特許 6242793 空間的予測のためのシステムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6242793

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】空間的予測のためのシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   H04N 19/11 20140101AFI20171127BHJP

   H04N 19/132 20140101ALI20171127BHJP

   H04N 19/176 20140101ALI20171127BHJP

   H04N 19/159 20140101ALI20171127BHJP

   H04N 19/593 20140101ALI20171127BHJP

【ＦＩ】

   H04N19/11

   H04N19/132

   H04N19/176

   H04N19/159

   H04N19/593

【請求項の数】18

【全頁数】40

(21)【出願番号】特願2014-530812(P2014-530812)

(86)(22)【出願日】2012年9月14日

(65)【公表番号】特表2014-531154(P2014-531154A)

(43)【公表日】2014年11月20日

(86)【国際出願番号】US2012055280

(87)【国際公開番号】WO2013040287

(87)【国際公開日】20130321

【審査請求日】2015年9月14日

(31)【優先権主張番号】61/535,043

(32)【優先日】2011年9月15日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】514041959

【氏名又は名称】ヴィド スケール インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】イエ イエン

(72)【発明者】

【氏名】チェン チエン

(72)【発明者】

【氏名】ドン ジエ

【審査官】 赤穂 州一郎

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００９／００４９８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−１３０４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２３７９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２０４５５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６３３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１５１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２９０４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１５６８６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０３４８０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１０８２４０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１５００８７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 Jung-Ah Choi, Jin Heo, and Yo-Sung Ho，H.264/AVC BASED NEAR LOSSLESS INTRA CODECUSING LINE-BASED PREDICTION AND MODIFIED CABAC，MULTIMEDIA AND EXPO(ICME), INTERNATIONAL CONFERENCE ON IEEE，２０１１年 ７月１１日，第１−５頁

【文献】 Sandeep Kanumuri, TK Tan, Frank Bossen，Enhancements to Intra Coding，Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 4th Meeting: Daegu, KR ，[JCTVC-D235]，２０１１年 １月１４日，１−７頁

【文献】 Yih Han Tan et al.，Intra-prediction with Adaptive Sub-sampling，Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC)，２０１０年 ７月２８日，JCTVC-B025

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ １９／００−１９／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

符号化されたビデオブロックを含んでいる符号化されたビデオストリームを受信し、
前記ビデオブロックに対する予測モードを決定し、
前記ビデオブロックに対する前記予測モードに基づいて、前記ビデオブロックのサブサンプリングされたサブブロックを決定し、前記ビデオブロックは、前記ビデオブロックの前記サブサンプリングされたサブブロック、および前記ビデオブロックの１つまたは複数の残りのサブサンプリングされたブロックを表す係数を含み、前記サブサンプリングされたサブブロックは前記ビデオブロックの２つ以上の行および２つ以上の列からのピクセルを含み、前記サブサンプリングされたサブブロックは複数のピクセルを含み、および、前記サブサンプリングされたサブブロックの前記複数のピクセルは前記ビデオブロックの非隣接ピクセルであり、
前記予測モードに基づいて、予測されサブサンプリングされたサブブロックを生成し、
前記予測されサブサンプリングされたサブブロックおよび前記係数に基づいて、再構築されサブサンプリングされたサブブロックを生成し、
前記再構築されサブサンプリングされたサブブロックおよび前記予測モードに基づいて、前記１つまたは複数の残りのサブサンプリングされたブロックの予測されサブサンプリングされたブロックを生成し、
前記１つまたは複数の残りのサブサンプリングされたブロックの前記予測されサブサンプリングされたブロックおよび前記係数に基づいて、１つまたは複数の再構築された残りのサブサンプリングされたブロックを生成し、
前記再構築されサブサンプリングされたサブブロックおよび前記１つまたは複数の再構築された残りのサブサンプリングされたブロックに基づいて、再構築されたビデオブロックを生成する
ように構成されたプロセッサを備えたことを特徴とする復号デバイス。

【請求項2】

前記１つまたは複数の残りのサブサンプリングされたブロックのピクセルは、前記サブサンプリングされたサブブロックの少なくとも２つのピクセルを使用して予測されることを特徴とする請求項１に記載の復号デバイス。

【請求項3】

前記１つまたは複数の残りのサブサンプリングされたブロックの第１のブロックのピクセルは、前記サブサンプリングされたサブブロックのピクセルおよび前記１つまたは複数の残りのサブサンプリングされたブロックの第２のブロックのピクセルを使用して予測されることを特徴とする請求項１に記載の復号デバイス。

【請求項4】

前記１つまたは複数の残りのサブサンプリングされたブロックは複数のピクセルを含み、および前記１つまたは複数の残りのサブサンプリングされたブロックの前記複数のピクセルの各々は、前記サブサンプリングされたサブブロックの少なくとも１つのピクセルの隣接ピクセルであることを特徴とする請求項１に記載の復号デバイス。

【請求項5】

前記ビデオブロックはサイズ２Ｎ×２Ｎによって定義され、および前記サブサンプリングされたサブブロックは２Ｎ×Ｎ、Ｎ×２ＮまたはＮ×Ｎのサイズによって定義されることを特徴とする請求項１に記載の復号デバイス。

【請求項6】

前記プロセッサは、
逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータの第１のセットを使用して、前記サブサンプリングされたサブブロックに関連付けられた係数を逆量子化および逆変換することにより、再構築されたサブブロック残差を生成し、
逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータの第２のセットを使用して、前記１つまたは複数の残りのサブサンプリングされたブロックに関連付けられた係数を逆量子化および逆変換することにより、前記１つまたは複数の残りのサブサンプリングされたブロックの再構築された残差を生成する
ように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の復号デバイス。

【請求項7】

逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータの前記第１のセットは逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータの前記第２のセットとは異なることを特徴とする請求項６に記載の復号デバイス。

【請求項8】

逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータの前記第１のセット、または逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータの前記第２のセットの１つは、形状適応離散コサイン変換に関連付けられることを特徴とする請求項６に記載の復号デバイス。

【請求項9】

前記予測モードは、垂直予測モード、水平予測モードまたは対角予測モードであることを特徴とする請求項１に記載の復号デバイス。

【請求項10】

前記予測モードは、ＤＣ予測モードまたは平面予測モードであることを特徴とする請求項１に記載の復号デバイス。

【請求項11】

前記ビデオブロックは、ビデオ信号のルマ成分またはクロマ成分であることを特徴とする請求項１に記載の復号デバイス。

【請求項12】

復号する方法であって、
符号化されたビデオブロックを含んでいる符号化されたビデオストリームを受信するステップと、
前記ビデオブロックに対する予測モードを決定するステップと、
前記ビデオブロックに対する前記予測モードに基づいて、前記ビデオブロックのサブサンプリングされたサブブロックを決定するステップであって、前記ビデオブロックは、前記ビデオブロックの前記サブサンプリングされたサブブロック、および前記ビデオブロックの１つまたは複数の残りのサブサンプリングされたブロックを表す係数を含み、前記サブサンプリングされたサブブロックは、前記ビデオブロックの２つ以上の行および２つ以上の列からのピクセルを含み、前記サブサンプリングされたサブブロックは複数のピクセルを含み、および前記サブサンプリングされたサブブロックの前記複数のピクセルは前記ビデオブロックの非隣接ピクセルである、ステップと、
前記予測モードに基づいて、予測されサブサンプリングされたサブブロックを生成するステップと、
前記予測されサブサンプリングされたサブブロックおよび前記係数に基づいて、再構築されサブサンプリングされたサブブロックを生成するステップと、
前記再構築されサブサンプリングされたサブブロックおよび前記予測モードに基づいて、前記１つまたは複数の残りのサブサンプリングされたブロックの予測されサブサンプリングされたブロックを生成するステップと、
前記１つまたは複数の残りのサブサンプリングされたブロックの前記予測されサブサンプリングされたブロックおよび前記係数に基づいて、１つまたは複数の再構築された残りのサブサンプリングされたブロックを生成するステップと、
前記再構築されサブサンプリングされたサブブロックおよび前記１つまたは複数の再構築された残りのサブサンプリングされたブロックに基づいて、再構築されたビデオブロックを生成するステップと
を備えたことを特徴とする方法。

【請求項13】

前記１つまたは複数の残りのサブサンプリングされたブロックのピクセルは、前記サブサンプリングされたサブブロックの少なくとも２つのピクセルを使用して予測されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記１つまたは複数の残りのサブサンプリングされたブロックの第１のブロックのピクセルは、前記サブサンプリングされたサブブロックのピクセル、および前記１つまたは複数の残りのサブサンプリングされたブロックの第２のブロックのピクセルを使用して予測されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

前記ビデオブロックはサイズ２Ｎ×２Ｎによって定義され、および前記サブサンプリングされたサブブロックは、２Ｎ×Ｎ、Ｎ×２ＮまたはＮ×Ｎのサイズによって定義されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。

【請求項16】

前記予測モードは、垂直予測モード、水平予測モードまたは対角予測モードであることを特徴とする請求項１２に記載の方法。

【請求項17】

前記予測モードは、ＤＣ予測モードまたは平面予測モードであることを特徴とする請求項１２に記載の方法。

【請求項18】

逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータの第１のセットを使用して、前記サブサンプリングされたサブブロックに関連付けられた係数を逆量子化および逆変換することにより、再構築されたサブブロック残差を生成するステップと、
逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータの第２のセットを使用して、前記１つまたは複数の残りのサブサンプリングされたブロックに関連付けられた係数を逆量子化および逆変換することにより、前記１つまたは複数の残りのサブサンプリングされたブロックの再構築された残差を生成するステップと
をさらに備えたことを特徴とする請求項１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空間的予測のための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
本出願は、参照により内容が本明細書に組み込まれている、２０１１年９月１５日に出願した米国仮特許出願第６１／５３５，０４３号明細書の利益を主張するものである。

【0003】

デジタルビデオ機能は、デジタルテレビ、デジタルダイレクトブロードキャストシステム、ワイヤレスブロードキャストシステム、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータまたはデスクトップコンピュータ、デジタルカメラ、デジタル記録デバイス、ビデオゲームデバイス、ビデオゲームコンソール、セルラ無線電話機または衛星無線電話機などを含むが、以上には限定されない多種多様なデバイスに組み込まれることが可能である。デジタルビデオデバイスは、デジタルビデオ情報をより効率的に送受信するのに、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４、ＩＴＵ−Ｔ Ｈ．２６３またはＩＴＵ−Ｔ Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４、パート１０、アドバンストビデオコーディング（ＡＶＣ）によって規定される標準、ならびにそのような標準の拡張において説明されるビデオ圧縮技法などの技法を実施することが可能である。

【0004】

ビデオ圧縮技法は、ビデオ系列につきものの冗長性を低減する、または除去するように空間的予測および／または時間的予測を実行することが可能である。ブロックベースのビデオ符号化の場合、ビデオフレームまたはビデオスライスが、ブロックに分割されることが可能である。各ブロックは、さらに分割されることが可能である。様々な符号化技術によれば、イントラ符号化される（Ｉ）フレームもしくはスライスの中のブロックは、隣接するブロックに関する空間的予測を使用して符号化されることが可能である。インタ符号化される（ＰまたはＢ）フレームもしくはスライスの中のブロックは、同一のフレームもしくはスライスの中の隣接するブロックに関して空間的予測を使用すること、または他の基準フレーム内のブロックに関して時間的予測を使用することが可能である。

【発明の概要】

【0005】

モード依存のサブサンプリングに基づくビデオ信号のイントラ予測と関係するシステム、方法、および手段が開示される。プロセッサが、ビデオブロックの第１のサブブロックに関連するブロックの係数、ビデオブロックの１または複数の残りのサブブロックに関連する１または複数のブロックの係数、およびビデオブロックに関する予測モードの表示を受信することが可能である。プロセッサが、予測モードに基づいて１または複数の補間技法を決定し、さらに予測モードに基づくイントラ予測を使用して予測された第１のサブブロックを決定することが可能である。プロセッサが、予測された第１のサブブロックを、再構築された第１のサブブロックを生成するように追加することが可能である。プロセッサが、ビデオブロックに関する１または複数の補間技法に基づいて１または複数の残りのサブブロックの予測されたサブブロックを決定することが可能である。プロセッサが、１または複数の残りのサブブロックの予測されたサブブロックを、再構築された１または複数の残りのサブブロックを生成するように追加することが可能である。プロセッサが、予測モード、再構築された第１のサブブロック、および再構築された１または複数の残りのサブブロックに基づいて、再構築されたビデオブロックを形成することが可能である。ビデオブロックは、ビデオ信号のルマ成分またはクロマ成分であることが可能である。

【0006】

再構築された第１のサブブロックは、第１のセットの逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータを使用して第１のサブブロックに関連する係数を逆量子化すること、および逆変換することによって生成されることが可能である。第１のセットの逆変換パラメータおよび逆量子化パラメータは、形状適応（ｓｈａｐｅ−ａｄａｐｔｉｖｅ）離散コサイン変換に関連することが可能である。予測された第１のサブブロックに関連する係数を逆変換することは、非正方形変換を含み得る。

【0007】

再構築された１または複数の残りのサブブロックが、第２のセットの逆変換パラメータおよび逆量子化パラメータを使用して、１または複数の残りのサブブロックに関連する係数を逆量子化すること、および逆変換することによって生成されることが可能である。第２のセットの逆変換パラメータおよび逆量子化パラメータは、形状適応離散コサイン変換に関連することが可能である。１または複数の残りのサブブロックに関連する係数を逆変換することは、非正方形変換を含み得る。第１のセットの逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータは、第２のセットの逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータと同一であることも、異なることも可能である。

【0008】

再構築された１または複数の残りのサブブロックの第１の部分が生成されることが可能であり、再構築された１または複数の残りのサブブロックの第１の部分を生成した後に、再構築された１または複数の残りのサブブロックの第２の部分が、生成された第１の部分に少なくとも部分的に基づいて生成されることが可能である。

【0009】

ビデオブロックおよび予測モードが受信されることが可能である。ビデオブロックは、第１のサブブロック、および欠落したピクセルを含む１または複数のサブブロックを生成するように予測モードに基づいてサブサンプリングされることが可能である。予測された第１のサブブロックは、予測モードに基づくイントラ予測を使用して決定されることが可能である。第１のサブブロックは、再構築された第１のサブブロックを生成するように再構築されることが可能である。予測モードおよび再構築された第１のサブブロックは、欠落したピクセルを含む予測される１または複数のサブブロックを獲得するように補間されることが可能である。欠落したピクセルを含む１または複数のサブブロックは、再構築された１または複数のサブブロックを生成するように再構築されることが可能である。再構築されたビデオブロックは、再構築された第１のサブブロック、欠落したピクセルを含む再構築された１または複数のサブブロック、および予測モードに基づいて形成されることが可能である。ビデオブロックは、ビデオ信号のルマ成分またはクロマ成分であることが可能である。

【0010】

第１のサブブロックは、再構築された第１のサブブロックを生成するように第１のセットの変換パラメータおよび量子化パラメータに基づいて再構築されることが可能であり、欠落したピクセルを含む１または複数のサブブロックは、再構築された１または複数のサブブロックを生成するように第２のセットの変換パラメータおよび量子化パラメータに基づいて再構築されることが可能である。第１のセットの変換パラメータおよび量子化パラメータは、第２のセットの変換パラメータおよび量子化パラメータと同一であることも、異なることも可能である。

【0011】

欠落したピクセルを含む１または複数のサブブロックの第１の部分が、第２のセットの変換パラメータおよび量子化パラメータに基づいて再構築されることが可能であり、欠落したピクセルを含む１または複数のサブブロックの第１の部分を再構築した後に、欠落したピクセルを含む１または複数のサブブロックの第２の部分が、再構築された第１の部分に少なくとも部分的に基づいて再構築されることが可能である。欠落したピクセルを含む１または複数のサブブロックの第２の部分の再構築は、第３のセットの変換パラメータおよび量子化パラメータを利用することが可能であり、第３のセットの変換パラメータおよび量子化パラメータは、第１のセットの変換パラメータおよび量子化パラメータ、または第２のセットの変換パラメータおよび量子化パラメータと同一であることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】ブロックベースのビデオ符号化システムの例を示すブロック図である。

【図2】ブロックベースのビデオデコーダシステムの例を示すブロック図である。

【図3】サポートされ得る予測モードの例を示す図である。

【図4】４×４ブロックに関する水平予測の例を示す図である。

【図5】３４の方向性イントラ予測モードの例を示す図である。

【図6】無方向性イントラ予測モードの例を示す図である。

【図7】３２×３２ブロックに対する短距離イントラ予測の例を示す図である。

【図8】モード依存のサブサンプリングイントラ予測（ＭＤＳ−ＩＰ）を実施するエンコーダの例を示すブロック図である。

【図9】（Ａ）は、水平予測モードの例を示す図であり、（Ｂ）は、水平予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｃ）は、水平予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｄ）は、水平予測モード補間−予測プロセスの例を示す図である。

【図10】（Ａ）は、垂直予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｂ）は、垂直予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｃ）は、垂直予測モード補間−予測プロセスの例を示す図である。

【図11】（Ａ）は、対角予測モードの例を示す図であり、（Ｂ）は、対角予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｃ）は、対角予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｄ）は、対角予測モード補間−予測プロセスの例を示す図である。

【図12】（Ａ）は、対角予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｂ）は、対角予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｃ）は、対角予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｄ）は、対角予測モード補間−予測プロセスの例を示す図である。

【図13】（Ａ）は、対角予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｂ）は、対角予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｃ）は、対角予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｄ）は、対角予測モード補間−予測プロセスの例を示す図である。

【図14】（Ａ）は、対角予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｂ）は、対角予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｃ）は、対角予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｄ）は、対角予測モード補間−予測プロセスの例を示す図である。

【図15】（Ａ）対角予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｂ）対角予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｃ）対角予測モード補間−予測プロセスの例を示す図である。

【図16】（Ａ）は、無方向性予測モードの例を示す図であり、（Ｂ）は、無方向性予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｃ）は、無方向性予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｄ）は、無方向性予測モード補間−予測プロセスの例を示す図である。

【図17】（Ａ）は、無方向性予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｂ）は、無方向性予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｃ）は、無方向性予測モード補間−予測プロセスの例を示す図であり、（Ｄ）は、無方向性予測モード補間−予測プロセスの例を示す図である。

【図18】通信システムの例を示す図である。

【図19A】開示される１または複数の実施形態が実施され得る例示的な通信システムを示すシステム図である。

【図19B】図１９Ａに示される通信システム内で使用され得る例示的なワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）を示すシステム図である。

【図19C】図１９Ａに示される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を示すシステム図である。

【図19D】図１９Ａに示される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を示すシステム図である。

【図19E】図１９Ａに示される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を示すシステム図である。

【図20】モード依存のサブサンプリングイントラ予測（ＭＤＳ−ＩＰ）を実施するデコーダの例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

ビデオ符号化システムが、デジタルビデオ信号を圧縮して、そのような信号のストレージおよび／または伝送帯域幅を低減するのに使用され得る。ブロックベースのシステム、ウェーブレットベースのシステム、およびオブジェクトベースのシステムなどの、ただし、以上には限定されない様々なタイプのビデオ符号化システムが展開され得る。ブロックベースのビデオ符号化システムの例には、ＭＰＥＧ１／２／４パート２標準、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４パート１０ ＡＶＣ標準、およびＶＣ−１標準が含まれるが、以上には限定されない。

【0014】

図１は、ブロックベースのビデオ符号化システム１００の例を示すブロック図である。入力ビデオ信号１０２が、ブロックごとに処理されることが可能である。例えば、ビデオブロック単位は、１６ピクセル×１６ピクセル（例えば、マクロブロック（ＭＢ））であることが可能である。高効率ビデオコーディング（ＨＥＶＣ）などのビデオ符号化標準が使用されることが可能である。ＨＥＶＣにおいて、拡張されたブロックサイズ（例えば、「符号化単位」またはＣＵと呼ばれ得る）が、高解像度（例えば、１０８０ｐ以上）のビデオ信号を圧縮するのに使用されることが可能である。例えば、ＨＥＶＣにおけるＣＵは、最大で６４×６４ピクセル、最小で４×４ピクセルであることが可能である。ＣＵは、別々の予測実施が適用され得る予測単位（ＰＵ）に分割されることが可能である。各入力ビデオブロック（例えば、ＭＢ、ＣＵ、ＰＵなど）は、空間的予測ユニット１６０および／または時間的予測ユニット１６２を使用することによって処理され得る。

【0015】

空間的予測（またはイントラ予測）は、同一のビデオピクチャ／スライスの中の符号化された隣接するブロックからのピクセルを使用して現在のビデオブロックを予測することが可能である。空間的予測は、ビデオ信号につきものの空間的冗長性を低減することが可能である。時間的予測（またはインタ予測もしくは動き補償済み予測）は、既に符号化されたビデオピクチャからのピクセルを使用して現在のビデオブロックを予測することが可能である。時間的予測は、ビデオ信号につきものの時間的冗長性を低減することが可能である。所与のビデオブロックに関する時間的予測は、現在のブロックと現在のブロックの基準ブロックのうちの１または複数の間の動きの量および／または方向を示し得る１または複数の動きベクトル（ＭＶ）によってシグナリングされることが可能である。

【0016】

複数の基準ピクチャがサポートされる場合（例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣおよびＨＥＶＣに関して該当し得るように）、各ビデオブロックにつき、そのビデオブロックの基準ピクチャインデックスが送られることが可能である。基準インデックスは、時間的予測シグナルが基準ピクチャストア１６４の中のいずれの基準ピクチャに由来するかを識別するのに使用され得る。空間的予測および／または時間的予測の後、エンコーダにおけるモード決定およびエンコーダコントローラ１８０が、予測モードを選択することが可能である。予測モードは、例えば、レート歪み最適化実施に基づいて選択されることが可能である。予測ブロックが、加算器１１６における現在のビデオブロックから引かれることが可能である。予測残差が、変換ユニット１０４によって変換され、さらに量子化ユニット１０６によって量子化されることが可能である。量子化された残差係数が、逆量子化ユニット１１０において逆量子化され、さらに逆変換ユニット１１２において逆変換されて、再構築された残差が形成されることが可能である。再構築されたブロックが、加算器１２６における予測ブロックに加えられて、再構築されたビデオブロックが形成されることが可能である。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、ただし、以上には限定されないさらなるループ内フィルタリングが、再構築されたビデオブロックに適用されてから、そのビデオブロックが基準ピクチャストア１６４の中に入れられ、さらに／または将来のビデオブロックを符号化するのに使用されることが可能である。出力ビデオビットストリーム１２０を形成するのに、符号化モード（例えば、インタまたはイントラ）情報、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、エントロピ符号化ユニット１０８に送られて、ビットストリーム１２０を形成するように圧縮され、パックされることが可能である。例えば、本明細書で説明される実施形態は、少なくとも部分的に、空間的予測ユニット１６０内で実施されることが可能である。

【0017】

図２は、ブロックベースのビデオデコーダ２００の例を示すブロック図である。ビデオビットストリーム２０２がアンパックされ、エントロピ復号ユニット２０８においてエントロピ復号されることが可能である。符号化モード情報および予測情報が、空間的予測ユニット２６０に（例えば、イントラ符号化される場合）、または時間的予測ユニット２６２に（例えば、インタ符号化される場合）送られて、予測ブロックを形成することが可能である。残差変換係数が、残差ブロックを再構築するように逆量子化ユニット２１０および逆変換ユニット２１２に送られることが可能である。予測ブロックと残差ブロックが、２２６で足し合わされることが可能である。再構築されたブロックは、ループ内フィルタリングユニット２６６を通ってから、基準ピクチャストア２６４の中に格納されることが可能である。例えば、再構築されたビデオ２２０は、ディスプレイデバイスを駆動するように送出され、さらに／または将来のビデオブロックを予測するのに使用されることが可能である。

【0018】

本明細書で説明される実施形態は、空間的予測ユニット１６０および２６０に適用可能であり得る。本明細書で説明される空間的予測実施形態（例えば、ユニット）は、ビデオ符号化標準（例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣ、ＨＥＶＣなど）に関連して使用されることが可能である。「空間的予測」という用語と「イントラ予測」という用語は、本明細書では互いに区別なく使用され得る。

【0019】

空間的予測は、様々なサイズおよび様々な形状のビデオブロックまたはビデオ領域に対して実行されることが可能である。例えば、ビデオ信号のルマ成分の空間的予測に関して４×４ピクセル、８×８ピクセル、１６×１６ピクセルのブロックサイズが利用されることが可能であり（例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣの場合のように）、ビデオ信号のクロマ成分に関して８×８ピクセルのブロックサイズが利用されることが可能である（例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣの場合のように）。サイズ４×４または８×８のルマブロックの場合、合計で９の予測モードがサポートされ得る（例えば、８つの方向性予測モードおよびＤＣモード）。サポートされ得る８つの予測方向（例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣにおける）が、図３に示される。図３は、サポートされ得る予測モードの例を示す図である。サイズ１６×１６のルマブロックの場合、合計で４つの予測モードがサポートされ得る（例えば、水平予測モード、垂直予測モード、ＤＣ予測モード、および平面予測モード）。図４は、４×４ブロックの場合の水平予測の例を示す図である。図４において、再構築されたピクセル４０２（Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、およびＰ３）が、４×４ビデオブロック内のピクセル４０４を予測するのに使用され得る。予測は、式（１）に従って実行され得る。すなわち、

【0020】

【数1】

【0021】

ただし、Ｌ（ｘ，ｙ）は、（ｘ，ｙ）において予測されるべきピクセルであることが可能であり、ｘ，ｙ＝０．．．３である。

【0022】

より大きいブロックサイズを使用する空間的予測がサポートされることが可能である（例えば、ＨＥＶＣ試験モデルＨＭ３．０において）。例えば、空間的予測が、４×４、８×８、１６×１６、３２×３２、または６４×６４の正方形ブロックサイズに対して実行されることが可能である。さらなるイントラ予測モードがサポートされることが可能であり、例えば、最大３３までの方向性イントラ予測モードが、ＤＣ予測モードおよび平面予測モードとともにサポートされることが可能である。図５は、３４の方向性イントラ予測モード（ＤＣ予測モードおよび平面予測モードを含む）（例えば、ＨＭ３．０における）の例を示す図である。表１が、各ブロックサイズに関してサポートされ得る予測方向の数の例を示す（例えば、ＨＭ３．０における）。方向性イントラ予測は、１／３２ピクセル精度で実行され得る（例えば、ＨＥＶＣにおいて）。

【0023】

【表1】

【0024】

また、無方向性イントラ予測モードがサポートされることも可能である（例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣおよびＨＥＶＣにおいて）。例えば、ＤＣ予測モードおよび平面予測モードがサポートされることが可能である。ＤＣモードの場合、予測値は、利用可能な隣接するピクセルを平均し、その平均値をブロック全体に一様に適用することによって得られることが可能である。平面モードの場合、１６×１６ルマブロックおよび１６×１６クロマブロックが利用されることが可能であり（例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣ）、または複数のブロックサイズが利用されることが可能である（例えば、ＨＥＶＣ ＨＭ３．０）。平面モード（例えば、ＨＥＶＣ ＨＭ３．０における）は、線形補間を使用して、遷移の遅い平滑な領域を予測することが可能である。図６は、無方向性イントラ予測モードの例を示す図である。図６に示されるとおり、平面モード（例えば、ＨＭ３．０における）は、以下の実施によって実行されることが可能である。すなわち、
１．一番上の行（例えば、Ｔで印が付けられた）の右端のピクセル６０２が、右端の列のピクセルを予測するようにレプリケートされることが可能であり、
２．左の列（例えば、Ｌで印が付けられた）の一番下のピクセル６０４が、一番下の行のピクセルを予測するようにレプリケートされることが可能であり、
３．水平方向（例えば、ブロック６０６）のバイリニア補間が、中心ピクセルの第１の予測Ｈ（ｘ，ｙ）をもたらすのに実行されることが可能であり、
４．垂直方向（例えば、ブロック６０８）のバイリニア補間が、中心ピクセルの第２の予測Ｖ（ｘ，ｙ）をもたらすのに実行されることが可能であり、さらに
５．水平予測と垂直予測の間のさらなる平均が、例えば、Ｌ（ｘ，ｙ）＝（（Ｈ（ｘ，ｙ）＋Ｖ（ｘ，ｙ））＞＞１）を使用して最終の予測Ｌ（ｘ，ｙ）を得るように実行されることが可能である。

【0025】

ブロックベースのイントラ予測実施を用いて、ブロック全体が、現在のブロックの左側および／または一番上の再構築された隣接するピクセルから予測されることが可能である。ブロックの右下部分に向かって位置するピクセルに関して、それらのピクセルと、予測のために使用され得るピクセルの間の距離が大きくなる可能性がある。例えば、予測ピクセルと予測されているピクセルの間の距離が大きくなるにつれ、これらのピクセル間の相関関係が、小さくなる可能性があり、予測精度が低下する可能性がある。精度のこの低下は、より大きいブロックサイズの場合（例えば、より大きいブロックサイズ（例えば、１６×１６以上）を使用するイントラ予測をサポートするＨＥＶＣの場合）、さらに悪化する可能性がある。

【0026】

実施形態（例えば、ラインベースのイントラ符号化）が、ピクセル距離が大きくなった場合の低下した予測精度と関係する問題に対処することが可能である。一番上の隣接部（ｎｅｉｇｈｂｏｒｓ）および左側の隣接部からブロック全体に予測を適用する代わりに、ラインベースの予測実施形態が、ブロックを１ラインずつ予測することが可能である。各ラインが予測され、再構築されるにつれ、そのラインが次のラインを予測するのに使用されることが可能である。ラインベースのイントラ予測実施形態は、行ごとに、または列ごとに実行されることが可能である。ラインベースのイントラ予測実施形態は、短距離イントラ予測またはＳＤＩＰと呼ばれる実施形態に組み込まれ得る。ＳＤＩＰ実施形態は、サイズＮ×Ｎ（例えば、Ｎ×Ｎは、４×４から６４×６４までの範囲内の任意のサイズであり得る）の各正方形ブロックをサイズＭ×Ｋの長方形ブロックの組み合わせに分割することが可能である。ＭまたはＫが１である場合、ＳＤＩＰは、ラインベースのイントラ予測と均等になり得る。ピクセルは、長方形ごとに予測され、再構築されることが可能である。図７は、３２×３２ブロックに対するＳＤＩＰの例を示す図である。この３２×３２ブロックが、４つの１６×１６ブロックに分割されることが可能である。例えば、左下の１６×１６ブロックを見ると、このブロックが、４つの４×１６長方形ブロックに分割されることが可能である。左端の４×１６ブロックが、４つの１×１６垂直ラインにさらに分割され、さらにその後、ラインごとに予測され、再構築されることが可能である。残りの３つの４×１６長方形ブロックが、長方形ごとに予測され、再構築されることが可能である。ＳＤＩＰは、ビデオブロックを分割する柔軟性のある方法をもたらすことが可能である。ビデオエンコーダが、様々な組み合わせを探索して、最適な分割モードを見つけ出すことが可能である。

【0027】

ラインベースのイントラ予測およびＳＤＩＰが、予測ピクセルと予測されているピクセルの間の距離を短くすることが可能である。ラインベースのイントラ予測およびＳＤＩＰは、例えば、エンコーダ側において、さらに／またはデコーダ側において、計算の複雑度および実施の複雑度を大きくする可能性がある。様々な長方形ブロックサイズをサポートするのに、変換、量子化、残差係数スキャン、およびエントロピ符号化が変更されることが可能である。エンコーダが、例えば、本明細書で説明されるとおり、さらなる多くのモードを探索することが可能である。

【0028】

本明細書で説明される実施形態は、モード依存のサブサンプリングイントラ予測（ＭＤＳ−ＩＰ）と呼ばれ得る予測技法に関することが可能である。ＭＤＳ−ＩＰは、ピクセル距離が大きくなるにつれての予測精度の低下を軽減する、または小さくすることが可能である。変換プロセス、量子化プロセス、係数スキャンプロセス、およびエントロピ符号化プロセスは、ＭＤＳ−ＩＰを実施する際にわずかに変更されることが可能である。エンコーダは、最適な予測モードを選択する際にさらなるモードを全く考慮しないことが可能であり、またはエンコーダは、最適な予測モードを選択する際にさらなる１または複数のモードを考慮することが可能である。

【0029】

「ビデオブロック」という用語は、本明細書で広い一般的な用語として使用され得る。本明細書で説明される実施形態は、ルマ成分のブロック、およびクロマ成分のブロックなどの、ただし、以上には限定されない様々なビデオブロックに適用されることが可能である。「サンプル」という用語と「ピクセル」という用語は、互いに区別なく使用され得る。「サブサンプリングされたブロック」という用語と「サブブロック」という用語は、互いに区別なく使用され得る。

【0030】

図８は、ＭＤＳ−ＩＰを実施するエンコーダ８００の例を示すブロック図である。このＭＤＳ−ＩＰエンコーダブロック図は、エンコーダ、例えば、図１に（例えば、空間的予測ブロック１６０で）例示されるエンコーダ１００と同様のエンコーダに組み込まれることが可能である。エンコーダが（例えば、プロセッサを介して）、１または複数のビデオブロックを備えるビデオストリームを受信することが可能である。エンコーダは、ビデオブロックに対してサブサンプリングを実行することが可能であり、このサブサンプリングは、ビデオブロックを第１のサブサンプリングされたブロック８１０と、残りのサブサンプリングされた１または複数のブロック８２６とに分割することが可能である。例えば、予測モードを受信した後、その予測モード（例えば、本明細書で説明される予測モードのうちの１つ）に基づいて、特定のサブサンプリング実施が、モード依存のサブサンプリングユニット８４０によって実行されることが可能である。予測モードは、例えば、モード決定−エンコーダコントローラ（例えば、図１のモード決定およびエンコーダコントローラ１８０）によって決定され得る。サブサンプリングの結果、入力ビデオブロックの一部分（例えば、１／２または１／４）がサブサンプリングされたブロック８１０として保持され得る。サブサンプリングされたブロック８１０は、第１のサブブロックと呼ばれ得る。ブロックのその他の部分（例えば、サブサンプリング中に「除去される」ブロックの部分）は、残りのサブブロック８２６（例えば、図８に例示されるとおり）と呼ばれ得る。残りのサブブロック８２６は、欠落したピクセルを含むことが可能である。

【0031】

サブサンプリング実施は、デシメーションプロセスであり得る。サブサンプリング実施は、ダウンサンプリングフィルタが関与する比較的より高度なプロセスであり得る。予測されるサブサンプリングされたブロック８１２が、予測モードに基づいてイントラ予測ユニット８４２によって決定される（例えば、生成される）ことが可能である。イントラ予測ユニット８４２が、例えば、本明細書で説明される（例えば、図９〜図１７を参照して）隣接するピクセルなどの隣接するピクセルを受信することが可能である。予測モードは、例えば、本明細書で説明されるとおり、方向性イントラ予測モードまたは無方向性イントラ予測モードのいずれであってもよい。例えば、方向性予測モードは、垂直予測モード、水平予測モード、対角予測モード、または非対角予測モードであることが可能である。例えば、無方向性予測モードは、ＤＣ予測モードまたは平面予測モードであることが可能である。予測されるサブサンプリングされたブロック８１２が、加算器８２０によってサブサンプリングされたブロック８１０から引かれて、サブサンプリングされたブロック残差８２２が得られることが可能である。サブサンプリングされたブロック残差８２２が、変換−量子化ブロック８３２において変換され、量子化されることが可能である。変換−量子化ブロック８３２は、サブサンプリングされたブロック８１０に関連するブロックの係数を生成することが可能である。サブサンプリングされたブロック残差８２２（例えば、サブサンプリングされたブロック８１０に関連するブロックの係数）が、逆量子化−逆変換ブロック８３４において逆量子化され、さらに逆変換されて、再構築されたサブサンプリングされたブロック残差８２４が得られることが可能である。再構築されたサブサンプリングされたブロック残差８２４が、加算器８４８において予測されるサブサンプリングされたブロック８１２に加えられて、再構築されたサブサンプリングされたブロック８１４が形成されることが可能である。

【0032】

例えば、変換−量子化ブロック８３２は、セット（例えば、第１のセット）の変換パラメータおよび量子化パラメータを使用することが可能である。変換−量子化ブロック８３２によって使用されるセットの変換パラメータおよび量子化パラメータは、非正方形変換に基づくことが可能である。非正方形変換は、複数の正方形変換を備え得る。変換−量子化ブロック８３２によって使用されるセットの変換パラメータおよび量子化パラメータは、形状適応離散コサイン変換に関連することが可能である。

【0033】

例えば、逆量子化−逆変換ブロック８３４が、セット（例えば、第１のセット）の逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータを使用することが可能である。逆量子化−逆変換ブロック８３４によって使用されるセットの逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータは、非正方形変換に基づくことが可能である。非正方形変換は、複数の正方形変換を備え得る。逆量子化−逆変換ブロック８３４によって使用されるセットの逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータは、形状適応離散コサイン変換に関連することが可能である。

【0034】

再構築されたサブサンプリングされたブロック８１４が、モード依存の補間ユニット８４４によって、予測モードに基づき得る、欠落したサンプルを含むサブサンプリングされた１または複数のブロック８１６に関する予測を生成するように補間されることが可能である。モード依存の補間ユニット８４４によって実行される特定の補間プロセスは、モード依存であり得る。例えば、モード依存の補間ユニット８４４によって実行される特定の補間プロセスは、モード依存のサブサンプリングユニット８４０によって利用されるモード依存のサブサンプリングプロセスの逆プロセスであることが可能である。欠落したサンプルを含むサブサンプリングされた１または複数のブロック８１６の予測精度は、予測ピクセルと予測されるべきピクセルの間の距離が小さくされ得る（例えば、相当に小さくされ得る）ので、比較的高いことが可能である。

【0035】

やはり図８を参照すると、欠落したサンプルを含むサブサンプリングされた１または複数のブロック８１６に対応する予測残差が、変換−量子化ブロック８３６において変換され、量子化されることが可能である。変換−量子化ブロック８３６が、残りのサブブロック８２６に関連するブロックの係数を生成することが可能である。欠落したサンプルを含むサブサンプリングされた１または複数のブロック８１６に対応する予測残差（例えば、残りのサブブロック８２６に関連するブロックの係数）が、逆量子化−逆変換ブロック８３８において逆量子化され、逆変換されることが可能である。再構築された残差が、欠落したサンプルを含む予測されるサブサンプリングされた１または複数のブロック８１６に再び足されて、欠落したサンプルを含む再構築されたサブサンプリングされた１または複数のブロック８１８が形成されることが可能である。再構築されたサブサンプリングされたブロック８１４、および欠落したサンプルを含む再構築されたサブサンプリングされた１または複数のブロック８１８が、入力ビデオブロックの符号化された表現（例えば、再構築されたビデオブロック）を形成することが可能である。入力ビデオブロックの符号化された表現の形成は、予測モードに基づくことが可能である。

【0036】

例えば、変換−量子化ブロック８３６が、セット（例えば、第２のセット）の変換パラメータおよび量子化パラメータを使用することが可能である。変換−量子化ブロック８３６によって使用されるセットの変換パラメータおよび量子化パラメータは、非正方形変換に基づくことが可能である。非正方形変換は、複数の正方形変換を備え得る。変換−量子化ブロック８３６によって使用されるセットの変換パラメータおよび量子化パラメータは、形状適応離散コサイン変換に関連することが可能である。

【0037】

例えば、逆量子化−逆変換ブロック８３８が、セット（例えば、第２のセット）の逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータを使用することが可能である。逆量子化−逆変換ブロック８３８によって使用されるセットの逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータは、非正方形変換に基づくことが可能である。非正方形変換は、複数の正方形変換を備え得る。逆量子化−逆変換ブロック８３８によって使用されるセットの逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータは、形状適応離散コサイン変換に関連することが可能である。

【0038】

変換−量子化ブロック８３６は、変換−量子化ブロック８３２によって使用されるパラメータと同一のパラメータを使用することも、使用しないことも可能である（例えば、第２のセットの変換パラメータおよび量子化パラメータは、第１のセットの変換パラメータおよび量子化パラメータと同一であることも、異なることも可能である）。逆量子化−逆変換ブロック８３８は、逆量子化−逆変換ブロック８３４によって使用されるパラメータと同一のパラメータを使用することも、使用しないことも可能である（例えば、第２のセットの逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータは、第１のセットの逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータと同一であることも、異なることも可能である）。

【0039】

サブサンプリングされたブロック８１０を使用して、欠落したサンプルを含むサブサンプリングされた１または複数のブロック８１６を予測することは、予測ピクセルと予測されるべきピクセルの間の距離を小さくすることによって予測精度を向上させることが可能である。より高い予測精度は、より低い予測残差エネルギーをもたらすことが可能であり、より低い予測残差エネルギーは、そのような残差信号を符号化するのに使用されるビットの数の相当な削減をもたらすことが可能である。サブサンプリングが、水平次元および／または垂直次元において１／２で実行される場合、もたらされるサブサンプリングされたブロックサイズは、定型であることが可能である。例えば、入力ビデオブロックが、サイズ２Ｎ×２Ｎである場合、サブサンプリングされたブロックサイズは、２Ｎ×Ｎ、Ｎ×２Ｎ、またはＮ×Ｎであることが可能である。例えば、サイズ２Ｎ×ＮまたはＮ×２Ｎのサブサンプリングされたブロックを処理するのに、ブロック変換、および正方形ブロックのために設計された係数スキャン順序が、さらなる変更なしに適用されることが可能である。例えば、サイズ２Ｎ×ＮまたはＮ×２Ｎのサブサンプリングされたブロックの場合、サブサンプリングされたブロックは、２（二）回のＮ×Ｎ変換を適用し、その後、正方形ブロックのために設計された係数スキャン順序を適用することによって処理されることが可能である。２Ｎ×ＮブロックサイズまたはＮ×２Ｎブロックサイズをサポートするブロック変換および係数スキャン順序の変形が、より高い符号化効率のために適用されてもよい。

【0040】

サブサンプリングは、複数の方向で実行されることが可能である。サブサンプリングレートは、それらの方向のそれぞれに関して同一であることも、異なることも可能である。例えば、サブサンプリングは、第１の方向において第１のサブサンプリングレートで実行されることが可能であり、第２の次元において第２のサブサンプリングレートで実行されることが可能である。第１のサブサンプリングレートは、第２のサブサンプリングレートと同一であることも、異なることも可能である。

【0041】

例えば、欠落したサンプルを含むサブサンプリングされた１または複数のブロック８１６に関して、変換−量子化ユニット８３６および逆量子化−逆変換ユニット８３８は、モード依存の補間ユニット８４４を使用する予測プロセスが、残差符号化が省かれ得るだけ十分に正確であり得るので、飛ばされることが可能である（例えば、予測残差が符号化されないことが可能である）。変換−量子化ユニット８３６および逆量子化−逆変換ユニット８３８は、２つ以上のステップに分割されることが可能であり、さらに本明細書で説明されるとおり、例えば、カスケードされた様態で実行されることが可能である。

【0042】

ＭＤＳ−ＩＰ実施を実行するかどうかに関する決定は、符号化に先立って決定されることが可能である。例えば、ＭＤＳ−ＩＰは、或るサイズおよび或る予測モードのブロックに関して実行されることが可能である。ビットストリームにおけるさらなるシグナリングは、全く要求されないことが可能である。選択は、例えば、レート歪み最適化の配慮などの、ただし、そのような配慮は限定されない１または複数のパラメータに基づいて、エンコーダによって「オンザフライで」決定され得る。さらなる構文要素が、いずれの実施（例えば、ＭＤＳ−ＩＰ）が使用され得るかをデコーダに伝えるようにビットストリーム（例えば、ビットストリーム１２０）においてシグナリングされることが可能である。この決定は、例えば、ブロックのサイズに基づくことが可能である。異なるブロックは、それらのブロックのサイズに依存して、距離に起因する予測精度の問題をより被りやすいことも、そうでないこともあり得る。

【0043】

エンコーダが図８を参照して説明されるが、ＭＤＳ−ＩＰを実施するデコーダが、図８に関連して説明される要素のうちの１または複数を備えることも可能であり、さらに／または符号化されたビデオストリームを復号するように同様の実施（例えば、逆の実施）を実行することが可能である。ＭＤＳ−ＩＰデコーダブロック図が、デコーダ、例えば、図２に（例えば、空間的予測ブロック２６０で）例示されるデコーダ２００と同様のデコーダに組み込まれることが可能である。例えば、サブブロック８１０および残りのサブブロック８２６に対してエンコーダによって変換および量子化、ならびに逆量子化および逆変換が実行され得るが、デコーダが、第１のサブブロック８１０および残りのサブブロック８２６に関連する１または複数のブロックの係数からビデオブロックを再構築する際に、逆量子化および逆変換を実行するが、変換および量子化は実行しないことが可能である。

【0044】

図２０は、モード依存のサブサンプリングイントラ予測（ＭＤＳ−ＩＰ）を実施するデコーダの例を示すブロック図である。ＭＤＳ−ＩＰデコーダ２０００が、デコーダ、例えば、図２に（例えば、空間的予測ブロック２６０で）例示されるデコーダ２００と同様のデコーダに組み込まれることが可能である。ＭＤＳ−ＩＰデコーダ２０００は（例えば、プロセッサを介して）、符号化されたビデオストリームを受信することが可能である。符号化されたビデオストリームは、符号化された１または複数のビデオブロックを表す１または複数のブロックの係数を備えることが可能である。符号化されたビデオブロックは、符号化されたビデオストリームのルマ成分またはクロマ成分であり得る。符号化された１または複数のビデオブロックのそれぞれが、第１のサブブロックと１または複数の残りのサブブロックに分割されることが可能である。第１のサブブロックに関連するブロックの係数２０１０を受信した後、デコーダは、ブロックの係数２０１０に対して逆量子化−逆変換ユニット２０３４において逆量子化および逆変換を実行して、第１のサブブロックに対応する再構築された残差２０２４を生成することが可能である。１または複数の残りのサブブロックに関連する１または複数のブロックの係数２０２６を受信した後、デコーダは、１または複数のブロックの係数２０２６に対して逆量子化−逆変換ユニット２０３８において逆量子化および逆変換を実行して、１または複数の残りのサブブロック２０２８に対応する再構築された残差を生成することが可能である。

【0045】

デコーダは、ビデオブロックに関する予測モードの表示を受信し、その予測モードに基づいて１または複数の補間技法を決定することが可能である。例えば、イントラ予測ユニット２０４２が、ビデオブロックに関する予測モードの表示を受信することが可能である。また、イントラ予測ユニット２０４２は、例えば、本明細書で説明される（例えば、図９〜図１７を参照して）隣接するピクセルなどの隣接するピクセルを受信することが可能である。デコーダは、予測モードに基づいてイントラ予測を使用して予測された第１のサブブロック２０１２を決定することが可能である。デコーダは、予測された第１のサブブロック２０１２を、第１のサブブロックに対応する再構築された残差２０２４に加えて、再構築された第１のサブブロック２０１４を生成することが可能である。デコーダは、ビデオブロックに関する１または複数の補間技法に基づいて、１または複数の残りのサブブロック２０１６の予測されたサブブロックを決定することが可能である。１または複数の残りのサブブロック２０１６の予測されたサブブロックは、モード依存の補間ユニット２０４４によって決定されることが可能である。１または複数の補間技法は、予測モードに基づくことが可能である。デコーダは、１または複数の残りのサブブロック２０１６の予測されたサブブロックを、１または複数の残りのサブブロック２０２８に対応する再構築された残差に加えて、再構築された１または複数の残りのサブブロック２０１８を生成することが可能である。デコーダは、予測モード、再構築された第１のサブブロック２０１４、および再構築された１または複数の残りのサブブロック２０１８に基づいて、再構築されたビデオブロックを形成することが可能である。

【0046】

第１のサブブロックに対応する再構築された残差２０２４は、セット（例えば、第１のセット）の逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータを使用して生成され得る。第１のサブブロックに対応する再構築された残差２０２４を生成するのに使用されるセットの逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータは、形状適応離散コサイン変換に関連することが可能である。予測された第１のサブブロックに関連する係数を逆変換することは、非正方形変換を含み得る。非正方形変換は、複数の正方形変換を含み得る。１または複数の残りのサブブロックに対応する再構築された残差２０２８は、セット（例えば、第２のセット）の逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータを使用して生成され得る。１または複数の残りのサブブロックに対応する再構築された残差２０２８を生成するのに使用されるセットの逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータは、形状適応離散コサイン変換に関連することが可能である。第１のサブブロックに対応する再構築された残差２０２４を生成するのに使用されるセットの逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータは、１または複数の残りのサブブロックに対応する再構築された残差２０２８を生成するのに使用されるセットの逆量子化パラメータおよび逆変換パラメータと同一であることも、異なることも可能である。

【0047】

図９（Ａ）は、水平モードを使用する８×８ブロックに関する例示的な予測プロセスを示す図である。図９（Ａ）に矢印で示されるとおり、既に符号化された隣接ピクセルからの予測ピクセル９０２が、８×８ブロック９０４を予測する式（１）を使用して列０から列７まで伝播させられることが可能である。図９（Ｂ）〜図９（Ｃ）は、８×８ブロックに関する例示的なＭＤＳ−ＩＰプロセスを示す図である。８×８ブロックが示されるが、ＭＤＳ−ＩＰは、様々なサイズを有するブロックに関して使用されることが可能である。ＭＤＳ−ＩＰプロセスにおいて、８×８ブロックが、水平方向でダウンサンプリングされることが可能である。図９（Ｂ）および図９（Ｃ）は、それぞれ、ダウンサンプリング前、およびダウンサンプリング後の８×８ブロックを示すことが可能である。サブサンプリング後にサブブロック内に残るピクセルに、図９（Ｂ）において陰影が付けられることが可能である。サブサンプリングの結果、サブサンプリングされたブロック９１０は、列１、３、５、および７を備え得る（例えば、図９（Ｃ）に示されるとおり）。２：１サブサンプリングレートが使用され得る（図９（Ａ）〜図９（Ｄ）に示されるとおり）。多種多様なサブサンプリングレートが使用されることが可能である。列１、３、５、および７が、水平方向で（例えば、図９（Ｃ）に矢印で示され得るとおり）予測されて、予測されるサブサンプリングされたブロック８１２（例えば、図８）が形成されることが可能である。サブサンプリングされたブロックの残差が、変換、量子化、逆変換、および逆量子化を経て、再構築された予測残差８２４を形成することが可能である。再構築された予測残差８２４が、予測されるサブサンプリングされたブロック８１２に加えられて、再構築されたサブサンプリングされたブロック８１４が形成されることが可能である。正方形ブロックのために設計されたブロック変換および係数スキャンが使用され得る。例えば、ユニット８３２および８３４による変換および量子化、ならびにその後の逆量子化および逆変換を完了するのに２回の４×４ブロック変換が使用されることが可能である。このブロック変換および係数スキャン順序の変形が、長方形ブロック（例えば、図９（Ｃ）の４×８ブロック）をサポートするように行われてもよい。例えば、４×８ブロック変換、および適切な係数スキャンが、ユニット８３２および８３４によって使用されることが可能である。

【0048】

欠落した列０、２、４、および６を含む４×８ピクセルの第２のサブサンプリングされたブロックが、既に符号化された隣接する列、および列１、３、５、７の再構築されたピクセルから補間することによって予測されることが可能である（例えば、図９（Ｄ）に例示されるとおり）。様々な補間フィルタが適用されることが可能である。例えば、バイリニアフィルタ、係数［１〜５ ２０ ２０〜５ １］／３２を有する６タップフィルタ、係数［１ ３ ３ １］／８を有する４タップフィルタ、および／または他のタップ長を有する他の補間フィルタが適用されることが可能である。図９（Ｄ）は、隣接する２つのピクセルを使用する水平方向の補間を示すことが可能である。さらなるピクセルが、この補間プロセスに関与することも可能である（例えば、より長いタップ長のフィルタが使用される場合）。水平予測モードのために水平ダウンサンプリングを実行することは、水平予測モードの恩恵を受けるブロックが、水平方向で強いピクセル相関関係を有し得るという前提に基づくことが可能である。他の予測モードは、他のダウンサンプリングプロセスを利用することが可能である。第２のサブサンプリングされたブロックの残差が、ステップ８３６および８３８（例えば、図８）の後に、２回の正方形ブロック変換または１回の長方形ブロック変換、および適切な係数スキャンを使用して符号化されることが可能である。モード依存の補間が適切な結果をもたらす場合、第２のサブサンプリングされたブロックの残差を決定することは、省かれる（例えば、符号化されない）ことが可能である。

【0049】

ＭＤＳ−ＩＰ実施が、垂直モード（例えば、図９の転置されたバージョン）で適用されることが可能であり、その場合、垂直ダウンサンプリングが、ピクセル行の半分を保持するように実行されることが可能であり、ピクセル行の第１の半分が、予測され、符号化されることが可能であり、さらに再構築された行に基づく垂直補間が、ピクセル行の第２の半分を予測するように実行されることが可能である。図１０は、例示的な垂直モードダウンサンプリング−予測プロセスを示す図である。図１０（Ａ）は、例示的な８×８ブロック１００２を示す図である。行３および７のピクセルに、サブサンプリングの後に残り得るピクセルの行を示すように陰影が付けられることが可能である。ピクセルの一番上の行１００４が、予測ピクセルの行であることが可能である。図１０（Ｂ）は、行３と、行７とを備えるブロック１００６をもたらす、ダウンサンプリング後の例示的なブロックを示す図である。これらの行のピクセルが予測され、符号化されることが可能である。図１０（Ｃ）は、行０、１、２、４、５、および６のアップサンプリングされたピクセルの補間の例を示す図である。これらの行が、一番上の行の予測ピクセル、および再構築された行３および７から補間されることが可能である。

【0050】

水平予測モードおよび垂直予測モードとともに、ＭＤＳ−ＩＰが、様々な非対角角度予測モード（例えば、０°から９０°までの範囲内の角度を有する予測モード、または９０°から１８０°までの範囲内の角度を有する予測モード）に適用されることが可能である。例えば、対角（例えば、４５°方向または１３５°方向に沿った）予測モードは、対角下方左モードおよび対角下方右モード（例えば、図３のモード３および４）を含むことが可能である。対角方向における予測モードは、ＶＥＲ−８、ＶＥＲ＋８、およびＨＯＲ−８（例えば、図５におけるモード３、６、および９）を含み得る。図１１（Ａ）〜図１１（Ｄ）は、対角下方右モードを使用して予測される８×８ブロックに対するＭＤＳ−ＩＰプロセスの例を示す図である。ＭＤＳ−ＩＰは、８×８より大きいブロックサイズなどの、ただし、そのようなサイズには限定されない８×８以外のサイズのブロックに関して利用されてもよい。図１１で、左列のピクセル、および一番上の行のピクセルが、既に符号化された隣接するブロックからの予測ピクセルであることが可能である。残りのピクセルは、予測されるべきピクセルであることが可能である。図１１（Ａ）で対角の矢印によって示されるとおり、陰影付きの予測ピクセルが、対角方向に沿って伝播させられることが可能である。

【0051】

角度予測モードの場合、ブロックは、両方の次元でダウンサンプリングされ得る。例えば、図１１（Ｂ）および図１１（Ｃ）に示されるとおり、８×８ブロック１１０２が、各次元で、ｎ，ｍ＝０．．．３である（２ｎ＋１，２ｍ＋１）に位置するピクセルにより１／２でダウンサンプリングされて、図１１（Ｃ）のダウンサンプリングされたブロック１１０４が形成されることが可能である。これらの残りのピクセルは、例えば、図１１（Ｃ）のダウンサンプリングされたブロック１１０４において矢印で示されるとおり、対角方向で予測されることが可能である。図８、図１１（Ｃ）、および図１１（Ｄ）を参照すると、サブサンプリングされたブロックの予測残差が、ユニット８３２および８３４による処理の後に符号化され、予測されるサブサンプリングされたブロック８１２に再び足されて、再構築されたサブサンプリングされたブロック８１４が得られることが可能である。モード依存の補間ユニット８４４を介して、ピクセルの残り３／４を備えるサブサンプリングされたブロックが、既に符号化された隣接するピクセル、およびｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ＋１，２ｍ＋１）における再構築されたピクセルから補間によって予測されることが可能である。本明細書で説明されるとおり、様々な予測モードに関連する様々な補間技法が使用されることが可能である。

【0052】

欠落したピクセルを含むサブサンプリングされたブロックは、例えば、図１１（Ｄ）によって示されるとおり、同時に補間によって予測されることが可能である。例えば、ｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ，２ｍ）におけるピクセルを備えるサブブロックが、図１１（Ｄ）に矢印１１４０で示されるとおり、例えば、既に再構築された隣接するピクセル、およびｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ＋１，２ｍ＋１）における再構築されたピクセルを使用して、対角方向で補間によって予測されることが可能である。それらの矢印の一部分（例えば、一部分だけ）が図１１（Ｄ）に示されることが可能である。対角方向に沿った補間は、その方向に存在するより高いピクセル相関関係のために使用されることが可能である。他の予測モードは、異なる補間プロセスを使用することが可能である。ｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ，２ｍ＋１）におけるピクセルを備えるサブブロックが、図１１（Ｄ）に矢印１１４２で示されるとおり、例えば、既に再構築された隣接するピクセル、およびｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ＋１，２ｍ＋１）における再構築されたピクセルを使用して、水平方向の補間によって予測されることが可能である。ｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ＋１，２ｍ）におけるピクセルを備えるサブブロックが、図１１（Ｄ）に矢印１１４４で示されるとおり、例えば、既に再構築された隣接するピクセル、およびｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ＋１，２ｍ＋１）における再構築されたピクセルを使用して、垂直方向の補間によって予測されることが可能である。

【0053】

水平方向および／または垂直方向で異なるフィルタタップ長を有する異なる補間フィルタが使用され得るなど、ただし、そのようなことには限定されない、補間プロセスに対する変形が行われることが可能である。予測の後、それぞれ、位置（２ｎ，２ｍ）、（２ｎ，２ｍ＋１）、および（２ｎ＋１，２ｍ）で欠落したピクセルを含む３つのサブブロックの予測残差が、ユニット８３６および８３８（例えば、図８）による処理の後に符号化され、予測信号に再び足されて、欠落したピクセルを含む再構築された３つのサブブロック８１８が得られることが可能である。

【0054】

図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）は、対角予測モード補間−予測プロセスの例を示す図である。図１２を参照すると、欠落しているピクセルを備えるサブブロックが、カスケードされた（例えば、多段の）様態で予測され、再構築されることが可能である。図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）を参照すると、入力ブロック１２０２が、２つの次元でダウンサンプリングされて（例えば、両方の次元において２：１のサブサンプリングレートで）、ダウンサンプリングされたブロック１２０４がもたらされることが可能である。サブサンプリング後にブロック内に残るピクセルに、図１２（Ａ）において陰影が付けられることが可能である。ブロック１２０４内のピクセルが、例えば、図１２（Ｂ）の矢印で示されるとおり、任意の適切なイントラ予測技法を使用してイントラ予測されることが可能である。図１２（Ｃ）のブロック１２０６で示されるとおり、ｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ，２ｍ）におけるピクセルが、例えば、既に再構築された隣接するピクセル、およびｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ＋１，２ｍ＋１）における再構築されたピクセルを使用して、対角方向（例えば、矢印１２２０で示される）の補間によって予測されることが可能である。ｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ，２ｍ）におけるサンプルを含むサブブロックの予測残差が、８３６および８３８におけるステップ（例えば、図８）の後に符号化されることが可能である。再構築された残差が、予測に再び足されて、位置（２ｎ，２ｍ）におけるピクセルを備える再構築されたサブブロックが得られることが可能である。例えば、図１２（Ｄ）のブロック１２０８で示されるとおり、位置（２ｎ，２ｍ＋１）における残りのピクセルを備えるサブブロック、および位置（２ｎ＋１，２ｍ）における残りのピクセルを備えるサブブロックが、例えば、それぞれ、矢印１２２２および矢印１２２４を使用する、再構築されているピクセルを使用する補間によって予測されることが可能である。

【0055】

図１３は、補間技法の例を示す図である。図１３（Ａ）の入力ブロック１３０２が、２つの方向でダウンサンプリングされて、図１３（Ｂ）に示されるダウンサンプリングされたブロック１３０４がもたらされることが可能である。様々なピクセルに、ダウンサンプリング後に残るピクセルを示すように図１３（Ａ）で陰影が付けられることが可能である。ダウンサンプリングされたブロック１３０４内のピクセルが、図１３（Ｂ）に対角の矢印で示されるとおり、予測されることが可能である。予測されるピクセルの再構築の後、位置（２ｎ，２ｍ）におけるピクセル、および位置（２ｎ，２ｍ＋１）におけるピクセルが、例えば、図１３（Ｃ）に示されるとおり、それぞれ、対角方向（例えば、矢印１３２０）および水平方向（例えば、矢印１３２４）の補間によって予測されることが可能である。位置（２ｎ，２ｍ）におけるサンプルを含むサブブロック、および位置（２ｎ，２ｍ＋１）におけるサンプルを含むサブブロックの予測残差が、ユニット８３６および８３８による処理の後に符号化されることが可能である。再構築された残差が再び足されて、それぞれ、位置（２ｎ，２ｍ）におけるピクセルを備える再構築されたサブブロック、および位置（２ｎ，２ｍ＋１）におけるピクセルを備える再構築されたサブブロックが得られることが可能である。例えば、位置（２ｎ，２ｍ）におけるピクセル、位置（２ｎ，２ｍ＋１）におけるピクセル、および位置（２ｎ＋１，２ｍ＋１）におけるピクセルが再構築されていることが可能である図１３（Ｄ）のブロック１３０８で示されるとおり、位置（２ｎ＋１，２ｍ）におけるピクセルを備える残りのサブブロックが、対角方向（例えば、矢印１３２６）で予測されることが可能であり、さらに／または残差が、ユニット８３６および８３８による処理の後に符号化されることが可能である。

【0056】

欠落しているピクセルが、カスケードされた様態で予測され、再構築される場合、例えば、予測が十分に正確である、または計算の複雑度が十分に高い場合には、残差符号化ステップ（例えば、ユニット８３６および８３８によって実行される）の１または複数が省かれることが可能である。そのようなステップのうちの１または複数が省かれるかどうかは、エンコーダによって決定されて、例えば、ｃｏｄｅｄ＿ｂｌｏｃｋ＿ｆｌａｇを０に設定することによって、ビットストリームにおいてデコーダにシグナリングされることが可能である。エンコーダとデコーダは、いずれのステップが省かれ得るか（省かれる場合）、前もって合意することが可能である。本明細書（例えば、図１２（Ｄ））で説明されるとおり、矢印１２２２および１２２４を使用する位置（２ｎ＋１，２ｍ）および位置（２ｎ，２ｍ＋１）におけるピクセルの予測の後、エンコーダおよびデコーダが、入力ブロックに関するＭＤＳ−ＩＰプロセスを終えることが可能であり、ユニット８３６および８３８における動作が省かれることが可能である。補間プロセスは、バイリニアフィルタ、４タップもしくは６タップのＩＤフィルタ、および／または４×４もしくは６×６の２Ｄ非分離フィルタなどの、ただし、以上には限定されない、様々な特性（例えば、様々なタップ長、および様々な係数）の補間フィルタを用いることが可能である。

【0057】

ＭＤＳ−ＩＰ処理が本明細書で説明されるが、他の対角予測モードに関して類似した処理技法が実行されてもよい。例えば、Ｈ．２６４／ＡＶＣとＨＥＶＣの両方が、他の方向性予測モードをサポートすることが可能である。これらのモードは、これらのモードの予測方向が、より細かい角度に沿うため、予測のためにサブピクセル精度が考慮され得る。これらの予測モードのためのＭＤＳ−ＩＰプロセスは、非長方形形状を有するピクセルのブロックの符号化を利用することが可能である。これらの方向性予測モードのためのＭＤＳ−ＩＰプロセスは、これらのモードに関する方向性イントラ予測を使用して、オフにされることが可能である。非長方形形状の変換（例えば、形状適応ＤＣＴ）、および適切な係数スキャンが、これらの予測モードに関するＭＤＳ−ＩＰ処理に適用されることが可能である。

【0058】

図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）は、非対角角度予測モードに関する補間技法の例を示す図である。図１４（Ａ）の入力ブロック１４０２が、複数の方向（例えば、２つの方向）でダウンサンプリングされて、図１４（Ｂ）に示されるダウンサンプリングされたブロック１４０４がもたらされることが可能である。様々なピクセルに、ダウンサンプリング後に残るピクセルを示すように図１４（Ａ）において陰影が付けられることが可能である。ダウンサンプリングされたブロック１４０４内のピクセルは、例えば、図１４（Ｂ）の非対角角度の矢印で示されるとおり、予測されることが可能である。この非対角角度の矢印は、非４５°／非１３５°角度の対角予測モードに対応することが可能である。４：１サブサンプリングレート（例えば、２つの方向で２：１）が図１４に例示されるが、他のサブサンプリングレートが使用されてもよい。例えば、２：１サブサンプリングレート、６：１サブサンプリングレート、８：１サブサンプリングレート、または様々な他の適切なサブサンプリングレートが使用されることが可能である。図１４（Ｃ）のブロック１４０６で示されるとおり、ｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ，２ｍ）におけるピクセルが、位置（２ｎ−１，２ｍ−３）における既に再構築された隣接するピクセル、および位置（２ｎ＋１，２ｍ＋３）における再構築されたピクセルを使用して角度方向（例えば、矢印１４２０で示される）の補間によって予測されることが可能である。ｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ，２ｍ）におけるサンプルを含むサブブロックの予測残差が、８３６および８３８におけるステップ（例えば、図８）の後に符号化されることが可能である。再構築された残差が予測に再び足されて、位置（２ｎ，２ｍ）におけるピクセルを備える再構築されたサブブロックが得られることが可能である。図１４（Ｄ）のブロック１４０８で示されるとおり、残りのピクセルを備えるサブブロックが、再構築されているピクセル（例えば、矢印１４２６で示される位置（２ｎ−１，２ｍ−２）および位置（２ｎ＋１，２ｍ＋２）における）を使用して補間によって予測されることが可能である。

【0059】

図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）は、非対角角度予測モード（例えば、非４５°／非１３５°）を使用して予測される８×８ブロックに対するＭＤＳ−ＩＰプロセスの例を示す図である。ピクセル重み付けプロセスが、この補間を支援することが可能である。８×８ブロックが図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）に示され得るが、ＭＤＳ−ＩＰは、様々なサイズを有するブロックに関して利用されてもよい。図１５において、左側の列のピクセル、および一番上の行のピクセルが、既に符号化された隣接するブロックからの予測ピクセルであることが可能である。ブロック１５０２が、両方の次元でダウンサンプリングされることが可能である。例えば、図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）に示されるとおり、８×８ブロック１５０２が、各次元において１／２でダウンサンプリングされることが可能であり、ｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ＋１，２ｍ＋１）に位置するピクセルが、図１５（Ｂ）におけるダウンサンプリングされたブロック１５０４を形成することが可能である。これらの残りのピクセルは、例えば、図１５（Ｂ）のダウンサンプリングされたブロック１５０４において矢印で示されるとおり、非対角角度方向で予測されることが可能である。図８、図１５（Ｂ）、および図１５（Ｃ）を参照すると、サブサンプリングされたブロックの予測残差が、ユニット８３２および８３４による処理の後に符号化され、予測されるサブサンプリングされたブロック８１２に再び足されて、再構築されたサブサンプリングされたブロック８１４が得られることが可能である。モード依存の補間ユニット８４４を介して、残り３／４のピクセルを備えるサブサンプリングされたブロックが、再構築されたサブサンプリングされたブロック８１４から補間によって予測されることが可能である。欠落したピクセルを含むサブサンプリングされたブロックが、例えば、図１５（Ｃ）に示されるとおり、重み付け実施を使用して補間によって同時に予測されることが可能である。例えば、ｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ，２ｍ）におけるピクセルを備えるサブブロックが、矢印１５０６および矢印１５４０で示されるとおり、既に構築された隣接するピクセル、およびｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ＋１，２ｍ＋１）における再構築されたピクセルを使用して対角方向の補間によって予測されることが可能である。補間プロセスは、ピクセルに様々な重み付けをすることが可能である。例えば、補間プロセスは、「左上方の」ピクセルに、「右下方の」ピクセルより大きい重み付けをすることが可能である。特定の重み付け実施は、利用される予測モードに依存し得る。例えば、「左上方の」ピクセルに、７０％の重み付け係数が与えられ得る一方で、「右下方の」ピクセルに３０％の重み付け係数が与えられ得る。ｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ，２ｍ＋１）におけるピクセルを備えるサブブロックが、例えば、図１５（Ｃ）の矢印１５４２で示されるとおり、既に再構築された隣接するピクセル、およびｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ＋１，２ｍ＋１）における再構築されたピクセルを使用して、水平方向の補間によって予測されることが可能である。「左側の」ピクセルと「右側の」ピクセルには、等しい重み付け係数が与えられることも、異なる重み付け係数が与えられることも可能である。例えば、「左側の」ピクセルに５５％の重み付けが与えられ得る一方で、「右側の」ピクセルに４５％の重み付けが与えられ得る。ｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ＋１，２ｍ）におけるピクセルを備えるサブブロックが、例えば、図１５（Ｃ）の矢印１５４４で示されるとおり、既に再構築された隣接するピクセル、およびｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ＋１，２ｍ＋１）における再構築されたピクセルを使用して、垂直方向の補間によって予測されることが可能である。「一番上の」ピクセルと「一番下の」ピクセルには、等しい重み付け係数が与えられることも、異なる重み付け係数が与えられることも可能である。例えば、「一番上の」ピクセルに６０％の重み付けが与えられ得る一方で、「右側の」ピクセルに４０％の重み付けが与えられ得る。

【0060】

予測モードに基づく異なる重み付け係数などの、ただし、そのようなことには限定されない、補間プロセスの変形が行われることが可能である。予測の後、それぞれ、位置（２ｎ，２ｍ）、（２ｎ，２ｍ＋１）、および（２ｎ＋１，２ｍ）で欠落したピクセルを含む３つのサブブロックの予測残差が、ユニット８３６および８３８（例えば、図８）による処理の後に符号化され、予測信号に再び足されて、欠落したピクセルを含む再構築された３つのサブブロック８１８が得られることが可能である。位置（２ｎ，２ｍ）、（２ｎ，２ｍ＋１）、および（２ｎ＋１，２ｍ）における欠落したピクセルに関する残差符号化プロセスは、エンコーダおよび／またはデコーダによって省かれることが可能である。

【0061】

例示的な補間技法が、水平予測モード、垂直予測モード、対角予測モード、および非対角角度予測モードに関して例示されてきたが、本明細書で説明されるＭＤＳ−ＩＰ実施は、様々なビデオ符号化予測モードおよびビデオ復号予測モードと一緒に使用されることが可能である。１または複数のサブブロックに同一の補間技法が適用されることも、異なる補間技法が適用されることも可能である。これらの補間技法は、予測モードに基づいて選択され得る、１または複数のフィルタを含むことが可能である。例えば、補間フィルタは、とりわけ、４タップ１次元フィルタ、６タップ１次元フィルタ、４×４の２次元フィルタ、６×６の２次元フィルタであり得る。１または複数の補間フィルタが、予測モードに基づくことが可能な、１または複数の補間方向に沿って適用されることが可能である。

【0062】

ＤＣモードおよび平面予測モードなどの、ただし、以上には限定されない無方向性予測モードがサポートされることも可能である。ＤＣ予測は、既に再構築された隣接するブロック（例えば、「Ａ」として表される図１６（Ａ）の左端の列および一番上の列）からの予測ピクセルの平均をとり、その平均値を、予測されるべきブロック全体（例えば、図１６（Ａ）の８×８ブロック１６０２）に割り当てることによって実行されることが可能である。平面モード（例えば、ＨＥＶＣ ＨＭ３．０における）は、例えば、図６を参照して本明細書で説明される。無方向性予測モードは、平坦な領域、またはゆっくりした／平滑な勾配を有する領域に適することが可能である。図１６（Ａ）〜図１６（Ｄ）および図１７（Ａ）〜図１７（Ｄ）は、ＤＣ予測モードを使用して８×８ブロックに適用されるＭＤＳ−ＩＰ処理の例を示す図である。８×８ブロックが示され得るが、ＭＤＳ−ＩＰは、より大きいブロックを処理するのに使用されてもよい。図１６（Ａ）のブロック１６０２は、ＤＣ予測実施の例を示す。図１６（Ｂ）〜図１６（Ｄ）は、本明細書で説明される実施形態による処理技法の例を示す。

【0063】

例えば、図１６（Ｂ）〜図１６（Ｃ）に示されるとおり、８×８ブロック１６０４が、各次元において１／２でダウンサンプリングされて、４×４ブロック１６０６が生成されることが可能である。ｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ＋１，２ｍ＋１）に位置するピクセルが、既に再構築された隣接するブロック（例えば、図１６（Ｃ）の左端の列および一番上の列）からの予測ピクセルの平均をとることによって予測されることが可能である。サブサンプリングされたブロック８２２（例えば、図８）の予測残差が、ユニット８３２および８３４による処理の後に符号化され、予測されるサブサンプリングされたブロック８１２に再び足されて、再構築されたサブサンプリングされたブロック８１４が得られることが可能である。残り３／４のピクセルを備えるサブブロックが、既に符号化された隣接するピクセル、およびｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ＋１，２ｍ＋１）における再構築されたピクセルから補間によって予測されることが可能である。

【0064】

図１６（Ｄ）を参照すると、欠落しているピクセルが、補間によって同時に予測されることが可能である。ｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ，２ｍ）におけるピクセルを備えるサブブロックが、例えば、矢印１６２０で示されるとおり、既に再構築された隣接するピクセル、およびｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ＋１，２ｍ＋１）における再構築されたピクセルを使用して（例えば、ＭＤＳ−ＩＰの第１のステップから）、補間によって予測されることが可能である。矢印１６２０の一部分が図１６（Ｃ）に示され得る。矢印１６２０によって示される補間は、全く方向性を有さないことが可能である（例えば、無方向性予測モードのため）。４つのピクセルの平均で十分であり得る。ｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ，２ｍ＋１）におけるピクセルを備えるサブブロックが、図１６（Ｃ）の矢印１６２２で示されるとおり、既に再構築された隣接するピクセル、およびｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ＋１，２ｍ＋１）における再構築されたピクセルを使用して、水平方向の補間によって予測されることが可能である。ｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ＋１，２ｍ）におけるピクセルを備えるサブブロックが、例えば、図１６（Ｃ）の矢印１６２４で示されるとおり、既に再構築された隣接するピクセル、およびｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ＋１，２ｍ＋１）における再構築されたピクセルを使用して、垂直方向の補間によって予測されることが可能である。

【0065】

水平方向および／または垂直方向で異なるフィルタタップ長を有する異なる補間フィルタを使用することなどの、ただし、そのようなことには限定されない、補間プロセスに対する変形が行われることが可能である。予測の後、欠落したピクセルを含むサブブロックの予測残差が、ユニット８３６および８３８による処理の後に符号化され、欠落したピクセルを含むサブブロックの予測に再び足されて、欠落したピクセルを含む再構築されたサブブロック８１８が得られることが可能である。

【0066】

図１７Ａ〜図１７Ｄは、補間実施の例を示す図である。入力ブロック１７０２が、２つの方向でダウンサンプリングされて、ダウンサンプリングされたブロック１７０４（例えば、図１６（Ｃ）のブロック１６０６と同様であることが可能な）をもたらすことが可能である。欠落したピクセルを含むサブブロックが、カスケードされた（例えば、多段の）様態で予測され、再構築されることが可能である。図１７（Ｃ）の矢印１７２０で示されるとおり、ｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ，２ｍ）におけるピクセルが、既に再構築された隣接するピクセル、およびｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ＋１，２ｍ＋１）における再構築されたピクセルを使用して、補間（例えば、単純平均を使用する）によって予測されることが可能である。ｎ，ｍ＝０．．．３である位置（２ｎ，２ｍ）におけるピクセルを備えるサブブロックの予測残差が、ユニット８３６および８３８による処理の後に符号化されることが可能である。再構築された残差が、予測に再び足されて、位置（２ｎ，２ｍ）におけるピクセルを備える再構築されたサブブロックが得られることが可能である。図１７（Ｄ）に示されるとおり、位置（２ｎ，２ｍ＋１）における残りのピクセルを備えるサブブロック、および位置（２ｎ＋１，２ｍ）における残りのピクセルを備えるサブブロックが、例えば、それぞれ、矢印１７２２および矢印１７２４を使用して、再構築されているピクセルを使用する補間によって予測されることが可能である。

【0067】

図１６（Ｃ）、図１７（Ｃ）、および図１７（Ｄ）における補間プロセスは、バイリニアフィルタ（例えば、単純平均）、４タップもしくは６タップのＩＤフィルタ、および／または４×４もしくは６×６の２Ｄ非分離フィルタなどの、ただし、以上には限定されない、様々な特性（例えば、様々なタップ長、および様々な係数）の補間フィルタを用いることが可能である。ＭＤＳ−ＩＰ実施が例としてＤＣ予測モードを使用して本明細書で説明されるが、他の無方向性予測モード（例えば、平面予測モード）に関するＭＤＳ−ＩＰ実施も実質的に同様であり得る。

【0068】

ＭＤＳ−ＩＰは、多種多様な予測モードに適用可能であり得る。異なる予測モードに関するＭＤＳ−ＩＰ実施は、異なり得るが、それらのＭＤＳ−ＩＰ実施は、一般に、２ステップの手順を備えることが可能である。例えば、第１のステップで、入力ビデオブロック内のピクセルの一部分（例えば、１／２または１／４）を備えるサブサンプリングされたブロックが、モード依存のサブサンプリングプロセスを適用することによって生成されることが可能である。サブサンプリングされたブロックは、予測モードに基づいて予測されることが可能であり、サブサンプリングされたブロックの予測残差が、計算され、符号化されて、再構築された残差が得られることが可能である。次に、再構築されたサブサンプリングされたブロックが生成されることが可能である。例えば、第２のステップで、入力ビデオブロック内の残りのピクセルを備える１または複数のサブブロックが、既に符号化された隣接するピクセル、およびそれまでに生成されている再構築されたサブサンプリングされたブロックから補間することによって予測されることが可能である。特定の補間プロセス（例えば、補間フィルタ、補間方向など）は、予測モードに依存することが可能である。入力ビデオブロック内の残りのピクセルを備える１または複数のサブブロックの予測残差が、符号化されることが可能である。

【0069】

本明細書で説明されるとおり、欠落したピクセルを含むサブブロックが、カスケードされた（例えば、多段の）様態で予測され、再構築されることが可能である。例えば、第１の位置（例えば、図１２に関連する位置（２ｎ，２ｍ））におけるピクセルが、再構築されたサブブロックの第１の部分と呼ばれ得る。第２の位置（例えば、図１２に関連する位置（２ｎ，２ｍ＋１）および／または位置（２ｎ＋１，２ｍ））におけるピクセルが、再構築されたサブブロックの第２の部分と呼ばれ得る。再構築されたサブブロックの第２の部分が、再構築されたサブブロックの生成された第１の部分に少なくとも部分的に基づいて生成されることが可能である（例えば、図１２（Ｄ）、図１３（Ｄ）、図１４（Ｄ）などに示されるとおり）。再構築されたサブブロックの第２の部分を生成するのに使用される変換パラメータおよび量子化パラメータ（例えば、第３のセット）は、サブブロックの再構築された残差を生成するのに使用されるセットの変換パラメータおよび量子化パラメータ（例えば、第１のセット）、または再構築されたサブブロックの第１の部分を生成するのに使用される変換パラメータおよび量子化パラメータ（例えば、第２のセット）と同一であることが可能である。

【0070】

実施形態は、所望される結果を実現するための様々なアプローチを利用することが可能である。例えば、サブサンプリングされたブロック（例えば、ＭＤＳ−ＩＰの第１のステップ中、および／または第２のステップ中に生成された）のうちの１または複数が、正方形ではないことが可能である。非正方形のサブサンプリングされたブロックのために設計された２Ｄ変換、および適切な係数スキャン順序が、設計され、適用されることが可能である。正方形２Ｄ変換、およびスキャン順序が、非正方形の長方形サブブロックに適用されることが可能である。

【0071】

ＭＤＳ−ＩＰの第１のステップ（例えば、ユニット８３２および８３４）における残差符号化プロセスとＭＤＳ−ＩＰの第２のステップ（例えば、ユニット８３６および８３８）における残差符号化プロセスは、同一であることも、同一でないことも可能である。これらのステップ中に同一の変換パラメータおよび量子化パラメータ、または異なる変換パラメータおよび量子化パラメータが適用されることが可能である。変換ユニット１０４、量子化ユニット１０６、逆量子化ユニット１１０、および逆変換ユニット１１２（図１に示される）のうちの１または複数が、ＭＤＳ−ＩＰ処理によって使用されることが可能である。

【0072】

モード依存の補間プロセス（例えば、モード依存の補間ユニット８４４によって実行される）が、欠落したサンプルを含むサブサンプリングされた１または複数のブロックに関する予測信号を生成し、その後、再構築されている欠落したサンプルを含むサブサンプリングされた１または複数のブロックに関する残差を生成することが可能である。予測および残差の生成は、例えば、欠落したサンプルを含むその１または複数のサブブロックの第１の部分が最初に符号化されることが可能であり、次に、欠落したサンプルを含むその１または複数のサブブロックの第２の部分を予測し、符号化するのに使用されることが可能である、カスケードされた様態で実行され得る。

【0073】

ＭＤＳ−ＩＰ処理の第１のステップ中、およびＭＤＳ−ＩＰ処理の第２のステップ中に生成された予測残差が、符号化されることが可能である。ＭＤＳ−ＩＰの第２のステップ中に生成された予測残差の少なくともいくつかは、符号化されないことが可能である。

【0074】

図１８は、通信システム１８００の例を示す図である。エンコーダ１８０２が、接続１８０８を介して通信ネットワーク１８０４と通信状態にあることが可能である。エンコーダ１８０２は、本明細書で説明されるとおりＭＤＳ−ＩＰ処理を利用することが可能である。接続１８０８は、有線接続であっても、ワイヤレス接続であってもよい。デコーダ１８０６が、接続１８１０を介して通信ネットワーク１８０４と通信状態にあることが可能である。エンコーダ１８０６は、本明細書で説明されるとおりＭＤＳ−ＩＰ処理を利用することが可能である。接続１８１０は、有線接続であっても、ワイヤレス接続であってもよい。通信ネットワーク１８０４は、本明細書で説明されるとおり、例えば、適切なタイプの通信システムであることが可能である。エンコーダ１８０６は、デジタルテレビ、ワイヤレス通信デバイス、ワイヤレスブロードキャストシステム、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータもしくはデスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、デジタルカメラ、デジタル記録デバイス、ビデオゲームデバイス、ビデオゲームコンソール、セルラ無線電話機もしくは衛星無線電話機、デジタルメディアプレーヤなどの、ただし、以上には限定されない多種多様な端末装置のいずれかに組み込まれることが可能である。

【0075】

図１９Ａは、開示される１または複数の実施形態が実施され得る例示的な通信システム１００の図である。通信システム１９００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ワイヤレスユーザに供給する多元接続システムであり得る。通信システム１９００は、ワイヤレス帯域幅を含むシステムリソースの共有を介して、複数のワイヤレスユーザが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ことができる。例えば、通信システム１９００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可能である。

【0076】

図１９Ａに示されるとおり、通信システム１９００は、ワイヤレス送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃ、１９０２ｄ、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１９０３／１９０４／１９０５、コアネットワーク１９０６／１９０７／１９０９、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１９０８、インターネット１９１０、および他のネットワーク１９１２を含み得るが、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することが理解されよう。ＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃ、１９０２ｄのそれぞれは、ワイヤレス環境において動作し、さらに／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ことが可能である。例として、ＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃ、１９０２ｄは、ワイヤレス信号を送信するように、さらに／または受信するように構成されることが可能であり、さらにユーザ機器（ＵＥ）、移動局、固定加入者ユニットもしくはモバイル加入者ユニット、ポケットベル、セルラ電話機、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、ワイヤレスセンサ、家庭用電子機器、または圧縮されたビデオ通信を受信して、処理することができる他の任意の端末装置を含むことが可能である。

【0077】

また、通信システム１９００は、基地局１９１４ａおよび基地局１９１４ｂを含むことも可能である。基地局１９１４ａ、基地局１９１４ｂのそれぞれは、コアネットワーク１９０６／１９０７／１９０９、インターネット１９１０、および／またはネットワーク１９１２などの１または複数の通信ネットワークに対するアクセスを円滑にするようにＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃ、１９０２ｄのうちの少なくとも１つとワイヤレスでインターフェースをとるように構成された任意のタイプのデバイスであり得る。例として、基地局１９１４ａ、１９１４ｂは、基地局トランシーバ（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）、ワイヤレスルータなどであり得る。基地局１９１４ａ、１９１４ｂはそれぞれ、単一の要素として示されるが、基地局１９１４ａ、１９１４ｂは、任意の数の互いに接続された基地局および／またはネットワーク要素を含み得ることが理解されよう。

【0078】

基地局１９１４ａ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）、中継ノードなどの他のネットワーク要素（図示せず）を含むことも可能なＲＡＮ１９０３／１９０４／１９０５の一部であり得る。基地局１９１４ａおよび／または基地局１９１４ｂは、セル（図示せず）と呼ばれ得る特定の地域内でワイヤレス信号を送信するように、さらに／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ることが可能である。例えば、基地局１９１４ａに関連するセルが、３つのセクタに分割されることが可能である。このため、一実施形態において、基地局１９１４ａが、３つの、すなわち、セルの各セクタにつき１つのトランシーバを含むことが可能である。別の実施形態において、基地局１９１４ａが、多入力多出力（ＭＩＭＯ）技術を使用することが可能であり、従って、セルの各セクタにつき複数のトランシーバを利用することが可能である。

【0079】

基地局１９１４ａ、１９１４ｂは、任意の適切なワイヤレス通信リンク（例えば、無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外線（ＩＲ）、紫外線（ＵＶ）、可視光など）であり得る無線インターフェース１９１５／１９１６／１９１７を介してＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃ、１９０２のうちの１または複数と通信することが可能である。無線インターフェース１９１５／１９１６／１９１７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得る。

【0080】

より詳細には、前述したとおり、通信システム１９００は、多元接続システムであることが可能であり、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ−ＦＤＭＡなどの１または複数のチャネルアクセススキームを使用することが可能である。例えば、ＲＡＮ１９０３／１９０４／１９０５における基地局１９１４ａ、およびＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃが、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ（登録商標））を使用して無線インターフェース１９１５／１９１６／１９１７を確立することが可能な、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションズシステム（ＵＭＴＳ）地上無線アクセス（ＵＴＲＡ）などの無線技術を実施することが可能である。ＷＣＤＭＡは、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）および／または発展型ＨＳＰＡ（ＨＳＰＡ＋）などの通信プロトコルを含み得る。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）を含み得る。

【0081】

別の実施形態において、基地局１９１４ａ、およびＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃが、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）を使用して無線インターフェース１９１５／１９１６／１９１７を確立することが可能な、発展型ＵＭＴＳ地上無線アクセス（Ｅ−ＵＴＲＡ）などの無線技術を実施することが可能である。

【0082】

他の実施形態において、基地局１９１４ａ、およびＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃが、ＩＥＥＥ８０２．１６（すなわち、ワールドワイドインターオペラビリティフォーマイクロウェイブアクセス（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）（ＷｉＭＡＸ））、ＣＤＭＡ２０００、ＣＤＭＡ２０００ ＩＸ、ＣＤＭＡ２０００ ＥＶ−ＤＯ、暫定標準２０００（ＩＳ−２０００）、暫定標準９５（ＩＳ−９５）、暫定標準８５６（ＩＳ−８５６）、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）（ＧＭＳ）、エンハンストデータレートフォーＧＳＭエボリューション（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ ｒａｔｅｓ ｆｏｒ ＧＳＭ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）（ＥＤＧＥ）、ＧＳＭ ＥＤＧＥ（ＧＥＲＡＮ）などの無線技術を実施することが可能である。

【0083】

図１９Ａの基地局１９１４ａは、例えば、ワイヤレスルータ、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ることが可能であり、さらに職場、自宅、車両、キャンパスなどの局所的な区域内のワイヤレス接続を円滑にするために適切なＲＡＴを利用することが可能である。一実施形態において、基地局１９１４ｂ、およびＷＴＲＵ１９０２ｃ、１９０２ｄが、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を確立するようにＩＥＥＥ８０２．１１などの無線技術を実施することが可能である。別の実施形態において、基地局１９１４ｂ、およびＷＴＲＵ１９０２ｃ、１９０２ｄが、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）を確立するようにＩＥＥＥ８０２．１５などの無線技術を実施することが可能である。さらに別の実施形態において、基地局１９１４ｂ、およびＷＴＲＵ１９０２ｃ、１９０２ｄが、ピコセルまたはフェムトセルを確立するようにセルラベースのＲＡＴ（例えば、ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなどの）を利用することが可能である。図１９Ａに示されるとおり、基地局１９１４ｂは、インターネット１９１０に対する直接の接続を有することが可能である。このため、基地局１９１４ｂは、コアネットワーク１９０６／１９０７／１９０９を介してインターネット１９１０にアクセスすることを要求されない可能性がある。

【0084】

ＲＡＮ１９０３／１９０４／１９０５が、ＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃ、１９０２ｄのうちの１または複数に音声、データ、アプリケーション、および／またはボイスオーバーインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）サービスを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り得るコアネットワーク１９０６と通信状態にあることが可能である。例えば、コアネットワーク１９０６／１９０７／１９０９が、呼制御、料金請求サービス、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、ビデオ配信などを提供することが可能であり、さらに／またはユーザ認証などの高レベルのセキュリティ機能を実行することが可能である。図１９Ａには示されないものの、ＲＡＮ１９０３／１９０４／１９０５、および／またはコアネットワーク１９０６／１９０７／１９０９は、ＲＡＮ１９０３／１９０４／１９０５と同一のＲＡＴを使用する、または異なるＲＡＴを使用する他のＲＡＮと直接、または間接の通信状態にあることが可能であることが理解されよう。例えば、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を利用していることが可能なＲＡＮ１９０３／１９０４／１９０５に接続されていることに加えて、コアネットワーク１９０６／１９０７／１９０９は、ＧＳＭ無線技術を使用する別のＲＡＮ（図示せず）と通信状態にあることも可能である。

【0085】

また、コアネットワーク１９０６／１９０７／１９０９は、ＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃ、１９０２ｄがＰＳＴＮ１９０８、インターネット１９１０、および／または他のネットワーク１９１２にアクセスするゲートウェイの役割をすることも可能である。ＰＳＴＮ１９０８は、普通の従来の電話サービス（ＰＯＴＳ）を提供する回線交換電話網を含み得る。インターネット１９１０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）などの一般的な通信プロトコルを使用する互いに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地球規模のシステムを含み得る。ネットワーク１９１２は、他のサービスプロバイダによって所有され、さらに／または運用される有線通信ネットワークもしくはワイヤレス通信ネットワークを含み得る。例えば、ネットワーク１９１２は、ＲＡＮ１９０３／１９０４／１９０５と同一のＲＡＴを使用することも、異なるＲＡＴを使用することも可能な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み得る。

【0086】

通信システム１９００内のＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃ、１９０２ｄのいくつか、またはすべてが、マルチモード機能を含むことが可能であり、すなわち、ＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃ、１９０２ｄは、様々なワイヤレスリンクを介して様々なワイヤレスネットワークと通信するための複数のトランシーバを含むことが可能である。例えば、図１９Ａに示されるＷＴＲＵ１９０２ｃが、セルラベースの無線技術を使用することが可能な基地局１９１４ａ、およびＩＥＥＥ８０２無線技術を使用することが可能な基地局１９１４ｂと通信するように構成され得る。

【0087】

図１９Ｂは、例示的なＷＴＲＵ１９０２のシステム図である。図１９Ｂに示されるとおり、ＷＴＲＵ１９０２は、プロセッサ１９１８と、トランシーバ１９２０と、送信／受信要素１９２２と、スピーカ／マイクロフォン１９２４と、キーパッド１９２６と、ディスプレイ／タッチパッド１９２８と、非リムーバブルメモリ１９０６と、リムーバブルメモリ１９３２と、電源装置１９３４と、全地球測位システム（ＧＰＳ）チップセット１９３６と、他の周辺装置１９３８とを含み得る。ＷＴＲＵ１９０２は、実施形態と合致したままで、前述の要素の任意の部分的組み合わせを含み得ることが理解されよう。また、実施形態は、基地局１９１４ａおよび１９１４ｂ、ならびに／または、とりわけ、基地局トランシーバ（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などの基地局１９１４ａおよび１９１４ｂが代表することが可能なノードが、図１Ｂに示され、本明細書で説明される要素のうちのいくつかまたはすべてを含み得ることを企図する。

【0088】

プロセッサ１９１８は、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来のプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに関連する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、他の任意のタイプの集積回路（ＩＣ）、状態マシンなどであり得る。プロセッサ１９１８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ＷＴＲＵ１９０２がワイヤレス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ことが可能である。プロセッサ１９１８は、送信／受信要素１９２２に結合されることが可能なトランシーバ１９２０に結合され得る。図１９Ｂは、プロセッサ１９１８およびトランシーバ１９２０を別々の構成要素として示すが、プロセッサ１９１８とトランシーバ１９２０は、電子パッケージまたは電子チップの中で一体化されてもよいことが理解されよう。

【0089】

送信／受信要素１９２２は、無線インターフェース１９１５／１９１６／１９１７を介して基地局（例えば、基地局１９１４ａ）に信号を送信するように、または基地局（例えば、基地局１９１４ａ）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１９２２は、ＲＦ信号を送信するように、さらに／または受信するように構成されたアンテナであり得る。別の実施形態において、送信／受信要素１９２２は、例えば、ＩＲ信号、ＵＶ信号、または可視光信号を送信するように、さらに／または受信するように構成されたエミッタ／検出器であり得る。さらに別の実施形態において、送信／受信要素１９２２は、ＲＦ信号と光信号をともに送受信するように構成され得る。送信／受信要素１９２２は、ワイヤレス信号の任意の組み合わせを送信するように、さらに／または受信するように構成され得ることが理解されよう。

【0090】

さらに、送信／受信要素１９２２は、単一の要素として図１９Ｂに示されるが、ＷＴＲＵ１９０２は、任意の数の送信／受信要素１９２２を含み得る。より詳細には、ＷＴＲＵ１９０２は、ＭＩＭＯ技術を使用することが可能である。このため、一実施形態において、ＷＴＲＵ１９０２は、無線インターフェース１９１５／１９１６／１９１７を介してワイヤレス信号を送受信するための２つ以上の送信／受信要素１９２２（例えば、複数のアンテナ）を含み得る。

【0091】

トランシーバ１９２０は、送信／受信要素１９２２によって送信されるべき信号を変調するように、さらに送信／受信要素１９２２によって受信される信号を復調するように構成され得る。前述したとおり、ＷＴＲＵ１９０２は、マルチモード機能を有することが可能である。このため、トランシーバ１９２０は、ＷＴＲＵ１９０２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トランシーバを含み得る。

【0092】

ＷＴＲＵ１９０２のプロセッサ１９１８は、スピーカ／マイクロフォン１９２４、キーパッド１９２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド１９２８（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）ディスプレイユニットまたは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイユニット）に結合されることが可能であり、さらにスピーカ／マイクロフォン１９２４、キーパッド１９２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド１９２８からユーザ入力を受信することが可能である。また、プロセッサ１９１８は、スピーカ／マイクロフォン１９２４、キーパッド１９２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド１９２８にユーザデータを出力することも可能である。さらに、プロセッサ１９１８は、非リムーバブルメモリ１９０６および／またはリムーバブルメモリ１９３２などの任意のタイプの適切なメモリからの情報にアクセスすること、およびそのようなメモリの中にデータを格納することが可能である。非リムーバブルメモリ１９０６は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、または他の任意のタイプのメモリストレージデバイスを含み得る。リムーバブルメモリ１９３２は、加入者ＩＤ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み得る。他の実施形態において、プロセッサ１９１８は、サーバ上、またはホームコンピュータ（図示せず）上などの、ＷＴＲＵ１９０２上に物理的に配置されていないメモリからの情報にアクセスすること、およびそのようなメモリの中にデータを格納することが可能である。

【0093】

プロセッサ１９１８は、電源装置１９３４から電力を受信することが可能であり、さらにＷＴＲＵ１９０２におけるその他の構成要素に対する電力を配電するように、さらに／または制御するように構成されることが可能である。電源装置１９３４は、ＷＴＲＵ１９０２に電力を供給するための任意の適切なデバイスであり得る。例えば、電源装置１９３４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、燃料電池などを含み得る。

【0094】

また、プロセッサ１９１８は、ＷＴＲＵ１９０２の現在の位置に関する位置情報（例えば、経度と緯度）をもたらすように構成され得るＧＰＳチップセット１９３６に結合されることも可能である。ＧＰＳチップセット１９３６からの情報に加えて、またはそのような情報の代わりに、ＷＴＲＵ１９０２は、基地局（例えば、基地局１９１４ａ、１９１４ｂ）から無線インターフェース１９１５／１９１６／１９１７を介して位置情報を受信してもよく、さらに／または近くの２つ以上の基地局から受信されている信号のタイミングに基づいてＷＴＲＵ１９０２の位置を特定してもよい。ＷＴＲＵ１９０２は、実施形態と合致したままでありながら、任意の適切な位置特定方法によって位置情報を獲得することが可能であることが理解されよう。

【0095】

プロセッサ１９１８は、さらなるフィーチャ、機能、および／または有線接続もしくはワイヤレス接続をもたらすことが可能な１または複数のソフトウェアおよび／またはハードウェアを含み得る、他の周辺装置１９３８にさらに結合されることが可能である。例えば、周辺装置１９３８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（写真またはビデオのための）、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み得る。

【0096】

図１９Ｃは、実施形態によるＲＡＮ１９０３およびコアネットワーク１９０６のシステム図である。前述したとおり、ＲＡＮ１９０３は、ＵＴＲＡ無線技術を使用して、無線インターフェース１９１５を介してＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃと通信することが可能である。また、ＲＡＮ１９０４は、コアネットワーク１９０６と通信状態にあることも可能である。図１９Ｃに示されるとおり、ＲＡＮ１９０３は、無線インターフェース１９１５を介してＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃと通信するための１または複数のトランシーバをそれぞれが含むことが可能な、ノードＢ１９４０ａ、１９４０ｂ、１９４０ｃを含み得る。ノードＢ１９４０ａ、１９４０ｂ、１９４０ｃはそれぞれ、ＲＡＮ１９０３内の特定のセル（図示せず）に関連することが可能である。また、ＲＡＮ１９０３は、ＲＮＣ１９４２ａ、１９４２ｂを含むことも可能である。ＲＡＮ１９０３は、実施形態と合致したままでありながら、任意の数のノードＢおよびＲＮＣを含み得ることを理解されたい。

【0097】

図１９Ｃに示されるとおり、ノード１９４０ａ，１９４０ｂが、ＲＮＣ１９４２ａと通信状態にあることが可能である。さらに、ノードＢ１９４０ｃが、ＲＮＣ１９４２ｂと通信状態にあることが可能である。ノードＢ１９４０ａ、１９４０ｂ、１９４０ｃは、Ｉｕｂインターフェースを介してそれぞれのＲＮＣ１９４２ａ、１９４２ｂと通信することが可能である。ＲＮＣ１９４２ａ、１９４２ｂは、Ｉｕｒインターフェースを介して互いに通信状態にあることが可能である。ＲＮＣ１９４２ａ、１９４２ｂのそれぞれが、ＲＮＣ１９４２ａ、１９４２ｂが接続されているそれぞれのノードＢ１９４０ａ、Ｂ１９４０ｂ、Ｂ１９４０ｃを制御するように構成され得る。さらに、ＲＮＣ１９４２ａ、１９４２ｂのそれぞれが、外部ループ電力制御、負荷制御、受付制御、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、データ暗号化などの他の機能を実行するように、またはサポートするように構成され得る。

【0098】

図１９Ｃに示されるコアネットワーク１９０６は、メディアゲートウェイ（ＭＧＷ）１９４４、移動交換局（ＭＳＣ）１９４６、サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）１９４８、および／またはゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）１９５０を含み得る。前述の要素のそれぞれは、コアネットワーク１９０６の一部として示されるが、これらの要素のうちのいずれの要素も、コアネットワーク運用者以外のエンティティによって所有され、さらに／または運用されることが可能であることが理解されよう。

【0099】

ＲＡＮ１９０３におけるＲＮＣ１９４２ａが、ＩｕＣＳインターフェースを介してコアネットワーク１９０６におけるＭＳＣ１９４６に接続されることが可能である。ＭＳＣ１９４６は、ＭＧＷ１９４４に接続されることが可能である。ＭＳＣ１９４６およびＭＧＷ１９４４は、ＰＳＴＮ１９０８などの回線交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃに提供して、ＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃと従来の陸線通信デバイスの間の通信を円滑にすることが可能である。

【0100】

また、ＲＡＮ１９０３におけるＲＮＣ１９４２ａは、ＩｕＰＳインターフェースを介してコアネットワーク１９０６におけるＳＧＳＮ１９４８に接続されることも可能である。ＳＧＳＮ１９４８は、ＧＧＳＮ１９５０に接続されることが可能である。ＳＧＳＮ１９４８およびＧＧＳＮ１９５０は、インターネット１９１０などのパケット交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃに提供して、ＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃとＩＰ対応のデバイスの間の通信を円滑にすることが可能である。

【0101】

前述したとおり、コアネットワーク１９０６は、他のサービスプロバイダによって所有され、さらに／または運用される他の有線ネットワークもしくはワイヤレスネットワークを含み得るネットワーク１９１２に接続されることも可能である。

【0102】

図１９Ｄは、別の実施形態によるＲＡＮ１９０４およびコアネットワーク１９０７のシステム図である。前述したとおり、ＲＡＮ１９０４は、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を使用して、無線インターフェース１９１６を介してＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃと通信することが可能である。また、ＲＡＮ１９０４は、コアネットワーク１９０７と通信状態にあることも可能である。

【0103】

ＲＡＮ１９０４は、ｅノードＢ１９６０ａ、１９６０ｂ、１９６０ｃを含み得るが、ＲＡＮ１９０４は、実施形態と合致したままでありながら、任意の数のｅノードＢを含み得ることが理解されよう。ｅノードＢ１９６０ａ、１９６０ｂ、１９６０ｃはそれぞれ、無線インターフェース１９１６を介してＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃと通信するための１または複数のトランシーバを含み得る。一実施形態において、ｅノードＢ１９６０ａ、１９６０ｂ、１９６０ｃは、ＭＩＭＯ技術を実施することが可能である。このため、例えば、ｅノードＢ１９６０ａが、複数のアンテナを使用して、ＷＴＲＵ１９０２ａにワイヤレス信号を送信すること、およびＷＴＲＵ１９０２ａからワイヤレス信号を受信することが可能である。

【0104】

ｅノードＢ１９６０ａ、１９６０ｂ、１９６０ｃのそれぞれは、特定のセル（図示せず）に関連することが可能であり、さらに無線リソース管理決定、ハンドオーバ決定、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扱うように構成されることが可能である。図１９Ｄに示されるとおり、ｅノードＢ１９６０ａ、１９６０ｂ、１９６０ｃは、Ｘ２インターフェースを介して互いに通信することが可能である。

【0105】

図１９Ｄに示されるコアネットワーク１９０７は、モビリティ管理ゲートウェイ（ＭＭＥ）１９６２、サービングゲートウェイ１９６４、およびパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ１９６６を含み得る。前述の要素のそれぞれは、コアネットワーク１９０７の一部として示されるが、これらの要素のうちのいずれの要素も、コアネットワーク運用者以外のエンティティによって所有され、さらに／または運用され得ることを理解されたい。

【0106】

ＭＭＥ１９６２は、Ｓ１インターフェースを介してＲＡＮ１９０４におけるｅノードＢ１９６０ａ、１９６０ｂ、１９６０ｃのそれぞれに接続されることが可能であり、さらに制御ノードの役割をすることが可能である。例えば、ＭＭＥ１９６２は、ＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃのユーザを認証すること、ベアラ活性化／不活性化、ＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃの初期接続中に特定のサービングゲートウェイを選択することを担い得る。また、ＭＭＥ１９６２は、ＲＡＮ１９０４と、ＧＳＭまたはＷＣＤＭＡなどの他の無線技術を使用する他のＲＡＮ（図示せず）の間で切り換えを行うための制御プレーン機能を提供することも可能である。

【0107】

サービングゲートウェイ１９６４は、Ｓ１インターフェースを介してＲＡＮ１９０４におけるｅノードＢ１９６０ａ、１９６０ｂ、１９６０ｃのそれぞれに接続され得る。サービングゲートウェイ１９６４は、一般に、ＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃに／からユーザデータパケットをルーティングして、転送することが可能である。また、サービングゲートウェイ１９６４は、ｅノードＢ間ハンドオーバ中にユーザプレーンをアンカリングすること、ＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃにダウンリンクデータが利用可能である場合にページングをトリガすること、ＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃのコンテキストを管理し、格納することなどの、他の機能を実行することも可能である。

【0108】

また、サービングゲートウェイ１９６４は、インターネット１９１０などのパケット交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃに提供して、ＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃとＩＰ対応のデバイスの間の通信を円滑にすることが可能であるＰＤＮゲートウェイ１９６６に接続されることも可能である。

【0109】

コアネットワーク１９０７は、他のネットワークとの通信を円滑にすることが可能である。例えば、コアネットワーク１９０７は、ＰＳＴＮ１９０８などの回線交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃに提供して、ＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃと従来の陸線通信デバイスの間の通信を円滑にすることが可能である。例えば、コアネットワーク１９０７は、コアネットワーク１９０７とＰＳＴＮ１９０８の間のインターフェースの役割をする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）を含むことが可能であり、またはそのようなＩＰゲートウェイと通信することが可能である。さらに、コアネットワーク１９０７は、他のサービスプロバイダによって所有され、さらに／または運用される他の有線ネットワークもしくはワイヤレスネットワークを含み得るネットワーク１９１２へのアクセスをＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃに提供することが可能である。

【0110】

図１９Ｅは、別の実施形態によるＲＡＮ１９０５およびコアネットワーク１９０９のシステム図である。ＲＡＮ１９０５は、ＩＥＥＥ８０２．１６無線技術を使用して、無線インターフェース１９１７を介してＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃと通信するアクセスサービスネットワーク（ＡＳＮ）であり得る。後段でさらに説明されるとおり、ＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃ、ＲＡＮ１９０５、およびコアネットワーク１９０９の様々な機能エンティティの間の通信リンクは、基準ポイントとして定義され得る。

【0111】

図１９Ｅに示されるとおり、ＲＡＮ１９０５は、基地局１９８０ａ、１９８０ｂ、１９８０ｃ、およびＡＳＮゲートウェイ１９８２を含み得るが、ＲＡＮ１９０５は、実施形態と合致したままでありながら、任意の数の基地局およびＡＳＮゲートウェイを含み得ることが理解されよう。基地局１９８０ａ、１９８０ｂ、１９８０ｃはそれぞれ、ＲＡＮ１９０５における特定のセル（図示せず）に関連することが可能であり、さらにそれぞれ、無線インターフェース１９１７を介してＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃ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可能である。一実施形態において、基地局１９８０ａ、１９８０ｂ、１９８０ｃは、ＭＩＭＯ技術を実施することが可能である。このため、例えば、基地局１９８０ａが、複数のアンテナを使用して、ＷＴＲＵ１９０２ａにワイヤレス信号を送信すること、およびＷＴＲＵ１９０２ａからワイヤレス信号を受信することが可能である。また、基地局１９８０ａ、１９８０ｂ、１９８０ｃは、ハンドオフトリガ、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）ポリシー執行などのモビリティ管理機能を提供することも可能である。ＡＳＮゲートウェイ１９８２は、トラフィック集約ポイントの役割をすることが可能であり、さらにページング、加入者プロファイルのキャッシング、コアネットワーク１９０９へのルーティングなどを担うことが可能である。

【0112】

ＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃとＲＡＮ１９０５の間の無線インターフェース１９１７は、ＩＥＥＥ８０２．１６規格を実施するＲ１基準ポイントとして定義され得る。さらに、ＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃのそれぞれが、コアネットワーク１９０９との論理インターフェース（図示せず）を確立することが可能である。ＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃとコアネットワーク１９０９の間の論理インターフェースは、Ｒ２基準ポイントとして定義されることが可能であり、Ｒ２基準ポイントは、認証、許可、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得る。

【0113】

基地局１９８０ａ、１９８０ｂ、１９８０ｃのそれぞれの間の通信リンクは、ＷＴＲＵハンドオーバ、および基地局間のデータの転送を円滑にするためのプロトコルを含むＲ８基準ポイントとして定義され得る。基地局１９８０ａ、１９８０ｂ、１９８０ｃとＡＳＮゲートウェイ１９８２の間の通信リンクは、Ｒ６基準ポイントとして定義され得る。Ｒ６基準ポイントは、ＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃのそれぞれに関連するモビリティイベントに基づいてモビリティ管理を円滑にするためのプロトコルを含み得る。

【0114】

図１９Ｅに示されるとおり、ＲＡＮ１９０５は、コアネットワーク１９０９に接続され得る。ＲＡＮ１０５とコアネットワーク１９０９の間の通信リンクは、例えば、データ転送機能およびモビリティ管理機能を円滑にするためのプロトコルを含むＲ３基準ポイントとして定義され得る。コアネットワーク１９０９は、モバイルＩＰホームエージェント（ＭＩＰ−ＨＡ）１９８４、認証−許可−アカウンティング（ＡＡＡ）サーバ１９８６、およびゲートウェイ１９８８を含み得る。前述の要素のそれぞれは、コアネットワーク１９０９の一部として示されるが、これらの要素のうちのいずれの要素も、コアネットワーク運用者以外のエンティティによって所有され、さらに／または運用され得ることが理解されよう。

【0115】

ＭＩＰ−ＨＡ１９８４は、ＩＰアドレス管理を担うことが可能であり、さらにＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃが、異なるＡＳＮ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できるようにすることが可能である。ＭＩＰ−ＨＡ１９８４は、インターネット１９１０などのパケット交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃに提供して、ＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃとＩＰ対応のデバイスの間の通信を円滑にすることが可能である。ＡＡＡサーバ１９８６は、ユーザ認証を担うとともに、ユーザサービスをサポートすることを担うことが可能である。ゲートウェイ１９８８は、他のネットワークとのインターワーキングを円滑にすることが可能である。例えば、ゲートウェイ１９８８は、ＰＳＴＮ１９０８などの回線交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃに提供して、ＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃと従来の陸線通信デバイスの間の通信を円滑にすることが可能である。さらに、ゲートウェイ１９８８は、他のサービスプロバイダによって所有され、さらに／または運用される他の有線ネットワークもしくはワイヤレスネットワークを含み得るネットワーク１９１２へのアクセスをＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃに提供することが可能である。

【0116】

図１９Ｅには示されないものの、ＲＡＮ１９０５は、他のＡＳＮに接続されることが可能であり、さらにコアネットワーク１９０９は、他のコアネットワークに接続されることが可能であることが理解されよう。ＲＡＮ１９０５と他のＡＳＮとの間の通信リンクは、ＲＡＮ１９０５と他のＡＳＮの間でＷＴＲＵ１９０２ａ、１９０２ｂ、１９０２ｃ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可能なＲ４基準ポイントとして定義され得る。コアネットワーク１９０９と他のコアネットワークの間の通信リンクは、ホームコアネットワークと移動先コアネットワークの間のインターワーキングを円滑にするためのプロトコルを含むことが可能なＲ５基準として定義され得る。

【0117】

前述したプロセスは、コンピュータおよび／またはプロセッサによる実行のためにコンピュータ可読媒体に組み込まれたコンピュータプログラム、ソフトウェア、および／またはファームウェアとして実施され得る。コンピュータ可読媒体の例には、電子信号（有線接続および／またはワイヤレス接続を介して伝送される）、および／またはコンピュータ可読記憶媒体が含まれるが、以上には限定されない。コンピュータ可読記憶媒体の例には、読み取り専用メモリ（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、ハードディスクおよびリムーバブルディスクなどの、ただし、これらには限定されない磁気媒体、光磁気媒体、ならびに／またはＣＤ−ＲＯＭディスクおよび／もしくはデジタルバーサタイルディスクなどの光媒体が含まれるが、以上には限定されない。ソフトウェアに関連するプロセッサが、ＷＴＲＵ、ＵＥ、端末装置、基地局、ＲＮＣ，および／または任意のホストコンピュータにおいて使用されるように無線周波数トランシーバを実装するのに使用され得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19A】

【図19B】

【図19C】

【図19D】

【図19E】

【図20】