットワークの間でローミングを行うことを可能にする。ＭＩＰ−ＨＡ２１５４は、インターネット２１１０などのパケット交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃに提供して、ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃとＩＰ対応デバイスとの間の通信を容易化する。ＡＡＡサーバ２１５６は、ユーザ認証、およびユーザサービスのサポートを担う。ゲートウェイ２１５８は、他のネットワークとの網間接続を容易化する。例えば、ゲートウェイ２１５８は、ＰＳＴＮ２１０８などの回線交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃに提供して、ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃと従来の陸線通信デバイスとの間の通信を容易化する。加えて、ゲートウェイ２１５８は、ネットワーク２１１２へのアクセスをＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃに提供し、ネットワーク２１１２は、他のサービスプロバイダによって所有および／または運営される他の有線または無線ネットワークを含む。
【０１７７】
図２１Ｅには示されていないが、ＲＡＮ２１０４ｃは他のＡＳＮに接続され、コアネットワーク２１０６ｃは他のコアネットワークに接続されることを理解されたい。ＲＡＮ２１０４ｃと他のＡＳＮとの間の通信リンクはＲ４参照点として定義され、Ｒ４参照点はＲＡＮ２１０４ｃと他のＡＳＮとの間で、ＷＴＲＵ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃのモビリティを調整するためのプロトコルを含む。コアネットワーク２１０６ｃと他のコアネットワークとの間の通信リンクは、Ｒ５参照点として定義され、Ｒ５参照点は、ホームコアネットワークと在圏コアネットワークとの間の網間接続を容易化するためのプロトコルを含む。
【０１７８】
上では特徴および要素が特定の組み合わせで説明されたが、各特徴または要素は、単独で使用され、または他の特徴および要素との任意の組み合わせで使用されることを当業者は理解されよう。加えて、本明細書で説明された方法は、コンピュータまたはプロセッサによって実行される、コンピュータ可読媒体内に包含された、コンピュータプログラム、ソフトウェア、またはファームウェアで実施される。コンピュータ可読媒体の例は、（有線または無線接続上で送信される）電子信号、およびコンピュータ可読記憶媒体を含む。コンピュータ可読記憶媒体の例は、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、内蔵ハードディスクおよび着脱可能ディスクなどの磁気媒体、光磁気媒体、ならびにＣＤ−ＲＯＭディスクおよびデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）などの光媒体を含むが、それらに限定されない。ソフトウェアと連携するプロセッサは、ＷＴＲＵ、端末、基地局、ＲＮＣ、または任意のホストコンピュータでの使用のための無線周波送受信機を実施するために使用される。１または複数の例示的な実施形態に従って本明細書で説明された特徴および／または要素は、１または複数の他の例示的な実施形態に従って本明細書で説明された特徴および／または要素と組み合わせて使用される。
【０１７９】
実施の形態
１．ビデオ復号の方法であって、
ビデオ信号、および前記ビデオ信号に関連付けられたクロスプレーンフィルタを受信するステップと、
クロマオフセットを決定するために、前記クロスプレーンフィルタを前記ビデオ信号のルーマプレーンピクセルに適用するステップと、
前記クロマオフセットを前記ビデオ信号の対応するクロマプレーンピクセルに追加するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
２．前記クロスプレーンフィルタが適用されることになる前記ビデオ信号の領域のインジケーションを受信するステップと、
前記クロスプレーンフィルタを前記領域に適用するステップと
をさらに備えたことを特徴とする実施形態１に記載の方法。
３．前記クロスプレーンフィルタを、前記ビデオ信号のシーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、またはブロックレベルの少なくとも１つに適用することを示すインジケーションを受信するステップをさらに備えたことを特徴とする実施形態１に記載の方法。
４．前記クロスプレーンフィルタを適用するステップは、シングルレイヤビデオコーディングプロセスにおいて後処理として実行されることを特徴とする実施形態１に記載の方法。
５．前記クロスプレーンフィルタを適用するステップは、マルチレイヤビデオコーディングプロセスにおいて実行され、前記ルーマプレーンピクセルはアップサンプリングされたベースレイヤルーマプレーンピクセルであり、前記クロマプレーンピクセルはアップサンプリングされたベースレイヤクロマプレーンピクセルであることを特徴とする実施形態１に記載の方法。
６．前記クロスプレーンフィルタを適用するステップは、マルチレイヤビデオコーディングプロセスにおいて実行され、前記ルーマプレーンピクセルは、アップサンプリングされていないベースレイヤルーマプレーンピクセルであり、前記クロマプレーンピクセルは、アップサンプリングされたベースレイヤクロマプレーンピクセルであることを特徴とする実施形態１に記載の方法。
７．ビデオ信号、および前記ビデオ信号に関連付けられたクロスプレーンフィルタを受信するように構成されたネットワークインターフェースと、
クロマオフセットを決定するために、前記クロスプレーンフィルタを前記ビデオ信号のルーマプレーンピクセルに適用し、および、
前記クロマオフセットを前記ビデオ信号の対応するクロマプレーンピクセルに追加するように構成されたプロセッサと
を備えたことを特徴とするビデオコーディングデバイス。
８．前記プロセッサは、
前記ネットワークインターフェースを介して、前記クロスプレーンフィルタが適用されることになる前記ビデオ信号の領域のインジケーションを受信し、および、
前記クロスプレーンフィルタを前記領域に適用するようにさらに構成されたことを特徴とする実施形態７に記載のビデオコーディングデバイス。
９．前記プロセッサは、前記ネットワークインターフェースを介して、前記クロスプレーンフィルタを前記ビデオ信号のシーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、またはブロックレベルの少なくとも１つに適用するためのインジケーションを受信するようにさらに構成されたことを特徴とする実施形態７に記載のビデオコーディングデバイス。
１０．前記プロセッサは、シングルレイヤビデオコーディングプロセスにおいて後処理として前記クロスプレーンフィルタを適用するように構成されたことを特徴とする実施形態７に記載のビデオコーディングデバイス。
１１．前記プロセッサは、マルチレイヤビデオコーディングプロセスにおいて前記クロスプレーンを適用するように構成され、前記ルーマプレーンピクセルはアップサンプリングされたベースレイヤルーマプレーンピクセルであり、前記クロマプレーンピクセルはアップサンプリングされたベースレイヤクロマプレーンピクセルであることを特徴とする実施形態７に記載のビデオコーディングデバイス。
１２．前記プロセッサは、マルチレイヤビデオコーディングプロセスにおいて前記クロスプレーンフィルタを適用するように構成され、前記ルーマプレーンピクセルはアップサンプリングされていないベースレイヤルーマプレーンピクセルであり、前記クロマプレーンピクセルはアップサンプリングされたベースレイヤクロマプレーンピクセルであることを特徴とする実施形態７に記載のビデオコーディングデバイス。
１３．ビデオ信号を符号化する方法であって、
前記ビデオ信号の成分を使用してクロスプレーンフィルタを生成するステップと、
前記クロスプレーンフィルタに関連付けられたフィルタ係数を量子化するステップと、
前記フィルタ係数を前記ビデオ信号を表すビットストリーム内に符号化するステップと、
前記ビットストリームを送信するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
１４．  前記クロスプレーンフィルタは、前記ビデオ信号のルーマプレーン成分への適用のために設計され、前記クロスプレーンフィルタの前記ルーマプレーン成分への適用は、前記ビデオ信号のクロマプレーン成分に適用可能な出力を生成することを特徴とする実施形態１３に記載の方法。
１５．前記クロスプレーンフィルタは、トレーニングセットに従って生成されることを特徴とする実施形態１３に記載の方法。
１６．前記トレーニングセットは、前記ビデオ信号のコード化されたルーマ成分と、前記ビデオ信号のコード化されたクロマ成分と、前記ビデオ信号の元のクロマ成分とを含むことを特徴とする実施形態１５に記載の方法。
１７．コーディング性能またはカラーサブサンプリングフォーマットの少なくとも一方に従って、前記クロスプレーンフィルタの特性を決定するステップをさらに備えたことを特徴とする実施形態１３に記載の方法。
１８．前記特性は、前記クロスプレーンフィルタのサイズ、前記クロスプレーンフィルタの分離性、または前記クロスプレーンフィルタの対称性のうちの少なくとも１つであることを特徴とする実施形態１７に記載の方法。
１９．前記ビデオ信号の符号化されたピクチャ内の領域を識別するステップと、
前記クロスプレーンフィルタを前記領域に適用するためのインジケーションを送信するステップと
をさらに備えたことを特徴とする実施形態１３に記載の方法。
２０．ビデオ信号を受信するように構成されたネットワークインターフェースと、
前記ビデオ信号の成分を使用してクロスプレーンフィルタを生成し、
前記クロスプレーンフィルタに関連付けられたフィルタ係数を量子化し、
前記フィルタ係数を前記ビデオ信号を表すビットストリーム内に符号化し、および、
前記ネットワークインターフェースを介して前記ビットストリームを送信するように構成されたプロセッサと
を備えたことを特徴とするビデオコーディングデバイス。
２１．前記プロセッサは、前記ビデオ信号のルーマプレーン成分への適用のために前記クロスプレーンフィルタを設計するように構成され、前記クロスプレーンフィルタの前記ルーマプレーン成分への適用は、前記ビデオ信号のクロマプレーン成分に適用可能な出力を生成することを特徴とする実施形態２０に記載のビデオコーディングデバイス。
２２．前記プロセッサは、トレーニングセットに従って前記クロスプレーンフィルタを生成するように構成されたことを特徴とする実施形態２０に記載のビデオコーディングデバイス。
２３．前記トレーニングセットは、前記ビデオ信号のコード化されたルーマ成分と、前記ビデオ信号のコード化されたクロマ成分と、前記ビデオ信号の元のクロマ成分とを含むことを特徴とする実施形態２２に記載のビデオコーディングデバイス。
２４．前記プロセッサは、コーディング性能またはカラーサブサンプリングフォーマットの少なくとも一方に従って、前記クロスプレーンフィルタの特性を決定するようにさらに構成されたことを特徴とする実施形態２０に記載のビデオコーディングデバイス。
２５．前記特性は、前記クロスプレーンフィルタのサイズ、前記クロスプレーンフィルタの分離性、または前記クロスプレーンフィルタの対称性のうちの少なくとも１つであることを特徴とする実施形態２４に記載のビデオコーディングデバイス。
２６．前記プロセッサは、
前記ビデオ信号の符号化されるピクチャ内の領域を識別し、および、
前記ネットワークインターフェースを介して、前記クロスプレーンフィルタを前記領域に適用するためのインジケーションを送信するようにさらに構成されたことを特徴とする実施形態２０に記載のビデオコーディングデバイス。
【産業上の利用可能性】
【０１８０】
本発明は、一般的に無線通信システムに利用することができる。
【符号の説明】
【０１８１】
１０２  入力ビデオ信号
１０８  エントロピコーディングユニット
１１０  逆量子化ブロック
１１２  逆変換ブロック
１２０  出力ビデオビットストリーム
１６０  空間予測ブロック
１６２  時間予測ブロック
１６４  参照ピクチャストアストア
１６６  ループフィルタ
２１０２ａ〜２１０２ｄ  ＷＴＲＵ
２１０４  ＲＡＮ
２１０６  コアネットワーク
２１０８  ＰＳＴＮ
２１１０  インターネット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2020036353.tif 000029
【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
2020036353.tif 000037
【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１３Ａ】
2020036353.tif 000047
【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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【図２１Ｅ】
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