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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023164994
(43)【公開日】2023-11-14
(54)【発明の名称】３６０度ビデオ符号化のための適応的量子化
(51)【国際特許分類】
H04N 19/124 20140101AFI20231107BHJP
H04N 19/186 20140101ALI20231107BHJP
H04N 19/136 20140101ALI20231107BHJP
【ＦＩ】
H04N19/124
H04N19/186
H04N19/136
【審査請求】有
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023146935
(22)【出願日】2023-09-11
(62)【分割の表示】P 2019571297の分割
【原出願日】2018-06-21
(31)【優先権主張番号】62/522,976
(32)【優先日】2017-06-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．３ＧＰＰ
２．ＷＣＤＭＡ
(71)【出願人】
【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】弁理士法人谷・阿部特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】シャオユ・シュー
(72)【発明者】
【氏名】ユーウェン・ヘ
(72)【発明者】
【氏名】ヤン・イェ
(57)【要約】
【課題】３６０度ビデオ符号化のための量子化パラメータ（ＱＰ）を適応的に調整するシステム、手順および手段を提供する。
【解決手段】第１の領域のための第１のルーマＱＰを識別できる。第１のルーマＱＰに基づいて、第１の領域のための第１のクロマＱＰを決定できる。第２の領域のためのＱＰオフセットを識別できる。第１のルーマＱＰおよび／または第２の領域のためのＱＰオフセットに基づいて、第２の領域のための第２のルーマＱＰを決定できる。第１のクロマＱＰおよび／または第２の領域のためのＱＰオフセットに基づいて、第２の領域の第２のクロマＱＰを決定できる。第２の領域のための第２のルーマＱＰおよび／または第２の領域のための第２のクロマＱＰに基づいて、第２の領域について逆量子化を実行できる。ＱＰオフセットは、球面サンプリング密度に基づいて適応させることができる。
【選択図】図６A
【解決手段】第１の領域のための第１のルーマＱＰを識別できる。第１のルーマＱＰに基づいて、第１の領域のための第１のクロマＱＰを決定できる。第２の領域のためのＱＰオフセットを識別できる。第１のルーマＱＰおよび／または第２の領域のためのＱＰオフセットに基づいて、第２の領域のための第２のルーマＱＰを決定できる。第１のクロマＱＰおよび／または第２の領域のためのＱＰオフセットに基づいて、第２の領域の第２のクロマＱＰを決定できる。第２の領域のための第２のルーマＱＰおよび／または第２の領域のための第２のクロマＱＰに基づいて、第２の領域について逆量子化を実行できる。ＱＰオフセットは、球面サンプリング密度に基づいて適応させることができる。
【選択図】図６A
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の領域と関連付けられた第１のルーマ量子化パラメータ（ＱＰ）を識別するステップと、
前記第１のルーマＱＰに基づいて、前記第１の領域と関連付けられた第１のクロマＱＰを決定するステップと、
第２の領域と関連付けられたＱＰオフセットを識別するステップと、
前記第１のルーマＱＰと、前記第２の領域と関連付けられた前記ＱＰオフセットとに基づいて、前記第２の領域の第２のルーマＱＰを決定するステップと、
前記第１のクロマＱＰと、前記第２の領域と関連付けられた前記ＱＰオフセットとに基づいて、前記第２の領域の第２のクロマＱＰを決定するステップと、
前記第２の領域の前記第２のルーマＱＰと、前記第２の領域の前記第２のクロマＱＰとに基づいて、前記第２の領域について逆量子化を実行するステップと
を備える、３６０度ビデオをデコードする方法。
前記第１のルーマＱＰに基づいて、前記第１の領域と関連付けられた第１のクロマＱＰを決定するステップと、
第２の領域と関連付けられたＱＰオフセットを識別するステップと、
前記第１のルーマＱＰと、前記第２の領域と関連付けられた前記ＱＰオフセットとに基づいて、前記第２の領域の第２のルーマＱＰを決定するステップと、
前記第１のクロマＱＰと、前記第２の領域と関連付けられた前記ＱＰオフセットとに基づいて、前記第２の領域の第２のクロマＱＰを決定するステップと、
前記第２の領域の前記第２のルーマＱＰと、前記第２の領域の前記第２のクロマＱＰとに基づいて、前記第２の領域について逆量子化を実行するステップと
を備える、３６０度ビデオをデコードする方法。
【請求項2】
前記第１の領域は、アンカ符号化ブロックであり、前記第２の領域は、現在の符号化ブロックであり、前記第２の領域と関連付けられた前記ＱＰオフセットは、前記第２の領域の球面サンプリング密度に基づいて識別される請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記第１の領域は、現在の符号化ブロックを含むスライス、または、前記現在の符号化ブロックを含むピクチャであり、前記第２の領域は、前記現在の符号化ブロックであり、前記第２の領域と関連付けられた前記ＱＰオフセットは、前記第２の領域の球面サンプリング密度に基づいて識別される請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記第２の領域と関連付けられた前記ＱＰオフセットは、前記第２の領域の座標に基づいて識別される請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記第２の領域のための前記ＱＰオフセットは、ビットストリーム内のＱＰオフセットインジケーションに基づいて識別される請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記第２のルーマＱＰおよび前記第２のクロマＱＰは、符号化ユニットレベルまたは符号化ツリーユニットレベルで決定される請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記第２のクロマＱＰの前記決定するステップは、
加重係数を前記ＱＰオフセットに適用することによって、加重されたＱＰオフセットを決定することと、
前記加重されたＱＰオフセットを前記第１のクロマＱＰに適用することによって、前記第２のクロマＱＰを決定することと
を含む請求項１に記載の方法。
加重係数を前記ＱＰオフセットに適用することによって、加重されたＱＰオフセットを決定することと、
前記加重されたＱＰオフセットを前記第１のクロマＱＰに適用することによって、前記第２のクロマＱＰを決定することと
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項8】
ビットストリーム内のクロマＱＰ加重係数インジケーションを受信するステップと、
前記受信したクロマＱＰ加重係数インジケーションに基づいて、前記ＱＰオフセットのための前記加重係数を決定するステップと
をさらに備える請求項７に記載の方法。
前記受信したクロマＱＰ加重係数インジケーションに基づいて、前記ＱＰオフセットのための前記加重係数を決定するステップと
をさらに備える請求項７に記載の方法。
【請求項9】
プロセッサであって、
第１の領域と関連付けられた第１のルーマ量子化パラメータ（ＱＰ）を識別し、
前記第１のルーマＱＰに基づいて、前記第１の領域と関連付けられた第１のクロマＱＰを決定し、
第２の領域と関連付けられたＱＰオフセットを識別し、
前記第１のルーマＱＰと、前記第２の領域と関連付けられた前記ＱＰオフセットとに基づいて、前記第２の領域の第２のルーマＱＰを決定し、
前記第１のクロマＱＰと、前記第２の領域と関連付けられた前記ＱＰオフセットとに基づいて、前記第２の領域の第２のクロマＱＰを決定し、
前記第２の領域の前記第２のルーマＱＰと、前記第２の領域の前記第２のクロマＱＰとに基づいて、前記第２の領域について逆量子化を実行する
ように構成されたプロセッサ
を備えた、３６０度ビデオをデコードするデバイス。
第１の領域と関連付けられた第１のルーマ量子化パラメータ（ＱＰ）を識別し、
前記第１のルーマＱＰに基づいて、前記第１の領域と関連付けられた第１のクロマＱＰを決定し、
第２の領域と関連付けられたＱＰオフセットを識別し、
前記第１のルーマＱＰと、前記第２の領域と関連付けられた前記ＱＰオフセットとに基づいて、前記第２の領域の第２のルーマＱＰを決定し、
前記第１のクロマＱＰと、前記第２の領域と関連付けられた前記ＱＰオフセットとに基づいて、前記第２の領域の第２のクロマＱＰを決定し、
前記第２の領域の前記第２のルーマＱＰと、前記第２の領域の前記第２のクロマＱＰとに基づいて、前記第２の領域について逆量子化を実行する
ように構成されたプロセッサ
を備えた、３６０度ビデオをデコードするデバイス。
【請求項10】
前記第１の領域は、アンカ符号化ブロックであり、前記第２の領域は、現在の符号化ブロックであり、前記プロセッサは、前記第２の領域と関連付けられた前記ＱＰオフセットを、前記第２の領域の球面サンプリング密度に基づいて識別するように構成された請求項９に記載のデバイス。
【請求項11】
前記第１の領域は、現在の符号化ブロックと関連付けられたスライス、または、前記現在の符号化ブロックと関連付けられたピクチャであり、前記第２の領域と関連付けられた前記ＱＰオフセットは、前記第２の領域の球面サンプリング密度に基づいて識別される請求項９に記載のデバイス。
【請求項12】
前記第２のルーマＱＰおよび前記第２のクロマＱＰは、符号化ユニットレベルまたは符号化ツリーユニットレベルで決定される請求項９に記載のデバイス。
【請求項13】
前記第２の領域と関連付けられた前記ＱＰオフセットは、ビットストリームを介した前記第２の領域と関連付けられたＱＰオフセットインジケーションの受信、または前記第２の領域の座標のうちの少なくとも一方に基づいて識別される請求項９に記載のデバイス。
【請求項14】
前記プロセッサは、加重係数によって乗算された前記ＱＰオフセットに基づいて、前記第２の領域の前記第２のクロマＱＰを決定するように構成された請求項９に記載のデバイス。
【請求項15】
前記第２のクロマＱＰの前記決定は、
加重係数を前記ＱＰオフセットに適用することによって、加重されたＱＰオフセットを決定することと、
前記加重されたＱＰオフセットを前記第１のクロマＱＰに適用することによって、前記第２のクロマＱＰを決定することと
を含む請求項９に記載のデバイス。
加重係数を前記ＱＰオフセットに適用することによって、加重されたＱＰオフセットを決定することと、
前記加重されたＱＰオフセットを前記第１のクロマＱＰに適用することによって、前記第２のクロマＱＰを決定することと
を含む請求項９に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、３６０度ビデオ符号化のための適応的量子化に関する。
【背景技術】
【0002】
相互参照
本出願は、参照によって全体が説明されたかのように本明細書に組み込まれる、２０１７年６月２１日に出願された米国特許仮出願第６２／５２２９７６号の利益を主張する。
本出願は、参照によって全体が説明されたかのように本明細書に組み込まれる、２０１７年６月２１日に出願された米国特許仮出願第６２／５２２９７６号の利益を主張する。
【0003】
バーチャルリアリティ（ＶＲ）が、ますます我々の日常生活の中に入り込んできている。ＶＲは、ヘルスケア、教育、ソーシャルネットワーキング、工業デザイン／トレーニング、ゲーム、映画、ショッピング、エンターテイメントなどを含む、多くの応用分野を有する。ＶＲは、没入型の視聴体験をもたらすことができるので、ＶＲは、産業界および消費者の注目を集めている。ＶＲは視聴者を取り囲むバーチャル環境を作り出し、視聴者の本当に「そこにいる」ような感覚を生み出す。ＶＲ環境内において完全にリアルなフィーリングをいかにして提供するかは、ユーザの体験にとって重要である。例えばＶＲシステムは、姿勢、ジェスチャ、視線、音声などを通した対話をサポートすることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ユーザがＶＲ世界内のオブジェクトと自然な方法で対話することを可能にするために、ＶＲは、触覚フィードバックをユーザに提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
３６０度ビデオ符号化において、適応的量子化を実行することができる。本明細書において説明される３６０度ビデオコンテンツは、全天球ビデオコンテンツ、全方位ビデオコンテンツ、バーチャルリアリティ（ＶＲ）ビデオコンテンツ、パノラマビデオコンテンツ、没入型ビデオコンテンツ（例えば、６自由度を含むライトフィールドビデオコンテンツ）、点群ビデオコンテンツ、および／もしくはその他などを含むことができ、またはそれらであることができる。
【0006】
射影幾何学に基づいて、符号化領域ベースで、ルーマ量子化パラメータ（ＱＰ）調整と、クロマＱＰ調整とを実行することができる。例えば、ＱＰは、符号化ユニットレベル（例えば、ブロックレベル）において調整することができる。現在のブロックの球面サンプリング密度に基づいて、現在のブロックのためのＱＰオフセットを算出することができる。
【0007】
例えば、アンカ領域と関連付けられたルーマＱＰを識別することができる。ルーマＱＰに基づいて、アンカ領域と関連付けられたクロマＱＰを決定することができる。例えば、アンカ領域のためのルーマＱＰは、ビットストリームから解析することができ、アンカ領域のためのクロマＱＰは、解析されたルーマＱＰに基づいて算出することができる。現在の領域と関連付けられたＱＰオフセットを識別することができる。現在の領域のためのルーマＱＰは、例えば、アンカ領域のためのルーマＱＰと、現在の領域のためのＱＰオフセットとに基づいて、決定することができる。現在の領域のためのクロマＱＰは、アンカ領域のためのクロマＱＰと、現在の領域のためのＱＰオフセットとに基づいて、決定することができる。現在の領域のルーマＱＰと、クロマＱＰとに基づいて、現在の領域について逆量子化を実行することができる。
【0008】
アンカ領域は、アンカ符号化ブロックを含むことができ、またはアンカ符号化ブロックであることができる。アンカ領域は、現在の符号化ブロックと関連付けられたスライスまたはピクチャであることができる。ルーマＱＰおよび／またはクロマＱＰは、符号化ユニットレベルまたは符号化ツリーユニットレベルで決定することができる。ＱＰオフセットは、ビットストリーム内のＱＰオフセットインジケーションに基づいて、識別することができる。現在の符号化領域（例えば、現在のブロック、現在のスライス、現在の符号化ユニット、または現在の符号化ツリーユニットなど）のためのＱＰオフセットは、それの球面サンプリング密度に基づいて、算出または決定することができる。現在の符号化領域のためのＱＰオフセットは、現在の符号化領域の球面サンプリング密度と、アンカ領域の球面サンプリング密度との比較に基づいて、算出または決定することができる。ＱＰオフセットは、現在の符号化領域のロケーション（例えば、座標）に基づいて、算出することができる。
【0009】
ルーマＱＰについての調整と、クロマＱＰについての調整は、切り離すことができる。ルーマＱＰを調整するためのＱＰオフセットと、クロマＱＰを調整するためのＱＰオフセットは、異なることができる。クロマＱＰと、ルーマＱＰは、独立して調整することができる。現在の符号化領域のためのＱＰオフセットを算出することができる。ルーマＱＰは、算出されたＱＰオフセットに基づいて（例えば、現在の符号化領域のためのＱＰオフセットをアンカ領域のルーマＱＰに適用することによって）、調整することができる。算出されたＱＰオフセットは、クロマＱＰを調整するために適用される前に、加重されることができる。
【0010】
クロマＱＰは、加重係数によって加重されたＱＰオフセットに基づいて、決定することができる。加重係数は、ビットストリームで伝達することができる。クロマＱＰは、加重されたＱＰオフセットを使用して、調整することができる。加重されたＱＰオフセットは、加重係数を現在の領域のためのＱＰオフセットに適用することによって、生成することができる。クロマＱＰは、加重されたＱＰオフセットをアンカ領域のクロマＱＰに適用することによって、決定することができる。独立して調整されたルーマＱＰと、クロマＱＰとに基づいて、逆量子化を実行することができる。より詳細な理解は、添付の図面と併せて、例として与えられる、以下の説明から得ることができる。
【発明の効果】
【0011】
３６０度ビデオ符号化のための量子化パラメータ（ＱＰ）を適応的に調整するシステム、手順および手段を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1A】正距円筒図法（ＥＲＰ）を用いた２Ｄ平面への例示的な球面幾何学投影を示す図である。
【図1B】ＥＲＰを用いた２Ｄ平面への例示的な球面幾何学投影を示す図である。
【図1C】ＥＲＰを用いた２Ｄ平面への例示的な球面幾何学投影を示す図である。
【図2A】キューブマッププロジェクション（ＣＭＰ）例を示す図である。
【図2B】キューブマッププロジェクション（ＣＭＰ）例を示す図である。
【図2C】キューブマッププロジェクション（ＣＭＰ）例を示す図である。
【図3】３６０度ビデオシステムの例示的なワークフローを示す図である。
【図4】ブロックベースのビデオエンコーダの例示的な図である。
【図5】ビデオデコーダの例示的なブロック図である。
【図6A】例示的適応的量子化のクロマ量子化パラメータ（ＱＰ）調整メカニズム間の例示的比較を示す図である。
【図6B】例示的適応的量子化のクロマ量子化パラメータ（ＱＰ）調整メカニズム間の例示的比較を示す図である。
【図7A】入力ＱＰを最も低い球面サンプリング密度を有するブロックに適用することによる、ＥＲＰのための例示的ＱＰ配置を示す図である。
【図7B】入力ＱＰを最も高い球面サンプリング密度を有するブロックに適用することによる、ＥＲＰのための例示的ＱＰ配置を示す図である。
【図7C】入力ＱＰを中間の球面サンプリング密度を有するブロックに適用することによる、ＥＲＰのための例示的ＱＰ配置を示す図である。
【図8A】現在のブロックを符号化ブロックとして符号化することのレート－歪み（Ｒ－Ｄ）コストの例示的比較を示す図である。
【図8B】現在のブロックを４つの符号化サブブロックに分割することのレート－歪み（Ｒ－Ｄ）コストの例示的比較を示す図である。
【図9A】１つまたは複数の開示される実施形態を実施できる、例示的通信システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
説明的な実施形態についての詳細な説明が、様々な図を参照して、今から行われる。この説明は、可能な実施の詳細な例を提供するが、細部は例示的であることが意図されており、決して本出願の範囲を限定しないことが留意されるべきである。
【0014】
バーチャルリアリティ（ＶＲ）システムは、３６０度ビデオを使用して、水平方向においては３６０度の角度から、また垂直方向においては１８０度の角度からシーンを見る能力を、ユーザに提供することができる。ＶＲおよび３６０度ビデオは、超高精細（ＵＨＤ）サービスを超える、メディア消費の方向性であることができる。３６０度ビデオは、全天球ビデオコンテンツ、全方位ビデオコンテンツ、バーチャルリアリティ（ＶＲ）ビデオコンテンツ、パノラマビデオコンテンツ、没入型ビデオコンテンツ（例えば、６自由度を含むライトフィールドビデオコンテンツ）、点群ビデオコンテンツ、および／もしくはその他などを含むことができ、またはそれらであることができる。ＶＲにおける３６０度ビデオの品質を改善するために、および／またはクライアントの相互運用性のために処理チェーンを標準化するために、全方位メディアアプリケーションフォーマットのための要件および潜在的技術についての研究を実行することができる。自由視点ＴＶ（ＦＴＶ）は、以下のうちの、すなわち、（１）３６０度ビデオ（全方位ビデオ）ベースのシステム、（２）マルチビューベースのシステムのうちの１つまたは複数の性能をテストすることができる。
【0015】
ＶＲ処理チェーンにおける１つまたは複数の態様の品質および／またはエクスペリエンスを改善することができる。例えば、キャプチャリング、処理、表示など、ＶＲ処理における１つまたは複数の態様の品質および／またはエクスペリエンスを改善することができる。キャプチャリングサイドにおいて、ＶＲは、１つまたは複数のカメラを使用して、１つまたは複数の（例えば、異なる）多岐にわたるビュー（例えば、６～１２のビュー）からシーンをキャプチャすることができる。ビューは、一緒につなぎ合わされて、高解像度（例えば、４Ｋまたは８Ｋ）の３６０度ビデオを形成することができる。クライアントサイドおよび／またはユーザサイドにおいて、バーチャルリアリティシステムは、計算プラットフォーム、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、および／またはヘッドトラッキングセンサを含むことができる。計算プラットフォームは、３６０度ビデオを受信および／もしくはデコードすることができ、ならびに／または表示のためのビューポートを生成することができる。ビューポートに対して、２つのピクチャ（各眼ごとに１つ）をレンダリングすることができる。２つのピクチャは、（例えば、立体視のために）ＨＭＤ内に表示することができる。レンズを使用して、ＨＭＤ内に表示される画像を拡大し、より良く見えるようにすることができる。ヘッドトラッキングセンサは、視聴者の頭部の向きを追跡し続ける（例えば、常にし続ける）ことができ、および／または向き情報をシステムに供給して、その向きについてのビューポートピクチャを表示させることができる。
【0016】
ＶＲシステムは、仮想世界内のオブジェクトと対話するための、視聴者用のタッチデバイスを提供することができる。ＶＲシステムは、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）サポートを備える強力なワークステーションによって駆動することができる。軽いＶＲシステム（例えば、ギアＶＲ）は、計算プラットフォーム、ＨＭＤディスプレイ、および／またはヘッドトラッキングセンサとして、スマートフォンを使用することができる。空間ＨＭＤ解像度は、２１６０×１２００であることができ、リフレッシュレートは、９０Ｈｚであることができ、および／または視野（ＦＯＶ）は、１１０度であることができる。ヘッドトラッキングセンサのためのサンプリング密度は、１０００Ｈｚであることができ、それは、速い運動をキャプチャすることができる。ＶＲシステムは、レンズおよび／もしくはボール紙を含むことができ、スマートフォンによって駆動することができる。
【0017】
３６０度ビデオの投影表現を実行することができる。３６０度ビデオ圧縮および配信を実行することができる。３６０度ビデオ配信は、球面幾何学構造を使用して、３６０度情報を表すことができる。例えば、（例えば、複数のカメラによってキャプチャされた）同期が取られたビューは、一体構造として、球上においてつなぎ合わせることができる。球情報は、例えば、事前定義された幾何学変換を介して、２Ｄ平面に投影することができる。投影フォーマット（例えば、正距円筒図法および／またはキューブマッププロジェクション）を使用することができる。
【0018】
正距円筒図法（ＥＲＰ）を実行することができる。ＥＲＰは、球の緯度および／または経度座標をマッピングすることができる。例えば、ＥＲＰは、球の緯度および／または経度座標を、グリッドの水平および／または垂直座標上に（例えば、直接的に）マッピングすることができる。図１Ａは、経度（φ）および緯度（θ）における例示的な球サンプリングを示している。図１Ｂは、例えば、ＥＲＰを使用して２Ｄ平面に投影された例示的な球を示している。図１Ｃは、例示的なＥＲＰピクチャを示している。範囲［－π，π］内の経度φは、偏揺れとして知られたものであることができる。範囲［－π／２，π／２］内の緯度θは、航空学において縦揺れとして知られたものであることができ、πは、円の円周の円の直径に対する比であることができる。図１Ａおいて、（ｘ，ｙ，ｚ）は、３Ｄ空間内の点の座標を表すことができる。（ｕｅ，ｖｅ）は、図１Ｂに示されるように、２Ｄ平面内の点の座標を表すことができる。ＥＲＰは、数学的に表すことができ（（１）および（２））、
ｕｅ＝（φ／（２×π）＋０．５）×Ｗ （１）
ｖｅ＝（０．５－θ／π）×Ｈ （２）
ここで、ＷおよびＨは、２Ｄ平面ピクチャの幅および高さであることができる。図１Ａに示されるように、球上における経度Ｌ４と緯度Ａ１の交点である点Ｐは、（１）および（２）を使用して、図１Ｂに示されるように、２Ｄ平面内の一意的な点ｑにマッピングすることができる。２Ｄ平面内の点ｑは、例えば、逆投影を介して、球上の点Ｐに投影し戻すことができる。図１Ｂにおける視野（ＦＯＶ）は、球におけるＦＯＶが、例えば、Ｘ軸沿いの視野角が約１１０度になるように、２Ｄ平面にマッピングされる例を示している。
ｕｅ＝（φ／（２×π）＋０．５）×Ｗ （１）
ｖｅ＝（０．５－θ／π）×Ｈ （２）
ここで、ＷおよびＨは、２Ｄ平面ピクチャの幅および高さであることができる。図１Ａに示されるように、球上における経度Ｌ４と緯度Ａ１の交点である点Ｐは、（１）および（２）を使用して、図１Ｂに示されるように、２Ｄ平面内の一意的な点ｑにマッピングすることができる。２Ｄ平面内の点ｑは、例えば、逆投影を介して、球上の点Ｐに投影し戻すことができる。図１Ｂにおける視野（ＦＯＶ）は、球におけるＦＯＶが、例えば、Ｘ軸沿いの視野角が約１１０度になるように、２Ｄ平面にマッピングされる例を示している。
【0019】
キューブマッププロジェクション（ＣＭＰ）を実行することができる。図１Ｃに示されるように、（例えば、それぞれ北極および南極に対応することができる）ＥＲＰピクチャの上部および／または下部を、例えばピクチャの中央部と比較して引き延ばすことができる。（例えば、ピクチャの中央部と比較される）ＥＲＰピクチャの上部および／または下部の引き延ばしは、ＥＲＰフォーマットについては、球面サンプリング密度が不均一であることを示すことができる。ビデオコーデック（例えば、ＭＰＥＧ－２、Ｈ．２６４、またはＨＥＶＣ）は、並進モデルを使用して、動き場を記述することができる。平面ＥＲＰピクチャにおいて、形状変化運動を表すことができる。幾何学的投影フォーマットは、３６０度ビデオを１つまたは複数のフェイスにマッピングすることができる。ＣＭＰは、圧縮フレンドリなフォーマットであることができる。
【0020】
図２Ａは、例示的な３Ｄ幾何学構造、例えば、例示的なＣＭＰ幾何学を示している。ＣＭＰは、１つまたは複数（例えば、６つ）の正方形フェイスから成ることができ、例えば、フェイスには、ＰＸ、ＰＹ、ＰＺ、ＮＸ、ＮＹ、ＮＺというラベルを付けることができる。Ｐは、正を表すことができ、Ｎは、負を表すことができ、および／またはＸ、Ｙ、Ｚは、軸を指すことができる。これらのフェイスには、数０～５を使用してラベルを付けることができ、したがって、ＰＸ（０）、ＮＸ（１）、ＰＹ（２）、ＮＹ（３）、ＰＺ（４）、ＮＺ（５）である。内接球の半径は、１であることができる。内接球の半径が、１である場合、（例えば、各）フェイスの横の長さは、２であることができる。ＣＭＰフォーマットの６つのフェイスは、単一のピクチャ内に一緒にパッキングすることができる。フェイスは、事前定義された角度だけ回転させることができる。例えば、フェイスは、近隣フェイス間の連続性を最大化するために、事前定義された角度だけ回転させることができる。図２Ｂは、６つのフェイスについての例示的な２Ｄ平面、例えば、６つのフェイスを長方形ピクチャ内に配置するためのパッキングの例を示している。（例えば、各）フェイスインデックスは、フェイスの対応する回転と合致する向きに置くことができる。例えば、フェイス＃３およびフェイス＃１は、それぞれ、反時計回りに２７０度および１８０度だけ回転される。他のフェイスは、回転させることができ、または回転させないことができる。ＣＭＰを用いた例示的なピクチャ（例えば、投影ピクチャ）が、図２Ｃに示されている。
【0021】
３６０度ビデオシステムのワークフローを提供することができる。３６０度ビデオシステムのための例示的なワークフローが、図３に示されている。３６０度ビデオシステムのための例示的なワークフローは、３６０度ビデオキャプチャリング実施を含むことができ、それは、１つまたは複数のカメラを使用して、球（例えば、全球）をカバーするビデオをキャプチャすることができる。ビデオは、一緒につなぎ合わせること（例えば、ネイティブ幾何学構造において一緒につなぎ合わせること）ができる。例えば、ビデオは、ＥＲＰフォーマットで、一緒につなぎ合わせることができる。ネイティブ幾何学構造は、ビデオコーデックに基づいて、符号化のための別の投影フォーマット（例えば、ＣＭＰ）に変換することができる。受信機において、ビデオは、デコードすることができる。圧縮解除されたビデオは、表示のために、ジオメトリに変換することができる。ビデオ（例えば、圧縮解除されたビデオ）は、例えば、ユーザの視野角に従った、ビューポート投影を介したレンダリングのために使用することができる。
【0022】
図４は、ブロックベースのハイブリッドビデオエンコーディングシステムの例示的なブロック図を示している。入力ビデオ信号４０２は、ブロックごとに処理することができる。拡張されたブロックサイズ（例えば、符号化ユニット（ＣＵ））を使用して、高解像度（１０８０ｐおよびそれ以上）のビデオ信号を圧縮（例えば、効率的に圧縮）することができる。ＣＵは、６４×６４ピクセルであることができる。ＣＵは、予測ユニット（ＰＵ）に区分化することができ、それらに対して、別個の予測を適用することができる。（例えば、各）入力ビデオブロック（例えば、ＭＢおよび／またはＣＵ）に対して、空間予測（４６０）および／または時間予測（４６２）を実行することができる。
【0023】
空間予測（例えば、イントラ予測）は、同じビデオピクチャ／スライス内の符号化された近隣ブロックに属するピクセルを使用して、例えば、現在のビデオブロックを予測することができる。空間予測は、空間冗長性（例えば、ビデオ信号に内在する空間冗長性）を低減させることができる。時間予測（インター予測、または動き補償された予測）は、符号化されたビデオピクチャに属するピクセルを使用して、例えば、現在のビデオブロックを予測することができる。時間予測は、ビデオ信号に内在することができる時間冗長性を低減させることができる。与えられたビデオブロックについての時間予測信号は、例えば、現在のブロックと現在のブロックの基準ブロックとの間の動きの量および／または方向を示すことができる、１つまたは複数の動きベクトルによって伝達することができる。（例えば、（例えば、各）ビデオブロックに対して）複数の基準ピクチャが、サポートされる場合、基準ピクチャインデックスを送信することができ、および／または基準インデックスを使用して、基準ピクチャストア（４６４）内のどの基準ピクチャから時間予測信号を導出することができるかを識別することができる。
【0024】
空間および／または時間予測の後、エンコーダ内のモード決定ブロック（４８０）は、例えば、レート－歪み最適化に基づいて、予測モード（例えば、最良の予測モード）を選択することができる。現在のビデオブロックから予測ブロックを減算することができ（４１６）、ならびに／または予測残差を（例えば、変換（４０４）を使用した）脱相関および／もしくは量子化（４０６）して、ターゲットビットレートを達成することができる。量子化された残差係数を逆量子化（４１０）および／または逆変換（４１２）して、再構成された残差を形成することができ、それを予測ブロックに加算し戻して（４２６）、再構成されたビデオブロックを形成することができる。再構成されたビデオブロックが、基準ピクチャストア（４６４）内に置かれ、および／または将来のビデオブロックを符号化するために使用される前に、デブロッキングフィルタおよび適応ループフィルタなどのインループフィルタを、再構成されたビデオブロックに対して適用することができる（４６６）。符号化モード（例えば、インターもしくはイントラ）、予測モード情報、動き情報、および／または量子化された残差係数を、エントロピ符号化ユニットに送信することができる。例えば、出力ビデオビットストリーム４２０を形成するために、符号化モード（例えば、インターもしくはイントラ）、予測モード情報、動き情報、および／または量子化された残差係数を、エントロピ符号化ユニット（４０８）に送信（例えば、すべて送信）して、さらに圧縮および／またはパッキングを行い、ビットストリームを形成することができる。
【0025】
図５は、ブロックベースのビデオデコーダの例示的なブロック図を示している。ビデオビットストリーム２０２は、エントロピデコーディングユニット２０８において、アンパッキングおよび／またはエントロピデコードすること（例えば、最初にアンパッキングおよびエントロピデコードすること）ができる。符号化モードおよび／または予測情報を、（例えば、イントラ符号化の場合は）空間予測ユニット２６０に、および／または（例えば、インター符号化の場合は）時間予測ユニット２６２に送信して、予測ブロックを形成することができる。パラメータ（例えば、係数）を逆量子化ユニット２１０および／または逆変換ユニット２１２に送信して、例えば、ブロックを再構成することができる。例えば、残差変換係数を逆量子化ユニット２１０および／または逆変換ユニット２１２に送信して、例えば、残差ブロックを再構成することができる。２２６において、予測ブロックおよび／または残差ブロックを一緒に加算することができる。再構成されたブロックは、インループフィルタを通過することができる。例えば、再構成されたブロックが、基準ピクチャストア２６４内に記憶される前に、再構成されたブロックは、インループフィルタを通過することができる。基準ピクチャストア内の再構成されたビデオは、表示デバイスを駆動するために送出することができ、および／または将来のビデオブロックを予測するために使用することができる。
【0026】
量子化／逆量子化を実行することができる。図４および図５に示されるように、予測残差をエンコーダからデコーダに送信することができる。残差値は、量子化することができる。例えば、（例えば、非可逆符号化が適用されるとき）残差シグナリングのシグナリングオーバヘッドを低減させるために、残差値を量子化し（例えば、量子化によって分類し）、その後、ビットストリームに収めて伝達することができる。０から５１までの範囲にわたることができる量子化パラメータ（ＱＰ）によって制御することができる、スカラ量子化スキームを利用することができる。ＱＰと対応する量子化ステップサイズ（例えば、Ｑstep）との間の関係は、
【0027】
【数1】
【0028】
と記述することができる。
【0029】
残差サンプルＰresiの値を与えられると、残差サンプルＰresiの量子化された値は、（図４に示されるような）エンコーダにおいて、
【0030】
【数2】
【0031】
として導出することができ、ここで、ｄｅａｄ＿ｚｏｎｅ＿ｏｆｆｓｅｔは、イントラブロックについては１／３、インターブロックについては１／６に設定することができる、非ゼロオフセットであることができ、ｓｉｇｎ（・）およびａｂｓ（・）は、入力信号の符号および絶対値を返すことができる実施であることができ、ｆｌｏｏｒ（・）は、入力を入力値以下の整数に丸めることができる実施であることができる。（例えば、図５に示されるような）デコーダにおいて、残差サンプルの再構成された値
【0032】
【数3】
【0033】
は、例えば、
【0034】
【数4】
【0035】
として示されるように、量子化ステップサイズを乗算することによって、導出することができ、ここで、ｒｏｕｎｄ（・）は、入力浮動小数点数値をそれに最も近い整数に丸める実施であることができる。式（４）および（５）において、Ｑstepは、浮動小数点数であることができる。浮動小数点数による除算および乗算は、例えば、スケーリング係数を乗算し、続いて、適切なビットの右シフトを行うことによって、近似することができる。例えば、ＱＰ＝０、１、２、．．．、５１に対応することができる、５２個の量子化ステップサイズの値は、０．６３（ＱＰ＝０）から２２８（ＱＰ＝５１）までの範囲内にある。ＱＰ＝４は、Ｑstep＝１に対応することができる。量子化ステップサイズは、増加することができる。例えば、量子化ステップサイズは、ＱＰが６増えるごとに、倍になる（例えば、正確に倍になる）ことができる。ＱＰ＋６ｋについての量子化実施は、ＱＰについてのそれとスケーリング係数を共有することができる。ＱＰ＋６ｋについての量子化実施は、ＱＰについてのそれとスケーリング係数を共有することができ、および／または例えば、ＱＰ＋６ｋと関連付けられた量子化ステップサイズは、ＱＰと関連付けられた量子化ステップのそれの２k倍であることができるので、ｋ回多い右シフトを使用することができる。この循環特性を用いると、量子化および逆量子化のために、スケーリングパラメータの６つのペア（例えば、ｅｎｃＳｃａｌｅ［ｉ］およびｄｅｃＳｃａｌｅ［ｉ］、ｉ＝０、１、．．．、５）を、エンコーダおよびデコーダそれぞれにおいて記憶することができる。表１は、ｅｎｃＳｃａｌｅ［ｉ］およびｄｅｃＳｃａｌｅ［ｉ］の値を指定しており、ここで、ＱＰ％６は、ＱＰを６で割った余りを求める演算を表すことができる。
【0036】
【表1】
【0037】
（例えば、入力ビデオの分布が一様である場合）Ｑstepの値に基づいて、符号化誤差（例えば、平均符号化誤差）を算出することができる。例えば、（３）において導出されるような、量子化ステップサイズＱstepを与えられると、（例えば、入力ビデオの分布が一様である場合）Ｑstepの値に基づいて、
【0038】
【数5】
【0039】
として、符号化誤差（例えば、平均符号化誤差）を算出することができる。
【0040】
人間の視覚系は、色よりも明るさの変化により敏感であることができる。ビデオ符号化システムは、クロマ成分よりもルーマ成分により多くの帯域幅を割くことができる。クロマ成分は、例えば、（例えば、クロマ成分の再構成された品質の著しい劣化を導入することなく）シグナリングオーバヘッドを低減させるように、クロマ成分の空間解像度を低減させるために、サブサンプリングすることができる（例えば、４：２：０および４：２：２クロマフォーマット）。例えば、サブサンプリングのせいで、クロマ成分内には、ルーマ成分内ほど、高周波数情報が存在しないことができる（例えば、クロマ平面は、ルーマ平面よりも平滑であることができる）。例えば、ビットレートおよび／または品質に関するトレードオフ（例えば、より良いトレードオフ）を達成するために、ルーマ成分よりも小さい量子化ステップサイズ（例えば、より小さいＱＰ）を使用して、クロマ成分を量子化することができる。ＱＰ値（例えば、高いＱＰ値）におけるクロマ成分に対する量子化（例えば、厳しい量子化）を回避することは、視覚的に不愉快なことがある、例えば、低いビットレートにおける、カラーブリーディングを低減させることができる。クロマＱＰの導出は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を介して、ルーマＯＰに依存することができる。例えば、表２において指定されるようなＬＵＴを使用して、ルーマ成分のＱＰ値（例えば、ＱＰL）を、クロマ成分に適用することができる対応するＱＰ値（例えば、ＱＰC）にマッピングすることができる。
【0041】
【表2】
【0042】
レート－歪み最適化を実行することができる。ビデオエンコーダにおいて、ラグランジアンベースのレート－歪み最適化（ＲＤＯ）は、符号化効率を高めることができ、および／または以下のラグランジアンレート－歪み（Ｒ－Ｄ）コスト実施に基づいて、符号化パラメータ（例えば、符号化モード、イントラ予測方向、動きベクトル（ＭＶ）など）を決定することができ、
Ｊ＝Ｄ＋λ・Ｒ （７）
ここで、ＤおよびＲは、歪みおよびビットレートを表すことができ、λは、ラグランジュ乗数であることができる。ルーマ成分およびクロマ成分それぞれに対して、λの値（例えば、異なる値）を使用することができる。例えば、ルーマ成分およびクロマ成分に対して、異なるＱＰ値を適用することができると仮定すると、ルーマ成分およびクロマ成分に対して、λの異なる値を使用することができる。ルーマ成分のために使用されるラムダ値（例えば、λL）は、
Ｊ＝Ｄ＋λ・Ｒ （７）
ここで、ＤおよびＲは、歪みおよびビットレートを表すことができ、λは、ラグランジュ乗数であることができる。ルーマ成分およびクロマ成分それぞれに対して、λの値（例えば、異なる値）を使用することができる。例えば、ルーマ成分およびクロマ成分に対して、異なるＱＰ値を適用することができると仮定すると、ルーマ成分およびクロマ成分に対して、λの異なる値を使用することができる。ルーマ成分のために使用されるラムダ値（例えば、λL）は、
【0043】
【数6】
【0044】
として導出することができ、ここで、αは、決定することができる（例えば、現在のピクチャが将来のピクチャを符号化するための基準ピクチャとして使用されるかどうかに従って決定することができる）係数であることができ、εkは、符号化構成（例えば、すべてイントラ、ランダムアクセス、低遅延）および／またはグループオブピクチャ（ＧＯＰ）内における現在のピクチャの階層レベルに依存することができる係数であることができる。クロマ成分のために使用されるラムダ値（例えば、λC）は、
【0045】
【数7】
【0046】
として記述されるように、λLを、ルーマ成分とクロマ成分との間のＱＰ差に依存することができるスケーリング係数と乗算することによって、導出することができる。
【0047】
λCは、クロマ固有のＲＤＯ実施、例えば、レート－歪み最適化された量子化（ＲＤＯＱ）、サンプル適応オフセット（ＳＡＯ）、および／または適応ループフィルタリング（ＡＬＦ）実施のために使用することができる。
【0048】
（７）において、歪みＤを算出するために、メトリック（例えば、異なるメトリック）、例えば、誤差の平方和（ＳＳＥ）、差分絶対値の和（ＳＡＤ）、および／または変換された差分絶対値の和（ＳＡＴＤ）を適用することができる。例えば、本明細書において提供されるような、適用される歪みメトリックに応じて、ＲＤＯ実施の１つまたは複数の（例えば、異なる）ステージにおいて、１つまたは複数の（例えば、様々な）ラグランジュＲ－Ｄコスト実施を適用することができる。
【0049】
ＳＡＤベースのラグランジュＲ－Ｄコスト実施を実行することができる。例えば、（例えば、図４に示されるような）エンコーダにおける動き推定（ＭＥ）において、ＳＡＤに基づいたラグランジュＲ－Ｄコスト実施を使用して、時間領域における基準ピクチャから予測することができる、（例えば、各）ブロックのための最適な整数ＭＶを探索することができる。例えば、以下の式によって、Ｒ－ＤコストＪSADを定義することができ、
ＪSAD＝ＤSAD＋λpred・Ｒpred （１０）
ここで、Ｒpredは、（例えば、予測方向、基準ピクチャインデックス、および／またはＭＶを符号化するためのビットを含む）ＭＥステージの間に獲得することができるビットの数であることができ、ＤSADは、ＳＡＤ歪みであることができ、λpredは、ＭＥステージにおいて使用することができるラグランジュ乗数であることができ、
ＪSAD＝ＤSAD＋λpred・Ｒpred （１０）
ここで、Ｒpredは、（例えば、予測方向、基準ピクチャインデックス、および／またはＭＶを符号化するためのビットを含む）ＭＥステージの間に獲得することができるビットの数であることができ、ＤSADは、ＳＡＤ歪みであることができ、λpredは、ＭＥステージにおいて使用することができるラグランジュ乗数であることができ、
【0050】
【数8】
【0051】
として算出することができる。
【0052】
ＳＡＴＤベースのラグランジュＲ－Ｄコストを算出することができる。（１０）におけるＳＡＤベースのＲ－Ｄコスト実施は、動き補償ステージにおいて、整数サンプル精度でＭＶを決定するために、使用することができる。例えば、分数サンプル精度でＭＶを決定するために、ＳＡＴＤベースのラグランジュコスト実施を使用することができ、それは、
ＪSATD＝ＤSATD＋λpred・Ｒpred （１２）
として指定することができ、
ここで、ＤSATDは、ＳＡＴＤ歪みであることができる。
ＪSATD＝ＤSATD＋λpred・Ｒpred （１２）
として指定することができ、
ここで、ＤSATDは、ＳＡＴＤ歪みであることができる。
【0053】
ＳＳＥベースのラグランジュＲ－Ｄコストを算出することができる。例えば、最適な符号化モード（例えば、イントラ／インター符号化、変換／無変換など）を選択するために、エンコーダは、ＳＳＥベースのラグランジュ実施を使用して、符号化モード（例えば、すべての符号化モード）のＲ－Ｄコストを算出することができる。例えば、現在のブロックの符号化モードとして、最小のＲ－Ｄコストを有する符号化モードを選択することができる。例えば、ルーマ成分を考慮することができる、（１０）におけるＳＡＤベースのＲ－Ｄコスト実施、および（１２）におけるＳＡＴＤベースのＲ－Ｄコスト実施とは異なり、ＳＳＥベースのコスト実施については、ルーマ成分および／またはクロマ成分のビットレートおよび／または歪みを考慮することができる。例えば、ルーマチャネルとクロマチャネルの再構成された信号の間の品質差を補償するために、クロマ歪みを算出するとき、加重されたＳＳＥを使用することができる。例えば、ルーマ成分および／またはクロマ成分の量子化のために、ＱＰ（例えば、異なるＱＰ）を使用することができるので、クロマ歪みを算出するとき、加重されたＳＳＥを使用することができる。ＳＳＥベースのＲ－ＤコストＪSSEは、
【0054】
【数9】
【0055】
として指定することができ、ここで、
【0056】
【数10】
【0057】
および
【0058】
【数11】
【0059】
は、それぞれ、ルーマ成分およびクロマ成分のＳＳＥ歪みであることができ、ｗcは、（９）に従って導出される重みであることができ、Ｒmodeは、ブロックを符号化するために使用することができるビットの数であることができる。
【0060】
加重された球面一様ＰＳＮＲを算出することができる。投影された２Ｄ平面上のサンプルは、例えば、３６０度ビデオを表すために使用される投影フォーマットに応じて、球上の異なるサンプリング密度に対応することができる。サンプリング密度は、例えば、２Ｄ平面にわたって、一様であることができる。投影された球面ビデオについては、ピーク信号対雑音比（ＰＳＮＲ）は、品質測定を提供しないことがある。例えば、ＰＳＮＲは、（例えば、各）サンプルロケーションにおける歪みを一様に加重することができる。球面ＰＳＮＲにおける一様な重み（ＷＳ－ＰＳＮＲ）は、投影領域における球面ビデオ品質を測定する（例えば、球面ビデオ品質を直接的に測定する）ことができる。球面ビデオの品質を測定するために、例えば、重み（例えば、異なる重み）を２Ｄ投影平面上のサンプルに割り当てることによって、球面ＰＳＮＲにおける一様な重み（ＷＳ－ＰＳＮＲ）は、投影領域における球面ビデオ品質を測定する（例えば、球面ビデオ品質を直接的に測定する）ことができる。ＷＳ－ＰＳＮＲメトリックは、２Ｄ投影ピクチャ内のサンプルを評価することができ、および／または例えば、球上における覆われるエリアに基づいて、サンプル（例えば、異なるサンプル）における歪みを加重することができる。
【0061】
ＷＳ－ＰＳＮＲは、
【0062】
【数12】
【0063】
として算出することができ、ここで、ＭＡＸIは、最大サンプル値であることができ、ＷおよびＨは、２Ｄ投影ピクチャの幅および高さであることができ、Ｉ（ｘ，ｙ）およびＩ’（ｘ，ｙ）は、例えば、２Ｄ平面上の（ｘ，ｙ）に配置されたサンプル（例えば、元のサンプルおよび再構成されたサンプル）であることができ、ｎ（ｘ，ｙ）は、ｗ（ｘ，ｙ）に基づいて計算することができる、例えば、（ｘ，ｙ）におけるサンプルと関連付けられた、重み（例えば、正規化された重み）であることができる。正規化されていない重みは、球上のサンプルによって覆われるそれぞれのエリアに対応することができ、例えば、
【0064】
【数13】
【0065】
であり、ｗ（ｘ，ｙ）の計算は、球上の覆うことができるサンプルの面積に依存することができる。例えば、ＥＲＰについては、重みは、
【0066】
【数14】
【0067】
として与えることができる。
【0068】
ＣＭＰについては、重み（例えば、座標（ｘ，ｙ）における対応する重み）は、
【0069】
【数15】
【0070】
として算出することができ、ここで、ＷfおよびＨfは、ＣＭＰフェイスの幅および高さであることができる。
【0071】
本明細書において説明されるように、射影幾何学の特徴のせいで、投影フォーマットは、例えば、投影ピクチャ内の領域（例えば、異なる領域）におけるサンプルについて、サンプリング特性（例えば、独特なサンプリング特性）を提示することができる。図１Ｃに示されるように、ＥＲＰピクチャの上部分および／または下部分を、例えばＥＲＰピクチャの中間部分と比較して引き延ばすことができる。（例えば、中間部分と比較した）ＥＲＰピクチャの上部分および／または下部分の引き延ばしは、北極および／または南極の周りの領域の球面サンプリング密度が、赤道の周りの領域のそれよりも高いことができることを示すことができる。
【0072】
図２に示されるように、例えば、ＣＭＰフェイスにおいては、フェイス中央の周りの領域は、縮むことができ、および／またはフェイス境界に近い領域は、広がることができる。フェイス中央の周りの領域を縮めること、および／またはフェイス境界を広げることは、ＣＭＰの球面サンプリングの非一様性を示すことができ、および／またはフェイス境界における密なサンプリングレート、および／またはフェイス中央における疎なサンプリングレートを示すことができる。
【0073】
３６０度ビデオを符号化するために、非一様な球面サンプリングを用いる投影フォーマットを使用することができる。３６０度ビデオを符号化するために、非一様な球面サンプリングを用いる投影フォーマットが、使用されるとき、投影されたピクチャ内の（例えば、各）領域上において使用される（例えば、費やされる）符号化オーバヘッドは、例えば、球上の領域のサンプリングレートに依存することができる。より高い球面サンプリング密度を有する１つまたは複数の領域に対して、ビットを使用することができる。例えば、一定のＱＰが適用される場合、より高い球面サンプリング密度を有する領域に対して、ビット（例えば、より多くのビット）を使用することができる（例えば、それは、投影されたピクチャ内の領域間に不均一に分布する歪みをもたらすことがある）。エンコーダは、例えば、ＣＭＰの球面サンプリング特徴のため、フェイス中央の周りの領域よりも、フェイス境界の周りの領域に対して、多くの符号化ビットを使用する（例えば、費やす）ことができる。フェイス境界に近いビューポートの品質は、フェイス中央に近いビューポートの品質よりも高いことができる。視聴者の関心を引くことができる３６０度ビデオコンテンツは、良好な球面サンプリング密度を有する領域の外部にあることがある。
【0074】
適応的ＱＰ調整を実行することができる。例えば、球上の領域（例えば、異なる領域）の間に、一様な再構成品質を提供することができる。領域の間に一様な再構成品質を提供することは、例えば、ＥＲＰピクチャ内の１つまたは複数の領域の球面密度に従って歪みを調節するために、ＥＲＰピクチャ内の１つまたは複数の領域のＱＰ値を操作する（例えば、適応的に操作する）ことによって、達成することができる。例えば、ＱＰ0が、ＥＲＰピクチャの赤道において使用することができるＱＰ値である場合、ロケーション（ｉ，ｊ）におけるビデオブロックのためのＱＰ値は、以下の式に基づいて、算出することができ、
ＱＰi,j＝ＱＰ0－ＱＰoffset＝ＱＰ0－３×ｌｏｇ2（ｗi,j） （１８）
ここで、ｗi,jは、例えば、（１６）にあるようなＷＳ－ＰＳＮＲの重み算出に従って導出することができる、ロケーション（ｉ，ｊ）における重みであることができる。重みｗi,jは、例えば、ＥＲＰフォーマットの特徴のせいで、垂直座標ｊ（例えば、緯度）の実施であることができ、および／または水平座標ｉ（例えば、経度）に依存しないことができる。式（１８）に従うと、極におけるＱＰは、ＱＰ0（例えば、赤道におけるＱＰ値）よりも大きいことができる。算出されたＱＰ値は、整数になるようにクリッピングすることができ、および／または範囲［０，５１］に制限することができる。算出されたＱＰ値は、整数になるようにクリッピングすることができ、および／またはオーバーフローを防止するために、例えば、
ＱＰi,j＝ｍｉｎ（５１，ｆｌｏｏｒ（ＱＰ0－３×ｌｏｇ2（ｗi,j））） （１９）
のように、範囲［０，５１］に制限することができる。
ＱＰi,j＝ＱＰ0－ＱＰoffset＝ＱＰ0－３×ｌｏｇ2（ｗi,j） （１８）
ここで、ｗi,jは、例えば、（１６）にあるようなＷＳ－ＰＳＮＲの重み算出に従って導出することができる、ロケーション（ｉ，ｊ）における重みであることができる。重みｗi,jは、例えば、ＥＲＰフォーマットの特徴のせいで、垂直座標ｊ（例えば、緯度）の実施であることができ、および／または水平座標ｉ（例えば、経度）に依存しないことができる。式（１８）に従うと、極におけるＱＰは、ＱＰ0（例えば、赤道におけるＱＰ値）よりも大きいことができる。算出されたＱＰ値は、整数になるようにクリッピングすることができ、および／または範囲［０，５１］に制限することができる。算出されたＱＰ値は、整数になるようにクリッピングすることができ、および／またはオーバーフローを防止するために、例えば、
ＱＰi,j＝ｍｉｎ（５１，ｆｌｏｏｒ（ＱＰ0－３×ｌｏｇ2（ｗi,j））） （１９）
のように、範囲［０，５１］に制限することができる。
【0075】
（１８）および（１９）において、重み正規化を使用することができる。ブロックのための重み値を決定するとき、例えば、（１９）に従って、ブロックのＱＰ値を算出するために、ブロック内のサンプルのための重み値の平均を使用することができる。
【0076】
本明細書において説明されるように、ブロックのクロマＱＰの導出は、ブロックのルーマＱＰの値に依存することができる。例えば、ブロックのクロマＱＰの導出は、（例えば、表２に示されるような）ＬＵＴに基づいて、ブロックのルーマＱＰの値に依存することができる。ビデオブロックのクロマＱＰは、（例えば、ＱＰ調整が適用されるとき）以下のうちの、すなわち、例えば、（１８）から（１９）に従って、ブロックの座標に基づいて、ブロックのルーマ成分に適用することができる、変更されたＱＰ値を算出すること、および／または（例えば、表２に指定されるように）ルーマ成分の変更されたＱＰ値を、クロマ成分に適用することができる対応するＱＰ値にマッピングすることのうちの１つまたは複数によって、算出することができる。ルーマＱＰとクロマＱＰとの間のマッピング関係は、例えば、表２に示されるように、１対１マッピングを有さないことがある。例えば、ルーマＱＰが、３０以上であるとき、２つの異なるルーマＱＰが、同じクロマＱＰにマッピングされることがある。ＱＰ調整の異なる値（例えば、（１８）におけるＱＰoffset）を、ブロックのためのルーマ成分および／またはクロマ成分に適用することができる。
【0077】
本明細書において説明されるように、１つまたは複数の（例えば、異なる）ラグランジュＲ－Ｄコスト実施を、異なるエンコーディングステージにおいて、適用することができる。ＱＰ調整が、適用されるとき、（例えば、ピクチャ／スライス（例えば、ピクチャ／スライス全体）のために使用することができるＱＰ値に従って、（８）に基づいて決定することができる）同じラムダ値を、投影ピクチャ内部の符号化ブロックについてのＲＤＯ実施のために使用することができる。同じラムダ値を、符号化ブロックについてのＲＤＯ実施のために使用することができる。投影ピクチャ内部の異なる領域を符号化するために使用することができるＱＰ値の差を考えることができる。例えば、図１Ｃに示されるように、極により近い領域など、より高い球面サンプリング密度（例えば、より小さい重み）を提示することができるＥＲＰ領域に対しては、より大きいＱＰを使用することができる。ブロックを符号化するためのラムダ値は、領域（例えば、極に近い領域）において、増加することができる。領域内のブロックを符号化するためのラムダ値を増加させることによって、いくつかのビットレートを、シフトさせる（例えば、より高い球面サンプリング密度を有する領域の符号化から、より低い球面サンプリング密度を有する領域の符号化にシフトさせる）ことができる。より高い球面サンプリング密度を有する領域の符号化から、より低い球面サンプリング密度を有する領域の符号化に、ビットレートをシフトさせることは、球上の領域にわたって、より一様な再構成品質を達成することができる。
【0078】
適応的量子化を実行することができる。適応的量子化は、３６０度ビデオ符号化の性能を高めることができる。適応的量子化の強化は、以下のうちの１つまたは複数を含むことができる。
【0079】
適応的ＱＰを適用するとき、クロマＱＰの調整は、ルーマＱＰのそれに依存することができる。適応的量子化を適用するとき、（例えば、各）符号化ブロックのためのルーマＱＰおよび／またはクロマＱＰを操作する（例えば、独立に操作する）ことができる。例えば、球上における符号化ブロックのサンプリング密度に応じて、（例えば、各）符号化ブロックのためのルーマＱＰおよび／またはクロマＱＰを操作する（例えば、独立に操作する）ことができる。ルーマサンプルよりも小さいダイナミックレンジを有する（例えば、より平滑である）クロマサンプルに基づいて、符号化ブロックのＱＰ値を調整するとき、ルーマ成分およびクロマ成分に対して、等しくないＱＰオフセットを適用することができる。
【0080】
例えば、適応的量子化が適用されるとき、エンコーダサイドにおけるＲＤＯ実施のためのラムダおよび／または重み係数を算出することができる。ＲＤＯパラメータ（例えば、ＭＥおよびモード決定のために使用することができるラムダおよび／または重み）を決定する（例えば、適応的に決定する）ことができる。例えば、ブロックのルーマ成分および／またはクロマ成分に適用することができるＱＰ値に従って、ＲＤＯパラメータ（例えば、ＭＥおよびモード決定のために使用されるラムダおよび／または重み）を決定する（例えば、適応的に決定する）ことができる。
【0081】
ルーマ成分についてのＱＰ調整を実行することができる。例えば、１つまたは複数の領域の球面サンプリング密度に従って、投影ピクチャの１つまたは複数の領域におけるルーマサンプルの歪みを調節するために、ルーマＱＰ値を変更する（例えば、適応的に変更する）ことができる。例えば、１つまたは複数の領域の球面サンプリング密度に基づいて、ＱＰオフセットを識別する（例えば、算出する、受信するなどする）ことができるので、投影ピクチャの１つまたは複数の領域において、（例えば、それらの球面サンプリング密度に従って）ルーマＱＰ値を変更することができる。ＱＰ調整は、ＥＲＰに（例えば、それだけに）適用可能であることができ、および／またはＱＰ調整は、より一般的な方法で適用可能であることができる。例えば、３６０度ビデオを符号化するために、適応的量子化が適用されるとき、符号化ブロックのルーマＱＰを算出することができる。
【0082】
ＷＳ－ＰＳＮＲは、球面ビデオ品質を示すことができる。球面ビデオ品質を測定するために、ＷＳ－ＰＳＮＲが使用される場合、（（６）に示されるような）平均量子化誤差は、
【0083】
【数16】
【0084】
になることができ、ここで、δは、ＷＳ－ＰＳＮＲによって導出されるような加重係数であることができる。ＱＰ0は、例えば、投影ピクチャにおける最も低い球面サンプリング密度を提示することができる、アンカブロック（例えば、ＥＲＰピクチャの赤道におけるブロック、およびＣＭＰピクチャのフェイス中央におけるブロック）のために使用することができる、ＱＰ値を示すことができる。アンカブロックの球面歪みは、
【0085】
【数17】
【0086】
として算出することができ、ここで、δ0は、アンカブロックに適用される重みであることができる。投影ピクチャ内の座標（ｘ，ｙ）にある別のサンプルを与えられると、一様な球面歪みを達成するために、対応するＱＰ（例えば、ＱＰ(x,y)）は、以下の条件を満足することができ、
【0087】
【数18】
【0088】
ここで、δ(x,y)は、座標（ｘ，ｙ）にあるサンプルと関連付けられた重みであることができる。ＱＰ(x,y)は、
【0089】
【数19】
【0090】
として算出することができる。
【0091】
ＱＰ値が整数であることを考慮すると、（２３）は、
【0092】
【数20】
【0093】
のように変更することができる。丸め実施を使用することができ、クリッピング（例えば、不必要なクリッピング）を取り除くことができる。
【0094】
（２４）に示されるように、調整されたＱＰ値の算出は、サンプルの座標に基づくことができる。ブロックのために使用することができるＱＰ値を決定するために、１つまたは複数の実施を適用することができる。例えば、（２４）に従って、ブロック（例えば、ブロック全体）のために使用することができるＱＰ値を決定するために、現在のブロック内の（例えば、左上、中央、左下など）事前決定されたサンプルの座標を選択することができる。現在のブロック内のサンプル（例えば、すべてのサンプル）のための重み値を決定することができ、および／または（２４）に示されるように、ブロックの調整されたＱＰ値を導出するために、重み値の平均を使用することができる。（２４）に従って、現在のブロック内のサンプルの事前決定された重みに基づいて、サンプルベースのＱＰ値を算出することができる。サンプルベースのＱＰの平均を、例えば、ブロック（例えば、現在のブロック）に適用することができる、ＱＰ値（例えば、最終的なＱＰ値）として使用することができる。
【0095】
クロマ成分についてのＱＰ調整を実行することができる。例えば、３６０度ビデオを符号化するために、適応的量子化が適用されるとき、符号化ブロックのためのクロマＱＰを決定することができる。図６Ａは、ＱＰ調整によって使用される、符号化ブロックのためのクロマＱＰの例示的な算出を示している。図６Ａに示されるように、ブロックのクロマＱＰの調整された値は、ルーマＱＰの調整された値に依存することができる。例えば、クロマＱＰは、（１９）に従って、ブロックのルーマＱＰ（例えば、ＱＰL）の変更された値を計算することによって、導出することができる。ＱＰLの値は、ブロックに適用される対応するクロマＱＰ（例えば、ＱＰC）にマッピングすることができる。
【0096】
１つまたは複数の符号化ブロックに対して、ＱＰ値（例えば、クロマＱＰ値および／またはルーマＱＰ値）を決定することができる。例えば、１つまたは複数の符号化ブロックに対して、クロマＱＰ値を独立に決定することができる。クロマブロック成分に対して、適応的量子化を実行することができる。（例えば、各）符号化ブロックのルーマ成分およびクロマ成分に対して、独立したＱＰ調整を実行することができる。例えば、球上のブロックのサンプリング密度に基づいて、（例えば、各）符号化ブロックのルーマ成分およびクロマ成分に、独立したＱＰ調整を適用することができる。
【0097】
図６Ｂは、ＱＰ適応の例示的なフローチャートを示している。例えば、アンカブロックは、ピクチャおよび／またはスライスレベルＱＰ（例えば、伝達されたＱＰ）を適用することができる、ブロックであることができる。アンカブロックのルーマ成分および／またはクロマ成分に適用することができるＱＰ値（例えば、ＱＰ0およびＱＰC
0）を識別することができる。アンカブロックに適用することができる重み値（例えば、δ0）を決定することができる。アンカブロックのルーマ成分に適用されるＱＰ値（例えば、ＱＰ0）に基づいて、アンカブロックのクロマ成分に適用することができるＱＰ値（例えば、ＱＰC
0）を決定することができる。現在のブロックの座標（ｘ，ｙ）および／またはアンカブロックの座標（ｘ，ｙ）（例えば、（２３）に示されるような
【0098】
【数21】
【0099】
）に基づいて、現在のブロックのためのＱＰオフセット（例えば、ＱＰoffset）を導出することができる。例えば、現在のブロックの球面サンプリング密度、および／またはアンカブロックの球面サンプリング密度に基づいて、ＱＰオフセットを導出することができる。オフセットをＱＰ0に適用する（例えば、ＱＰ0からＱＰoffsetを減算する、および／またはＱＰ0にＱＰoffsetを加算するなどする）ことによって、現在のブロックのルーマＱＰを算出することができる。オフセットをＱＰC
0に適用する（例えば、ＱＰC
0からＱＰoffsetを減算する、および／またはＱＰC
0にＱＰoffsetを加算するなどする）ことによって、現在のブロックのクロマＱＰを算出することができる。
【0100】
アンカブロックを識別することができる。ルーマＱＰ値ＱＰ0、および／またはアンカブロックの対応する重み値δ0を決定することができる。ＱＰ0は、アンカブロックのクロマＱＰ値にマッピングすることができ、例えば、ＱＰC
0＝ＬＵＴ（ＱＰ0）である。
【0101】
ブロック（例えば、アンカブロック）の重み値を決定することができる。現在のブロックに適用することができるＱＰオフセットを決定する（例えば、算出する）ことができる。例えば、現在の符号化ブロックの座標（ｘ，ｙ）を与えられると、ブロック（例えば、現在のブロック）の重み値δ(x,y)を決定することができる。現在のブロックに適用することができるＱＰオフセットを決定することができる。ブロックサンプリング密度に基づいて、重み値δ(x,y)および／または重み値δ0を算出することができる。ＱＰoffsetは、ｌｏｇ２（δ(x,y)／δ0）に等しいことができる。
【0102】
現在のブロックのルーマＱＰおよびクロマＱＰを算出することができる。例えば、ＱＰオフセット（例えば、同じＱＰオフセット）をルーマ成分およびクロマ成分に別々に適用することによって、現在のブロックのルーマＱＰおよびクロマＱＰを算出することができ、例えば、
ＱＰ(x,y)＝ｒｏｕｎｄ（ＱＰ0－ＱＰoffset）、ＱＰC (x,y)＝ｒｏｕｎｄ（ＱＰC 0－ＱＰoffset） （２５）
である。
ＱＰ(x,y)＝ｒｏｕｎｄ（ＱＰ0－ＱＰoffset）、ＱＰC (x,y)＝ｒｏｕｎｄ（ＱＰC 0－ＱＰoffset） （２５）
である。
【0103】
人間の視覚系は、色よりも明るさの変化により敏感であることができる。例えば、人間の視覚系は、色よりも明るさの変化により敏感であることができるので、ビデオ符号化システムは、ルーマ成分により多くの帯域幅を割くことができる。クロマサンプルは、例えば、再構成されたクロマサンプルの知覚される品質の劣化なしに、（例えば、４：２：０および４：２：２クロマフォーマットに）空間解像度を低減させるように、サブサンプリングすることができる。クロマサンプルは、小さいダイナミックレンジを有することができる（例えば、より平滑であることができる）。クロマサンプルは、ルーマサンプルが含むことができるほど、著しい残差を含まないことができる。適応的量子化が、３６０度ビデオ符号化に適用されるとき、例えば、クロマ残差サンプルが過度に量子化されないことを保証するために、ルーマ成分に適用することができるよりも小さいＱＰオフセットを、クロマ成分に適用することができる。例えば、符号化ブロックのＱＰ値を調整するとき、ルーマ成分および／またはクロマ成分に、等しくないＱＰオフセットを適用することができる。例えば、ルーマ残差サンプルとクロマ残差サンプルのダイナミックレンジの間の差を補償するために、クロマ成分に適用することができるＱＰオフセットの値を算出するとき、（２５）において、重み係数を使用することができる。（例えば、（２５）において指定されるような）符号化ブロックのルーマＱＰおよび／またはクロマＱＰの算出は、
ＱＰ(x,y)＝ｒｏｕｎｄ（ＱＰ0－ＱＰoffset）、ＱＰC (x,y)＝ｒｏｕｎｄ（ＱＰC 0－μC・ＱＰoffset） （２６）
となることができ、ここで、μCは、クロマ成分のＱＰオフセットを算出するために使用することができる、重みパラメータ（例えば、係数）であることができる。
ＱＰ(x,y)＝ｒｏｕｎｄ（ＱＰ0－ＱＰoffset）、ＱＰC (x,y)＝ｒｏｕｎｄ（ＱＰC 0－μC・ＱＰoffset） （２６）
となることができ、ここで、μCは、クロマ成分のＱＰオフセットを算出するために使用することができる、重みパラメータ（例えば、係数）であることができる。
【0104】
（２６）が適用されるとき、異なるレベルにおいて、μCの値を適応させることができる。例えば、ビデオシーケンス（例えば、同じビデオシーケンス）内のピクチャの１つまたは複数において、クロマ残差サンプルの量子化のために、重み係数（例えば、同じ重み係数）を使用することができるように、シーケンスレベルにおいては、μCの値（例えば、０．９）を固定することができる。１つまたは複数のパラメータ（例えば、のセット）（例えば、事前定義された重みパラメータ）は、シーケンスレベルで伝達する（例えば、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）で伝達する）ことができる。例えば、ピクチャ／スライスの残差信号のそれぞれの特徴に従って、ピクチャ／スライスのために、重みパラメータを選択することができる。Ｃｂ成分および／またはＣｒ成分に、重みパラメータ（例えば、異なる重みパラメータ）を適用することができる。例えば、Ｃｂ成分および／またはＣｒ成分に別々に、重みパラメータ（例えば、異なる重みパラメータ）を適用することができる。μCの値は、ピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）および／またはスライスヘッダで伝達することができる。例えば、μCの値は、ピクチャおよび／またはスライスレベル適応を可能にするために、ＰＰＳおよび／またはスライスヘッダで伝達することができる。重みパラメータの決定は、入力ルーマＱＰ（例えば、（２５）および（２６）におけるＱＰ0）の値に依存することができる。（例えば、１つの）ＬＵＴは、ＱＰ0とμCとの間のマッピングを指定することができ、および／またはエンコーダおよび／またはデコーダによって使用することができる。
【0105】
適応的ＱＰ調整の粒度を細かくすることができる。例えば、適応的ＱＰが、３６０度ビデオを符号化に適用されるとき、符号化ユニット（ＣＵ）レベルおよび／または符号化ツリーユニット（ＣＴＵ）レベルなど、１つまたは複数のレベルにおいて、ＱＰ値の適応を行うことができる。使用することができるＱＰ調整レベル（例えば、符号化ユニット、符号化ツリーユニットなど）のインジケーションを伝達することができる。（例えば、各）レベルは、ＱＰ値を変化させる粒度（例えば、異なる粒度）を提供することができる。例えば、ＱＰ調整が、ＣＵレベルにおいて持ち越される場合、エンコーダ／デコーダは、個々のＣＵのためのＱＰ値を調整する（例えば、適応的に調整する）ことができる。ＱＰ調整が、ＣＴＵレベルにおいて実行される場合、エンコーダ／デコーダは、個々のＣＴＵのためのＱＰ値を調整する（例えば、調整することを許可される）ことができる。ＣＴＵ内部のＣＵ（例えば、すべてのＣＵ）は、ＱＰ値を使用することができる（例えば、同じＱＰ値を使用することができる）。領域ベースのＱＰ調整を実行することができる。投影ピクチャを領域（例えば、事前定義された領域）に分割することができる。エンコーダ／デコーダによって、（例えば、各）領域に、ＱＰ値（例えば、異なるＱＰ値）を割り当てる（例えば、適応的に割り当てる）ことができる。
【0106】
適応的量子化は、ＱＰ値の配置（例えば、異なる配置）に基づくことができる。図６Ｂに示されるように、例示的な適応的量子化は、投影ピクチャにおける球面サンプリング密度（例えば、最も低い球面サンプリング密度）に対応することができる、ブロックのための（例えば、スライスヘッダで伝達されるような）入力ＱＰ（例えば、（２５）および（２６）におけるＱＰ0）を使用することができる。適応的量子化は、あるブロック（例えば、より高い球面サンプリング密度を有するブロック）のためのＱＰ値を、増加させる（例えば、徐々に増加させる）ことができる。
【0107】
図７Ａは、入力ＱＰが３２であるときの（本明細書において説明される）ＱＰ配置に基づいた、ＥＲＰピクチャについてのＱＰ値の例示的な変化を示している。図７Ａに見ることができるように、ＱＰ値は、ピクチャ中央の周りのブロックのための入力ＱＰに等しく設定することができ、ならびに／または例えば、ピクチャの上境界および／もしくは下境界に近いブロックを符号化するときに、徐々に増加させることができる。ＥＲＰの球面サンプリング密度は、赤道において最も低く、北極および／または南極において最も高いことができる。入力ＱＰは、最も高い球面サンプリング密度（例えば、球上の最も高い球面サンプリング密度）に対応するブロックを符号化するために適用することができ、および／またはより低いサンプリング密度（例えば、球上のより低い球面サンプリング密度）を有するブロックのために、ＱＰ値を減少させる（例えば、徐々に減少させる）ことができる。入力ＱＰは、中間の球面サンプリング密度（例えば、投影ピクチャにおけるサンプル（例えば、すべてのサンプル）にわたる平均の球面サンプリング密度）に対応するブロックに対して、適用することができ、および／または球面サンプリングが平均よりも高い／低いことができるブロックを符号化するために、ＱＰ値を増加／減少させる（例えば、徐々に増加／減少させる）ことができる。図７Ａにおける入力ＱＰ値に基づいて、図７Ｂおよび図７Ｃは、第２および第３のＱＰ配置がそれぞれ適用されたときの、ＱＰ値の対応する変化を示している。第３のＱＰ配置は、絶対値（例えば、大きい絶対値）を有することができる（例えば、正および／または負の）ＱＰ＿ｏｆｆｓｅｔによる調整のせいで、（例えば、ＱＰは０以上５１以下であることができるため）ＱＰクリッピングの確率を低減させることができる。（０、１、２、例えば、２ビットによってインデックス付けすることができる）シンタックス要素ａｄａｐｔｉｖｅ＿ｑｐ＿ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ＿ｍｅｔｈｏｄ＿ｉｄｃは、例えば、どのＱＰ配置を適用することができるかを示すために、ＳＰＳ、ＰＰＳ、および／またはスライスヘッダで伝達することができる。
【0108】
調整されたＱＰ値のインジケーションをデコーダに提供することができる。例えば、式（２５）および（２６）に基づいて、ＱＰ値（例えば、変化するＱＰ値）が、投影ピクチャ内の領域（例えば、異なるブロックなど、異なる領域）に適用されるとき、ＱＰ値は、エンコーダによって、デコーダに提供する（例えば、通知する）ことができる。デルタＱＰシグナリング上のシンタックス要素を使用して、調整されたＱＰ値をエンコーダからデコーダに提供する（例えば、伝達する）ことができる。符号化ブロックの近隣ブロックのＱＰから、（例えば、各）符号化ブロックの調整されたＱＰを予測することができる。差（例えば、差だけ）をビットストリームで提供する（例えば、伝達する）ことができる。
【0109】
導出を実行することができる。（（２５）および（２６）に示されるような）導出を使用して、エンコーダおよび／またはデコーダにおいて、（例えば、各）ブロックのためのＱＰ値を算出することができる。（１６）、（１７）、および（２４）から分かるように、余弦、平方根、および／または対数実施を使用して、現在のブロックに適用することができる重みおよび／またはＱＰオフセットの値を導出することができる。実施は、非線形実施であり、および／または浮動小数点演算に基づくことができる。例えば、適応的量子化が３６０度ビデオを符号化に対して適用されるとき、浮動小数点演算を回避しながら、エンコーダとデコーダにおいて、調整されたＱＰ値を同期させることができる。
【0110】
適応的量子化が適用されるとき、マッピングｇ（ｘ，ｙ）を使用して、投影ピクチャ内の事前定義されたサンプルの２Ｄ座標（ｘ，ｙ）および／または対応するＱＰオフセット（例えば、（２３）において算出されるようなＱＰoffset）の間の関係を指定することができる。アンカブロックのＱＰ値ではなく、ＱＰオフセット、例えば、ＱＰoffset（ｘ，ｙ）＝ｇ（ｘ，ｙ）をサンプルに適用することができる。水平および／または垂直マッピング実施は、相関がないことがある。マッピング実施ｇ（ｘ，ｙ）は、２つの実施に分離することができ、例えば、ｇ（ｘ，ｙ）＝ｆ（ｘ）・ｆ（ｙ）であり、ここで、ｘ方向およびｙ方向におけるマッピング実施は、同一であることができる。異なるモデリングを適用することができ、例えば、多項式実施、指数実施、対数実施などを適用することができる。マッピングを近似するために、１つまたは複数の（例えば、異なる）モデリング実施を適用することができる。モデリングのために、１次多項式モデル（例えば、線形モデル）を使用することができる。投影ピクチャ内のロケーション（ｘ，ｙ）にあるサンプルに適用されるＱＰオフセットは、
ＱＰoffset（ｘ，ｙ）＝ｆ（ｘ）・ｆ（ｙ）＝（ａ1ｘ＋ａ0）・（ａ1ｙ＋ａ0） （２７）
として算出することができる。
ＱＰoffset（ｘ，ｙ）＝ｆ（ｘ）・ｆ（ｙ）＝（ａ1ｘ＋ａ0）・（ａ1ｙ＋ａ0） （２７）
として算出することができる。
【0111】
例えば、エンコーディングの間にブロックを符号化するために使用することができたＱＰオフセット（例えば、同じＱＰオフセット）を、デコーダサイドにおいて再現することができるように、多項式パラメータである値（例えば、値だけ）を、エンコーダからデコーダに送信することができる。（２７）に示されるように、多項式パラメータ（例えば、ａ0およびａ1）は、実数であることができる。多項式パラメータは、例えば、デコーダに送信する前に、量子化することができる。モデリング実施のパラメータを配送するために、（例えば、線形モデリングが適用される場合）表３における以下のシンタックス要素を、ＳＰＳおよび／またはＰＰＳにおいて使用することができる。
【0112】
【表3】
【0113】
パラメータａｄａｐｔｉｖｅ＿ｑｐ＿ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ＿ｍｅｔｈｏｄ＿ｉｄｃは、符号化ブロックの量子化パラメータを算出するために、どのＱＰ配置を使用することができるかを指定することができる。例えば、ａｄａｐｔｉｖｅ＿ｑｐ＿ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ＿ｍｅｔｈｏｄ＿ｉｄｃが、０に等しいとき、スライスヘッダにおいて示される量子化パラメータは、最も低い球面サンプリング密度を有する符号化ブロックに適用することができる。ａｄａｐｔｉｖｅ＿ｑｐ＿ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ＿ｍｅｔｈｏｄ＿ｉｄｃが、１に等しいとき、スライスヘッダにおいて示される量子化パラメータは、最も高い球面サンプリング密度を有する符号化ブロックに適用することができる。ａｄａｐｔｉｖｅ＿ｑｐ＿ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ＿ｍｅｔｈｏｄ＿ｉｄｃが、２に等しいとき、スライスヘッダにおいて示される量子化パラメータは、中間の球面サンプリング密度を有する符号化ブロックに適用することができる。
【0114】
パラメータｐａｒａ＿ｓｃａｌｉｎｇ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｍｉｎｕｓ１プラス１（例えば、ｐａｒａ＿ｓｃａｌｉｎｇ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｍｉｎｕｓ１＋１）は、量子化パラメータオフセットのモデリング実施のパラメータを算出するために使用することができる、スケーリング係数の値を指定することができる。
【0115】
パラメータｐａｒａ＿ｂｉｔ＿ｓｈｉｆｔは、量子化パラメータオフセットのモデリング実施のパラメータを算出するために使用される、右シフトの数を指定することができる。
【0116】
パラメータｍｏｄｅｌｉｎｇ＿ｐａｒａ＿ａｂｓ［ｋ］は、量子化パラメータオフセットのモデリング実施の第ｋのパラメータの絶対値を指定することができる。
【0117】
パラメータｍｏｄｅｌｉｎｇ＿ｐａｒａ＿ｓｉｇｎ［ｋ］は、量子化パラメータオフセットのモデリング実施の第ｋのパラメータの符号を指定することができる。
【0118】
パラメータｍｏｄｅｌｉｎｇ＿ｐａｒａ＿ａｂｓ［ｋ］および／またはｍｏｄｅｌｉｎｇ＿ｐａｒａ＿ｓｉｇｎ［ｋ］は、量子化パラメータオフセットを
ＱＰＯｆｆｓｅｔＭｏｄｅｌｉｎｇＰａｒａ［ｋ］＝（（１－２×ｍｏｄｅｌｉｎｇ＿ｐａｒａ＿ｓｉｇｎ［ｋ］×ｍｏｄｅｌｉｎｇ＿ｐａｒａ＿ａｂｓ［ｋ］×（ｐａｒａ＿ｓｃａｌｉｎｇ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｍｉｎｕｓ１＋１））＞＞ｐａｒａ＿ｂｉｔ＿ｓｈｉｆｔ
として算出するための、モデリング実施のための第ｋのパラメータの値を指定することができる。
ＱＰＯｆｆｓｅｔＭｏｄｅｌｉｎｇＰａｒａ［ｋ］＝（（１－２×ｍｏｄｅｌｉｎｇ＿ｐａｒａ＿ｓｉｇｎ［ｋ］×ｍｏｄｅｌｉｎｇ＿ｐａｒａ＿ａｂｓ［ｋ］×（ｐａｒａ＿ｓｃａｌｉｎｇ＿ｆａｃｔｏｒ＿ｍｉｎｕｓ１＋１））＞＞ｐａｒａ＿ｂｉｔ＿ｓｈｉｆｔ
として算出するための、モデリング実施のための第ｋのパラメータの値を指定することができる。
【0119】
本明細書において説明されるように、例えば、シンタックスシグナリングを容易にするために、線形モデル（例えば、同じ線形モデル）を使用して、ｘ方向およびｙ方向におけるマッピング実施を近似することができる。シンタックス要素は、１つまたは複数（例えば、他の近似）に適用可能であることができる。例えば、シンタックス要素は、モデル（例えば、より複雑なモデル）を使用すること、ならびに／またはｘ方向およびｙ方向において異なるモデル実施を適用することができる実施に適用可能であることができる。（２７）に示されるように、ＱＰオフセットの値は、ｘ座標および／またはｙ座標に基づいて、算出することができる。ＱＰオフセットの値は、ｘ座標および／またはｙ座標とは独立に算出することができない。例えば、（１６）に示されるように、ＥＲＰフォーマットにおいて使用される重み値は、垂直座標に依存する（例えば、それだけに依存する）ことができる。ＱＰオフセット実施は、例えば、モデリングがＥＲＰに対して適用されるとき、垂直座標の１Ｄ実施であることができる。
【0120】
適応的量子化が、３６０度ビデオ符号化に対して適用されるとき、（例えば、本明細書において説明されるような、適応的ＱＰ調整の粒度に応じて）（例えば、各）ユニットブロックに適用することができる、ＱＰオフセットの値を、伝達する（例えば、直接的に伝達する）ことができる。例えば、ＱＰ適応が、ＣＴＵレベルにおいて実行される場合、投影におけるＣＴＵのためのＱＰオフセット値を、ビットストリームで伝達することができる。例えば、３６０度ビデオの複数のフェイス上への３Ｄ投影が、対称的であることができると仮定すると、フェイスのＱＰオフセットを伝達することができる。例えば、フェイス（例えば、同じフェイス）内の他のＣＴＵによって再使用することができる、フェイス内のＣＴＵのサブセットのためのＱＰオフセットを、伝達することができる。ＥＲＰについてのＱＰ値を調整するために導出される重みは、垂直に対称的であることができ、および／または（（１６）に示されるように）垂直座標に依存することができる。（例えば、第１のＣＴＵ列の上半分内の）ＣＴＵに適用することができるＱＰオフセットのインジケーションを、提供することができる。（１７）に示されるように、ＣＭＰに対して適用される重み算出は、水平および／または垂直方向において対称的であることができる。ＣＭＰフェイスの第１の四半分（例えば、左上四半分）内のＣＴＵのためのＱＰオフセットを、ビットストリームで示すことができる。表４に示されるような、シンタックス要素は、伝達されるＣＴＵのＱＰオフセットを、エンコーダからデコーダに送信することができる。
【0121】
【表4】
【0122】
パラメータｎｕｍ＿ｑｐ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎａｌｅｄは、ビットストリームで伝達される量子化パラメータオフセットの数を指定することができる。
【0123】
パラメータｑｐ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｖａｌｕｅ［ｋ］は、第ｋの量子化パラメータオフセットの値を指定することができる。
【0124】
ＱＰオフセットの値を、予測的に伝達することができる。ブロックのために使用されるＱＰオフセットは、それの空間的近隣ブロックのそれに類似することができる。例えば、（例えば、３６０度ビデオを高解像度、例えば、８Ｋまたは４Ｋでキャプチャすることができることを特に考慮して）近隣ブロック間の制限された球面距離を仮定すると、ブロックのために使用されるＱＰオフセットは、それの空間的近隣ブロックのそれに類似することができる。ＱＰオフセットを符号化するために、予測的符号化を適用することができる。例えば、ブロックのＱＰオフセットは、近隣ブロックのうちの１つまたは複数（例えば、左近隣ブロック）のＱＰオフセットから、予測することができる。差分をビットストリームで伝達することができる。
【0125】
ＬＵＴを使用して、ユニットブロックに適用することができるＱＰオフセット（例えば、対応するＱＰオフセット）を事前算出および／または記憶することができる。例えば、エンコーダにおいて適用されたＱＰオフセット（例えば、同じＱＰオフセット）を、デコーダにおいて再使用することができるように、エンコーディングおよび／またはデコーディングにおいて、ＬＵＴを使用することができる。（例えば、各）フェイス内の投影ピクチャは、対称的であることができる。フェイス内のブロックのサブセットのＱＰオフセット（例えば、ＱＰオフセットだけ）を、記憶することができる。フェイス（例えば、同じフェイス）内の１つまたは複数の他のブロックのために、ＱＰオフセットを再使用することができる。ＱＰオフセットは、伝達されないことがある。ＬＵＴ情報は、メモリ内に記憶することができる。例えば、ＬＵＴ記憶のために使用されるメモリサイズ（例えば、合計メモリサイズ）は、投影ピクチャ（フェイス）の解像度によって決定することができる。（２３）および（２４）に示されるように、投影ピクチャ内のブロックに対して適用することができる重みは、異なる値を取ることができ、それが、１つまたは複数の（例えば、異なる）ブロックにおいて適用される変化するＱＰオフセットをもたらすことができる。
【0126】
ＬＵＴは、サンプリンググリッド、例えば、元の投影ピクチャのそれよりも低いことができる解像度を有することができるサンプリンググリッドに基づいて、定義することができる。例えば、投影ピクチャ内のユニットブックのＱＰオフセットを算出するとき、高解像度のブロックの座標は、より低い解像度を有するサンプリンググリッド上の別の座標に変換することができる。変換された座標（例えば、より低い解像度のサンプリンググリッド上の１つ）と関連付けられたＱＰオフセット値は、現在のブロックのＱＰオフセットとして使用することができる。座標が、ＬＵＴのサンプリンググリッド上の整数ロケーションに変換されない場合、最も近い近隣からのＱＰオフセットを使用することができる。例えば、分数サンプリングロケーションにおけるＱＰオフセットを算出するために、補間（例えば、バイリニアフィルタ、キュービックフィルタ、およびガウシアンフィルタなど）を適用することができる。図７に示されるように、ＥＲＰピクチャにおいては、ＱＰオフセットの分布は、不均一であることができる。例えば、より高い球面サンプリングを用いる領域（例えば、極に近い領域）におけるＱＰ値の変化は、より低い球面サンプリングを用いる領域（例えば、赤道に近い領域）におけるそれらよりも大きいことができる。ＬＵＴは、不均一なサンプリングに基づくことができる。例えば、より変化するＱＰ値を有する領域に対して、より多数のサンプリング点を割り当てることができる。あまり変化しないＱＰ値を有する領域に対して、より少数のサンプリング点を割り当てることができる。
【0127】
適応的量子化を用いるデブロッキングフィルタリングを実行することができる。例えば、（２５）および（２６）において導出されるようなＱＰ値を、（例えば、ＱＰ値を参照することができる）符号化実施に適用することができる。デブロッキング実施において、例えば、フィルタの強度（例えば、強いフィルタと通常のフィルタとの間の選択）、および／またはブロック境界の（例えば、各）側において、いくつのサンプルをフィルタリングすることができるかを決定するために、符号化ブロックのＱＰ値を、ルーマ成分および／またはクロマ成分に対して使用することができる。ブロックのデブロッキングの間、符号化ブロックの調整されたＱＰ値を使用することができる。例えば、デブロッキングフィルタリング決定がＱＰ値に依存することができると仮定すると、デブロッキングは、低いＱＰ値と比較して、高いＱＰ値において、より頻繁に起動されることができる。上述のことが、３６０度ビデオ符号化に対して適用されるとき、より高い球面サンプリング密度を有する領域は、例えば、より低い球面サンプリング密度を有する領域のそれと比較して、より大きいＱＰ値と関連付けることができる。強いデブロッキングは、より高い球面サンプリング密度を有する領域において実行される可能性がより高いことができる。例えば、領域が、複雑なテクスチャおよび／または豊富な方向性エッジ情報を含むとき、強いデブロッキングが、より高い球面サンプリング密度を有する領域において実行されることは、望ましくないことがある。投影ピクチャ内のブロック（例えば、すべてのブロック）のデブロッキングフィルタリング決定のために、より低い球面サンプリング密度を有するブロックのＱＰ値（例えば、より低いＱＰ値）を使用することができる。
【0128】
変更されたＲ－Ｄ基準を提供することができる。適応的量子化が、３６０度ビデオ符号化に対して適用されるとき、Ｒ－Ｄ最適化を実行することができる。本明細書において説明されるように、例えば、適応的ＱＰが適用されるとき、投影ピクチャ内の異なる符号化ブロックは、変化するＱＰ値を適用することができる。例えば、最適Ｒ－Ｄ決定を達成するために、ラグランジュ乗数（例えば、（１０）および（１２）におけるλpred、（１３）におけるλL）の値、ならびに／またはブロックのクロマ重みパラメータ（例えば、（１３）におけるｗC）の値は、それの（例えば、ブロックの）調整されたＱＰ値を用いて、変更することができる。例えば、高い球面サンプリング密度を有する投影領域のためのλpredおよびλLの値は、増加させることができる。λpredおよびλLの値は、例えば、減少したラグランジュ乗数の値を適用することができる、より低い球面サンプリング密度を有する投影領域を符号化するときに使用することができるビットを節約するために、増加させることができる。（１０）におけるＳＡＤベースのＲ－Ｄコスト実施、（１２）におけるＳＡＴＤベースのＲ－Ｄコスト実施、および（１３）におけるＳＳＥベースのＲ－Ｄコスト実施は、
【0129】
【数22】
【0130】
【数23】
【0131】
【数24】
【0132】
のように変更されるべきであり、ここで、
【0133】
【数25】
【0134】
、
【0135】
【数26】
【0136】
、および
【0137】
【数27】
【0138】
は、座標（ｘ，ｙ）に配置された現在の符号化ブロックに適用することができる、ラグランジュ乗数およびクロマ重みパラメータであることができる。乗数および／またはパラメータは、
【0139】
【数28】
【0140】
【数29】
【0141】
のように、（（２５）および（２６）に示されるような）ルーマ成分およびクロマ成分の調整されたＱＰ値を（８）および（９）に代入することによって、導出することができる。
【0142】
例えば、ＱＰ値の適応がＣＴＵレベルにおいて実行されるとき、ＣＴＵ内部の符号化ブロック（例えば、すべての符号化ブロック）が、同じＱＰ値を使用することができ、および／またはレート－歪み（Ｒ－Ｄ）コストに関して比較することができるように、ラグランジュ乗数の値は、（３１）にあるように調整することができ、適用することができる。分割することができる、または分割することができない符号化ブロックを決定することができる。図８に示されるように、現在の符号化ブロックの下のサブブロックのＲ－Ｄコストは、現在のブロックのために使用することができるラムダ値（例えば、図８におけるλ0）と異なることができる、異なるラムダ値（例えば、図８におけるλ1、λ2、λ3、λ4）に基づいて算出することができる。適応的ＱＰ調整が適用されるとき、ＳＳＥベースのＲ－Ｄ最適化のための加重された歪み算出を実行することができる。例えば、Ｒ－Ｄ最適化ステージにおいて、現在の符号化ブロックの歪みを算出するために、加重係数を使用することができる。
【0143】
【数30】
【0144】
が、アンカブロック（例えば、入力ＱＰ値ＱＰ0と関連付けられたブロック）に適用されるラグランジュ乗数である場合、（３０）におけるＳＳＥベースのＲ－Ｄコスト実施は、
【0145】
【数31】
【0146】
であることができ、ここで、φ(x,y)は、
【0147】
【数32】
【0148】
としてさらに導出することができる、現在のブロックの歪み加重係数であることができる。
【0149】
Ｒ－Ｄコスト算出において、同じラグランジュ乗数を使用することができる。例えば、（３３）に示されるように、Ｒ－Ｄコスト算出において、同じラグランジュ乗数が使用されるので、様々な符号化レベルにおけるブロックのＲ－Ｄコストを比較することができる。
【0150】
図９Ａは、１つまたは複数の開示される実施形態を実施することができる、例示的な通信システム１００を示す図である。通信システム１００は、音声、データ、ビデオ、メッセージング、放送などのコンテンツを複数の無線ユーザに提供する、多元接続システムであることができる。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用を通して、そのようなコンテンツにアクセスすることを可能にすることができる。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）、ゼロテールユニークワードＤＦＴ拡散ＯＦＤＭ（ＺＴ ＵＷ ＤＴＳ－ｓ ＯＦＤＭ）、ユニークワードＯＦＤＭ（ＵＷ－ＯＦＤＭ）、リソースブロックフィルタードＯＦＤＭ、およびフィルタバンクマルチキャリア（ＦＢＭＣ）など、１つまたは複数のチャネルアクセス方法を利用することができる。
【0151】
図９Ａに示されるように、通信システム１００は、無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄと、ＲＡＮ１０４／１１３と、ＣＮ１０６／１１５と、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１０８と、インターネット１１０と、他のネットワーク１１２とを含むことができるが、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していることが理解されよう。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの各々は、無線環境において動作および／または通信するように構成された任意のタイプのデバイスであることができる。例として、それのどれもが、「局」および／または「ＳＴＡ」と呼ばれることがある、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、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、ユーザ機器（ＵＥ）、移動局、固定または移動加入者ユニット、サブスクリクションベースのユニット、ページャ、セルラ電話、パーソナルデジタルアシスタント（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、ホットスポットまたはＭｉ－Ｆｉデバイス、モノのインターネット（ＩｏＴ）デバイス、ウォッチまたは他のウェアラブル、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、乗物、ドローン、医療用デバイスおよびアプリケーション（例えば、遠隔手術）、工業用デバイスおよびアプリケーション（例えば、工業用および／または自動化された処理チェーン状況において動作するロボットおよび／または他の無線デバイス）、家電デバイス、ならびに商業用および／または工業用無線ネットワーク上において動作するデバイスなどを含むことができる。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのいずれも、交換可能に、ＵＥと呼ばれることがある。
【0152】
通信システム１００は、基地局１１４ａおよび／または基地局１１４ｂも含むことができる。基地局１１４ａ、１１４ｂの各々は、ＣＮ１０６／１１５、インターネット１１０、および／または他のネットワーク１１２など、１つ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ために、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの少なくとも１つと無線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ることができる。例として、基地局１１４ａ、１１４ｂは、基地送受信機局（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、ｇＮＢ、ＮＲノードＢ、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、および無線ルータなどであることができる。基地局１１４ａ、１１４ｂは、各々が、単一の要素として描かれているが、基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意の数の相互接続された基地局および／またはネットワーク要素を含むことができることが理解されよう。
【0153】
基地局１１４ａは、ＲＡＮ１０４／１１３の一部であることができ、ＲＡＮ１０４／１１３は、他の基地局、および／または基地局コントローラ（ＢＳＣ）、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、中継ノードなどのネットワーク要素（図示されず）も含むことができる。基地局１１４ａおよび／または基地局１１４ｂは、セル（図示されず）と呼ばれることがある、１つまたは複数のキャリア周波数上において、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る。これらの周波数は、免許要スペクトル、免許不要スペクトル、または免許要スペクトルと免許不要スペクトルとの組み合わせの中にあることができる。セルは、相対的に一定であることができる、または時間とともに変化することができる特定の地理的エリアに、無線サービス用のカバレージを提供することができる。セルは、さらに、セルセクタに分割することができる。例えば、基地局１１４ａと関連付けられたセルは、３つのセクタに分割することができる。したがって、一実施形態においては、基地局１１４ａは、送受信機を３つ、すなわち、セルの各セクタに対して１つずつ含むことができる。実施形態においては、基地局１１４ａは、多入力多出力（ＭＩＭＯ）技術を利用することができ、セルの各セクタに対して複数の送受信機を利用することができる。例えば、所望の空間方向において信号を送信および／または受信するために、ビームフォーミングを使用することができる。
【0154】
基地局１１４ａ、１１４ｂは、エアインターフェース１１６上において、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの１つまたは複数と通信することができ、エアインターフェース１１６は、任意の適切な無線通信リンク（例えば、無線周波（ＲＦ）、マイクロ波、センチメートル波、マイクロメートル波、赤外線（ＩＲ）、紫外線（ＵＶ）、可視光など）であることができる。エアインターフェース１１６は、任意の適切な無線アクセス技術（ＲＡＴ）を使用して、確立することができる。
【0155】
より具体的には、上で言及されたように、通信システム１００は、多元接続システムであることができ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、およびＳＣ－ＦＤＭＡなど、１つまたは複数のチャネルアクセス方式を利用することができる。例えば、ＲＡＮ１０４／１１３内の基地局１１４ａと、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）を使用して、エアインターフェース１１５／１１６／１１７を確立することができる、ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）地上無線アクセス（ＵＴＲＡ）などの無線技術を実施することができる。ＷＣＤＭＡは、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）および／または進化型ＨＳＰＡ（ＨＳＰＡ＋）などの通信プロトコルを含むことができる。ＨＳＰＡは、高速ダウンリンク（ＤＬ）パケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）、および／または高速アップリンク（ＵＬ）パケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）を含むことができる。
【0156】
実施形態においては、基地局１１４ａと、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、および／またはＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ－Ａ）、および／またはＬＴＥアドバンストプロ（ＬＴＥ－Ａ Ｐｒｏ）を使用して、エアインターフェース１１６を確立することができる、進化型ＵＭＴＳ地上無線アクセス（Ｅ－ＵＴＲＡ）などの無線技術を実施することができる。
【0157】
実施形態においては、基地局１１４ａと、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ニューラジオ（ＮＲ）を使用して、エアインターフェース１１６を確立することができる、ＮＲ無線アクセスなどの無線技術を実施することができる。
【0158】
実施形態においては、基地局１１４ａと、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、複数の無線アクセス技術を実施することができる。例えば、基地局１１４ａと、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、例えば、デュアルコネクティビティ（ＤＣ）原理を使用して、ＬＴＥ無線アクセスと、ＮＲ無線アクセスとを一緒に実施することができる。したがって、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃによって利用されるエアインターフェースは、複数のタイプの無線アクセス技術、ならびに／または複数のタイプの基地局（例えば、ｅＮＢおよびｇＮＢ）に／から送信される送信によって特徴付けることができる。
【0159】
他の実施形態においては、基地局１１４ａと、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＩＥＥＥ８０２．１１（すなわち、ワイヤレスフィデリティ（ＷｉＦｉ））、ＩＥＥＥ８０２．１６（すなわち、マイクロ波アクセス用世界的相互運用性（ＷｉＭＡＸ））、ＣＤＭＡ２０００、ＣＤＭＡ２０００ １Ｘ、ＣＤＭＡ２０００ ＥＶ－ＤＯ、暫定標準２０００（ＩＳ－２０００）、暫定標準９５（ＩＳ－９５）、暫定標準８５６（ＩＳ－８５６）、移動体通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）、ＧＳＭエボリューション用高速データレート（ＥＤＧＥ）、およびＧＳＭ ＥＤＧＥ（ＧＥＲＡＮ）などの無線技術を実施することができる。
【0160】
図９Ａにおける基地局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ることができ、事業所、自宅、乗物、キャンパス、産業用施設、（例えば、ドローンによって使用される）エアコリド、および車道など、局所化されたエリアにおける無線接続性を容易にするために、任意の適切なＲＡＴを利用することができる。一実施形態においては、基地局１１４ｂと、ＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、ＩＥＥＥ８０２．１１などの無線技術を実施して、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を確立することができる。実施形態においては、基地局１１４ｂと、ＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、ＩＥＥＥ８０２．１５などの無線技術を実施して、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）を確立することができる。また別の実施形態においては、基地局１１４ｂと、ＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、セルラベースのＲＡＴ（例えば、ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭ、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａ、ＬＴＥ－Ａ Ｐｒｏ、ＮＲなど）を利用して、ピコセルまたはフェムトセルを確立することができる。図９Ａに示されるように、基地局１１４ｂは、インターネット１１０への直接的な接続を有することができる。したがって、基地局１１４ｂは、ＣＮ１０６／１１５を介してインターネット１１０にアクセスする必要がないことがある。
【0161】
ＲＡＮ１０４／１１３は、ＣＮ１０６／１１５と通信することができ、ＣＮ１０６／１１５は、音声、データ、アプリケーション、および／またはボイスオーバインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）サービスを、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの１つ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ことができる。データは、異なるスループット要件、遅延要件、エラー耐性要件、信頼性要件、データスループット要件、およびモビリティ要件など、様々なサービス品質（ＱｏＳ）要件を有することができる。ＣＮ１０６／１１５は、呼制御、ビリングサービス、モバイルロケーションベースのサービス、プリペイド発呼、インターネット接続性、ビデオ配信などを提供することができ、および／またはユーザ認証など、高レベルセキュリティ機能を実行することができる。図９Ａには示されていないが、ＲＡＮ１０４／１１３および／またはＣＮ１０６／１１５は、ＲＡＮ１０４／１１３と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを利用する他のＲＡＮと直接的または間接的通信を行うことができることが理解されよう。例えば、ＮＲ無線技術を利用していることがあるＲＡＮ１０４／１１３に接続されていることに加えて、ＣＮ１０６／１１５は、ＧＳＭ、ＵＭＴＳ、ＣＤＭＡ２０００、ＷｉＭＡＸ、Ｅ－ＵＴＲＡ、またはＷｉＦｉ無線技術を利用する別のＲＡＮ（図示されず）とも通信することができる。
【0162】
ＣＮ１０６／１１５は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、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の役割も果たすことができる。ＰＳＴＮ１０８は、基本電話サービス（ＰＯＴＳ）を提供する、回線交換電話網を含むことができる。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内の伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）、および／またはインターネットプロトコル（ＩＰ）など、共通の通信プロトコルを使用する、相互接続されたコンピュータネットワークおよびデバイスからなる地球規模の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／または運営される、有線および／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、ＲＡＮ１０４／１１３と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを利用することができる１つまたは複数のＲＡＮに接続された、別のＣＮを含むことができる。
【0163】
通信システム１００内のＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちのいくつかまたはすべては、マルチモード機能を含むことができる（例えば、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、異なる無線リンク上において、異なる無線ネットワークと通信するための、複数の送受信機を含むことができる）。例えば、図９Ａに示されるＷＴＲＵ１０２ｃは、セルラベースの無線技術を利用することができる基地局１１４ａと通信するように、またＩＥＥＥ８０２無線技術を利用することができる基地局１１４ｂと通信するように構成することができる。
【0164】
図９Ｂは、例示的なＷＴＲＵ１０２を示すシステム図である。図９Ｂに示されるように、ＷＴＲＵ１０２は、とりわけ、プロセッサ１１８、送受信機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、非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／または他の周辺機器１３８を含むことができる。ＷＴＲＵ１０２は、実施形態との整合性を保ちながら、上記の要素の任意のサブコンビネーションを含むことができることが理解されよう。
【0165】
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コアと連携する１つ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）、および状態機械などであることができる。プロセッサ１１８は、信号符号化、データ処理、電力制御、入力／出力処理、および／またはＷＴＲＵ１０２が無線環境において動作することを可能にする他の任意の機能性を実行することができる。プロセッサ１１８は、送受信機１２０に結合することができ、送受信機１２０は、送信／受信要素１２２に結合することができる。図９Ｂは、プロセッサ１１８と送受信機１２０を別個の構成要素として描いているが、プロセッサ１１８と送受信機１２０は、電子パッケージまたはチップ内に一緒に統合することができることが理解されよう。
【0166】
送信／受信要素１２２は、エアインターフェース１１６上において、基地局（例えば、基地局１１４ａ）に信号を送信し、または基地局から信号を受信するように構成することができる。例えば、一実施形態においては、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ことができる。実施形態においては、送信／受信要素１２２は、例えば、ＩＲ、ＵＶ、または可視光信号を送信および／または受信するように構成された放射器／検出器であることができる。また別の実施形態においては、送信／受信要素１２２は、ＲＦ信号および光信号の両方を送信および／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することができることが理解されよう。
【0167】
図９Ｂにおいては、送信／受信要素１２２は、単一の要素として描かれているが、ＷＴＲＵ１０２は、任意の数の送信／受信要素１２２を含むことができる。より具体的には、ＷＴＲＵ１０２は、ＭＩＭＯ技術を利用することができる。したがって、一実施形態においては、ＷＴＲＵ１０２は、エアインターフェース１１６上において無線信号を送信および受信するための２つ以上の送信／受信要素１２２（例えば、複数のアンテナ）を含むことができる。
【0168】
送受信機１２０は、送信／受信要素１２２によって送信されることになる信号を変調し、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することができる。上で言及されたように、ＷＴＲＵ１０２は、マルチモード機能を有することができる。したがって、送受信機１２０は、ＷＴＲＵ１０２が、例えば、ＮＲおよびＩＥＥＥ８０２．１１など、複数のＲＡＴを介して通信することを可能にするための、複数の送受信機を含むことができる。
【0169】
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、液晶表示（ＬＣＤ）ディスプレイユニットもしくは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイユニット）に結合することができ、それらからユーザ入力データを受信することができる。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にユーザデータを出力することもできる。加えて、プロセッサ１１８は、非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、任意のタイプの適切なメモリから情報を入手することができ、それらにデータを記憶することができる。非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、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、メモリスティック、およびセキュアデジタル（ＳＤ）メモリカードなどを含むことができる。他の実施形態においては、プロセッサ１１８は、サーバまたはホームコンピュータ（図示されず）上などに配置された、ＷＴＲＵ１０２上に物理的に配置されていないメモリから情報を入手することができ、それらにデータを記憶することができる。
【0170】
プロセッサ１１８は、電源１３４から電力を受け取ることができ、ＷＴＲＵ１０２内の他の構成要素に電力を分配するように、および／またはそれらへの電力を制御するように構成することができる。電源１３４は、ＷＴＲＵ１０２に給電するための任意の適切なデバイスであることができる。例えば、電源１３４は、１つまたは複数の乾電池（例えば、ニッケル－カドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル－亜鉛（ＮｉＺｎ）、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）、リチウム－イオン（Ｌｉ－ｉｏｎ）など）、太陽電池、および燃料電池などを含むことができる。
【0171】
プロセッサ１１８は、ＧＰＳチップセット１３６にも結合することができ、ＧＰＳチップセット１３６は、ＷＴＲＵ１０２の現在ロケーションに関するロケーション情報（例えば、経度および緯度）を提供するように構成することができる。ＧＰＳチップセット１３６からの情報に加えて、またはそれの代わりに、ＷＴＲＵ１０２は、基地局（例えば、基地局１１４ａ、１１４ｂ）からエアインターフェース１１６上においてロケーション情報を受信することができ、および／または２つ以上の近くの基地局から受信している信号のタイミングに基づいて、自らのロケーションを決定することができる。ＷＴＲＵ１０２は、実施形態との整合性を保ちながら、任意の適切なロケーション決定方法を用いて、ロケーション情報を獲得することができることが理解されよう。
【0172】
プロセッサ１１８は、さらに他の周辺機器１３８に結合することができ、他の周辺機器１３８は、追加の特徴、機能性、および／または有線もしくは無線接続性を提供する、１つ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。例えば、周辺機器１３８は、加速度計、ｅコンパス、衛星送受信機、（写真および／またはビデオ用の）デジタルカメラ、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、バイブレーションデバイス、テレビ送受信機、ハンズフリーヘッドセット、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、周波数変調（ＦＭ）ラジオユニット、デジタル音楽プレーヤ、メディアプレーヤ、ビデオゲームプレーヤモジュール、インターネットブラウザ、仮想現実および／または拡張現実（ＶＲ／ＡＲ）デバイス、ならびにアクティビティトラッカなどを含むことができる。周辺機器１３８は、１つまたは複数のセンサを含むことができ、センサは、ジャイロスコープ、加速度計、ホール効果センサ、磁力計、方位センサ、近接センサ、温度センサ、時間センサ、ジオロケーションセンサ、高度計、光センサ、タッチセンサ、気圧計、ジェスチャセンサ、バイオメトリックセンサ、および／または湿度センサのうちの１つまたは複数であることができる。
【0173】
ＷＴＲＵ１０２は、（例えば、（例えば、送信用の）ＵＬと（例えば、受信用の）ダウンリンクの両方のための特定のサブフレームと関連付けられた）信号のいくつかまたはすべての送信および受信が、並列および／または同時であることができる、全二重無線を含むことができる。全二重無線は、ハードウェア（例えば、チョーク）を介して、またはプロセッサ（例えば、別個のプロセッサ（図示されず）もしくはプロセッサ１１８を介して）を介する信号処理を介して、自己干渉を低減させ、および／または実質的に除去するために、干渉管理ユニットを含むことができる。実施形態においては、ＷＴＲＵ１０２は、（例えば、（例えば、送信用の）ＵＬまたは（例えば、受信用の）ダウンリンクのどちらかのための特定のサブフレームと関連付けられた）信号のいくつかまたはすべての送信および受信のための、半二重無線を含むことができる。
【0174】
図９Ｃは、実施形態に従った、ＲＡＮ１０４およびＣＮ１０６を示すシステム図である。上で言及されたように、ＲＡＮ１０４は、Ｅ－ＵＴＲＡ無線技術を利用して、エアインターフェース１１６上において、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信することができる。ＲＡＮ１０４は、ＣＮ１０６とも通信することができる。
【0175】
ＲＡＮ１０４は、ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃを含むことができるが、ＲＡＮ１０４は、実施形態との整合性を保ちながら、任意の数のｅノードＢを含むことができることが理解されよう。ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃは、各々が、エアインターフェース１１６上においてＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するための、１つまたは複数の送受信機を含むことができる。一実施形態においては、ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃは、ＭＩＭＯ技術を実施することができる。したがって、ｅノードＢ１６０ａは、例えば、複数のアンテナを使用して、ＷＴＲＵ１０２ａに無線信号を送信し、および／またはＷＴＲＵ１０２ａから無線信号を受信することができる。
【0176】
ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃの各々は、特定のセル（図示されず）と関連付けることができ、無線リソース管理決定、ハンドオーバ決定、ならびにＵＬおよび／またはＤＬにおけるユーザのスケジューリングなどを処理するように構成することができる。図９Ｃに示されるように、ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃは、Ｘ２インターフェース上において、互いに通信することができる。
【0177】
図９Ｃに示されるＣＮ１０６は、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）１６２と、サービングゲートウェイ（ＳＧＷ）１６４と、パケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ（またはＰＧＷ）１６６とを含むことができる。上記の要素の各々は、ＣＮ１０６の部分として描かれているが、これらの要素のうちのいずれも、ＣＮオペレータとは異なるエンティティによって所有および／または運営することができることが理解されよう。
【0178】
ＭＭＥ１６２は、Ｓ１インターフェースを介して、ＲＡＮ１０４内のｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃの各々に接続することができ、制御ノードとしての役割を果たすことができる。例えば、ＭＭＥ１６２は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのユーザを認証すること、ベアラアクティブ化／非アクティブ化、およびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの初期アタッチ中に特定のサービングゲートウェイを選択することなどを担うことができる。ＭＭＥ１６２は、ＲＡＮ１０４と、ＧＳＭおよび／またはＷＣＤＭＡなどの他の無線技術を利用する他のＲＡＮ（図示されず）との間における交換のためのコントロールプレーン機能を提供することができる。
【0179】
ＳＧＷ１６４は、Ｓ１インターフェースを介して、ＲＡＮ１０４内のｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃの各々に接続することができる。ＳＧＷ１６４は、一般に、ユーザデータパケットをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに／からルーティングおよび転送することができる。ＳＧＷ１６４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、ＤＬデータがＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに利用可能なときにページングをトリガすること、ならびにＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのコンテキストを管理および記憶することなど、他の機能を実行することができる。
【0180】
ＳＧＷ１６４は、ＰＧＷ１６６に接続することができ、ＰＧＷ１６６は、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ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに提供して、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＩＰ対応デバイスとの間の通信を容易にすることができる。
【0181】
ＣＮ１０６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、ＣＮ１０６は、ＰＳＴＮ１０８など、回線交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに提供して、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと従来の固定電話回線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、ＣＮ１０６は、ＣＮ１０６とＰＳＴＮ１０８との間のインターフェースとしての役割を果たすＩＰゲートウェイ（例えば、ＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）サーバ）を含むことができ、またはそれと通信することができる。加えて、ＣＮ１０６は、他のネットワーク１１２へのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに提供することができ、他のネットワーク１１２は、他のサービスプロバイダによって所有および／または運営される他の有線および／または無線ネットワークを含むことができる。
【0182】
図９Ａ～図９Ｄにおいては、ＷＴＲＵは、無線端末として説明されるが、ある代表的な実施形態においては、そのような端末は、通信ネットワークとの有線通信インターフェースを（例えば、一時的または永続的に）使用することができることが企図されている。
【0183】
代表的な実施形態においては、他のネットワーク１１２は、ＷＬＡＮであることができる。インフラストラクチャ基本サービスセット（ＢＳＳ）モードにあるＷＬＡＮは、ＢＳＳのためのアクセスポイント（ＡＰ）と、ＡＰと関連付けられた１つまたは複数の局（ＳＴＡ）とを有することができる。ＡＰは、トラフィックをＢＳＳ内および／またはＢＳＳ外に搬送する、ディストリビューションシステム（ＤＳ）または別のタイプの有線／無線ネットワークへのアクセスまたはインターフェースを有することができる。ＢＳＳ外部から発信されたＳＴＡへのトラフィックは、ＡＰを通して到着することができ、ＳＴＡに配送することができる。ＳＴＡからＢＳＳ外部の送信先に発信されたトラフィックは、それぞれの送信先に配送するために、ＡＰに送信することができる。ＢＳＳ内のＳＴＡ間のトラフィックは、ＡＰを通して送信することができ、例えば、送信元ＳＴＡは、トラフィックをＡＰに送信することができ、ＡＰは、トラフィックを送信先ＳＴＡに配送することができる。ＢＳＳ内のＳＴＡ間のトラフィックは、ピアツーピアトラフィックと見なすことができ、および／またはピアツーピアトラフィックと呼ばれることがある。ピアツーピアトラフィックは、直接リンクセットアップ（ＤＬＳ）を用いて、送信元ＳＴＡと送信先ＳＴＡとの間で（例えば、直接的に）送信することができる。ある代表的な実施形態においては、ＤＬＳは、８０２．１１ｅ ＤＬＳまたは８０２．１１ｚトンネルＤＬＳ（ＴＤＬＳ）を使用することができる。独立ＢＳＳ（ＩＢＳＳ）モードを使用するＷＬＡＮは、ＡＰを有さないことがあり、ＩＢＳＳ内の、またはＩＢＳＳを使用するＳＴＡ（例えば、ＳＴＡのすべて）は、互いに直接的に通信することができる。ＩＢＳＳモードの通信は、本明細書においては、ときに「アドホック」モードの通信と呼ばれることがある。
【0184】
８０２．１１ａｃインフラストラクチャモードの動作または類似したモードの動作を使用するとき、ＡＰは、プライマリチャネルなどの固定されたチャネル上において、ビーコンを送信することができる。プライマリチャネルは、固定された幅（例えば、２０ＭＨｚ幅帯域幅）、またはシグナリングを介して動的に設定された幅であることができる。プライマリチャネルは、ＢＳＳの動作チャネルであることができ、ＡＰとの接続を確立するために、ＳＴＡによって使用することができる。ある代表的な実施形態においては、例えば、８０２．１１システムにおいては、キャリアセンス多重アクセス／衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ）を実施することができる。ＣＳＭＡ／ＣＡの場合、ＡＰを含むＳＴＡ（例えば、あらゆるＳＴＡ）は、プライマリチャネルをセンスすることができる。プライマリチャネルが、センス／検出され、および／または特定のＳＴＡによってビジーであると決定された場合、特定のＳＴＡは、バックオフすることができる。与えられたＢＳＳ内においては、任意の与えられた時間に、１つのＳＴＡ（例えば、ただ１つの局）が、送信することができる。
【0185】
高スループット（ＨＴ）ＳＴＡは、例えば、プライマリ２０ＭＨｚチャネルを隣接または非隣接２０ＭＨｚチャネルと組み合わせて、４０ＭＨｚ幅のチャネルを形成することを介して、通信のために４０ＭＨｚ幅チャネルを使用することができる。
【0186】
超高スループット（ＶＨＴ）ＳＴＡは、２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、および／または１６０ＭＨｚ幅チャネルをサポートすることができる。４０ＭＨｚおよび／または８０ＭＨｚチャネルは、連続する２０ＭＨｚチャネルを組み合わせることによって形成することができる。１６０ＭＨｚチャネルは、８つの連続する２０ＭＨｚチャネルを組み合わせることによって形成することができ、または２つの非連続な８０ＭＨｚチャネルを組み合わせることによって形成することができ、これは、８０＋８０構成と呼ばれることがある。８０＋８０構成の場合、データは、チャネルエンコーディングの後、データを２つのストリームに分割することができるセグメントパーサを通過することができる。各ストリームに対して別々に、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理、および時間領域処理を行うことができる。ストリームは、２つの８０ＭＨｚチャネル上にマッピングすることができ、データは、送信ＳＴＡによって送信することができる。受信ＳＴＡの受信機においては、８０＋８０構成のための上で説明された動作を逆転することができ、組み合わされたデータは、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）に送信することができる。
【0187】
１ＧＨｚ未満モードの動作は、８０２．１１ａｆおよび８０２．１１ａｈによってサポートされる。チャネル動作帯域幅およびキャリアは、８０２．１１ｎおよび８０２．１１ａｃにおいて使用されるそれらと比べて、８０２．１１ａｆおよび８０２．１１ａｈにおいては低減させられる。８０２．１１ａｆは、ＴＶホワイトスペース（ＴＶＷＳ）スペクトルにおいて、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、および２０ＭＨｚ帯域幅をサポートし、８０２．１１ａｈは、非ＴＶＷＳスペクトルを使用して、１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、４ＭＨｚ、８ＭＨｚ、および１６ＭＨｚ帯域幅をサポートする。代表的な実施形態に従うと、８０２．１１ａｈは、マクロカバレージエリアにおけるＭＴＣデバイスなど、メータタイプ制御／マシンタイプコミュニケーションをサポートすることができる。ＭＴＣデバイスは、一定の機能を、例えば、一定の帯域幅および／または限られた帯域幅のサポート（例えば、それらのサポートだけ）を含む限られた機能を有することができる。ＭＴＣデバイスは、（例えば、非常に長いバッテリ寿命を維持するために）閾値を上回るバッテリ寿命を有するバッテリを含むことができる。
【0188】
８０２．１１ｎ、８０２．１１ａｃ、８０２．１１ａｆ、および８０２．１１ａｈなど、複数のチャネルおよびチャネル帯域幅をサポートすることができる、ＷＬＡＮシステムは、プライマリチャネルとして指定することができるチャネルを含む。プライマリチャネルは、ＢＳＳ内のすべてのＳＴＡによってサポートされる最大の共通動作帯域幅に等しい帯域幅を有することができる。プライマリチャネルの帯域幅は、ＢＳＳ内において動作するすべてのＳＴＡの中の、最小帯域幅動作モードをサポートするＳＴＡによって設定および／または制限することができる。８０２．１１ａｈの例においては、ＢＳＳ内のＡＰおよび他のＳＴＡが、２ＭＨｚ、４ＭＨｚ、８ＭＨｚ、１６ＭＨｚ、および／または他のチャネル帯域幅動作モードをサポートする場合であっても、１ＭＨｚモードをサポートする（例えば、それだけをサポートする）ＳＴＡ（例えば、ＭＴＣタイプデバイス）のために、プライマリチャネルは、１ＭＨｚ幅であることができる。キャリアセンシングおよび／またはネットワークアロケーションベクトル（ＮＡＶ）設定は、プライマリチャネルのステータスに依存することができる。例えば、（１ＭＨｚ動作モードだけをサポートする）ＳＴＡが、ＡＰに送信しているせいで、プライマリチャネルが、ビジーである場合、周波数バンドの大部分が、アイドルのままであり、利用可能であることができるとしても、利用可能な周波数バンド全体が、ビジーと見なされることができる。
【0189】
米国においては、８０２．１１ａｈによって使用することができる利用可能な周波数バンドは、９０２ＭＨｚから９２８ＭＨｚである。韓国においては、利用可能な周波数バンドは、９１７．５ＭＨｚから９２３．５ＭＨｚである。日本においては、利用可能な周波数バンドは、９１６．５ＭＨｚから９２７．５ＭＨｚである。８０２．１１ａｈのために利用可能な合計帯域幅は、国の規則に応じて、６ＭＨｚから２６ＭＨｚである。
【0190】
図９Ｄは、実施形態に従った、ＲＡＮ１１３およびＣＮ１１５を示すシステム図である。上で言及されたように、ＲＡＮ１１３は、ＮＲ無線技術を利用して、エアインターフェース１１６上において、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信することができる。ＲＡＮ１１３は、ＣＮ１１５とも通信することができる。
【0191】
ＲＡＮ１１３は、ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃを含むことができるが、ＲＡＮ１１３は、実施形態との整合性を保ちながら、任意の数のｇＮＢを含むことができることが理解されよう。ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃは、各々が、エアインターフェース１１６上においてＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するための、１つまたは複数の送受信機を含むことができる。一実施形態においては、ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃは、ＭＩＭＯ技術を実施することができる。例えば、ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂは、ビームフォーミングを利用して、ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃに信号を送信し、および／またはｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃから信号を受信することができる。したがって、ｇＮＢ１８０ａは、例えば、複数のアンテナを使用して、ＷＴＲＵ１０２ａに無線信号を送信し、および／またはＷＴＲＵ１０２ａから無線信号を受信することができる。実施形態においては、ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃは、キャリアアグリゲーション技術を実施することができる。例えば、ｇＮＢ１８０ａは、ＷＴＲＵ１０２ａに複数のコンポーネントキャリアを送信することができる（図示されず）。これらのコンポーネントキャリアのサブセットは、免許不要スペクトル上にあることができるが、残りのコンポーネントキャリアは、免許要スペクトル上にあることができる。実施形態においては、ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃは、多地点協調（ＣｏＭＰ）技術を実施することができる。例えば、ＷＴＲＵ１０２ａは、ｇＮＢ１８０ａとｇＮＢ１８０ｂ（および／またはｇＮＢ１８０ｃ）から調整された送信を受信することができる。
【0192】
ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、スケーラブルなヌメロロジ（ｎｕｍｅｒｏｌｏｇｙ）と関連付けられた送信を使用して、ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃと通信することができる。例えば、ＯＦＤＭシンボル間隔、および／またはＯＦＤＭサブキャリア間隔は、異なる送信、異なるセル、および／または無線送信スペクトルの異なる部分ごとに様々であることができる。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、（例えば、様々な数のＯＦＤＭシンボルを含む、および／または様々な長さの絶対時間だけ持続する）様々なまたはスケーラブルな長さのサブフレームまたは送信時間間隔（ＴＴＩ）を使用して、ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃと通信することができる。
【0193】
ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃは、スタンドアロン構成および／または非スタンドアロン構成で、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するように構成することができる。スタンドアロン構成においては、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、（例えば、ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃなどの）他のＲＡＮにアクセスすることもなしに、ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃと通信することができる。スタンドアロン構成においては、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃのうちの１つまたは複数を、モビリティアンカポイントとして利用することができる。スタンドアロン構成においては、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、免許不要バンド内において信号を使用して、ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃと通信することができる。非スタンドアロン構成においては、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃなどの別のＲＡＮとも通信し／別のＲＡＮにも接続しながら、ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃと通信し／ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃに接続することができる。例えば、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＤＣ原理を実施して、１つまたは複数のｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃ、および１つまたは複数のｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃと実質的に同時に通信することができる。非スタンドアロン構成においては、ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃは、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのためのモビリティアンカとしての役割を果たすことができ、ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃは、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにサービスするための追加のカバレージおよび／またはスループットを提供することができる。
【0194】
ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃの各々は、特定のセル（図示されず）と関連付けることができ、無線リソース管理決定、ハンドオーバ決定、ＵＬおよび／またはＤＬにおけるユーザのスケジューリング、ネットワークスライシングのサポート、デュアルコネクティビティ、ＮＲとＥ－ＵＴＲＡとの間のインターワーキング、ユーザプレーンデータのユーザプレーン機能（ＵＰＦ）１８４ａ、１８４ｂへのルーティング、ならびにコントロールプレーン情報のアクセスおよびモビリティ管理機能（ＡＭＦ）１８２ａ、１８２ｂへのルーティングなどを処理するように構成することができる。図９Ｄに示されるように、ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃは、Ｘｎインターフェース上において、互いに通信することができる。
【0195】
図９Ｄに示されるＣＮ１１５は、少なくとも１つのＡＭＦ１８２ａ、１８２ｂと、少なくとも１つのＵＰＦ１８４ａ、１８４ｂと、少なくとも１つのセッション管理機能（ＳＭＦ）１８３ａ、１８３ｂと、おそらくは、データネットワーク（ＤＮ）１８５ａ、１８５ｂとを含むことができる。上記の要素の各々は、ＣＮ１１５の部分として描かれているが、これらの要素のうちのいずれも、ＣＮオペレータとは異なるエンティティによって所有および／または運営することができることが理解されよう。
【0196】
ＡＭＦ１８２ａ、１８２ｂは、Ｎ２インターフェースを介して、ＲＡＮ１１３内のｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃのうちの１つまたは複数に接続することができ、制御ノードとしての役割を果たすことができる。例えば、ＡＭＦ１８２ａ、１８２ｂは、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのユーザを認証すること、ネットワークスライシングのサポート（例えば、異なる要件を有する異なるＰＤＵセッションの処理）、特定のＳＭＦ１８３ａ、１８３ｂを選択すること、レジストレーションエリアの管理、ＮＡＳシグナリングの終了、およびモビリティ管理などを担うことができる。ネットワークスライシングは、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃによって利用されるサービスのタイプに基づいて、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに対するＣＮサポートをカスタマイズするために、ＡＭＦ１８２ａ、１８２ｂによって使用することができる。例えば、超高信頼低遅延（ＵＲＬＬＣ）アクセスに依存するサービス、高速大容量モバイルブロードバンド（ｅＭＢＢ）アクセスに依存するサービス、および／またはマシンタイプコミュニケーション（ＭＴＣ）アクセスのためのサービスなど、異なる使用事例のために、異なるネットワークスライスを確立することができる。ＡＭＦ１６２は、ＲＡＮ１１３と、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａ、ＬＴＥ－Ａ Ｐｒｏ、および／またはＷｉＦｉのような非３ＧＰＰアクセス技術など、他の無線技術を利用する他のＲＡＮ（図示されず）との間の交換のためのコントロールプレーン機能を提供することができる。
【0197】
ＳＭＦ１８３ａ、１８３ｂは、Ｎ１１インターフェースを介して、ＣＮ１１５内のＡＭＦ１８２ａ、１８２ｂに接続することができる。ＳＭＦ１８３ａ、１８３ｂは、Ｎ４インターフェースを介して、ＣＮ１１５内のＵＰＦ１８４ａ、１８４ｂに接続することもできる。ＳＭＦ１８３ａ、１８３ｂは、ＵＰＦ１８４ａ、１８４ｂを選択および制御し、ＵＰＦ１８４ａ、１８４ｂを通したトラフィックのルーティングを構成することができる。ＳＭＦ１８３ａ、１８３ｂは、ＵＥ ＩＰアドレスの管理および割り当てを行うこと、ＰＤＵセッションを管理すること、ポリシ実施およびＱｏＳを制御すること、ならびにダウンリンクデータ通知を提供することなど、他の機能を実行することができる。ＰＤＵセッションタイプは、ＩＰベース、非ＩＰベース、およびイーサネットベースなどであることができる。
【0198】
ＵＰＦ１８４ａ、１８４ｂは、Ｎ３インターフェースを介して、ＲＡＮ１１３内のｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃのうちの１つまたは複数に接続することができ、それらは、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ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに提供して、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＩＰ対応デバイスとの間の通信を容易にすることができる。ＵＰＦ１８４ａ、１８４ｂは、パケットをルーティングおよび転送すること、ユーザプレーンポリシを実施すること、マルチホーミングＰＤＵセッションをサポートすること、ユーザプレーンＱｏＳを処理すること、ＤＬパケットをバッファすること、ならびにモビリティアンカリングを提供することなど、他の機能を実行することができる。
【0199】
ＣＮ１１５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、ＣＮ１１５は、ＣＮ１１５とＰＳＴＮ１０８との間のインターフェースとしての役割を果たすＩＰゲートウェイ（例えば、ＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）サーバ）を含むことができ、またはそれと通信することができる。加えて、ＣＮ１１５は、他のネットワーク１１２へのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに提供することができ、他のネットワーク１１２は、他のサービスプロバイダによって所有および／または運営される他の有線および／または無線ネットワークを含むことができる。一実施形態においては、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＵＰＦ１８４ａ、１８４ｂへのＮ３インターフェース、およびＵＰＦ１８４ａ、１８４ｂとＤＮ１８５ａ、１８５ｂとの間のＮ６インターフェースを介して、ＵＰＦ１８４ａ、１８４ｂを通して、ローカルデータネットワーク（ＤＮ）１８５ａ、１８５ｂに接続することができる。
【0200】
図９Ａ～図９Ｄ、および図９Ａ～図９Ｄについての対応する説明に鑑みて、ＷＴＲＵ１０２ａ～ｄ、基地局１１４ａ～ｂ、ｅノードＢ１６０ａ～ｃ、ＭＭＥ１６２、ＳＧＷ１６４、ＰＧＷ１６６、ｇＮＢ１８０ａ～ｃ、ＡＭＦ１８２ａ～ｂ、ＵＰＦ１８４ａ～ｂ、ＳＭＦ１８３ａ～ｂ、ＤＮ１８５ａ～ｂ、および／または本明細書において説明される他の任意のデバイスのうちの１つまたは複数に関する、本明細書において説明される機能の１つもしくは複数またはすべては、１つまたは複数のエミュレーションデバイス（図示されず）によって実行することができる。エミュレーションデバイスは、本明細書において説明される機能の１つもしくは複数またはすべてをエミュレートするように構成された、１つまたは複数のデバイスであることができる。例えば、エミュレーションデバイスは、他のデバイスをテストするために、ならびに／またはネットワークおよび／もしくはＷＴＲＵ機能をシミュレートするために、使用することができる。
【0201】
エミュレーションデバイスは、実験室環境において、および／またはオペレータネットワーク環境において、他のデバイスのうちの１つまたは複数のテストを実施するように設計することができる。例えば、１つまたは複数のエミュレーションデバイスは、通信ネットワーク内の他のデバイスをテストするために、有線および／または無線通信ネットワークの一部として、完全または部分的に実施および／または配備されながら、１つもしくは複数またはすべての機能を実行することができる。１つまたは複数のエミュレーションデバイスは、有線および／または無線通信ネットワークの一部として、一時的に実施／配備されながら、１つもしくは複数またはすべての機能を実行することができる。エミュレーションデバイスは、テストの目的で、別のデバイスに直接的に結合することができ、および／またはオーバザエア無線通信を使用して、テストを実行することができる。
【0202】
１つまたは複数のエミュレーションデバイスは、有線および／または無線通信ネットワークの一部として実施／配備されずに、すべての機能を含む、１つまたは複数の機能を実行することができる。例えば、エミュレーションデバイスは、１つまたは複数の構成要素のテストを実施するために、テスト実験室、ならびに／または配備されていない（例えば、テスト）有線および／もしくは無線通信ネットワークにおける、テストシナリオにおいて利用することができる。１つまたは複数のエミュレーションデバイスは、テスト機器であることができる。データを送信および／または受信するために、直接ＲＦ結合、および／または（例えば、１つもしくは複数のアンテナを含むことができる）ＲＦ回路を介した無線通信を、エミュレーションデバイスによって使用することができる。
【0203】
本明細書において説明された特徴および要素は、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａ、ニューラジオ（ＮＲ）、および／または５Ｇ固有のプロトコルを考えているが、本明細書において説明された特徴および要素は、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａ、ニューラジオ（ＮＲ）、および／または５Ｇ固有のプロトコルに制限されず、他の無線システムにも適用可能であることができることが理解されるべきである。
【0204】
上では、特徴および要素が、特定の組み合わせで説明されたが、各特徴または要素は、単独で使用することができ、または他の特徴および要素との任意の組み合わせで使用することができることを当業者は理解されよう。加えて、本明細書において説明された方法は、コンピュータおよび／またはプロセッサによって実行される、コンピュータ可読媒体内に含まれる、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で実施することができる。コンピュータ可読媒体の例は、（有線または無線接続上において送信される）電子信号、およびコンピュータ可読記憶媒体を含む。コンピュータ可読記憶媒体の例は、限定されることなく、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、内蔵ハードディスクおよびリムーバブルディスクなどの磁気媒体、光磁気媒体、ならびにＣＤ－ＲＯＭディスクおよびデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）などの光媒体を含む。ソフトウェアと関連付けられたプロセッサを使用して、ＷＴＲＵ、ＵＥ、端末、基地局、ＲＮＣ、または任意のホストコンピュータにおいて使用される、無線周波数送受信機を実施することができる。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】