(57)【要約】      （修正有）【課題】三次元（３Ｄ）ルックアップテーブル（ＬＵＴ）符号化の効率を改善し、および／または３Ｄ ＬＵＴのテーブルサイズを縮小するためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】３Ｄ ＬＵＴと関連付けられたオクタントは、色空間のセグメント化に提供され、そしてオクタントと関連付けられたオクツリー(octree)の符号化が遂行される。符号化は、オクツリーに関連付けられたオクタンの頂点に属するノードおよび３Ｄ ＬＵＴの対応する頂点を符号化することを含む。ノードによって表現される変換パラメータは精度の低いロッシー符号化される。３Ｄ ＬＵＴは、シグナリングされる。例えば、シーケンスおよび／またはピクチャレベルに基づいてシグナリングされる。【選択図】図８
2019068451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセグメントに分割された色マッピングテーブルを受信することであり、セグメントは色空間の一部に対応し、前記色マッピングテーブルは、前記複数のセグメントの異なる頂点と関連付けられた、複数の色マッピング係数パラメータを有する、ことと、
第１の頂点と関連付けられた頂点符号化追跡インジケータに基づいて、第１のセグメントの第１の頂点が復号化されたかどうかを決定することと、
前記第１の頂点がまだ復号化されてないという決定に基づいて、第１の頂点と関連付けられた色マッピング係数パラメータを解析することと
を含む方法。
【請求項２】
前記第１の頂点の頂点インデックスを得ることと、
前記第１の頂点の前記頂点インデックスに基づいて、前記第１の頂点と関連付けられた前記頂点符号化追跡インジケータの値を決定することであり、前記第１の頂点が復号化されたかどうかは前記第１の頂点と関連づけられた前記頂点符号化追跡インジケータの前記値に基づいて決定される、ことと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記色マッピングテーブルは複数の頂点を含み、各セグメントは前記複数の頂点のサブセットと関連付けられ、前記複数の頂点の少なくとも１つは１つより多いセグメントと関連付けられ、前記方法は、
前記色空間における前記第１の頂点の位置に基づいて、前記第１の頂点を一意に識別する頂点インデックスを得ることであり、前記第１の頂点が復号化されたかどうかは前記第１の頂点の前記頂点インデックスに基づいて決定される、こと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第１の頂点と関連付けられた色マッピング係数パラメータを解析すると、前記第１の頂点と関連付けられた前記頂点符号化追跡インジケータを、前記第１の頂点が復号化されたことを示す値に設定すること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第２の頂点と関連付けられた頂点符号化追跡インジケータに基づいて、前記第１のセグメントの第２の頂点が復号化されたかどうかを決定することと、
前記第２の頂点が復号化されたという決定に基づいて、第２の頂点と関連付けられた色マッピング係数パラメータを解析することを迂回することと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
第２の頂点と関連付けられた頂点符号化追跡インジケータに基づいて、前記第１のセグメントの第２の頂点が復号化されたかどうかを決定することと、
前記第２の頂点が復号化されたという決定に基づいて、前記第１のセグメントの第３の頂点が復号化されたかどうかを決定すること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
第１の頂点と関連付けられた色マッピング係数パラメータは色マッピング係数残差値を示す、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のセグメントは前記色空間のオクタントである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
複数のセグメントに分割された色マッピングテーブルを受信し、セグメントは色空間の一部に対応し、前記色マッピングテーブルは、前記複数のセグメントの異なる頂点と関連付けられた、複数の色マッピング係数パラメータを有し、
第１の頂点と関連付けられた頂点符号化追跡インジケータに基づいて、第１のセグメントの第１の頂点が復号化されたかどうかを決定し、
前記第１の頂点がまだ復号化されてないという決定に基づいて、第１の頂点と関連付けられた色マッピング係数パラメータを解析する
ように構成されたプロセッサ
を備えたビデオ復号化デバイス。
【請求項１０】
前記プロセッサは
前記第１の頂点の頂点インデックスを得て、
前記第１の頂点の前記頂点インデックスに基づいて、前記第１の頂点と関連付けられた前記頂点符号化追跡インジケータの値を決定し、前記第１の頂点が復号化されたかどうかは前記第１の頂点と関連づけられた前記頂点符号化追跡インジケータの前記値に基づいて決定される、
ようにさらに構成されている、請求項９に記載のビデオ復号化デバイス。
【請求項１１】
前記色マッピングテーブルは複数の頂点を含み、各セグメントは前記複数の頂点のサブセットと関連付けられ、前記複数の頂点の少なくとも１つは１つより多いセグメントと関連付けられ、前記プロセッサは、
前記色空間における前記第１の頂点の位置に基づいて、前記第１の頂点を一意に識別する頂点インデックスを得るようにさらに構成され、前記第１の頂点が復号化されたかどうかは前記第１の頂点の前記頂点インデックスに基づいて決定される、請求項９に記載のビデオ復号化デバイス。
【請求項１２】
前記プロセッサは、
第１の頂点と関連付けられた色マッピング係数パラメータを解析すると、前記第１の頂点と関連付けられた前記頂点符号化追跡インジケータを、前記第１の頂点が復号化されたことを示す値に設定する
ようにさらに構成されている、請求項９に記載のビデオ復号化デバイス。
【請求項１３】
前記プロセッサは、
第２の頂点と関連付けられた頂点符号化追跡インジケータに基づいて、前記第１のセグメントの第２の頂点が復号化されたかどうかを決定し、
前記第２の頂点が復号化されたという決定に基づいて、第２の頂点と関連付けられた色マッピング係数パラメータを解析することを迂回する
ようにさらに構成されている、請求項９に記載のビデオ復号化デバイス。
【請求項１４】
前記プロセッサは、
第２の頂点と関連付けられた頂点符号化追跡インジケータに基づいて、前記第１のセグメントの第２の頂点が復号化されたかどうかを決定し、
前記第２の頂点が復号化されたという決定に基づいて、前記第１のセグメントの第３の頂点が復号化されたかどうかを決定する
ようにさらに構成されている、請求項９に記載のビデオ復号化デバイス。
【請求項１５】
第１の頂点と関連付けられた色マッピング係数パラメータは色マッピング係数残差値を示す、請求項９に記載のビデオ復号化デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
３Ｄルックアップテーブル符号化に色域スケーラビリティを提供するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連出願の相互参照）
本特許出願は、２０１３年１月７日に出願された米国特許仮出願第６１／８８０，７１５号明細書の利益を主張し、その開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００３】
三次元（３Ｄ）ルックアップテーブル（ＬＵＴ）は、カラリストによるカラーグレーディング処理によって作成され得るか、またはエンコーダによって（例えば、ある色空間のオリジナル信号と別の色空間の対応する信号が使用されて）推定され得る。３Ｄ ＬＵＴは、層間処理中にデコーダが色域変換処理（例えば、同じ色域の変換処理）を適用できるように、エンコーダからデコーダにビットストリームで送信される必要がある。
【０００４】
３Ｄ ＬＵＴのシグナリングオーバーヘッドは、ルックアップテーブルの次元が大きいため、かなり大きい。例えば、サンプルビット深度は、８ビットであり、オクタントの単位サイズは１６×１６×１６であり（例えば、色空間は、１６×１６×１６オクタントの表現にパーティションされる）そのため３Ｄ ＬＵＴテーブルには１７×１７×１７エントリが存在する。３Ｄ ＬＵＴの各エントリは、３つのコンポーネントを有し得る。従って、圧縮されていないテーブルの総サイズは、１１７，９１２（１７×１７×１７×３×８）ビットであり、その結果シグナリングオーバーヘッドが大きくなる。このオーバーヘッドの量に対し、３Ｄ ＬＵＴは、例えば、個々のピクチャがこのようなオーバーヘッドを処理する能力がないため、シーケンスレベルでシグナルされなければならない。シーケンスレベルにおいて、シーケンスのそれぞれのピクチャは、同じ３Ｄ ＬＵＴを使用することもあり、その結果、準最適な色域変換が生じ、および／またはエンハンスメント層の符号化効率を下げる恐れがある。カラリストは（芸術作品である理由で）、色域をピクチャごとにまたはシーンごとに変更することもあり、従って効果的な閾値予測には３Ｄ ＬＵＴのピクチャレベルのシグナリングが要求され得る。
【発明の概要】
【０００５】
三次元（３Ｄ）ルックアップテーブル（ＬＵＴ）符号化の効率を改善し、および／または３Ｄ ＬＵＴのテーブルサイズ（例えば、符号化された表現のビットサイズ）を縮小するためのシステムおよび方法が提供され得る。例えば、３Ｄ ＬＵＴと関連付けられたオクタントは、色空間のセグメント化に提供され、そしてオクタントと関連付けられたオクツリー(octree)の符号化が遂行され得る。１または複数のオクタントは、不均一なオクタントとなり得る。オクタントのパラメータは、精度の低いロッシー符号化される場合もある。３Ｄ ＬＵＴは、頂点を備えることができる。隣接している頂点間の距離がより大きくなるように１または複数のオクタントをより粗くすることができる。
【０００６】
オクタントはさらに、符号化をオクツリーで構成できる階層木構造化された３Ｄデータを提供できる。以下の少なくとも１つを適用できる：オクツリーは、複数の層を備えることができる。オクツリーの各ノードは、オクツリーの１つを表すことができる。または各ノードは、ルートから参照できる。さらに、１または複数のオクタントは、１または複数の層に分割することができ、および／または少なくとも１つのオクタントは、サブオクタントにセグメント化することができる。３Ｄ ＬＵＴの頂点の１つの頂点は、オクツリーの異なる層でオクタントを表すことができる１または複数のノードに属するおよび／または対応することができる。オクツリーの符号化は、例えば、３Ｄ ＬＵＴのノードおよびそれらのノードと関連付けられた頂点を層優先(layer-first)のトラバース順序で符号化するために符号化オクタント関数を再帰的に呼び出して実行することによって遂行され得る。３Ｄ ＬＵＴもまた（例えば、シーケンスおよび／またはピクチャレベルに基づいて）シグナルされ得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】Ｎ層など１または複数の層を有するスケーラブルなビデオ符号化システムのブロック図である。
【図２】マルチビュービデオコーディング（ＭＶＣ）を使用した立体（例えば、２視点）ビデオ符号化の時間および／または層間予測を示す図である。
【図３】ＣＩＥ色度におけるＢＴ．７０９（ＨＤＴＶ）とＢＴ．２０２０（ＵＨＤＴＶ）間の主色の比較を示す図である。
【図４Ａ】ＢＴ．７０９色域とＰ３色域間のエンドユーザの視覚的差異を示す図である。
【図４Ｂ】ＢＴ．７０９色域とＰ３色域間のエンドユーザの視覚的差異を示す図である。
【図５】ピクチャレベルの層間予測（ＩＬＰ）を用いた色域スケーラビリティ（ＣＧＳ）符号化を示す図である。
【図６】８ビットＹＵＶ信号の３Ｄルックアップテーブルを示す図である。
【図７】トライリニア３Ｄ ＬＵＴを示す図である。
【図８】３Ｄ ＬＵＴ符号化のオクツリーを示す図である。
【図９Ａ】２層を有するグローバル３Ｄ ＬＵＴと３層を有するピクチャレベルの３Ｄ ＬＵＴを示し、３層を有するピクチャレベルの３Ｄ ＬＵＴが２層を有するより粗いグローバル３Ｄ ＬＵＴから予測され得る図である。
【図９Ｂ】２層を有するグローバル３Ｄ ＬＵＴと３層を有するピクチャレベルの３Ｄ ＬＵＴを示し、３層を有するピクチャレベルの３Ｄ ＬＵＴが２層を有するより粗いグローバル３Ｄ ＬＵＴから予測され得る図である。
【図１０Ａ】開示された１または複数の実施形態を実装できる例示的な通信システムの図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａに示した通信システム内で使用され得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１０Ｃ】図１０Ａに示した通信システム内で使用され得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１０Ｄ】図１０Ａに示した通信システム内で使用され得る別の例示的な無線アクセスネットワークおよび別の例示的なコアネットワークのシステム図である。
【図１０Ｅ】図１０Ａに示した通信システム内で使用され得る別の例示的な無線アクセスネットワークおよび別の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】
【０００８】
ビデオデータは現在、有線ネットワークと無線ネットワークとの組み合わせを通じて送信され、このことは、下層の伝送チャネル特性をさらに複雑にする恐れがある。このようなシナリオにおいて、スケーラブルなビデオ符号化を前提に、異種ネットワークを通じて異なる能力を有するデバイス上で稼働するビデオアプリケーションの経験品質を改善する魅力的なソリューションを提供できる。例えば、スケーラブルなビデオ符号化は、時間分解能、空間分解能、品質、および／またはその他など最高表現で信号を（例えば、一度）符号化できるが、固有のクライアントデバイス上で稼働するあるアプリケーションによって使用される固有のレートおよび／または表現に応じてビデオストリームのサブセットから復号化することを可能にできる。スケーラブルでないソリューションと比較して、帯域幅および記憶域を節約できる。ＭＰＥＧ−２ビデオ、Ｈ．２６３、ＭＰＥＧ４ビジュアルおよび／またはＨ．２６４といったビデオの国際標準規格は、スケーラビリティの一部のモードをサポートするツールおよび／またはプロファイルを有することができる。
【０００９】
図１は、単純なブロックベースのスケーラブルなビデオ符号化混成システムのブロック図を示している。層１（ベース層）によって表される空間／時間信号分解能は、入力ビデオ信号のダウンサンプリングによって作成され得る。後続の符号化ステージにおいて、量子化器の適切な設定（Ｑ１）により、基本情報をある品質レベルに導くことができる。後続の上位層をより効率的に符号化するために、上位層の分解能レベルの近似値であるベース層の再構成Ｙ１が、後続の層を符号化／復号化する時に利用され得る。アップサンプリングユニットは、ベース層の再構成信号によるアップサンプリングを層２の分解能に遂行できる。ダウンサンプリングおよびアップサンプリングは、層（１，２，…Ｎ）にわたって遂行され、および／またはダウンサンプリングおよびアップサンプリングは、２つの所与の層間のスケーラビリティの次元に応じて異なる。図１のシステムにおいて、所与の上位層ｎ（２≦ｎ≦Ｎ）では、差分信号は、サンプリングされた下位層の信号（例えば、層ｎ−１の信号）を現在の層ｎの信号から差し引くことによって作成され得る。このようにして得られた差分信号は、符号化され得る。２つの層（例えば、ｎ１およびｎ２）によって表されるビデオ信号が同じ空間分解能を有していれば、対応するダウンサンプリングおよびアップサンプリングの動作は、バイパスされる。所与の層ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）または複数の層は、上位層から復号化された情報を使用せずに復号化され得る。しかしながら、図１のシステムによって与えられているように、ベース層を除くそれぞれの層に対する残差信号（例えば、２つの層間の差分信号）の符号化に依存することにより、例えば、残差信号を量子化するおよび／または正規化して、そのダイナミックレンジおよび／または残差を符号化する間に遂行される付加的な量子化を制限することに起因して時折視覚的アーチファクトが生じることもある。上位層のエンコーダの一部または全ては、動き推定および動き補償予測を符号化モードとして採用できる。しかしながら、残差信号の動き予測および補償は、従来の動き推定とは異なる場合があり、視覚的アーチファクトが起こりやすい。このような視覚的アーチファクトを最小限にするために、高度な残差量子化ならびに例えば、残差信号の量子化および／または正規化における量子化結合および残差を符号化する間に遂行される付加的な量子化を提供するおよび／または使用することができ、それによってシステムの複雑性が増す。
【００１０】
スケーラブルビデオコーディング（ＳＶＣ）は、部分ビットストリームのレートに与えられた相対的に高い再構成品質を保持しながら、より低い時間または空間分解能または低下した忠実度を有するビデオサービスを提供する部分的ビットストリームの伝送および復号化を可能にできるＨ．２６４の拡張規格である。ＳＶＣの１つの設計特性は、シングルループ復号化である。シングルループ復号化は、ＳＶＣデコーダが復号化される層の動き補償ループを起動することができ、そして他の下位層（複数）の動き補償ループ（複数）を起動しなくてもよいというファクトを指す。例えば、ビットストリームは、層１（ベース層）と層２（エンハンスメント層）など２つの層を含むことができる。デコーダが層２のビデオを再構成したい場合、層２の復号化ピクチャバッファおよび動き補償予測が起動されるが、層１（例えば、層２が依存し得るベース層）には起動されない。従って、ＳＶＣは、完全に再構成された下位層からの参照ピクチャを要求するおよび／または使用する必要がなく、例えば、それによってデコーダの計算の複雑性およびメモリ必要量が削減される。
【００１１】
シングルループ復号化は、所与の層の現在のブロックに対し、下位層からの空間テクスチャ予測が、対応する下位層ブロックがイントラモード（これは、制限されたイントラ予測とも呼ばれ得る）で符号化されるのであれば許可される、制約された層間テクスチャ予測によって実現することができる。例えば、下位層ブロックがイントラモードで符号化される場合、動き補償動作および符号化ピクチャバッファを必要とせずに再構成される。エンハンスメント層のレート歪み効率を改善するために、ＳＶＣは、下位層からの動きベクトル予測、残差予測、モード予測、および／またはその他など付加的な層間予測技術を使用できる。ＳＶＣのシングルループ復号化特性によりデコーダの計算の複雑性およびメモリ必要量が削減できるが、満足できる性能を実現するためにブロックレベルの層間予測方法に大きく依存することによって実装の複雑性が増す恐れがある。さらにシングルループ復号化に制約を課すことによって受ける性能ペナルティを補償するために、所望の性能を実現できるようなエンコーダの設計および計算の複雑性が増す恐れがある。インタレースコンテンツの符号化は、ＳＶＣで十分にサポートされない場合もあり、放送産業による採用に影響を及ぼし得る。その結果として、ＳＶＣエンコーダおよびデコーダの設計およびシステム実装の複雑な事態によって市場におけるＳＶＣの採用が限られる。
【００１２】
マルチビュービデオコーディング（ＭＣＶ）は、ビュースケーラビリティ(view scalability)を提供できるＨ．２６４の別の拡張規格にすることができる。ビュースケーラビリティにおいて、ベース層ビットストリームを復号化して従来の２Ｄビデオを再構成することができ、そして付加的なエンハンスメント層を復号化して同じビデオ信号の他のビュー表現を再構成することができる。ビューが組み合わされて適正な３Ｄ表示で表示されると、ユーザは、適正な奥行き知覚で３Ｄビデオを体験できる。図２は、ＭＶＣを使用して左ビュー（層１）と右ビュー（層２）を有する立体ビデオを符号化する例示的な予測構造を提供できる。０入力の左ビューのビデオは、ＩＢＢＰ予測構造を用いて符号化できる。右ビューのビデオは、ＰＢＢＢ予測構造を用いて符号化できる。右ビューにおいて、左ビューの第１のピクチャＩとコロケートされた第１のピクチャは、Ｐピクチャとして符号化できる。右ビューの別のピクチャは、右ビューの時間参照に由来する第１の予測と左ビューの層間参照に由来する第２の予測を用いてＢピクチャとして符号化できる。
【００１３】
３Ｄメガネを使用できる立体３Ｄ ＴＶは、自宅で３Ｄコンテンツ（例えば、映画、スポーツ実況、および／またはその他）を楽しむために使用される。ＳＶＣとは異なり、ＭＶＣは、シングルループ復号化特性をサポートしなくてもよい。図２に示すように、右ビュー（層２）のビデオの復号化は、動き補償ループがビュー／層の両方でサポートされるように使用可能である左ビュー（層１）のピクチャ（例えば、ほとんど全てのピクチャ）を必要とする。しかしながら、ＭＶＣは、Ｈ．２６４／ＡＶＣへのハイレベルのシンタックス変更を含むことができ、およびブロックレベルの変更を含まなくてよいという設計の利点を有することができる。これによって、下層のＭＶＣエンコーダ／デコーダ論理が同じ論理を保持することができ、容易に複製することができ、および／またはスライス／ピクチャレベルの参照ピクチャが有効なＭＶＣに正しく構成される必要があるのでより容易な実装が可能となる。これは、近年の３Ｄビデオコンテンツの爆発的な増加（例えば、主に３Ｄ映画制作および３Ｄスポーツ実況放送）と相まって、ＭＶＣがＳＶＣと比較してずっと幅広い商業的成功を収めることを可能にさせる。ＭＶＣはまた、層間予測を遂行する例示的な０入力を複数のビューに拡張することによって３以上のビューの符号化をサポートすることもできる。
【００１４】
３Ｄビデオ符号化において、例えば、ＭＰＥＧフレームコンパチブル（ＭＦＣ）符号化もまた、提供するおよび／または使用することができる。例えば、本明細書で説明するように、３Ｄコンテンツは、左ビューと右ビューなど２つのビューを含むことができる立体３Ｄビデオにすることができる。立体３Ｄコンテンツの配信は、２つのビューを１つのフレームにパックする／多重化する（従って、その名称はフレームコンパチブルである）および／またはパックされたビデオをＨ．２６４／ＡＶＣなど既存の標準規格を用いて圧縮して送信することによって実現され得る。受信者側において、復号化の後、フレームは、アンパックされて２つのビューとして表示され得る。ビューのこのような多重化は、時間領域または空間領域で行われ得る。２つのビューは、２つの因子によって空間的にダウンサンプリングされ、そして（例えば、空間領域で同じピクチャサイズを維持するために行われる場合）さまざまな配置によってパックされ得る。例えば、サイドバイサイド配置は、ダウンサンプリングされた左ビューをピクチャの左半分に置き、ダウンサンプリングされた右ビューをピクチャの右半分に置くことができる。他の配置は、トップアンドボトム配置、ラインバイライン配置、格子配置および／またはその他を含むことができる。フレームコンパチブル３Ｄビデオを実現するために使用できる固有の配置は、フレームパッキング配置のサプリメンタルエンハンスメント情報（ＳＥＩ）メッセージによって伝達され得る。帯域幅要件のわずかな増加（例えば、パックされたフレームの圧縮がより困難であるのでさらに多少の増加もあり得る）によるこのような配置で３Ｄ配信を実現できるが、空間ダウンサンプリングは、ビューのエイリアシングを引き起こし、３Ｄビデオの視覚的品質およびユーザ体験を低下させる場合もある。従って、ＭＦＣの開発は、フレームコンパチブルな（即ち、２つのビューが同じフレームにパックされる）ベース層ビデオのスケーラブルな拡張を提供し、および／またはビューの分解能を回復させる、例えば、３Ｄ体験を改善する１または複数のエンハンスメント層を提供することに重点を置く。そのため、３Ｄビデオ配信の提供を対象としているが、フル分解能のＭＦＣを可能にする主な基盤技術は、空間スケーラビリティ技術に密接に（例えば、より密接に）関係している。
【００１５】
ＨＥＶＣのスケーラブルな強化型の要件および／またはユースケースが提供され、作り出され、および／または使用され得る。さらに、例えば、空間スケーラビリティに対する１または複数のターゲットが確立されている。高分解能のビデオが測定される、スケーラブルでない符号化の使用と比較して、２倍の空間スケーラビリティに対して２５％のビットレート削減および１．５倍の空間スケーラビリティに対して５０％のビットレート削減を実現できる。スケーラブルなＨＥＶＣのユースケースを拡大するために、いわゆるスケーラビリティを使用できる。標準のスケーラビリティは、ベース層ではＨ．２６４／ＡＶＣ、またはさらにＭＰＥＧ２など初期の標準規格を用いて符号化される場合のスケーラビリティのタイプである一方、１または複数のエンハンスメント層では、ＨＥＶＣ標準規格など最近の標準規格を使用して符号化されるスケーラビリティのタイプを指す。標準のスケーラビリティは、以前の標準規格を使用してすでに符号化されているレガシーコンテンツの後方互換性を提供し、そしてより良い符号化効率を提供できるＨＥＶＣのような次世代標準規格を用いて符号化される１または複数のエンハンスメント層を用いてレガシーコンテンツの品質を強化することを目的としている。
【００１６】
３Ｄビデオ符号化または３ＤＶと呼ばれる別の３Ｄスケーラブルビデオ符号化技術も提供するおよび／または使用することができる。３ＤＶの主タスクは、裸眼立体アプリケーションをターゲットとするビュースケーラビリティのさまざまな特性を開発することである。裸眼立体ディスプレイおよびアプリケーションは、利用者が面倒なメガネを用いずに３Ｄを体験させるまたは可能にできる。メガネ無しの適したまたは良好な３Ｄ体験を実現するために、３以上のビューを提供するおよび／または使用することができる。多数のビュー（例えば、９ビューまたは１０ビューなど）の符号化は、費用がかかる。従って、３ＤＶは、ビューの深度情報を提供できる深度マップと一緒に比較的大きい視差を用いて少数のビュー（例えば、２または３ビュー）を符号化する混成アプローチを提供するおよび／または使用することができる。表示側において、符号化されたビューおよび深度マップが復号化され、そして残りのビューは、復号されたビューを使用して作成されて、それらの深度マップは、ビュー合成技術を使用する。３ＤＶは、ビューおよび深度マップを符号化するさまざまな方法を考慮することができ、例えば、１つの標準規格（例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣ）を用いてベース層を符号化し、および別の標準規格（例えば、ＨＥＶＣ）を用いて１または複数のエンハンスメント層を符号化することを含む、Ｈ．２６４／ＡＶＣ、ＭＶＣおよびＨＥＶＣなど異なる標準規格の組み合わせを使用してビューおよび深度マップを符号化する。３ＤＶは、アプリケーションが選択される異なるオプションのメニューを提供できる。
【００１７】
表１は、本明細書で説明される異なるタイプのスケーラビリティをまとめている。表１の最後において、ビット深度スケーラビリティおよびクロマフォーマットスケーラビリティは、主に専門的なビデオアプリケーションによって使用されるビデオフォーマット（例えば、８ビットビデオよりも上位であり、クロマサンプリングフォーマットがＹＵＶ４：２：０よりも上位である）に関係している。
【００１８】
進歩した表示技術により、ＩＴＵ ＢＴ．２０２０で指定された超高精細度ＴＶ（ＵＨＤＴＶ）は、ＨＤＴＶ仕様（ＢＴ．７０９）と比較してより大きい分解能、より大きいビット深度、より高いフレームレート、およびより広い色域をサポートできる。このような技術を用いて、ユーザ体験は、ＢＴ．２０２０が提供できる高忠実度品質のため大いに改善され得る。ＨＤＴＶは、１２０Ｈｚまでのフレームレート、および１０ビットまたは１２ビットのピクチャサンプルのビットを有する４Ｋ（３８４０×２１６０）および８Ｋ（７６８０×４３２０）分解能までサポートできる。ＵＨＤＴＶの色空間は、ＢＴ．２０２０で定義され得る。図３は、ＣＩＥ色解像度におけるＢＴ．７０９（ＨＤＴＶ）とＢＴ．２０２０（ＵＨＤＴＶ）間の比較を示している。ＢＴ．２０２０でレンダリングされた色のボリュームは、ＢＴ．７０９でレンダリングされたものよりも広く、これは、ＵＨＤＴＶ仕様を使用してより多い可視色情報がレンダリングされ得るという意味である。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
提供するおよび／または使用することができる１つのタイプのスケーラビリティは、色域スケーラビリティである。色域スケーラビリティ（ＣＧＳ）符号化は、３以上の層が異なる色域およびビット深度を有することができる多層(multi-layer)符号化である。例えば、表１に示すように、層２のスケーラブルシステムにおいて、ベース層は、ＢＴ．７０９で定義されたＨＤＴＶ色域であり、エンハンスメント層は、ＢＴ．２０２０で定義されたＵＨＤＴＶ色域である。使用できる別の色域は、Ｐ３色域である。Ｐ３色域は、デジタルシネマアプリケーションで使用され得る。ＣＧＳ符号化の層間処理は、ベース層の色域をエンハンスメント層の色域に変換する色域変換方法を使用できる。色域変換が適用された後、作成された層間参照ピクチャを使用してエンハンスメント層のピクチャを例えば、より良いまたは改善された正確さで予測できる。図４Ａ−４Ｂはそれぞれ、ＢＴ．７０９色域とＰ３色域間のエンドユーザの視覚的差異の例を示している。図４Ａ−４Ｂにおいて、同じコンテンツは、異なる色域を使用して２回カラーグレーディングをされる。例えば、図４のコンテンツは、ＢＴ．７０９でカラーグレーディングされてＢＴ．７０９ディスプレイにレンダリングする／表示することができ、そして図４Ｂのコンテンツは、Ｐ３でカラーグレーディングされてＢＴ．７０９ディスプレイにレンダリングする／表示することができる。図示されているように、２つの画像間で顕著な色差がある。
【００２１】
例えば、図４Ａがベース層で符号化されて、図４Ｂがエンハンスメント層で符号化されると、例えば、図５のＣＧＳ符号化システムを使用して、付加的な層間処理を提供するおよび／または使用してエンハンスメント層の符号化効率を改善できる。色域変換方法をＣＧＳの層間処理に使用することもできる。色域変換方法の使用を通じて、ＢＴ．７０９空間の色をＰ３空間に変換することができ、Ｐ３空間のエンハンスメント層信号をより効率的に予測するために使用できる。
【００２２】
色域変換のモデルパラメータは、ＢＬ色域とＥＬ色域が固定された（例えば、ＢＬが７０９に固定されてＥＬが２０２０に固定される）場合でも異なるコンテンツごとに異なる。これらのパラメータは、カラリスト（複数）が彼または彼女または彼らの芸術的意図を反映する異なる空間および異なるコンテンツに異なるグレーディングパラメータを適用できるコンテンツ作成後の編集時のカラーグレーディング処理によって決まる。さらに、カラーグレーディングの入力ビデオは、高忠実度ピクチャを含むことができる。スケーラブルな符号化システムにおいて、ＢＬピクチャの符号化は、量子化雑音が生じ得る。階層予測構造など符号化構造を用いて、量子化のレベルは、ピクチャ毎またはピクチャのグループ毎に調整される。従って、カラーグレーディングから作成されたモデルパラメータは、符号化目的としては十分正確ではない。エンコーダがモデルパラメータをオンザフライで推定することによって符号化雑音を補償することがより効果的である。エンコーダは、パラメータをピクチャ毎またはピクチャのグループ毎に推定できる。これらのモデルパラメータは例えば、カラーグレーディング処理中に作成されるおよび／またはエンコーダによって、層間予測中にデコーダが同じ色域の変換処理を遂行できるようにデコーダにシーケンスおよび／またはピクチャレベルでシグナルされる。
【００２３】
線形または区分線形などさまざまな色域変換方法が存在する。映画産業において、３Ｄルックアップテーブル（３Ｄ ＬＵＴ）は、ある色域方法または技術から別の色域方法または技術への色域変換に使用され得る。さらに、ＣＧＳ符号化のための３Ｄ ＬＵＴを提供するおよび／または使用することができる。図５は、ピクチャレベルの層間予測（ＩＬＰ）を用いた例示的なＣＧＳ符号化スキームを示している。ＩＬＰは、ベース層（ＢＬ）の色域からエンハンスメント層（ＥＬ）の色域への色域変換、ＢＬ空間分解能からＥＬ空間分解能へのアップサンプリング、および／またはＢＬサンプルビット深度からＥＬサンプルビット深度への逆トーンマッピング（例えば、サンプルビット深度の変換）を含む。
【００２４】
本明細書で説明されるように、３Ｄ ＬＵＴを色域変換に使用できる。例えば、（ｙ，ｕ，ｖ）は、ベース層の色域のサンプルトリプレットとして示され、（Ｙ，Ｕ，Ｖ）は、ＥＬ色域のサンプルトリプレットとして示される。３Ｄ ＬＵＴにおいて、ＢＬ色空間の範囲は、図６に示すように等しいオクタントにセグメント化される。３Ｄ ＬＵＴの入力は、ＢＬ色域の（ｙ，ｕ，ｖ）であり、３Ｄ ＬＵＴの出力は、ＥＬ色域にマップされるトリプレット（Ｙ，Ｕ，Ｖ）である。変換処理中、入力（ｙ，ｕ，ｖ）がオクタントの頂点の１つと重なれば、出力（Ｙ，Ｕ，Ｖ）は、３Ｄ ＬＵＴエントリの１つを直接参照することによって得られる。そうでなければ、入力（ｙ，ｕ，ｖ）がオクタントの内側（例えば、その頂点の１つでない）であれば、図７に示すようなトライリニア補間が入力に最も近い８つの頂点に適用される。トライリニア補間は、以下の１または複数の式を使用して実施できる。
【００２５】
【数１】
2019068451.tif 000004
2019068451.tif 000005
【００２６】
ここに（ｙi，ｕj，ｖk）は、ＢＬ色域の頂点（即ち、３Ｄ ＬＵＴへの入力）を表し、ＬＵＴ［ｙi］［ｕj］［ｖk］は、ＥＬ色域の頂点（即ち、エントリ（ｙi，ｕj，ｖk）における３Ｄ ＬＵＴの出力）およびｓ0（ｙ）＝ｙ1−ｙ，ｓ1（ｙ）＝ｙ−ｙ0，ｓ0（ｕ）＝ｕ1−ｕ，ｓ1（ｕ）＝ｕ−ｕ0，ｓ0（ｖ）＝ｖ1−ｖ，ｓ1（ｖ）＝ｖ−ｖ0を表す。
【００２７】
本明細書で説明されるように、３Ｄ ＬＵＴは、カラリストによるカラーグレーディング処理によって作成され得るか、またはエンコーダによって−例えば、ある色空間のオリジナル信号と別の色空間の対応する信号が使用されて推定され得る。３Ｄ ＬＵＴは、層間処理中にデコーダが同じ色域の変換処理を適用できるように、エンコーダからデコーダにビットストリームで送信され得る。３Ｄ ＬＵＴのシグナリングオーバーヘッドは、ルックアップテーブルの次元が大きいため、増加が（例えば、かなり）大きいまたは高い。例えば、図６に示すように、サンプルビット深度は、８ビットである。オクタントの単位サイズが１６×１６×１６であれば、３Ｄ ＬＵＴテーブルに１７×１７×１７エントリが存在する。３Ｄ ＬＵＴの各エントリはまた、３つのコンポーネントを含むこともできる。従って、圧縮されていないテーブルの総サイズは、１１７９１２（１７×１７×１７×３×８）ビットである。このオーバーヘッドの量に対し、３Ｄ ＬＵＴは、個々のピクチャがこのように大きいオーバーヘッドを処理する能力がないため、（例えば、唯一）シーケンスレベルでシグナルされ得る。シーケンスのピクチャは、同じ３Ｄ ＬＵＴを使用することもあり、その結果、準最適な色域変換が生じ、そしてエンハンスメント層の符号化効率を下げる恐れがある。
【００２８】
このため、３Ｄ ＬＵＴ符号化を改善するシステムおよび／または方法を提供できる。例えば、不均一なオクタントが色空間のセグメント化に使用されると、３Ｄ ＬＵＴのテーブルサイズが縮小する。一部の色範囲では、オクタントをより粗くして（例えば、隣接する頂点間の距離がより大きくなる）３Ｄ ＬＵＴテーブルのエントリの数を減らすことができる。
【００２９】
この種の階層木構造化された三次元データに対し、効率的な符号化のためにオクツリーを提供するおよび／または使用することができる。図８に示すように、３つの層があり、層１のオクタント３と６が分割されている。オクツリーの各ノードは、１つのオクタントを表し、そして各ノードは、ルートから参照される。例えば、層１のオクタント３に属する層２のオクタント０は、“−”が層のデリミタとして使用されるルートノードから“０−３−０”として参照される。オクタントは、さらに分割される場合、８サブオクタントにセグメント化される。図８の例では、層２のノードと層１の一部のノード（例えば、さらに分割されるノード３と６を除く）を含むオクツリーのリーフオクタントが符号化される。３Ｄ ＬＵＴのある頂点は、異なる層における複数のノードに属する。例えば、図８の頂点Ｎは、ノード０−０、０−１、０−２、０−３、および０−３−０に属する。オクツリーを使用して３Ｄ ＬＵＴを符号化する場合、この重畳関係は、頂点の不必要なシグナリングを回避するために考慮され（例えば、各頂点は、一回符号化される）、そして本明細書で説明されるように、効率的な３Ｄ ＬＵＴを提供するために使用され得る。
【００３０】
表２は、３Ｄ ＬＵＴ符号化のシンタックス要素を記載している。表２の関数ｃｏｄｉｎｇ＿ｏｃｔａｎｔ（）を再帰的に呼び出して、例えば、表３のコンテキストにおいで説明されるように、層優先のトラバース順序で３Ｄ ＬＵＴの頂点を符号化できる。関数ｕ（ｎ）、ｕｅ（ｖ）およびｓｅ（ｖ）は、ｕ（ｎ）：ｎビットを使用する符号なし整数、ｕｅ（ｖ）：０次指数ゴロム符号化された符号なし整数、および／またはｓｅ（ｖ）：０次指数ゴロム符号化された符号あり整数として定義される。
【００３１】
【表２】
2019068451.tif 000006
【００３２】
ｎｕｍ＿ｌａｙｅｒｓ＿ｍｉｎｕｓ １：（ｎｕｍ＿ｌａｙｅｒｓ＿ｍｉｎｕｓ １＋１）を使用してオクツリーが有する層の数を算出できる。図８のオクツリーの例では２となる。
【００３３】
ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ＿ｍｏｄｅは、オクツリー符号化の３つの可能な予測モードを含むことができる。ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ＿ｍｏｄｅが０であると、現在の３Ｄ ＬＵＴからの親オクタントは、その子オクタントのそれぞれを符号化するための予測として使用され得る。各子オクタント／頂点の予測値は、トライリニア補間を用いてその親オクタントから作成され得る。この予測モードは、表３のコンテキストにおいてさらに論じられる。ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ＿ｍｏｄｅが１である場合、既存のグローバル３Ｄ ＬＵＴ（例えば、以下で定義されるように）現在の３Ｄ ＬＵＴを符号化するための予測として使用され、そして各頂点の予測は、既存のグローバル３Ｄ ＬＵＴのコロケートされた頂点（例えば、存在しなければ、コロケートされた頂点が補間される）から作成され得る。ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ＿ｍｏｄｅが２である場合、現在の３Ｄ ＬＵＴと既存のグローバル３Ｄ ＬＵＴの両方を予測として使用でき、そして各オクタント／頂点符号化に使用される予測は、各オクタント／頂点に別個にシグナルされる。
【００３４】
ＬＵＴ＿ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ＿ｌｕｍａ＿ｍｉｎｕｓ １を提供するおよび／または使用することができる。ＬＵＴ＿ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ＿ｌｕｍａ＿ｍｉｎｕｓ １＋１）は、符号化されるＬＵＴパラメータとそのルマ（Ｙ）コンポーネントの予測との差を符号化するために使用される精度パラメータである。
【００３５】
ＬＵＴ＿ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｍｉｎｕｓ １を提供するおよび／または使用することができる。ＬＵＴ＿ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｍｉｎｕｓ １＋１は、ＬＵＴパラメータとそのクロマ（Ｕ，Ｖ）コンポーネントの予測との差を符号化するために使用される精度パラメータである。精度パラメータは、ルマ信号のパラメータとは異なる。
【００３６】
本明細書で説明されるように、ＬＵＴ＿ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ＿ｌｕｍａ＿ｍｉｎｕｓ １とＬＵＴ＿ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｍｉｎｕｓ １をＬＵＴパラメータ復号化処理に使用できる。これらの精度パラメータのより小さい値は、３Ｄ ＬＵＴをより正確にし、そして色域変換の歪みを低下させる。さらに、より小さい値は、符号化ビットの数を増加できる。従って、これらの精度パラメータの適切な値は、レート歪み最適化（ＲＤＯ）処理によって判定され得る。
【００３７】
表３は、層優先のトラバース順序でオクツリー符号化を行う例示的なシンタックス要素を記載している。層優先のトラバース順序符号化の例を図８に示すことができる。例えば、３Ｄ ＬＵＴは、図８の２つの表現で示される。例えば、左側では、３Ｄ ＬＵＴは、開始オクタント(beginning octant)がより小さいオクタントに再帰的にパーティションされて、各オクタントが８つの頂点を有していることを示している。右側では、３Ｄ ＬＵＴの対応するオクツリー表現を示している。右側のオクツリーの各ノードは、左側の１つのオクタント（または同等としては８頂点）に対応する。各オクタント（または各オクツリーノード）を符号化するために、８つを表す頂点を符号化できる。これは、表３の“ｆｏｒ（ｉ＝０；ｉ＜８；ｉ＋＋）”の“ｆｏｒ”ループによって参照される。図８において、層０の開始オクタントを“ｐｘ”でラベル付けされた８頂点の形式で符号化することができ、その後層１の８オクタントの符号化が続いて、それぞれのオクタントが自身の８頂点を有する。層１のこれらの１９個の頂点は固有であり（例えば、それらの頂点は、“ｑｘ”としてラベル付けされ得る）符号化する必要がある。これは、表３のシンタックスと他のシンタックスとの差である。層１のオクタントが符号化された後、層１のオクタント３と６は、それぞれが層２の８つの子オクタントに再度分割される。
【００３８】
図示されているように、提案されたシグナリングを所与の頂点が符号化された時のフラグにして、オクツリーの２以上のノードによって共有される時の状況で頂点を反復的に送信することを回避できる。図８の例において、これは、層１の符号化される頂点の数を６４（８×８）から１９に減らすことができる。さらに、予測モジュールが２である場合、提案された方法は、（例えば、既存の３Ｄ ＬＵＴのコロケートされた頂点または現在の３Ｄ ＬＵＴの親頂点の）予測方法を各頂点にシグナルできる。
【００３９】
【表３】
2019068451.tif 000007
【００４０】
図示されているように、０は、現在の３Ｄ ＬＵＴの親オクタントを使用して現在の頂点を予測することを指し、および／または１は、既存のグローバル３Ｄ ＬＵＴのコロケートされたオクタントを使用して現在の頂点を予測することを指すｖｅｒｔｅｘ＿ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ＿ｍｏｄｅを提供するおよび／または使用することができる。ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ＿ｍｏｄｅが２に等しくなければ、ｖｅｒｔｅｘ＿ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ＿ｍｏｄｅは、そのｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ＿ｍｏｄｅに等しくなるように設定される。
【００４１】
現在の３Ｄ ＬＵＴの親オクタントを使用して現在の頂点を予測できる（例えば、頂点予測モードが０に設定される場合）。これまで説明したように、層優先のトラバース順序を使用できるので、層（１）の親オクタントは、層（１＋１）の子オクタントが符号化される前に符号化される。図８の例において、層０の８個の頂点ｐｘを最初に符号化できる。１９個の頂点ｑｘの１つが符号化されると、層０の８個の頂点ｐｘからのトライリニア補間を使用して予測子が最初に形成される。頂点ｑｘを直接符号化する代わりに、ｑｘとその予測子間の差を符号化してビットのオーバーヘッドを削減できる。
【００４２】
例えば、１は、符号化される非ゼロの残差があることを示し、０は、残差がゼロであり、および／または符号化された値がその予測と等しいことを示すｎｏｎｚｅｒｏ＿ｒｅｓｉｄｕａｌ＿ｆｌａｇを提供するおよび／または使用することができる。
【００４３】
デルタＹまたはルマコンポーネントのデルタを符号化できる。デルタＹは、以下のように算出される：
【００４４】
【数２】
2019068451.tif 000008
【００４５】
ルマコンポーネントのＬＵＴパラメータをデコーダにおいて以下のように再構成できる。
【００４６】
【数３】
2019068451.tif 000009
【００４７】
（ＬＵＴ＿ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ＿ｌｕｍａ＿ｍｉｎｕｓ １＋１）が２のべき乗であれば、式（１）の除算は、ｌｏｇ２（ＬＵＴ＿ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ＿ｌｕｍａ＿ｍｉｎｕｓ １＋１）ビット右シフトすることによって置換され、および／または式（２）の乗算は、ｌｏｇ２（ＬＵＴ＿ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ＿ｌｕｍａ＿ｍｉｎｕｓ １＋１）ビット左シフトすることによって置換される。左／右シフトは、ハードウェアの実装において容易であるので、色域スケーラブル符号化システムでは、（ＬＵＴ＿ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ＿ｌｕｍａ＿ｍｉｎｕｓ １＋１）を実行して２のべき乗にすると有益である。このような事例において、代わりに表２のシンタックス要素を変更して、ｌｏｇ２（ＬＵＴ＿ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ＿ｌｕｍａ＿ｍｉｎｕｓ １＋１）の値を表すことができる。
【００４８】
デルタＵまたはクロマＵコンポーネントのデルタを符号化して、例えば、以下のように算出できる：
【００４９】
【数４】
2019068451.tif 000010
【００５０】
クロマＵコンポーネントのＬＵＴパラメータをデコーダにおいて以下のように再構成できる。
【００５１】
【数５】
2019068451.tif 000011
【００５２】
デルタＶまたはクロマＶコンポーネントのデルタを符号化できる。デルタＶを以下のように算出できる：
【００５３】
【数６】
2019068451.tif 000012
【００５４】
クロマＶコンポーネントのＬＵＴパラメータをデコーダにおいて以下のように再構成できる。
【００５５】
【数７】
2019068451.tif 000013
【００５６】
ルマコンポーネントと同様に、色域スケーラブル符号化システムでは、乗算および除算の代わりに左／右シフトが使用されるように（ＬＵＴ＿ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｍｉｎｕｓ １＋１）を実行して２のべき乗にすると有益である。
【００５７】
（ＬＵＴ＿ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｍｉｎｕｓ １＋１）が２のべき乗にならない場合、ＡＳＩＣなどのハードウェア実装を除数で実装するのにコストがかかるため、除算を直接適用する代わりに乗算とシフティングとを組み合わせることによって除算を近似する。例えば、式（１）（３）（５）を式（７）（８）（９）のように実装できる：
【００５８】
【数８】
2019068451.tif 000014
【００５９】
【数９】
2019068451.tif 000015
【００６０】
【数１０】
2019068451.tif 000016
【００６１】
ここに（ＬＵＴ＿ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ＿ｌｕｍａ＿ｍｉｎｕｓ １＋１）と（ＬＵＴ＿ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｍｉｎｕｓ １＋１）を以下のように算出できる：
【００６２】
【数１１】
2019068451.tif 000017
【００６３】
【数１２】
2019068451.tif 000018
【００６４】
デルタＹは、ＬＵＴ＿ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ＿ｌｕｍａ＿ｍｉｎｕｓ １が０となるようにデルタＹを算出できる。ＬＵＴ＿ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｍｉｎｕｓ １が０となるようにデルタＵとデルタＶを計算できる。
【００６５】
さらに、ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ＿Ｙ、ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ＿Ｕおよびｐｒｅｃｉｓｉｏｎ＿Ｖは、１または複数のＬＵＴパラメータの予測である。それらは、ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ＿ｍｏｄｅに従って得られる。ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ＿ｍｏｄｅが０であれば、予測は、現在の頂点の上位層からのトライリニア補間である。例えば、現在の符号化頂点が図９Ｂの頂点Ｖであれば、その予測は、層１のオクタント３の８個の頂点からのトライリニア補間である。ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ＿ｍｏｄｅが１であれば、予測は、グローバルＬＵＴのコロケートされた頂点に等しい。
【００６６】
例えば、１は、現在のオクタントをさらに分割して８つの子オクタントが符号化されることを示すことができるｏｃｔａｎｔ＿ｓｐｌｉｔ＿ｆｌａｇを提供するおよび／または使用することができる。０に等しいＯｃｔａｎｔ＿ｓｐｌｉｔ＿ｆｌａｇは、現在のオクタントがリーフオクタントであることを示すことができる。
【００６７】
表３のｄｙ［ｉ］、ｄｕ［ｉ］およびｄｖ［ｉ］は、表４で定義することができる。
【００６８】
【表４】
2019068451.tif 000019
【００６９】
新しい関数ｇｅｔＶｅｒｔｅｘ（ｙ，ｕ，ｖ，ｉ）を使用して最初の頂点が（ｙ，ｕ，ｖ）に置かれるオクタントの頂点インデックスを得ることができる。以下の疑似コードを使用して関数ｇｅｔＶｅｒｔｅｘ（ｙ，ｕ，ｖ，ｉ）を算出できる：
【００７０】
【数１３】
2019068451.tif 000020
【００７１】
ｏｃｔａｎｔ＿ｌｅｎ＿ｙ、ｏｃｔａｎｔ＿ｌｅｎ＿ｕおよびｏｃｔａｎｔ＿ｌｅｎ＿ｖの値はそれぞれ、ルマ、色コンポーネントＵと色コンポーネントＶの最小のオクタントの長さを表すことができる。ｓｉｚｅ＿ｉｎ＿ｖｅｒｔｉｃｅｓは、各次元の頂点の最大数である。
【００７２】
（例えば、ひとたびｇｅｔＶｅｒｔｅｘ（ｙ，ｕ，ｖ，ｉ）を使用してｎの値が算出されると）フラグｃｏｄｅｄ＿ｆｌａｇ［ｎ］が設定される。フラグは続いて、頂点“ｎ”が符号化されたことを追跡するおよび／または頂点“ｎ”を再度符号化することを回避するために使用できる。
【００７３】
シーケンスおよびピクチャレベルの３Ｄ ＬＵＴシグナリングも提供するおよび／または使用することができる。例えば、３Ｄ ＬＵＴシグナリングでは、システムは、シーケンスレベルの解析に基づいて３Ｄ ＬＵＴをシグナルできる。これは、グローバルまたはシーケンスレベルの３Ｄ ＬＵＴである。このようなシーケンスレベルの３Ｄ ＬＵＴは、ビデオパラメータセット（ＶＰＳ）、シーケンスパラメータセット（ＳＰＳ）またはピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）などハイレベルのパラメータセットで伝達され得る。ビデオシーケンスのピクチャは、グローバル３Ｄ ＬＵＴを使用できる。
【００７４】
表５は、グローバル３Ｄ ＬＵＴをＰＰＳでシグナルする例示的なシンタックス表を示している。３Ｄ ＬＵＴを使用することに加え、表５のシンタックスは、線形マッピング、区分線形マッピング、および／またはその他など他のタイプの色域変換方法を使用してサポートできる。固有の色域変換方法は、付加的な色域変換方法がサポートされることを可能にするｕｅ（ｖ）符号化を使用してＰＰＳに符号化され得る。さらに、表５は、色域のスケーラビリティをサポートするシンタックス要素が含まれるかどうかを示すフラグ（ｃｏｌｏｒ＿ｇａｍｕｔ＿ｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙ＿ｆｌａｇ）を含む。ＣＧＳが固有の２つの層間でサポートされるか、または（例えば、ｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙ＿ｍａｓｋを使用する）ＶＰＳでシグナルされるか否かに関わらず、ＶＳＰとＰＰＳとの間の構文解析の独立性を有することが望ましい。従って、ＰＰＳの付加的な１−ｂｉｔフラグは、ＣＧＳを含む表５のように含まれる。
【００７５】
【表５】
2019068451.tif 000021
【００７６】
図示しているように、ｃｏｌｏｒ＿ｇａｍｕｔ＿ｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙ＿ｆｌａｇを提供できる。ｃｏｌｏｒ＿ｇａｍｕｔ＿ｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙ＿ｆｌａｇを使用して、色域スケーラビリティに関係するマッピング情報が存在するか否かを示すことができる。
【００７７】
ｃｏｌｏｒ＿ｇａｍｕｔ＿ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ＿ｍｅｔｈｏｄを使用して２つの層間の色域変換を遂行するために使用される固有の方法を示すこともできる。色域変換方法のセットは、線形マッピング、区分線形、３Ｄ ＬＵＴ、多項式モデルなどを含むことができる。ｃｏｌｏｒ＿ｇａｍｕｔ＿ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ＿ｍｅｔｈｏｄが３Ｄ ＬＵＴに設定される場合、表２で定義されたような３Ｄ＿ＬＵＴ（）シグナリングが使用される。
【００７８】
ビデオシーケンスの１または複数のピクチャに対し、エンコーダは、（例えば、スケーラブルな符号化効率をさらに改善するために）ビットストリームのピクチャレベルの３Ｄ ＬＵＴをシグナルすることを決定できる。この更新された３Ｄ ＬＵＴ情報は、符号化されたスライスデータと共にスライスセグメントヘッダ内にシグナルされ得るおよび／または適応パラメータセット（ＡＰＳ）など別個のＮＡＬユニットでシグナルされ得る。グローバル３Ｄ ＬＵＴと区別するために、後者の場合は、ピクチャレベルの３Ｄ ＬＵＴである。
【００７９】
【表６】
2019068451.tif 000022
【００８０】
３Ｄ＿ＬＵＴ＿ｐｒｅｓｅｎｔ＿ｆｌａｇを使用して、ピクチャレベルの３Ｄ ＬＵＴ情報が存在するか否かを示すことができる。
【００８１】
ピクチャレベルの３Ｄ ＬＵＴは、現在の３Ｄ ＬＵＴの親頂点から予測することによって符号化され、ピクチャレベルの３Ｄ ＬＵＴは、グローバル３Ｄ ＬＵＴをその予測として使用して符号化され、および／またはピクチャレベルの３Ｄ ＬＵＴは、両方を予測として使用して頂点レベルの予測モードをシグナルすることができる。これは、表２のｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ＿ｍｏｄｅの値を適切な値に設定することによって実現され得る。ピクチャレベルの３Ｄ ＬＵＴは、グローバル３Ｄ ＬＵＴと比較して異なる数の層を有することができる。例えば、ピクチャレベルの３Ｄ ＬＵＴは、ピクチャレベルの３Ｄ ＬＵＴをより正確にするより多い層を有することができ、次に色域変換処理を改善し、従ってエンハンスメント層の符号化効率を改善することができる。ピクチャレベルの３Ｄ ＬＵＴがシーケンスレベルの３Ｄ ＬＵＴよりも多い層を有していれば、シーケンスレベルの３Ｄ ＬＵＴを予測として使用してピクチャレベルの３Ｄ ＬＵＴを符号化すると有益である。この場合、もはやグローバル３Ｄ ＬＵＴに存在していないコロケートされた頂点は、まだグローバル３Ｄ ＬＵＴに存在しているその頂点の隣接頂点からのトライリニア補間によって得ることができる。図９Ａ−９Ｂは、ピクチャレベルの３Ｄ ＬＵＴ（図９Ｂ）が３つの層を有し、グローバル３Ｄ ＬＵＴ（図９Ａ）が２つの層を有して予測として使用され得る例を示している。ピクチャレベルの３Ｄ ＬＵＴの層２における頂点Ｖが符号化されると、予測は、グローバル３Ｄ ＬＵＴの層１における隣接頂点Ｐ０，Ｐ１，…Ｐ７からトライリニア補間される。
【００８２】
図１０Ａは、開示された１または複数の実施形態を実装できるおよび／または使用できる例示的な通信システム１００の図である。通信システム１００は、音声、データ、ビデオ、メッセージング、ブロードキャスト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１００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有を通じてそのようなコンテンツにアクセスすることを可能にできる。例えば、通信システム１００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）、シングルキャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）などの、１または複数のチャネルアクセス方法を用いることができる。
【００８３】
図１０Ａに示すように、通信システム１００は、無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、および／または１０２ｄ（一般的にまたはまとめてＷＴＲＵ１０２と呼ぶことができる）、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１０３／１０４／１０５、コアネットワーク１０６／１０７／１０９、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１０８、インターネット１１０、および他のネットワーク１１２を含むことができるが、開示された実施形態は、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することが認識されよう。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、および／または１０２ｄのそれぞれは、無線環境で操作および／または通信するように構成された任意のタイプのデバイスである。一例として、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、および／または１０２ｄは、無線信号を送信および／または受信するように構成することができ、そしてユーザ機器（ＵＥ）、移動局、固定式または移動式加入者ユニット、ページャ、セルラー電話、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、家電製品などを含むことができる。
【００８４】
通信システム１００はまた、基地局１１４ａと基地局１１４ｂを含むこともできる。基地局１１４ａ、１１４ｂのそれぞれは、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、および／または１０２ｄの少なくとも１つとワイヤレスにインタフェースして、コアネットワーク１０６／１０７／１０９、インターネット１１０、および／またはネットワーク１１２など１または複数の通信ネットワークへのアクセスを容易にするように構成された任意のタイプのデバイスである。一例として、基地局１１４ａおよび／または１１４ｂは、ベーストランシーバ基地局（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）、無線ルータなどである。基地局１１４ａ、１１４ｂはそれぞれ、単一要素として示されているが、基地局１１４ａ、１１４ｂは、相互接続された任意の数の基地局および／またはネットワーク要素を含むことができることが認識されよう。
【００８５】
基地局１１４ａ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）、中継ノードその他などの他の基地局および／またはネットワーク要素（図示せず）を含むこともできる、ＲＡＮ１０３／１０４／１０５の一部である。基地局１１４ａおよび／または基地局１１４ｂは、セル（図示せず）と呼ぶことができる、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得る。セルは、セルセクタにさらに分割され得る。例えば、基地局１１４ａと関連付けられたセルを３つのセクタに分割できる。従って、一実施形態において、基地局１１４ａは、３つのトランシーバ、即ち、セルの各セクタに１トランシーバを含むことができる。別の実施形態において、基地局１１４ａは、ＭＩＭＯ(multiple-input multiple output)技術を用いることができ、従って、セルの各セクタに複数のトランシーバを利用できる。
【００８６】
基地局１１４ａおよび／または１１４ｂは、適した任意の無線通信リンク（例えば、無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外線（ＩＲ）、紫外線（ＵＶ）、可視光線その他）である、エアインタフェース１１５／１１６／１１７を介してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃおよび／または１０２ｄの１または複数と通信できる。エアインタフェース１１５／１１６／１１７は、適した任意の無線アクセス技術（ＲＡＴ）を使用して確立できる。
【００８７】
より詳細には、上述のように、通信システム１００は、多元接続システムであり、そして、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ−ＦＤＭＡなど１または複数のチャネルアクセススキームを用いることができる。例えば、ＲＡＮ１０３／１０４／１０５内の基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃは、ＷＣＤＭＡ（広域帯ＣＤＭ）を使用してエアインタフェース１１５／１１６／１１７を確立できる、ＵＴＲＡ(ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）地上波無線アクセス）など無線技術を実装できる。ＷＣＤＭＡは、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）および／または発展型ＨＳＰＡ（ＨＳＰＡ＋）など通信プロトコルを含むことができる。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）を含むことができる。
【００８８】
別の実施形態において、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃは、ＬＴＥ（ロングタームエボリューション）および／またはＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥアドバンスト）を使用してエアインタフェース１１５／１１６／１１７を確立できる、Ｅ−ＵＴＲＡ（発展型ＵＭＴＳ地上波無線アクセス）など無線技術を実装できる。
【００８９】
他の実施形態において、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃは、ＩＥＥＥ８０２．１６（即ち、ＷｉＭＡＸ(Worldwide Interoperability for Microwave Access)、ＣＤＭＡ２０００、ＣＤＭＡ２０００１Ｘ、ＣＤＭＡ２０００ＥＶ−ＤＯ、ＩＳ−２０００(Interim Standard 2000)、ＩＳ−９５(Interim Standard 95)、ＩＳ−８５６(Interim Standard 856)、ＧＳＭ(Global System for Mobile communications)、ＥＤＧＥ(Enhanced Data rates for GSM Evolution)、ＧＥＲＡＮ(GSM EDGE)その他など無線技術を実装できる。
【００９０】
図１０Ａの基地局１１４ｂ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、自宅、車、キャンパスその他などローカルエリアで無線接続性を容易にするために適した任意のＲＡＴを利用できる。一実施形態において、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を確立するＩＥＥＥ８０２．１１など無線技術を実装できる。別の実施形態において、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）を確立するＩＥＥＥ８０２．１５など無線技術を実装できる。さらに別の実施形態において、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、セルベースのＲＡＴ（例えば、ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａその他）を利用して、ピコセルまたはフェムトセルを確立できる。図１０Ａに示しているように、基地局１１４ｂは、インターネット１１０に直接接続できる。従って、基地局１１４ｂは、コアネットワーク１０６／１０７／１０９経由でインターネット１１０にアクセスする必要がない。
【００９１】
ＲＡＮ１０３／１０４／１０５は、音声、データ、アプリケーション、および／またはＶｏＩＰ（ボイスオーバーインターネットプロトコル）サービスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃおよび／または１０２ｄの１または複数に提供するように構成された任意のタイプのネットワークである、コアネットワーク１０６／１０７／１０９と通信できる。例えば、コアネットワーク１０６／１０７／１０９は、呼制御、課金サービス、モバイルロケーションベースのサービス、プリペイド電話、インターネット接続性、ビデオ分散その他を提供でき、および／またはユーザ認証などのハイレベルのセキュリティ機能を遂行できる。図１０Ａに示していないが、ＲＡＮ１０３／１０４／１０５および／またはコアネットワーク１０６／１０７／１０９は、ＲＡＮ１０３／１０４／１０５と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを用いる、他のＲＡＴとの直接または間接通信であることが認識されよう。例えば、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を利用できるＲＡＮ１０３／１０４／１０５に接続されることに加えて、コアネットワーク１０６／１０７／１０９はまた、ＧＳＭ無線技術を用いた別のＲＡＮ（図示せず）と通信することもできる。
【００９２】
コアネットワーク１０６／１０７／１０９はまた、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃおよび／または１０２ｄがＰＳＴＮ１０８、インターネット１１０、および／または他のネットワーク１１２にアクセスするためのゲートウェイとして機能することもできる。ＰＳＴＮ１０８は、旧来の音声電話サービス（ＰＯＳＴ）を提供する回線交換電話網を含むことができる。インターネット１１０は、ＴＣＰ／ＩＰインターネットプロトコルスイートにおける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して相互接続されたコンピュータネットワークおよびデバイスのグローバルシステムを含むことができる。ネットワーク１１２は、他のサービスプロバイダによって所有および／または運用される有線または無線通信ネットワークを含むことができる。例えば、ネットワーク１１２は、ＲＡＮ１０３／１０４／１０５と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを用いることができる、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ことができる。
【００９３】
通信システム１００内のＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃおよび／または１０２ｄの一部またはすべては、マルチモード能力を含むことができる。即ち、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃおよび／または１０２ｄは、異なる無線リンクを介して異なる無線ネットワークと通信する複数のトランシーバを含むことができる。例えば、図１０Ａに示したＷＴＲＵ１０２ｃは、セルベースの無線技術を用いることができる基地局１１４ａと、ＩＥＥＥ８０２無線技術を用いることができる基地局１１４ｂとの通信を行うように構成され得る。
【００９４】
図１０Ｂは、例示的なＷＴＲＵ１０２のシステム図を示している。図１Ｂに示すように、ＷＴＲＵ１０２は、プロセッサ１１８、トランシーバ１２０、送信／受信要素１２２、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、ディスプレイ／タッチパッド１２８、ノンリムーバブルメモリ１３０、リムーバブルメモリ１３２、電源１３４、全地球測位システム（ＧＰＳ）チップセット１３６、および他の周辺機器１３８を含むことができる。ＷＴＲＵ１０２は、実施形態と整合性を保った上で、上述の要素の任意の組み合わせを含むことができることが認識されよう。また、実施形態は、基地局１１４ａおよび１１４ｂ、および／または基地局１１４ａおよび１１４ｂが、限定されるわけではないが、とりわけトランシーバ基地局（ＢＴＳ）、ノードＢ、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、ホームノードＢ、発展型ホームノードＢ（ｅノードＢ）、ホーム発展型ノードＢ（ＨｅＮＢ）、ホーム発展型ノードＢゲートウェイ、およびプロキシノードを表すことができるノードが、図１０Ｂおよび本明細書で説明される要素の一部またはすべてを含むことができることを企図する。
【００９５】
プロセッサ１１８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コアと連動する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）、現場プログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）回路、その他のタイプの集積回路（ＩＣ）、ステートマシンなどである。プロセッサ１１８は、信号コーディング、データ処理、電力制御、入力／出力処理、および／またはＷＴＲＵ１０２が無線環境で動作可能にさせるその他の機能性を遂行できる。プロセッサ１１８をトランシーバ１２０に結合でき、そのトランシーバを送信／受信要素１２２に結合できる。図１０Ｂは、プロセッサ１１８とトランシーバ１２０とを個別のコンポーネントとして示しているが、プロセッサ１１８とトランシーバ１２０とを電子パッケージまたはチップ内にまとめることができることが認識されよう。
【００９６】
送信／受信要素１２２は、エアインタフェース１１５／１１６／１１７を介して基地局（例えば、基地局１１４ａ）に信号を送信する、または基地局から信号を受信するように構成され得る。例えば、一実施形態において、送信／受信要素１２２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。別の実施形態において、送信／受信要素１２２は、例えば、ＩＲ、ＵＶ、または可視光線信号を送信および／または受信するように構成されたエミッタ／検出器である。さらに別の実施形態において、送信／受信要素１２２は、ＲＦ信号と光信号との両方を送受信するように構成され得る。送信／受信要素１２２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得ることが認識されよう。
【００９７】
さらに、送信／受信要素１２２を単一要素として図１０Ｂに示しているが、ＷＴＲＵ１０２は、任意の数の送信／受信要素１２２を含むことができる。より詳細には、ＷＴＲＵ１０２は、ＭＩＭＯ技術を用いることができる。従って、一実施形態において、ＷＴＲＵ１０２は、エアインタフェース１１５／１１６／１１７を介して無線信号を送受信する２または３以上の送信／受信要素１２２（例えば、複数のアンテナ）を含むことができる。
【００９８】
トランシーバ１２０は、送信／受信要素１２２によって送信される信号を変調して、送信／受信要素１２２によって受信された信号を復調するように構成され得る。上述のように、ＷＴＲＵ１０２は、マルチモード能力を有することができる、従って、トランシーバ１２０は、ＷＴＲＵ１０２が、例えば、ＵＴＲＡおよびＩＥＥＥ８０２．１１など複数のＲＡＴ経由で通信することを可能にする複数のトランシーバを含むことができる。
【００９９】
ＷＴＲＵ１０２のプロセッサ１１８は、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）表示ユニットまたは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）表示ユニット）に結合されて、それらからユーザ入力データを受信できる。プロセッサ１１８はまた、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８にユーザデータを出力することもできる。さらに、プロセッサ１１８は、ノンリムーバブルメモリ１３０および／またはリムーバブルメモリ１３２など適した任意のタイプのメモリからの情報にアクセスして、それらのメモリにデータを記憶できる。ノンリムーバブルメモリ１３０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、またはその他のタイプのメモリ記憶デバイスを含むことができる。リムーバブルメモリ１３２は、契約者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、メモリスティック、セキュアデジタル（ＳＤ）メモリカードなどを含むことができる。他の実施形態において、プロセッサ１１８は、サーバまたはホームコンピュータ（図示せず）など物理的にＷＴＲＵ１０２に置かれていないメモリからの情報にアクセスして、それらのメモリにデータを記憶できる。
【０１００】
プロセッサ１１８は、電源１３４から電力を受け取ることができ、その電力をＷＴＲＵ１０２内の他のコンポーネントに分散および／または制御するように構成され得る。電源１３４は、ＷＴＲＵ１０２に電力供給するのに適した任意のデバイスである。例えば、電源１３４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）その他）、太陽電池、燃料電池などを含むことができる。
【０１０１】
プロセッサ１１８はまた、ＧＰＳチップセット１３６を、ＷＴＲＵ１０２の現在の位置に関する位置情報（例えば、経緯度）を提供するように構成され得る、ＧＰＳチップセット１３６にも結合され得る。追加または代替として、ＧＰＳチップセット１３６からの情報により、ＷＴＲＵ１０２は、基地局（例えば、基地局１１４ａ、１１４ｂ）からエアインタフェース１１５／１１６／１１７を介して位置情報を受信し、および／または２または３以上の近隣の基地局から受信される信号のタイミングに基づいてＷＴＲＵの位置を判定できる。ＷＴＲＵ１０２は、実施形態と整合性を保った上で、適した任意の位置判定方法によって位置情報を獲得できることが認識されよう。
【０１０２】
プロセッサ１１８は、付加的な特徴、機能性および／または有線また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ことができる、他の周辺機器１３８にさらに結合され得る。例えば、周辺機器１３８は、加速度計、電子コンパス、衛星トランシーバ、デジタルカメラ（写真またはビデオ用）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、振動デバイス、テレビトランシーバ、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）無線ユニット、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、インターネットブラウザなどを含むことができる。
【０１０３】
図１０Ｃは、実施形態に従ったＲＡＮ１０３およびコアネットワーク１０６のシステム図を示している。上述のように、ＲＡＮ１０３は、ＵＴＲＡ無線技術を用いて、エアインタフェース１１５を介してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃと通信できる。ＲＡＮ１０３はさらに、コアネットワーク１０６とも通信できる。図１０Ｃに示すように、ＲＡＮ１０３は、エアインタフェース１１５を介してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃと通信するための１または複数のトランシーバを含むことができる、ノードＢ１４０ａ、１４０ｂおよび／または１４０ｃを含むことができる。ノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃのそれぞれをＲＡＮ１０３内の特定のセル（図示せず）と関連付けることができる。ＲＡＮ１０３はさらに、ＲＮＣ１４２ａおよび／または１４２ｂを含むこともできる。ＲＡＮ１０３は、実施形態と整合性を保った上で、任意の数のノードＢおよびＲＮＣを含むことができることが認識されよう。
【０１０４】
図１０Ｃに示すように、ノードＢ１４０ａおよび／または１４０ｂは、ＲＮＣ１４２ａと通信できる。さらに、ノードＢ１４０ｃは、ＲＮＣ１４２ｂと通信できる。ノードＢ１４０ａ、１４０ｂおよび／または１４０ｃは、Ｉｕｂインタフェース経由でそれぞれＲＮＣ１４２ａ、１４２ｂと通信できる。ＲＮＣ１４２ａ、１４２ｂは、Ｉｕｒインタフェース経由で互いに通信できる。１４２ａ、１４２ｂのそれぞれは、接続されているノードＢ１４０ａ、１４０ｂおよび／または１４０ｃのそれぞれを制御するように構成され得る。さらに、ＲＮＣ１４２ａ、１４２ｂのそれぞれは、外ループ電力制御、読み込み制御、許可制御、パケットスケジューリング、ハンドオーバー制御、マクロダイバーシティ、セキュリティ関数、データ暗号化など他の機能性を実施するまたはサポートするように構成され得る。
【０１０５】
図１０Ｃに示したコアネットワーク１０６は、メディアゲートウェイ（ＭＧＷ）１４４、モバイル交換センター（ＭＳＣ）１４６、サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）１４８、および／またはゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）１５０を含むことができる。上述した要素のそれぞれをコアネットワーク１０６の一部として示しているが、これらの要素のいずれも、コアネットワーク通信業者以外のエンティティによって所有および／または運用可能であることが認識されよう。
【０１０６】
ＲＡＮ１０３内のＲＮＣ１４２ａをＩｕＣＳインタフェース経由でコアネットワーク１０６内のＭＳＣ１４６に接続できる。ＭＳＣ１４６をＭＧＷ１４４に接続できる。ＭＳＣ１４６およびＭＧＷ１４４は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃにＰＳＴＮ１０８などの回路交換ネットワークへのアクセスを提供して、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃと従来の固定電話回線による通信デバイスとの間の通信を容易にすることができる。
【０１０７】
ＲＡＮ１０３内のＲＮＣ１４２ａはまた、ＩｕＰＳインタフェース経由でコアネットワーク１０６内のＳＧＳＮ１４８にも接続され得る。ＳＧＳＮ１４８をＧＣＳＮ１５０に接続できる。ＳＧＳＮ１４８およびＧＣＳＮ１５０は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃにインターネット１１０などパケット交換ネットワークへのアクセスを提供して、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＩＰ対応(IP-enabled)デバイスとの間の通信を容易にすることができる。
【０１０８】
上述のように、コアネットワーク１０６はまた、他のサービスプロバイダによって所有および／または運用される他の有線または無線ネットワークを含むことができる、ネットワーク１１２にも接続され得る。
【０１０９】
図１０Ｄは、別の実施形態に従ったＲＡＮ１０４およびコアネットワーク１０７のシステム図を示している。上述のように、ＲＡＮ１０４は、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を用いて、エアインタフェース１１６を介してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃと通信できる。ＲＡＮ１０４はまた、コアネットワーク１０７とも通信できる。
【０１１０】
ＲＡＮ１０４は、ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂおよび／または１６０ｃを含むことができるが、ＲＡＮ１０４は、実施形態と整合性を保った上で、任意の数のｅノードＢを含むことができることが認識されよう。ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂおよび／または１６０ｃはそれぞれ、エアインタフェース１１６を介してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃと通信するための１または複数のトランシーバを含むことができる。一実施形態において、ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂおよび／または１６０ｃは、ＭＩＭＯ技術を実装できる。従って、ｅノードＢ１６０ａは、例えば、ＷＴＲＵ１０２ａに無線信号を送信し、そしてそのＷＴＲＵから無線信号を受信するための複数のアンテナを使用できる。
【０１１１】
ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂおよび／または１６０ｃのそれぞれを特定のセル（図示せず）と関連付けることができ、そして無線リソース管理決定、ハンドオーバー決定、アップリンクおよび／またはダウンリンクのユーザのスケジューリングなどを処理するように構成できる。図１０Ｄに示すように、ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂおよび／または１６０ｃは、Ｘ２インタフェースを介して互いに通信できる。
【０１１２】
図１０Ｄに示したコアネットワーク１０７は、ＭＭＥモビリティ管理ゲートウェイ（ＭＭＥ）１６２、サービングゲートウェイ１６４、およびパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ１６６を含むことができる。上述した要素のそれぞれをコアネットワーク１０７の一部として示しているが、これらの要素のいずれもコアネットワーク通信業者以外のエンティティによって所有および／または運用可能であることが認識されよう。
【０１１３】
ＭＭＥ１６２をＳ１インタフェース経由でＲＡＮ１０４内のｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂおよび／または１６０ｃのそれぞれに接続でき、制御ノードとして機能できる。例えば、ＭＭＥ１６２は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃのユーザを認証すること、ベアラのアクティブ化／非アクティブ化、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの初期接続(initial attach)時に特定のサービングゲートウェイを選択することその他に関与することができる。ＭＭＥ１６２はまた、ＲＡＮ１０４と、ＧＳＭまたはＷＣＤＭＡなどの他の無線技術を用いる他のＲＡＮ（図示せず）とを切り替える制御プレーン機能を提供することもできる。
【０１１４】
サービングゲートウェイ１６４をＳ１インタフェース経由でＲＡＮ１０４内のｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂおよび／または１６０ｃのそれぞれに接続できる。サービングゲートウェイ１６４は一般に、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃへの／からのユーザデータパケットをルートしてフォワードできる。サービングゲートウェイ１６４は、ｅノードＢ間のハンドオーバー時にユーザプレーンをアンカーすること、ダウンリンクデータがＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃに使用可能になった時にページングをトリガすること、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃのコンテキストを管理して記憶することその他など他の機能も遂行できる。
【０１１５】
サービングゲートウェイ１６４はまた、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃにインターネット１１０などの、パケット交換ネットワークへのアクセスを提供して、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃとＩＰ対応(IP-enabled)デバイスとの間の通信を容易にすることができる、ＰＤＮゲートウェイ１６６にも接続され得る。
【０１１６】
コアネットワーク１０７は、他のネットワークとの通信を容易にすることができる。例えば、コアネットワーク１０７は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃにＰＳＴＮ１０８などの回路交換ネットワークへのアクセスを提供して、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃと従来の固定電話回線による通信デバイスとの間の通信を容易にすることができる。例えば、コアネットワーク１０７は、コアネットワーク１０７とＰＳＴＮ１０８との間のインタフェースとして機能する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）を含むことができるか、またはこれと通信できる。さらに、コアネットワーク１０７は、他のサービスプロバイダによって所有および／または運用される他の有線または無線通信ネットワークを含むことができる、ネットワーク１１２へのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃに提供できる。
【０１１７】
図１０Ｅは、別の実施形態に従ったＲＡＮ１０５およびコアネットワーク１０９のシステム図を示している。ＲＡＮ１０５は、ＩＥＥＥ８０２．１６無線技術を用いて、エアインタフェース１１７を介してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃと通信するアクセスサービスネットワーク（ＡＳＮ）である。以下にさらに論じられるように、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃの異なる機能エンティティとＲＡＮ１０５とコアネットワーク１０９との間の通信リンクを参照ポイントとして定義できる。
【０１１８】
図１０Ｅに示すように、ＲＡＮ１０５は、基地局１８０ａ、１８０ｂおよび／または１８０ｃおよびＡＳＮゲートウェイ１８２を含むことができるが、ＲＡＮ１０５は、実施形態と整合性を保った上で、任意の数の基地局およびＡＳＮゲートウェイを含むことができることが認識されよう。基地局１８０ａ、１８０ｂおよび／または１８０ｃをそれぞれ、ＲＡＮ１０５内の特定のセル（図示せず）と関連付けることができ、そしてそれぞれは、エアインタフェース１１７を介してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃと通信するための１または複数のトランシーバを含むことができる。一実施形態において、基地局１８０ａ、１８０ｂおよび／または１８０ｃは、ＭＩＭＯ技術を実装できる。従って、基地局１８０ａは、例えば、ＷＴＲＵ１０２ａに無線信号を送信する、およびそのＷＴＲＵから無線信号を受信するための複数のアンテナを使用できる。基地局１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃはさらに、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、サービス品質（ＱｏＳ）ポリシー強制その他などモビリティ管理機能を提供することもできる。ＡＳＮゲートウェイ１８２は、トラフィック集合ポイントとして機能でき、そしてページング、加入者プロファイルのキャッシング、コアネットワーク１０９へのルーティングその他に関与することができる。
【０１１９】
ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃとＲＡＮ１０５との間のエアインタフェース１１７は、ＩＥＥＥ８０２．１６仕様を実装するＲ１参照ポイントとして定義され得る。さらに、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃのそれぞれは、コアネットワーク１０９との論理インタフェース（図示せず）を確立できる。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃとコアネットワーク１０９との間の論理インタフェースは、認証、承認、ＩＰホスト構成管理、および／またはモビリティ管理に使用できる、Ｒ２参照ポイントとして定義され得る。
【０１２０】
基地局１８０ａ、１８０ｂおよび／または１８０ｃのそれぞれの間の通信リンクは、ＷＴＲＵハンドオーバーおよび基地局間のデータ転送を容易にするためのプロトコルを含むＲ８参照ポイントとして定義できる。基地局１８０ａ、１８０ｂおよび／または１８０ｃとＡＳＮゲートウェイ１８２との間の通信リンクをＲ６参照ポイントとして定義され得る。Ｒ６参照ポイントは、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃのそれぞれと関連付けられるモビリティイベントに基づいてモビリティ管理を容易にするためのプロトコルを含むことができる。
【０１２１】
図１０Ｅに示すように、ＲＡＮ１０５をコアネットワーク１０９に接続できる。ＲＡＮ１０５とコアネットワーク１０９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能力を容易にするためのプロトコルを含むＲ３参照ポイントとして定義できる。コアネットワーク１０９は、モバイルＩＰホームエージェント（ＭＩＰ−ＨＡ）１８４、認証、承認、アカウンティング（ＡＡＡ）サーバ１８６、およびゲートウェイ１８８を含むことができる。上述した要素のそれぞれをコアネットワーク１０９の一部として示しているが、これらの要素のいずれもコアネットワーク通信業者以外のエンティティによって所有および／または運用可能であることが認識されよう。
【０１２２】
ＭＩＰ−ＨＡは、ＩＰアドレス管理に関与することができ、そしてＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃが、異なるＡＳＮおよび／または異なるコアネットワーク間でロームすることを可能にできる。ＭＩＰ−ＨＡ１８４は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃにインターネット１１０などパケット交換ネットワークへのアクセスを提供して、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃとＩＰ対応の(IP-enabled)デバイスとの間の通信を容易にすることができる。ＡＡＡサーバ１８６は、ユーザ認証およびユーザサービスのサポートに関与することができる。ゲートウェイ１８８は、他のネットワークとの相互作用を容易にすることができる。例えば、ゲートウェイ１８８は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃにＰＳＴＮ１０８など回路交換ネットワークへのアクセスを提供して、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃと従来の固定電話回線による通信デバイスとの間の通信を容易にすることができる。さらに、ゲートウェイ１８８は、他のサービスプロバイダによって所有および／または運用される他の有線または無線ネットワークを含むことができる、ネットワーク１１２へのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃに提供できる。
【０１２３】
図１０Ｅに示していないが、ＲＡＮ１０５を他のＡＳＮに接続でき、およびコアネットワーク１０９を他のコアネットワークに接続できることを認識されたい、および／または認識されよう。ＲＡＮ１０５と他のＡＳＮとの間の通信リンクは、ＲＡＮ１０５と他のＡＳＮとの間のＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂおよび／または１０２ｃのモビリティを調整するためのプロトコルを含むことができる、Ｒ４参照ポイントとして定義され得る。コアネットワーク１０９と他のコアネットワークとの間の通信リンクは、ホームコアネットワークと移動してきた(visited)コアネットワークとの間の相互作用を容易にするためのプロトコルを含むことができる、Ｒ５参照ポイントとして定義され得る。
【０１２４】
特定の組み合わせにおいて特徴および要素を上述しているが、各特徴または要素は、単独で、または他の特徴および要素との任意の組み合わせにおいて使用できることが当業者には認識されよう。さらに、本明細書で説明される方法は、コンピュータまたはプロセッサによって実行するためのコンピュータ可読媒体に組み込まれる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に実装され得る。コンピュータ可読媒体の例は、（有線および／または無線接続を介して送信される）電子信号および／または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、限定されるわけではないが、リードオンリーメモリ（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、内部ハードディスクおよびリムーバブルディスクなどの磁気媒体、光磁気媒体、およびＣＤ−ＲＯＭディスク、およびデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）など光媒体を含む。ソフトウェアと連動するプロセッサを使用して、ＷＴＲＵ、ＵＥ、端末機、基地局、ＲＮＣ、および／または任意のホストコンピュータで使用するための無線周波数トランシーバを実装することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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