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特開2024-12656ビデオコーディングにおける適応ループフィルタを簡略化する方法
(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】P2024012656
(43)【公開日】2024-01-30
(54)【発明の名称】ビデオコーディングにおける適応ループフィルタを簡略化する方法
(51)【国際特許分類】
H04N 19/117 20140101AFI20240123BHJP
H04N 19/14 20140101ALI20240123BHJP
H04N 19/176 20140101ALI20240123BHJP
H04N 19/82 20140101ALI20240123BHJP
【ＦＩ】
H04N19/117
H04N19/14
H04N19/176
H04N19/82
【審査請求】有
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023196659
(22)【出願日】2023-11-20
(62)【分割の表示】P 2020544339の分割
【原出願日】2018-10-31
(31)【優先権主張番号】62/579,977
(32)【優先日】2017-11-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/607,033
(32)【優先日】2017-12-18
(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．ＷＣＤＭＡ
２．３ＧＰＰ
(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】ラーフル・ヴァナム
(72)【発明者】
【氏名】ユウェン・ヘ
(72)【発明者】
【氏名】ヤン・イェ
(57)【要約】
【課題】どの時間レイヤ中にフレームがあるのかに基づいてフレームのための適応ループフィルタ（ＡＬＦ）プロシージャを適応的に選択するシステム、方法、手段を開示する。
【解決手段】ＡＬＦプロシージャは、計算複雑性の点で異なり得る。カレントフレームを含む１つまたは複数のフレームは、コーディング方式の時間レイヤ中にあり得る。デコーダは、コーディング方式内のカレントフレームの時間レイヤレベルを決定し得る。デコーダは、カレントフレームの時間レイヤレベルに基づいてＡＬＦプロシージャを選択し得る。カレントフレームの時間レイヤレベルがコーディング方式内でいくつかの他の時間レイヤレベルよりも高い場合、計算量的にあまり複雑でないＡＬＦプロシージャがカレントフレームのために選択され得る。次いで、デコーダは、カレントフレームに対して選択されたＡＬＦプロシージャを実行し得る。
【選択図】図５
【解決手段】ＡＬＦプロシージャは、計算複雑性の点で異なり得る。カレントフレームを含む１つまたは複数のフレームは、コーディング方式の時間レイヤ中にあり得る。デコーダは、コーディング方式内のカレントフレームの時間レイヤレベルを決定し得る。デコーダは、カレントフレームの時間レイヤレベルに基づいてＡＬＦプロシージャを選択し得る。カレントフレームの時間レイヤレベルがコーディング方式内でいくつかの他の時間レイヤレベルよりも高い場合、計算量的にあまり複雑でないＡＬＦプロシージャがカレントフレームのために選択され得る。次いで、デコーダは、カレントフレームに対して選択されたＡＬＦプロシージャを実行し得る。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ビデオデコードディングデバイスであって、
複数のピクセルから、ピクセルのサブセットを選択し、
ピクセルの前記サブセットを使用して、対角変動の和を取得し、
対角変動の前記和に基づいて、対角勾配を決定し、
前記対角勾配に基づいて、ビデオブロックに対して適応ループフィルタリング（ＡＬＦ）を実施し、
前記ビデオブロックを含むピクチャをデコードする
よう構成されたプロセッサ
を備えたビデオデコーディングデバイス。
複数のピクセルから、ピクセルのサブセットを選択し、
ピクセルの前記サブセットを使用して、対角変動の和を取得し、
対角変動の前記和に基づいて、対角勾配を決定し、
前記対角勾配に基づいて、ビデオブロックに対して適応ループフィルタリング（ＡＬＦ）を実施し、
前記ビデオブロックを含むピクチャをデコードする
よう構成されたプロセッサ
を備えたビデオデコーディングデバイス。
【請求項2】
ピクセルの前記サブセットの前記選択に対して、対角方向において前記複数のピクセルの内のピクセルがスキップされ、前記ビデオブロックに対するＡＬＦの前記実施は、前記ビデオブロックの分類を含み、前記ビデオブロックの前記分類は前記対角勾配に基づいている請求項１に記載のビデオデコーディングデバイス。
【請求項3】
前記プロセッサは、ピクセルの前記サブセットの第１のピクセルおよびピクセルの前記サブセットの第２のピクセルを使用して、対角変動を決定するようさらに構成され、前記第２のピクセルは、前記第１のピクセルから対角方向に位置しており、対角変動の前記和は、前記対角変動に基づいて決定される請求項１に記載のビデオデコーディングデバイス。
【請求項4】
前記対角勾配は、第１の対角方向に関連付けられた第１の対角勾配であり、前記プロセッサは、第２の対角方向に関連付けられた第２の対角勾配を決定するようさらに構成され、前記第２の対角勾配にさらに基づいて、前記ビデオブロックに対して前記ＡＬＦが実施される請求項１に記載のビデオデコーディングデバイス。
【請求項5】
前記プロセッサは、
ピクセルの前記サブセットの第１のピクセルおよびピクセルの前記サブセットの第２のピクセルを使用して、第１の対角変動を決定し、前記第２のピクセルは、前記第１のピクセルから第１の対角方向に位置しており、対角変動の前記和は、対角変動の第１の和であり、前記第１の対角変動に基づいて取得され、
ピクセルの前記サブセットの第３のピクセルおよびピクセルの前記サブセットの第４のピクセルを使用して、第２の対角変動を決定し、前記第４のピクセルは、前記第３のピクセルから第２の対角方向に位置しており、
前記第２の対角変動を使用して、対角変動の第２の和を取得し、対角変動の前記第２の和にさらに基づいて前記ＡＬＦが実施される
よう構成された請求項１に記載のビデオデコーディングデバイス。
ピクセルの前記サブセットの第１のピクセルおよびピクセルの前記サブセットの第２のピクセルを使用して、第１の対角変動を決定し、前記第２のピクセルは、前記第１のピクセルから第１の対角方向に位置しており、対角変動の前記和は、対角変動の第１の和であり、前記第１の対角変動に基づいて取得され、
ピクセルの前記サブセットの第３のピクセルおよびピクセルの前記サブセットの第４のピクセルを使用して、第２の対角変動を決定し、前記第４のピクセルは、前記第３のピクセルから第２の対角方向に位置しており、
前記第２の対角変動を使用して、対角変動の第２の和を取得し、対角変動の前記第２の和にさらに基づいて前記ＡＬＦが実施される
よう構成された請求項１に記載のビデオデコーディングデバイス。
【請求項6】
ピクセルの前記サブセットの前記選択に対して、垂直方向において前記複数のピクセルの内のピクセルがスキップされ、水平方向において前記複数のピクセルの内のピクセルがスキップされ、前記プロセッサは、ピクセルの前記サブセットを使用して、水平勾配および垂直勾配を決定するようさらに構成され、前記水平勾配および前記垂直勾配にさらに基づいて、前記ＡＬＦが実施される請求項１に記載のビデオデコーディングデバイス。
【請求項7】
ビデオデコーディング方法であって、
複数のピクセルから、ピクセルのサブセットを選択するステップと、
ピクセルの前記サブセットを使用して、対角変動の和を取得するステップと、
対角変動の前記和に基づいて、対角勾配を決定するステップと、
前記対角勾配に基づいて、ビデオブロックに対して適応ループフィルタリング（ＡＬＦ）を実施するステップと、
前記ビデオブロックを含むピクチャをデコードするステップと
を備えるビデオデコーディング方法。
複数のピクセルから、ピクセルのサブセットを選択するステップと、
ピクセルの前記サブセットを使用して、対角変動の和を取得するステップと、
対角変動の前記和に基づいて、対角勾配を決定するステップと、
前記対角勾配に基づいて、ビデオブロックに対して適応ループフィルタリング（ＡＬＦ）を実施するステップと、
前記ビデオブロックを含むピクチャをデコードするステップと
を備えるビデオデコーディング方法。
【請求項8】
ピクセルの前記サブセットの前記選択は、対角方向において前記複数のピクセルの内のピクセルをスキップすることを含み、
ピクセルの前記サブセットの第１のピクセルおよびピクセルの前記サブセットの第２のピクセルを使用して、対角変動を決定するステップであって、前記第２のピクセルは、前記第１のピクセルから対角方向に位置しており、対角変動の前記和は、前記対角変動に基づいて取得される、ステップ
をさらに備える請求項７に記載のビデオデコーディング方法。
ピクセルの前記サブセットの第１のピクセルおよびピクセルの前記サブセットの第２のピクセルを使用して、対角変動を決定するステップであって、前記第２のピクセルは、前記第１のピクセルから対角方向に位置しており、対角変動の前記和は、前記対角変動に基づいて取得される、ステップ
をさらに備える請求項７に記載のビデオデコーディング方法。
【請求項9】
前記ビデオブロックに対するＡＬＦの前記実施は、前記ビデオブロックの分類を含み、前記ビデオブロックの前記分類は前記対角勾配に基づいている請求項７に記載のビデオデコーディング方法。
【請求項10】
ビデオエンコーディングデバイスであって、
複数のピクセルから、ピクセルのサブセットを選択し、
ピクセルの前記サブセットを使用して、対角変動の和を取得し、
対角変動の前記和に基づいて、対角勾配を決定し、
前記対角勾配に基づいて、ビデオブロックに対して適応ループフィルタリング（ＡＬＦ）を実施し、
前記ビデオブロックを含むピクチャをエンコードする
よう構成されたプロセッサ
を備えたビデオエンコーディングデバイス。
複数のピクセルから、ピクセルのサブセットを選択し、
ピクセルの前記サブセットを使用して、対角変動の和を取得し、
対角変動の前記和に基づいて、対角勾配を決定し、
前記対角勾配に基づいて、ビデオブロックに対して適応ループフィルタリング（ＡＬＦ）を実施し、
前記ビデオブロックを含むピクチャをエンコードする
よう構成されたプロセッサ
を備えたビデオエンコーディングデバイス。
【請求項11】
前記プロセッサは、
前記ピクチャに関連付けられた第１の誤差を決定し、
前記ピクチャに関連付けられたＡＬＦに基づいて、第２の誤差を決定し、
バイアスファクタを使用して、前記第１の誤差および前記第２の誤差を比較し、
前記比較に基づいて、前記ピクチャに関連付けられたＡＬＦ利用状態を示すＡＬＦインジケーションをビデオデータに含める
ようさらに構成された請求項１０に記載のビデオエンコーディングデバイス。
前記ピクチャに関連付けられた第１の誤差を決定し、
前記ピクチャに関連付けられたＡＬＦに基づいて、第２の誤差を決定し、
バイアスファクタを使用して、前記第１の誤差および前記第２の誤差を比較し、
前記比較に基づいて、前記ピクチャに関連付けられたＡＬＦ利用状態を示すＡＬＦインジケーションをビデオデータに含める
ようさらに構成された請求項１０に記載のビデオエンコーディングデバイス。
【請求項12】
ピクセルの前記サブセットの前記選択に対して、対角方向において前記複数のピクセルの内のピクセルがスキップされ、前記プロセッサは、ピクセルの前記サブセットの第１のピクセルおよびピクセルの前記サブセットの第２のピクセルを使用して、対角変動を決定するようさらに構成され、前記第２のピクセルは、前記第１のピクセルから対角方向に位置しており、対角変動の前記和は、前記対角変動に基づいて取得される請求項１０に記載のビデオエンコーディングデバイス。
【請求項13】
ビデオエンコーディング方法であって、
複数のピクセルから、ピクセルのサブセットを選択するステップと、
ピクセルの前記サブセットを使用して、対角変動の和を取得するステップと、
対角変動の前記和に基づいて、対角勾配を決定するステップと、
前記対角勾配に基づいて、ビデオブロックに対して適応ループフィルタリング（ＡＬＦ）を実施するステップと、
前記ビデオブロックを含むピクチャをエンコードするステップと
を備えるビデオエンコーディング方法。
複数のピクセルから、ピクセルのサブセットを選択するステップと、
ピクセルの前記サブセットを使用して、対角変動の和を取得するステップと、
対角変動の前記和に基づいて、対角勾配を決定するステップと、
前記対角勾配に基づいて、ビデオブロックに対して適応ループフィルタリング（ＡＬＦ）を実施するステップと、
前記ビデオブロックを含むピクチャをエンコードするステップと
を備えるビデオエンコーディング方法。
【請求項14】
前記ピクチャに関連付けられた第１の誤差を決定するステップと、
前記ピクチャに関連付けられたＡＬＦに基づいて、第２の誤差を決定するステップと、
バイアスファクタを使用して、前記第１の誤差および前記第２の誤差を比較するステップと、
前記比較に基づいて、前記ピクチャに関連付けられたＡＬＦ利用状態を示すＡＬＦインジケーションをビデオデータに含めるステップと
を備える請求項１３に記載のビデオエンコーディング方法。
前記ピクチャに関連付けられたＡＬＦに基づいて、第２の誤差を決定するステップと、
バイアスファクタを使用して、前記第１の誤差および前記第２の誤差を比較するステップと、
前記比較に基づいて、前記ピクチャに関連付けられたＡＬＦ利用状態を示すＡＬＦインジケーションをビデオデータに含めるステップと
を備える請求項１３に記載のビデオエンコーディング方法。
【請求項15】
前記対角勾配は、第１の対角方向に関連付けられた第１の対角勾配であり、
第２の対角方向に関連付けられた第２の対角勾配を決定するステップであって、前記第２の対角勾配にさらに基づいて、前記ビデオブロックに対して前記ＡＬＦが実施される、ステップ
をさらに備える請求項１３に記載のビデオエンコーディング方法。
第２の対角方向に関連付けられた第２の対角勾配を決定するステップであって、前記第２の対角勾配にさらに基づいて、前記ビデオブロックに対して前記ＡＬＦが実施される、ステップ
をさらに備える請求項１３に記載のビデオエンコーディング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、ビデオコーディングにおける適応ループフィルタを簡略化する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
関連出願の相互参照
本出願は、その内容が参照により組み込まれる、２０１７年１１月１日に出願された米国仮特許出願第６２／５７９，９７７号、および２０１７年１２月１８日に出願された米国仮特許出願第６２／６０７，０３３号の利益を主張する。
本出願は、その内容が参照により組み込まれる、２０１７年１１月１日に出願された米国仮特許出願第６２／５７９，９７７号、および２０１７年１２月１８日に出願された米国仮特許出願第６２／６０７，０３３号の利益を主張する。
【0003】
ビデオコーディングシステムは、デジタルビデオ信号のストレージの必要性および／または送信帯域幅を低減するためにそのような信号を圧縮するために広く使用されている。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様々なタイプのビデオコーディングシステムのうちで、ブロックベースのハイブリッドビデオコーディングシステムが最も広く使用および展開され得る。ブロックベースのビデオコーディングシステムの例は、Ｈ．２６１、ＭＰＥＧ－１、ＭＰＥＧ－２、Ｈ．２６３、Ｈ．２６４／ＡＶＣ、およびＨ．２６５／ＨＥＶＣなどの国際ビデオコーディング規格を含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
新規な、ビデオコーディングにおける適応ループフィルタを簡略化するシステム、方法、手段を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
どの時間レイヤ中にフレームがあるのかに基づいてフレームのための適応ループフィルタ（ＡＬＦ）プロシージャを適応的に選択するためのシステム、方法および手段を開示する。ＡＬＦプロシージャは、計算複雑性の点で異なり得る。
【0006】
デコーダは、ＡＬＦが使用可能であるのかどうかのインジケーションを受信し得る。デコーダは、ＡＬＦが使用可能であるというインジケーションに基づいてカレントフレーム（現在フレーム）にＡＬＦを適用し得る。カレントフレームは、コーディング方式（coding scheme）の時間レイヤ中にあり得る。コーディング方式は、低い時間レベルから高い時間レベルまでにわたる複数の時間レイヤを含み得る。デコーダは、コーディング方式内のカレントフレームの時間レイヤレベル（temporal layer level）を決定し得る。
【0007】
デコーダは、カレントフレームの時間レイヤレベルに基づいてＡＬＦプロシージャを選択し得る。カレントフレームの時間レイヤレベルがコーディング方式内でいくつかの他の時間レイヤレベルよりも高い場合、第２のＡＬＦプロシージャよりも計算量的にあまり複雑でない第１のＡＬＦプロシージャがカレントフレームのために選択され得る。時間レイヤレベルがコーディング方式内で最も低い場合、第２のＡＬＦプロシージャがカレントフレームのために選択され得る。次いで、デコーダは、カレントフレームに対して選択されたＡＬＦプロシージャを実行し得る。
【0008】
カレントフレームは、複数のピクセルを有するカレントブロックを含み得る。計算量的にあまり複雑でないＡＬＦプロシージャが、ピクセルのサブセットに基づいてブロックを分類し得る。カレントフレームの時間レイヤレベルがコーディング方式内で最も高い場合、ピクセルのサブセットがカレントブロック中のピクセルから選択され得る。１つまたは複数の勾配（gradient）が、ピクセルの選択されたサブセットを使用してカレントブロックのために計算され得、カレントブロックは、計算された勾配に基づいてＡＬＦのために分類され得る。ピクセルのサブセットは、カレントブロック中の少なくとも１つのピクセルをスキップすることによってカレントブロック中のピクセルから選択され得る。
【0009】
たとえば、ピクセルのサブセットは、垂直方向に少なくとも１つのピクセルをスキップすることおよび／または水平方向に少なくとも１つのピクセルをスキップすることによってカレントブロック中のピクセルから選択され得る。カレントフレームの時間レイヤレベルがコーディング方式内で最も高い場合、ピクセルのサブセットは、垂直方向に１つまたは複数のピクセルをスキップすることと水平方向に１つまたは複数のピクセルをスキップすることとによってカレントブロック中のピクセルから選択され得る。カレントフレームの時間レイヤレベルが、コーディング方式内で最も低いレベルよりも高く、最も高いレベルよりも低い場合、ピクセルのサブセットは、垂直方向に１つもしくは複数のピクセルをスキップすることによって、水平方向に１つもしくは複数のピクセルをスキップすることによって、または対角方向に１つもしくは複数のピクセルをスキップすることによってカレントブロック中のピクセルから選択され得る。
【0010】
ＡＬＦプロシージャは、カレントブロックの各ピクセルに基づくブロック分類を含み得る。ＡＬＦプロシージャは、ピクセルのサブセットに基づくブロック分類を含むＡＬＦプロシージャよりも計算量的に複雑であり得る。勾配が、カレントブロック中の各ピクセルを使用してカレントブロックのために計算され得、カレントブロックは、計算された勾配に基づいてＡＬＦのために分類され得る。
【0011】
デコーダは、ピクセルのサブセットが勾配を計算するために選択されるべきであるというインジケーションおよび／またはピクセルのサブセットがどのように選択されるべきであるのかのインジケーションを受信し得る。
【0012】
計算量的にあまり複雑でないＡＬＦプロシージャは、ブロック中の各ピクセルに基づくブロック分類よりも少数の勾配計算に基づくブロック分類を含み得る。たとえば、ＡＬＦプロシージャは、（たとえば、すべてのピクセルのための勾配の計算よりも少ない数の勾配の計算に基づく）ピクセルのサブセットのための勾配計算に基づくブロック分類を含み得る。カレントフレームの時間レイヤレベルがコーディング方式内でより高い場合、カレントブロックのピクセルの垂直方向、水平方向、または対角方向のうちの少なくとも１つの方向での勾配の計算がスキップされ得る。カレントフレームの時間レイヤレベルがコーディング方式内で最も低い場合、カレントブロックのピクセルの垂直方向、水平方向、または対角方向の各々の勾配が計算され得る。
【0013】
計算量的にあまり複雑でないＡＬＦプロシージャは、ブロック分類を選択的にスキップすることを含み得る。カレントフレームの時間レイヤレベルがコーディング方式内でいくつかの時間レイヤレベルよりも高い場合、ブロック分類がカレントフレームのためにスキップされ得る。カレントフレームの時間レイヤレベルがコーディング方式内で最も低い場合、ブロック分類がカレントフレームのために実行され得る。
【0014】
計算量的にあまり複雑でないＡＬＦプロシージャは、ＡＬＦフィルタ処理を条件付きでスキップし得る。１つまたは複数の勾配は、カレントブロックのピクセルを使用してカレントフレームのカレントブロックのために計算され得る。勾配の和が、カレントブロックのために決定され、次いで、カレントブロックについてＡＬＦを使用不能にすべきかどうかを決定するために閾値と比較され得る。複数の勾配の和が閾値よりも小さい場合、ＡＬＦは、カレントブロックについて使用不能にされ得、カレントブロックは、ＡＬＦが使用不能にされた状態で再構成され得る。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】ブロックベースのハイブリッドビデオエンコーダの例示的ブロック図である。
【図2】ブロックベースのハイブリッドビデオデコーダの例示的ブロック図である。
【図3】（ａ）５×５のダイヤモンド形状、（ｂ）７×７のダイヤモンド形状、および（ｃ）９×９のダイヤモンド形状のＡＬＦ形状の一例を示す図である。
【図4】エンコーダにおけるＡＬＦプロシージャの一例を示す図である。
【図5】（ａ）２×２ブロック毎に、６×６ウィンドウ中のピクセル毎に勾配が計算されるブロック分類、（ｂ）水平方向に２つずつサブサンプリングされるウィンドウ、（ｃ）垂直方向に２つずつサブサンプリングされるウィンドウ、（ｄ）水平方向に２つずつ、垂直方向に２つずつサブサンプリングされるウィンドウの勾配計算例を示す図である。
【図6】異なるサブサンプリング方式のためのプレフィックスコードを構築することの一例を示す図である。
【図7】フレーム適応ＡＬＦスキップを使用して低減された計算複雑性のＡＬＦプロシージャの一例を示す図である。
【図8】勾配の和ｇsumと閾値ＴGとを使用するＡＬＦオン／オフ決定を用いる２×２のブロックのためのブロック分類の一例を示す図である。
【図9】２×２のブロックにＡＬＦを適用することの一例を示す図である。
【図10】フレームの勾配和（ｇsum）値のヒストグラムを使用して閾値ＴGをトレーニングすることの一例を示す図である。
【図11】ＡＬＦを適用することと「Ａ」のスキップ割合をもつピクセル適応ＡＬＦスキップを使用することとの間で選択するために使用される例示的レートひずみ（ＲＤ）ベースの手法を示す図である。
【図12】２つのスキップ割合（「Ａ」および「Ｂ」）がピクセル適応ＡＬＦスキップに指定されるときの例示的ＲＤコストベースの選択プロセスを示す図である。
【図13】ピクセル適応ＡＬＦスキップに関連するパラメータをパースすることの一例を示す図である。
【図14A】１つまたは複数の開示する実施形態が実装され得る例示的通信システムを示すシステム図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
次に、例示的な実施形態の詳細な説明について、様々な図を参照しながら説明する。この説明が可能な実装形態の詳細な例を提供するが、詳細は例示的なものであり、適用範囲を全く限定しないことに留意されたい。
【0017】
図１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一例を示す。入力ビデオ信号３０２は、ブロックごとに処理され得る。たとえば、高解像度の（たとえば、１０８０ｐ以上の）ビデオ信号を効率的に圧縮するために、拡張ブロックサイズ（たとえば、コーディングユニット（ＣＵ））が（たとえば、ＨＥＶＣにおいて）使用され得る。ＣＵは、たとえば、６４×６４のピクセルであり得る。ＣＵは、（たとえば、予測ユニット（ＰＵ）に）区分され得る。別個の（たとえば、同じまたは異なる）予測プロシージャがＰＵに適用され得る。空間的予測３６０および／または時間的予測３６２が、たとえば、（たとえば、各）入力ビデオブロック（たとえば、マクロブロック（ＭＢ）またはＣＵ））のために実行され得る。
【0018】
空間的予測（たとえば、イントラ予測）は、たとえば、（たとえば、同じ）ビデオピクチャ／スライス中のすでにコーディングされている隣接ブロック（たとえば、参照サンプル）のサンプルからのピクセルを使用することによってカレントビデオブロックを予測し得る。空間的予測は、ビデオ信号に固有のものであり得る空間的冗長性を低減し得る。時間的予測（たとえば、インター予測または動き補償予測）は、たとえば、すでにコーディングされているビデオピクチャからの再構成されたピクセルを使用することによってカレントビデオブロックを予測し得る。時間的予測は、ビデオ信号に固有のものであり得る時間的冗長性を低減し得る。所与のビデオブロックのための時間予測信号は、たとえば、１つ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得、これは、カレントブロックと参照ブロックとの間に動きの量および方向を示し得る。（たとえば、ビデオブロックごとの）参照ピクチャインデックスは、たとえば、複数の参照ピクチャが（たとえば、Ｈ．２６４／ＡＶＣまたはＨＥＶＣのために）サポートされ得るときに送られ得る。参照インデックスは、時間予測信号が来た（たとえば、参照ピクチャストア３６４中の）参照ピクチャを識別するために使用され得る。
【0019】
エンコーダ中のモード決定ブロック３８０は、（たとえば、空間的および／または時間的予測の後に）たとえば、レートひずみ最適化プロシージャに基づいて（たとえば、最良の）予測モードを選定し得る。予測ブロックは、カレントビデオブロック３１６から減算され得る。予測残差は、（たとえば、変換３０４を使用して）相関解除され、量子化され得る３０６。量子化された残差係数は、たとえば、再構成された残差を形成するために逆量子化され３１０、逆変換され得る３１２。再構成された残差は、たとえば、再構成されたビデオブロックを形成するために予測ブロック３２６に追加されて戻され得る。インループフィルタ処理３６６（たとえば、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）は、たとえば、それが参照ピクチャストア３６４中に入れられ、将来のビデオブロックをコーディングするために使用される前に再構成されたビデオブロックに適用され得る。エントロピーコーディングユニット３０８は、たとえば、コーディングモード（たとえば、インターまたはイントラ）、予測モード情報、動き情報および／または量子化残差係数を圧縮し、パックすることによってビデオビットストリーム３２０を出力し得る。エンコーダは、（たとえば、本明細書で説明される）ＷＴＲＵ、ＷＴＲＵのプロセッサなどを含み得る。
【0020】
図２は、ブロックベースのビデオデコーダの一例を示す。ビデオビットストリーム２０２は、エントロピー復号ユニット２０８においてアンパックされ、エントロピー復号され得る。コーディングモードおよび予測情報は、たとえば、予測ブロックを形成するために（たとえば、イントラコーディングされた場合は）空間予測ユニット２６０にまたは（たとえば、インターコーディングされた場合は）時間予測ユニット２６２に送られ得る。残差変換係数は、たとえば、残差ブロックを再構成するために逆量子化ユニット２１０と逆変換ユニット２１２とに与えられ得る。予測ブロックと残差ブロックとは、たとえば、加算２２６時に合計され得る。インループフィルタ処理は、たとえば、それが参照ピクチャストア２６４に記憶される前に再構成されたブロックに適用され得る。参照ピクチャストア２６４中で再構成されたビデオは、たとえば、ディスプレイデバイスを駆動するためにおよび／または将来のビデオブロックを予測するために送り出され得る。デコーダは、（たとえば、本明細書で説明される）ＷＴＲＵ、ＷＴＲＵのプロセッサなどを含み得る。
【0021】
動き情報（たとえば、ＭＶおよび参照ピクチャインデックス）は、エンコーダによって決定され、デコーダに（たとえば、明示的に）送信され得る。インターコーディングされたブロックのための動きパラメータをコーディングするのにかなりの量のオーバーヘッドが費やされ得る。動き情報をシグナリングするオーバーヘッドは、たとえば、コーディングモード（たとえば、ＦＲＵＣ）によって低減され得る。たとえば、ＦＲＵＣコーディングモードがＣＵのために使用可能であるとき、ＭＶおよび／または参照ピクチャインデックスのシグナリングはスキップされ得る。情報は、たとえば、テンプレートマッチング技法または双向性マッチング技法によって（たとえば、デコーダ側に）導出され得る。
【0022】
ループ内フィルタは、エンコーダおよび／またはデコーダにおいて採用され得る。ループ内フィルタは、デブロッキングフィルタ、サンプル適応オフセット、またはＡＬＦのうちの１つまたは複数を含み得る。ＡＬＦは、（たとえば、元のブロックと再構成されたブロックとの間の平均２乗誤差を最小化するために）再構成されたブロックに適用され得るウィーナフィルタであり得る。ＡＬＦは、エンコーダにおいてトレーニングされ得る。ＡＬＦパラメータは、ビットストリーム中でシグナリングされ得る。ＡＬＦは、ルマおよび／またはクロマ成分に適用され得る。ＡＬＦは、ルマ成分（たとえば、ルマＡＬＦ）および／またはクロマ成分（たとえば、クロマＡＬＦ）に適用され得る。ルマＡＬＦとクロマＡＬＦとは、別々にトレーニングされ得る。ルマ成分とクロマ成分とは、共通ＡＬＦを共有しないことがある。
【0023】
クロマＡＬＦは、ルマＡＬＦと比較してより少数のオプションを有し得る。たとえば、ルマＡＬＦは、５×５のダイヤモンド、７×７のダイヤモンド、および９×９のダイヤモンドの３つの異なるフィルタ形状のうちで選定し得る。図３は、（ａ）５×５のダイヤモンド形状、（ｂ）７×７のダイヤモンド形状、および（ｃ）９×９のダイヤモンド形状のＡＬＦ形状の一例を示す。クロマＡＬＦは、５×５のダイヤモンド形状フィルタを使用し得る（たとえば、常に使用し得る）。ルマＡＬＦの場合、ＡＬＦは、フレームレベルのＡＬＦを使用してフレーム全体に適用され得るか、またはブロックレベルのＡＬＦを使用してブロック的に適用し得る。クロマＡＬＦのためにフレームレベルのＡＬＦが使用され得る。ルマＡＬＦの場合、各２×２のブロックを２５個のクラスの中の１つにカテゴリー分類するためにそれらに対してブロック分類が実行され得る。各クラスは、異なるＡＬＦフィルタを使用し得る。ブロック分類は、クロマ成分に対して実行されないことがある。フレーム中のクロマサンプルは、クラス（たとえば、クラス０）に属すると見なされ得る。
【0024】
ブロック分類は、再構成されたルマサンプルに対して実行され得る。図４は、エンコーダにおけるＡＬＦプロシージャの一例を示す。ブロック分類は、１つまたは複数の（たとえば、各）２×２のブロックを分類するために再構成されたフレームのルマ成分に対して実行され得る。エンコーダは、たとえば、対応する再構成されたピクセルとフレーム中の元のピクセルとを使用して（たとえば、各）クラスのための９×９のフレームレベルのルマＡＬＦをトレーニングし得る。エンコーダは、いくつかの（たとえば、すべての可能な）ＡＬＦブロック深度（
【0025】
【数1】
【0026】
）をテストすることによって９×９のブロックレベルのＡＬＦをトレーニングし得る。９×９のフレームレベルおよび／またはブロックレベルのルマＡＬＦはダイヤモンド形状であり得る。ＡＬＦブロック深度について、エンコーダは、１つまたは複数の（たとえば、２つの）反復を実行し得る。
【0027】
たとえば、第１の反復では、９×９のフレームレベルのＡＬＦによってフィルタ処理されるフレームは開始点として使用され得る。エンコーダは、ブロックレベルのＡＬＦを使用するためのコーディングツリーユニット（ＣＴＵ）のためのブロック区分を決定し得る。エンコーダは、ＣＴＵにおいて開始し、たとえば、カレントブロック深度が関連するＣＵ深度および（
【0028】
【数2】
【0029】
）よりも浅い場合、ＣＴＵを４つの等しいサブブロックに再帰的に分割し得る。カレントブロック深度が関連するＣＵ深度および（
【0030】
【数3】
【0031】
）よりも浅くない場合、所与のブロックについて、ＡＬＦフィルタ処理されたブロックと元の圧縮されていないブロック（Ｆｉｌｔ＿ＳＳＤ）との間のＳＳＤと、フィルタ処理されていない再構成されたブロックと元のブロック（ｕｎＦｉｌｔ＿ＳＳＤ）との間のＳＳＤとの２つの２乗差分和（ＳＳＤ）値が計算され得る。Ｆｉｌｔ＿ＳＳＤがｕｎＦｉｌｔ＿ＳＳＤよりも小さい場合、ＡＬＦは、ブロックのために使用可能であり得る。Ｆｉｌｔ＿ＳＳＤがｕｎＦｉｌｔ＿ＳＳＤよりも小さくない場合、ＡＬＦは、ブロックのために使用不能にされ得る。フレーム中のＣＴＵが処理されると、ブロックフィルタ処理されたフレームのレートひずみ（ＲＤ）コストが計算され得、ブロックフィルタ処理されたフレームの関連するＡＬＦパラメータが保存され得る。
【0032】
第２の反復では、ＡＬＦの異なるセットが、第１の反復中にＡＬＦを選定したブロックを使用してトレーニングされ得る。ＡＬＦの異なるセットが、再構成されたフレーム（たとえば、再構成されたフレーム全体）にフレームレベルのＡＬＦとして適用され得る。エンコーダは、ＡＬＦの異なるセットを使用するための１つまたは複数の（たとえば、各）ＣＴＵのためのブロック区分を決定し得る。エンコーダは、ＣＴＵにおいて開始し得る。エンコーダは、たとえば、カレントブロック深度が関連するＣＵ深度および（
【0033】
【数4】
【0034】
）よりも浅い場合、ＣＴＵを４つの等しいサブブロックに再帰的に分割し得る。カレントブロック深度が関連するＣＵ深度および（
【0035】
【数5】
【0036】
）よりも浅くない場合、所与のブロックについて、ＡＬＦフィルタ処理されたブロックと元の圧縮されていないブロック（Ｆｉｌｔ＿ＳＳＤ）との間のＳＳＤと、フィルタ処理されていない再構成されたブロックと元のブロック（ｕｎＦｉｌｔ＿ＳＳＤ）との間のＳＳＤとの２つの２乗差分和（ＳＳＤ）値が計算され得る。Ｆｉｌｔ＿ＳＳＤがｕｎＦｉｌｔ＿ＳＳＤよりも小さい場合、ＡＬＦは、ブロックのために使用可能であり得る。Ｆｉｌｔ＿ＳＳＤがｕｎＦｉｌｔ＿ＳＳＤよりも小さくない場合、ＡＬＦは、ブロックのために使用不能にされ得る。フレーム中のＣＴＵが処理されると、ブロックフィルタ処理されたフレームのレートひずみ（ＲＤ）コストが計算され得、ブロックフィルタ処理されたフレームの関連するＡＬＦパラメータが保存され得る。
【0037】
最小ＲＤコストを生じる候補のブロックレベルのＡＬＦは、ブロックレベルのＡＬＦとして選定され得る。フレームレベルのＡＬＦのＲＤコストとブロックレベルのＡＬＦのＲＤコストとが比較され得る。より低いＲＤコストを生じる（たとえば、フィルタの形状の）フレームレベルおよび／またはブロックレベルのＡＬＦが選定され得る。エンコーダは、他のフィルタ形状（たとえば、７×７のフィルタおよび５×５のフィルタ）についてテストし、および／またはより低いＲＤコストをもつフィルタ形状を選択し得る。ＡＬＦが使用されない場合、選択されたフィルタ形状における選択されたフレームレベルまたはブロックレベルのＡＬＦのＲＤコストがＲＤコストと比較され得る。より低いＲＤコストを生じる方式が決定され得る。決定に基づいて、ピクチャレベルのＡＬＦフラグ（たとえば、ａｌｆ＿ｆｌａｇ）は、（たとえば、オンのＡＬＦを示す）１または（たとえば、オフのＡＬＦを示す）０の値を有し得る。ルマＡＬＦが使用可能であるとき、クロマＡＬＦが計算され得る。フレームまたはピクチャのためにクロマＡＬＦを使用すべきかどうかに関する決定は、ＲＤコストに基づいて行われ得る。
【0038】
（たとえば、カレントフレームのために実行される）テストは、前のフレームのために生成されたＡＬＦについて検査するために実行され得る。前のフレームは、カレントフレームの時間レイヤまたはカレントフレームの時間レイヤよりも低い時間レイヤと同じ時間レイヤに属し得る。前のフレームのために生成されたＡＬＦを使用することが最も低いＲＤコストを生じる場合、１の時間的予測フラグと前のＡＬＦへのインデックスとがシグナリングされ得る。
【0039】
ブロック分類は、再構成されたブロックを２５個のクラスの中の１つにカテゴリー分類するために（たとえば、各）２×２の再構成されたブロックのルマ成分に対して実行され得る。分類インデックスＣは、たとえば、式１に従って導出され得る。
【0040】
【数6】
【0041】
Ｄは、方向性であり得、
【0042】
【数7】
【0043】
は、活動の量子化値であり得る。Ｄおよび
【0044】
【数8】
【0045】
を計算するために、たとえば、式２～式５に従って水平方向、垂直方向および２つの対角方向の勾配が、１－Ｄラプラシアンを使用して計算され得る。水平方向、垂直方向および２つの対角方向の勾配は、指向性勾配と呼ばれることがある。
【0046】
【数9】
【0047】
ｉおよびｊは、２×２の再構成されたブロック中の左上のサンプルの座標を指すことがあり、Ｒ（ｉ，ｊ）は、座標（ｉ，ｊ）における再構成されたサンプルを示し得る。水平および垂直勾配の最大値と最小値とは、たとえば、式６のように設定され得る。
【0048】
【数10】
【0049】
２つの対角勾配（diagonal gradient）の最大値と最小値とは、たとえば、式７のように設定され得る。
【0050】
【数11】
【0051】
方向性Ｄの値は、次のように上記の値を互いに対して比較し、２つの閾値ｔ1およびｔ2と比較することによって導出され得る。
ステップ１。
ステップ１。
【0052】
【数12】
【0053】
と
【0054】
【数13】
【0055】
との両方が真である場合、Ｄは０に設定され得る。
ステップ２。
ステップ２。
【0056】
【数14】
【0057】
である場合、ステップ３に進み、そうでない場合、ステップ４に進む。
ステップ３。
ステップ３。
【0058】
【数15】
【0059】
である場合、Ｄは２に設定され得、そうでない場合、Ｄは、１に設定され得る。
ステップ４。
ステップ４。
【0060】
【数16】
【0061】
である場合、Ｄは４に設定され得、そうでない場合、Ｄは、３に設定され得る。
【0062】
活動値Ａは、たとえば、式８に従って計算され得る。
【0063】
【数17】
【0064】
Ａは、０～４の範囲にさらに包括的に量子化され得、量子化値は、
【0065】
【数18】
【0066】
として示され得る。
【0067】
ＬＩＣは、時間にわたる照明変化を有するコンテンツのインター予測のために使用され得る。ＬＩＣは、インターコーディングされたＣＵに対する最小２乗手法によってスケールファクタ「ａ」および／またはオフセット「ｂ」を導出することを伴い得る。たとえば、隣接する再構成されたサンプルと動き情報によって示された対応する時間参照サンプルとが最小２乗手法において使用され得る。エンコーダは、たとえば、照明変化がカレントピクチャとカレントピクチャの参照ピクチャとの間にあるのかどうかに基づいてＬＩＣがピクチャのために使用可能であるのかどうかをチェックし得る。カレントピクチャとカレントピクチャの参照ピクチャとのヒストグラムがエンコーダにおいて計算され得る。カレントピクチャと参照ピクチャとの間のヒストグラム差が所与の閾値よりも小さい場合、ＬＩＣは、カレントピクチャのために使用不能にされ得る。カレントピクチャと参照ピクチャとの間のヒストグラム差が所与の閾値よりも大きい場合、ＬＩＣは、カレントピクチャのために使用可能にされ得る。
【0068】
ＡＬＦは、インループプロセスとして、（たとえば、エンコーダおよび／またはデコーダにおいて）再構成されたルマおよび／またはクロマサンプルに適用され得る。ＡＬＦプロシージャは、ブロック分類またはフィルタ処理のうちの１つまたは複数を含み得る。ブロック分類は、２×２のブロックの粒度に基づき得る。フィルタ処理は、｛９×９，７×７，５×５｝のセットからの１つまたは複数のフィルタサイズに基づき得る。
【0069】
異なるＡＬＦプロシージャによって、エンコーダおよび／またはデコーダの計算複雑性は異なり得る。いくつかのＡＬＦプロシージャは、他のＡＬＦプロシージャよりも小さい計算複雑性に関連付けられ得る。一例として、ブロック分類のために、エンコーダおよび／またはデコーダの計算複雑性がブロックのピクセルのサブセットを選択することによって低減され得る。エンコーダおよび／またはデコーダの計算複雑性は、フィルタ処理を選択的に使用不能にすることによって低減され得る。
【0070】
ＡＬＦプロシージャを実行することは、たとえば、エンコーダおよび／またはデコーダにおいて再構成されたブロックにブロック分類および／またはフィルタ処理を適用することを含み得る。２×２のブロックを分類することは、ブロックのルマ成分のための４つの指向性勾配を計算することを含み得る。あらゆる２×２のブロックが分類され得る。フィルタ処理は、ルマ成分に対して５×５のダイヤモンドフィルタ（たとえば、７タップ）、７×７のダイヤモンドフィルタ（たとえば、１３タップ）、もしくは９×９のダイヤモンドフィルタ（たとえば、２１タップ）を適用することおよび／またはクロマ成分に対して５×５のダイヤモンドフィルタを適用することを含み得る。最小のフィルタタップは７であり得る。７よりも大きいフィルタタップがルマ成分のために使用され得る。ＡＬＦの対称性が考えられ得る。
【0071】
計算複雑性の点で変化が変化するＡＬＦプロシージャは、時間レイヤおよび／または勾配計算に基づいて使用され得る。
【0072】
ＡＬＦプロシージャは、コーディング方式中のどの時間レイヤ中にフレームがあるのかに基づいてフレームに適用され得る。コーディング方式は、階層的コーディング構造を含み得る。コーディング方式は、複数の時間レイヤを含み得る。時間レイヤは、１つまたは複数のフレームを含み得る。各時間レイヤは、時間レイヤレベルに関連付けられ得る。非限定的な例では、コーディング方式は、それぞれ、０、１、２、および３の時間レイヤレベルにある４つの時間レイヤを含み得る。時間レイヤレベル３および２にあるフレームは、コーディング方式内でより高い時間レイヤ中にあり得る。時間レイヤレベル３にあるフレームは、コーディング方式内で最高の時間レイヤ中にあり得る。時間レイヤレベル０および１にあるフレームは、コーディング方式内でより低い時間レイヤ中にあり得る。時間レイヤレベル０にあるフレームは、コーディング方式内で最低の時間レイヤ中にあり得る。別の非限定的な例では、コーディング方式は、それぞれ、０、１、２、３、および４の時間レイヤレベルにある５つの時間レイヤを含み得る。時間レイヤレベル２にあるフレームは、５つの時間レイヤを含むコーディング方式内で中間の時間レイヤ中にあり得る。より高い時間レイヤレベルのフレームは、より低い時間レイヤレベルのフレームを指すことがある。異なる品質設定をもつ複数の時間レベルがあり得る。たとえば、より低い時間レイヤレベルにあるフレームは、より高い時間レイヤレベルにあるフレームと比較してより多くのコーディングビットを使用してより良い品質を有し得る。
【0073】
一例では、エンコーダまたはデコーダのうちの１つまたは複数におけるブロック分類は、コーディング方式中のより高い時間レイヤ中のフレームについてスキップされ得る。上位レイヤの時間フレーム中のサンプルは、１つのクラスにマッピングされ得る。エンコーダは、より大きいＱＰを使用して１つまたは複数のより高い時間レイヤを量子化し得る。１つまたは複数のより高い時間レイヤ中のフレーム（たとえば、再構成されたフレーム）は、たとえば、重い量子化により滑らかであり得る。１つまたは複数のより高い時間レイヤ中のフレームは、より低いかまたは中間の時間レイヤにあるフレームよりも低い勾配を含み得る。１つまたは複数のより高い時間レイヤ中のフレームの場合、ブロック分類は、より低いかまたは中間の時間レイヤのためのブロック分類よりも少数のクラスを生じ得る。
【0074】
一例では、異なるＡＬＦプロシージャは、計算複雑性の点で異なるブロック分類技法を含み得る。低減された計算複雑性のブロック分類は、１つまたは複数のより高い時間レイヤ中のフレームのために使用され得る。たとえば、１つまたは複数のより高い時間レイヤ中のフレームの場合、フレームのブロックは、２つのクラスに分類され得る。中間のまたはより低い時間レイヤ中のフレームの場合、フレームのブロックは、２５個のクラスに分類され得る。
【0075】
ブロック分類のためにより少数の勾配が１つまたは複数のより高い時間レイヤ中のフレーム中のブロックのために計算され得る。１つまたは複数のより高い時間レイヤ中のフレームの場合、フレーム中のブロックのピクセルの垂直方向、水平方向、または対角方向のうちの１つまたは複数での勾配計算がスキップされ得る。たとえば、ブロックのピクセルの対角方向での勾配計算がスキップされ得る。水平方向および垂直方向での勾配（たとえば、それらのみ）が計算され得る。
【0076】
勾配計算は、たとえば、ブロック中のピクセルのサブセットに基づくブロック分類のためにフレーム中のブロックのために実行され得る。図５は、（ａ）２×２のブロックごとに、６×６のウィンドウ中のピクセルごとに勾配が計算され得るブロック分類、（ｂ）水平方向に２つずつサブサンプリングされるウィンドウ、（ｃ）垂直方向に２つずつサブサンプリングされるウィンドウ、および（ｄ）水平方向に２つずつ、垂直方向に２つずつサブサンプリングされるウィンドウの勾配計算の一例を示す。
【0077】
一例では、２×２のブロックごとに、（たとえば、図５（ａ）に示すように）６×６のピクセルのウィンドウが使用され得る。このウィンドウ中のピクセルごとに、４つの勾配が計算され得る。４つの勾配は、水平方向、垂直方向、および２つの対角方向での勾配を含み得る。
【0078】
勾配は、ブロック分類のためにフレーム中のブロックのピクセルのサブセットのために計算され得る。一例では、勾配は、（たとえば、図５（ｂ）～図５（ｄ）に示すように）１つまたは複数の２×２のブロックのための６×６のピクセルのウィンドウ中のピクセルのサブセットのために計算され得る。ピクセルのサブセットを使用して勾配を計算することは、（たとえば、エンコーダまたはデコーダにおける）計算の複雑さを低減し得る。たとえば、ピクセルのサブセットは、ブロック中のピクセルのうちで水平方向に少なくとも１つのピクセルをスキップすることによって（たとえば、カレントブロック）ブロック中のピクセルから選択され得る。図５（ｂ）は、２×２のブロックのための６×６のピクセルのウィンドウ中のピクセルのサブセットのための勾配を計算することの一例を示し得る。図５（ｂ）に示すように、１つおきの列中のピクセルがスキップされ得る。６×６ピクセルのウィンドウ中の勾配を計算するために使用されるピクセルの数は（たとえば、２分の１に）低減され得る。ピクセルのサブセット（たとえば、サブサンプリング）を使用することによって、６×６のピクセルのウィンドウが３×６のピクセルのウィンドウになり得る。勾配は、３×６のウィンドウ中の１つまたは複数の（たとえば、各）ピクセルのために計算され得る。勾配計算（たとえば、計算されるまたは計算されるべき勾配の数）は、１つまたは複数の２×２のブロックについて２分の１に低減され得る。（たとえば、式２～式５の）勾配計算は、ピクセルのサブセットに基づいて更新され得る。たとえば、サブサンプリング演算は、式２～式５の勾配計算に組み込まれ得る。水平方向に２分の１でのピクセルの低減された数（たとえば、サブセット）のための勾配式の更新されたセットは、式９～式１２によって与えられ得る。
【0079】
【数19】
【0080】
式９～式１２において計算された勾配は、サブサンプリングの前に勾配の範囲の値を保持するためにサブサンプリングファクタ（たとえば、２）によって乗じられ得る。
【0081】
勾配は、垂直方向にサブサンプリングされるピクセルのサブセットのために計算され得る。図５（ｃ）は、２×２のブロックのための６×６のピクセルのウィンドウ中のピクセルのサブセットのための勾配を計算することの一例を示し得る。図５（ｃ）に示すように、垂直方向に１つおきの行中のピクセルがスキップされ得る。ピクセルのサブセット（たとえば、サブサンプリング）を使用することによって、６×６のピクセルのウィンドウが図５（ｃ）に示すように６×３のウィンドウになり得る。
【0082】
勾配は、垂直方向および水平方向にサブサンプリングされるピクセルのサブセットのために計算され得る。図５（ｄ）は、２×２のブロックのための６×６のピクセルのウィンドウ中のピクセルのサブセットのための勾配を計算することの一例を示し得る。図５（ｄ）に示すように、垂直方向に１つおきの行および水平方向に１つおきの列中のピクセルがスキップされ得る。ピクセルのサブセット（たとえば、サブサンプリング）を使用することによって、６×６のピクセルのウィンドウが図５（ｄ）に示すように６×３のウィンドウになり得る。
【0083】
ピクセルのサブセットは、異なるブロック分類方式における勾配計算のために使用され得る。たとえば、ピクセルのサブセットは、８×８のピクセルのウィンドウをもつ４×４のブロックに対して実行されるブロック分類のための勾配を計算するために選択され得る。
【0084】
勾配は、より高い時間レイヤ（たとえば、最も高い時間レイヤまたは次に高い時間レイヤ）および／または中間の時間レイヤに属するフレームのブロック中のピクセルのサブセットのために計算され得る。勾配は、より低い時間レイヤに属するフレームのブロック中のピクセルのサブセットのために計算され得る。より高い時間レイヤに属するフレーム中のブロックはより滑らかであり得る（たとえば、弱いエッジを有し得る）。より高い時間レイヤ、中間の時間レイヤ、および／またはより低い時間レイヤに属するフレームのブロックのための勾配は、サブサンプリングされた演算を使用して計算され得る。
【0085】
一例では、最も高い時間レイヤ中のフレームは、勾配計算のために垂直方向におよび水平方向にサブサンプリングされたピクセルのサブセットを使用し得る。ブロック中のピクセルのうちの垂直方向に少なくとも１つのピクセルと水平方向に少なくとも１つのピクセルとがスキップされ得る。たとえば、カレントフレームの時間レイヤレベルがコーディング方式内で最も高いレベルである場合、カレントフレームのためのＡＬＦプロシージャが選択され得る。最も高い時間レイヤ中のカレントフレームのためのＡＬＦプロシージャでは、ピクセルのサブセットは、垂直方向にピクセルの１つおきの行と水平方向にピクセルの１つおきの列とをスキップすることによってカレントフレームのブロック中のピクセルから選択され得る。ブロックのための勾配は、ピクセルの選択されたサブセットを使用して計算され得る。ブロックは、計算された勾配に基づいてＡＬＦのために分類され得る。ブロックは、カレントブロックであり得る。
【0086】
より低い時間レイヤ、中間の時間レイヤ、または第２の最も高い時間レイヤ中のフレームは、１つの方向（たとえば、垂直方向のみ、水平方向のみ、または対角方向のうちのだた１つ）でのブロック中のピクセルのサブサンプリングを使用し得る。サブサンプリングは、２分の１に６×６のピクセルのウィンドウ中のピクセルを低減し得る。
【0087】
たとえば、カレントフレームの時間レイヤレベルがコーディング方式内で最も低いレベルよりも高く、最も高いレベルよりも低い場合、カレントフレームのためのＡＬＦプロシージャが選択され得る。選択されるＡＬＦプロシージャは、最も高い時間レイヤ中のフレームのために使用されるＡＬＦプロシージャとは異なり得る。選択されるＡＬＦプロシージャは、最も低い時間レイヤ中のフレームのために使用されるＡＬＦプロシージャとは異なり得る。ＡＬＦプロシージャでは、ピクセルのサブセットは、ブロック中のピクセルの垂直方向、水平方向、または対角方向のうちの少なくとも１つの方向に少なくとも１つのピクセルをスキップすることによってカレントフレームのブロック中のピクセルから選択され得る。ブロックのための勾配は、ピクセルの選択されたサブセットを使用して計算され得る。ブロックは、計算された勾配に基づいてＡＬＦのために分類され得る。
【0088】
カレントフレームの時間レイヤレベルがコーディング方式内で最も低いレベルである場合、カレントフレームのためのＡＬＦプロシージャが選択され得る。最も低い時間レイヤ中のカレントフレームのためのＡＬＦプロシージャでは、ブロックのための勾配は、ブロック中の各ピクセルを使用して計算され得る。ブロックは、計算された勾配に基づいてＡＬＦのために分類され得る。
【0089】
エンコーダまたはデコーダは、たとえば、フレーム（たとえば、カレントフレーム）の時間レイヤレベルに基づいてフレームのためのＡＬＦプロシージャを決定または選択し得る。エンコーダまたはデコーダは、ピクセルのサブセットがブロック分類のための勾配を計算するために選択されるべきであるのかどうかを決定し得る。エンコーダまたはデコーダは、ピクセルのサブセットがどのように選択されるべきであるのかを決定し得る。
【0090】
エンコーダは、サブサンプリングがフレームのために使用されるべきであるのかどうかをデコーダにシグナリングし得る。エンコーダは、どのサブサンプリングがフレームのために使用されるべきであるのかをシグナリングし得る。一例では、サブサンプリングが使用されるべきであるのかどうかのインジケーションおよび／またはどのサブサンプリング方式が使用されるべきであるのかのインジケーションがフレームごとにシグナリングされ得る。たとえば、インジケーションは、ビットストリーム中でシグナリングされるシンタックス要素であり得る。
【0091】
エンコーダは、ＲＤコストを比較することによってＡＬＦプロシージャを決定または選択し得る。エンコーダは、フレームのためのサブサンプリングなしに（たとえば、本明細書で説明されるように）ＡＬＦを実行し得る。ＡＬＦがフレームのために選択または使用可能にされる場合、エンコーダは、異なるＡＬＦプロシージャを実行し、および／またはＡＬＦプロシージャに関連するＲＤコストを計算し得る。たとえば、エンコーダは、（たとえば、本明細書で説明されるように）サブサンプリング方式の各々でピクセルの異なるサブセットを使用してＡＬＦプロセスを繰り返し、および／または各サブサンプリング方式に関連するＲＤコストを比較し得る。
【0092】
いくつかの条件が満たされる場合、エンコーダはインジケーションをシグナリングし得る。式１３は条件の一例を示す。
ＲＤminSub＜ωＲＤref、
ここで、ＲＤminSub＝ｍｉｎ（ＲＤV，ＲＤH，ＲＤHV） 式１３
ＲＤminSub＜ωＲＤref、
ここで、ＲＤminSub＝ｍｉｎ（ＲＤV，ＲＤH，ＲＤHV） 式１３
【0093】
式１３中で、ＲＤrefおよびＲＤminSubは、それぞれ、方式（たとえば、基準方式）のＲＤコストと、異なるサブサンプリングされた方式のうちの最も小さいＲＤコストとを表し得る。ωは、１よりも大きいスケールファクタを表し得る。式１３の条件のうちの１つが満たされる場合、エンコーダは、１の値を有するサブサンプリングフラグまたはサブサンプリング方式へのインデックスのうちの１つまたは複数をシグナリングし得る。シグナリングは、ピクチャパラメータセット中でまたはスライスヘッダ中でフレーム－レベルで実行され得る。一例では、プレフィックスコードは、（たとえば、各）サブサンプリング方式のためのインデックスとして構築され得る。図６は、異なるサブサンプリング方式のためのプレフィックスコードを構築することの一例を示す。図６に示されるように、垂直サブサンプリングが使用されるかどうかに関する決定が行われ得る。垂直サブサンプリングが使用される場合、インデックスまたはインデックスの桁が０に設定され得る。垂直サブサンプリングが使用されない場合、インデックスまたはインデックスの桁が１に設定され得る。水平サブサンプリングが使用されるかどうかに関する決定が行われ得る。水平サブサンプリングが使用される場合、インデックスまたはインデックスの桁が０に設定され得る。水平サブサンプリングが使用されない場合、インデックスまたはインデックスの桁が１に設定され得る。表１は、得られたインデックスマップを示し得る。式１３中のいずれの条件も満たされない場合、０の値を有するサブサンプリングフラグがビットストリーム中でシグナリングされ得る。
【0094】
表１は、異なるサブサンプリング方式のためのインデックスの一例について説明し得る。
【0095】
【表1】
【0096】
デコーダは、サブサンプリングがフレームのために使用されるべきであるのかどうかのインジケーションおよび／またはどのサブサンプリングがフレームのために使用されるべきであるのかのインジケーションを受信し得る。デコーダは、インジケーションに基づいてサブサンプリングがフレームのために使用されるべきであるとおよび／またはどのサブサンプリングがフレームのために使用されるべきであるのかを決定し得る。デコーダは、示されたサブサンプリング方式に基づいてＡＬＦを実行し得る。デコーダは、サブサンプリングがフレームのためにスキップされるべきであるというインジケーションに基づいてサブサンプリングをスキップし得る。
【0097】
一例では、式１３中のωの値は、１に設定され得る。たとえば、１に等しいωの値は、バイアスが基準ＡＬＦ方式に与えられないことを示し得る。サブサンプリングは、ＡＬＦブロック分類に適用され得（たとえば、それにのみ適用され得）、および／またはフィルタ処理されたフレームのＲＤコストを必ずしも増加させるとは限らないことがある。一例では、式１３中のωの値は、１未満に設定され得る。１未満のωの値は、基準ＡＬＦ方式へのバイアスを与え得る。
【0098】
計算複雑性の点で異なるＡＬＦプロシージャは、様々なフィルタ処理演算を含み得る。たとえば、低減された計算複雑性のＡＬＦプロシージャは、１つまたは複数のフィルタ処理演算をスキップし得る。
【0099】
計算複雑性を低減するために、フレーム適応ＡＬＦスキップが使用され得る。たとえば、図４に示されるように、エンコーダは、所与のフレームについてルマ成分に対して使用されるＡＬＦ（たとえば、ルマＡＬＦ）を決定および／または選択し得る。ルマＡＬＦは、複数のルマＡＬＦのうちで最小ＲＤコスト（たとえば、最良のルマＡＬＦ）を生成するルマＡＬＦであり得る。エンコーダは、決定されたルマＡＬＦを使用してフィルタ処理されたフレームのＲＤコストをフィルタ処理されていないフレームのＲＤコストと比較し得る。エンコーダは、フレームのためにルマＡＬＦを使用すべきかどうかに関するピクチャレベルの決定を行い得る。
【0100】
ルマＡＬＦがフレームのルマ成分のために使用されない（たとえば、選定されない）場合、エンコーダは、フレームのクロマ成分のためのクロマＡＬＦをテストしないことがある。エンコーダは、時間的に予測されたＡＬＦについてテストし得る。エンコーダは、テストに基づいて時間的に予測されたＡＬＦを決定（たとえば、選択または選定）し得る。選択された時間的に予測されたＡＬＦは、時間的に予測されたＡＬＦおよび／またはカレントフレームからのＡＬＦのうちで最小ＲＤコストを生じ得る。
【0101】
図７は、フレーム適応ＡＬＦスキップを使用して低減された計算複雑性のＡＬＦプロシージャの一例を示す。ＡＬＦは、より高い時間レイヤ中のフレームのためにスキップまたは使用不可にされ得る。ＱＰは、より高い時間レイヤ中のフレームのためにより大きくなり得る。一例では、ＡＬＦは、最も高い時間レイヤ中のフレーム（たとえば、それのみ）のためにスキップまたは使用不可にされ得る。
【0102】
図７に示されるように、ブロック分類は、ＡＬＦプロシージャにおいてルマサンプルのために実行され得る。フレームレベルのルマＡＬＦが（たとえば、９×９のダイヤモンド形状のフィルタから開始して）実行され得る。ブロックレベルのルマＡＬＦが（たとえば、９×９のダイヤモンド形状のフィルタから開始して）実行され得る。ルマフィルタ形状が決定され得る。適切なルマ手法（たとえば、最小ＲＤコストを有するルマ手法）が決定され得る。ブロック分類は、１つまたは複数の（たとえば、各）２×２のブロックを分類するために再構成されたフレームのルマ成分に対して実行され得る。エンコーダは、たとえば、対応する再構成されたピクセルとフレーム中の元のピクセルとを使用して（たとえば、各）クラスのための９×９のフレームレベルのルマＡＬＦをトレーニングし得る。エンコーダは、いくつかの（たとえば、すべての可能な）ＡＬＦブロック深度（
【0103】
【数20】
【0104】
）をテストすることによって９×９のブロックレベルのＡＬＦをトレーニングし得る。９×９のフレームレベルおよび／またはブロックレベルのルマＡＬＦはダイヤモンド形状であり得る。エンコーダは、他のフィルタ形状（たとえば、７×７および５×５のフィルタ）についてテストし、および／またはより低いＲＤコストをもつフィルタ形状を選択し得る。ＡＬＦが使用されない場合、選択されたフィルタ形状における選択されたフレームレベルまたはブロックレベルのＡＬＦのＲＤコストがＲＤコストと比較され得る。より低いＲＤコストを生じる方式が決定され得る。
【0105】
関連するフィルタ処理されたフレーム（ＡＬＦ＿ＳＳＥ）の２乗誤差（ＳＳＥ）の和は、（たとえば、エンコーダによって）元のフレームに関して計算され得る。関連するフィルタ処理されたフレーム（ＡＬＦ＿ＳＳＥ）の２乗誤差（ＳＳＥ）の和は、式１４に示すようにフィルタ処理されていないフレーム（Ｏｒｉｇ＿ＳＳＥ）のＳＳＥと比較され得る。
Ｏｒｉｇ＿ＳＳＥ≦Ｔ＊ＡＬＦ＿ＳＳＥ 式１４
Ｔは、バイアスファクタであり得る。一例では、Ｔは、１．００３に設定され得る。Ｏｒｉｇ＿ＳＳＥが、ＡＬＦ＿ＳＳＥとバイアスファクタＴとの積の結果以下である場合、ＡＬＦは、所与のフレームのルマ成分とクロマ成分とのために使用不可にされ得る。Ｏｒｉｇ＿ＳＳＥが、ＡＬＦ＿ＳＳＥとバイアスファクタとの積の結果よりも大きい場合、エンコーダは、フレームのルマ成分のためのＡＬＦの使用を可能にし得る。クロマフィルタが導出され得、フレームのクロマ成分にクロマＡＬＦを適用すべきかどうかが決定され得る。時間的に予測されたＡＬＦがチェックされ得る。
Ｏｒｉｇ＿ＳＳＥ≦Ｔ＊ＡＬＦ＿ＳＳＥ 式１４
Ｔは、バイアスファクタであり得る。一例では、Ｔは、１．００３に設定され得る。Ｏｒｉｇ＿ＳＳＥが、ＡＬＦ＿ＳＳＥとバイアスファクタＴとの積の結果以下である場合、ＡＬＦは、所与のフレームのルマ成分とクロマ成分とのために使用不可にされ得る。Ｏｒｉｇ＿ＳＳＥが、ＡＬＦ＿ＳＳＥとバイアスファクタとの積の結果よりも大きい場合、エンコーダは、フレームのルマ成分のためのＡＬＦの使用を可能にし得る。クロマフィルタが導出され得、フレームのクロマ成分にクロマＡＬＦを適用すべきかどうかが決定され得る。時間的に予測されたＡＬＦがチェックされ得る。
【0106】
フィルタ処理されていないフレーム（Ｏｒｉｇ＿ＳＳＥ）のフレームひずみがＡＬＦフィルタ処理されたフレームひずみ（ＡＬＦ＿ＳＳＥ）から所与の公差内にある場合、バイアスファクタにより、エンコーダがＡＬＦを使用不可にすることが可能になり得る。バイアスファクタにより、バイアスファクタが使用されない場合よりもＡＬＦが使用不可にされた状態でより多くのフレームが処理（たとえば、符号化または復号）されることが可能になり得る。バイアスファクタは、ＡＬＦをスキップするほうを選ぶ値に設定され得る。たとえば、バイアスファクタがより大きい値に設定される場合、ＡＬＦをスキップするほうが選ばれ得る。デコーダは、たとえば、エンコーダからインジケーションを受信するとＡＬＦをスキップまたは使用不可にし得る。
【0107】
バイアスファクタは、異なる時間レイヤ中のフレームのために別様に設定され得る。バイアスファクタは、より高い時間レイヤ中のフレームのためのＡＬＦをスキップするほうを選ぶ値に設定され得る。たとえば、コーディング方式内のより高い時間レイヤ中のフレームのためのバイアスファクタは、より低い時間レイヤ中のフレームのためのバイアスファクタよりも大きく設定され得る。
【0108】
バイアスファクタは、ピクチャコーディングのために使用される異なるＱＰに関係するフレームのために別様に設定され得る。バイアスファクタは、より大きいコーディングＱＰに関係するフレームのためのＡＬＦをスキップするほうを選ぶ値に設定され得る。たとえば、より大きいコーディングＱＰに関係するフレームのためのバイアスファクタは、より小さいコーディングＱＰに関係するフレームのためのバイアスファクタよりも大きく設定され得る。
【0109】
バイアスファクタは、異なるフレーム解像度に関係するフレームのために別様に設定され得る。バイアスファクタは、より小さい解像度をもつフレームのためのＡＬＦをスキップするほうを選ぶ値に設定され得る。たとえば、より大きい解像度を有するフレームのためのバイアスファクタは、より小さい解像度を有するフレームよりも比較的小さく設定され得る。
【0110】
バイアスファクタは、異なる照明変化に関係するフレームのために別様に設定され得る。バイアスファクタは、カレントフレームとカレントフレームの参照フレームのうちのいくつか（たとえば、すべて）との間に照明変化があるのかどうかに基づいて設定され得る。カレントフレームがカレントフレームの参照フレームのすべてから照明変化を有しない場合、バイアスファクタは、ＡＬＦをスキップするほうを選ぶ値に設定され得る。たとえば、カレントフレームとカレントフレームの参照フレームのすべてとの間で照明変化が検出されない場合、バイアスファクタはより大きい値に設定され得る。バイアスファクタがより大きい値に設定される場合、ＡＬＦをスキップするほうが選ばれ得る。カレントフレームとカレントフレームの参照フレームのいくつか（たとえば、すべて）との間の照明変化が検出される場合、バイアスファクタはより小さい値に設定され得る。照明変化は、ローカル照明補償（ＬＩＣ）によって使用されるヒストグラムベースの方式を通して検出され得る。ＬＩＣがコーデックによって使用可能にされている場合、バイアスファクタは、ＬＩＣがカレントフレームのために使用可能であるのかどうかに基づいて決定され得る。たとえば、ＬＩＣがカレントフレームのために使用可能である場合、ＡＬＦのためのバイアスファクタはより小さい値に設定され得る。ＬＩＣがカレントフレームのために使用可能でない場合、ＡＬＦのためのバイアスファクタはより大きい値に設定され得る。
【0111】
ピクセル適応ＡＬＦスキップは、低減された計算複雑性のＡＬＦプロシージャのために使用され得る。ＡＬＦは、再構成されたサンプルと元のサンプルとの間の平均２乗誤差を最小化するウィーナフィルタを含み得る。再構成されたブロックが滑らかであり、および／または勾配がない場合、ＡＬＦは、低減された計算複雑性をもつＡＬＦプロシージャにおいて使用不可にされ得る。
【0112】
本明細書で説明されるように、ブロック分類中に、勾配ｇh、ｇv、ｇd0、およびｇd1は、（たとえば、各）２×２のブロックのために計算され得る。一例では、この勾配情報は、２×２のブロックのためのＡＬＦフィルタ処理をスキップすべきかどうかの決定を行うために採用され得る。
【0113】
図８は、勾配の和ｇsumと閾値ＴGとを使用するＡＬＦオン／オフ決定を用いる２×２のブロックのためのブロック分類の一例を示す。たとえば、エンコーダおよび／またはデコーダは、ブロック分類ステージにおいて決定を行い得る。勾配の和（たとえば、勾配和）が、式１５に示すように２×２のブロックのために計算され得る。
ｇsum＝ｇv＋ｇh＋ｇd0＋ｇd1 式１５
ＨおよびＷは、それぞれ、ビデオの高さおよび幅を示し得る。次元を有するバッファ（たとえば、ＡＬＦ＿ｍａｓｋ）
ｇsum＝ｇv＋ｇh＋ｇd0＋ｇd1 式１５
ＨおよびＷは、それぞれ、ビデオの高さおよび幅を示し得る。次元を有するバッファ（たとえば、ＡＬＦ＿ｍａｓｋ）
【0114】
【数21】
【0115】
がエンコーダおよび／またはデコーダにおいて維持され得る。バッファは、２×２のブロック中のルマが再構成されたピクセル（たとえば、再構成されたルマ成分）がＡＬＦフィルタ処理されているのかどうかの情報を記憶するために使用され得る。勾配和は、閾値ＴGと比較され得る。勾配和が閾値ＴGよりも小さい場合、２×２のブロックに関連するＡＬＦオンインジケーション（ALF-on indication）（たとえば、ＡＬＦ＿ｍａｓｋフラグ）が０に設定され得る。勾配和が閾値ＴGよりも小さくない場合、２×２のブロックに関連するＡＬＦオンインジケーションが１に設定され得る。２×２のブロックに関連するＡＬＦオンインジケーションが１に設定される場合、ＡＬＦは、（たとえば、デコーダによって）２×２のブロックのために実行され得る。
【0116】
２×２のブロックに関連するＡＬＦオンインジケーションが１に等しいかどうかに関する決定が行われ得る。たとえば、ＡＬＦフィルタ処理ステップを実行するより前に決定が行われ得る。図９は、２×２のブロックにＡＬＦを適用することの一例を示す。図９に示すように、所与の２×２のブロックに関連するＡＬＦオンインジケーションが１の値を有するのかどうかがチェックされ得る。フィルタ処理は、一定の条件が満たされるときに（たとえば、そのときにのみ）実行され得る。条件が満たされない場合、フィルタ処理は、ブロック（たとえば、カレントブロック）のためにスキップされ得る。図９に示されるように、ＡＬＦ＿ｍａｓｋが１に等しいかどうかに関する決定が行われ得る。ＡＬＦ＿ｍａｓｋが１に等しくない場合、ＡＬＦは適用されないことがある（たとえば、スキップされ得る）。ＡＬＦ＿ｍａｓｋが１に等しくなる場合、ＡＬＦは、２×２のブロックに適用され得る。
【0117】
閾値ＴGは、あらかじめ決定され得、および／または固定され得る。一例では、閾値ＴGは、固定され得、および／またはオフライントレーニングに基づいて導出され得る。時間レイヤを使用するコーディング方式の場合、閾値は、各時間レイヤのためにオフライントレーニングされ得る。たとえば、閾値は、時間レイヤごとにオフライントレーニングされ得る。（たとえば、時間レイヤごとの）閾値は、シグナリングされることも、シグナリングされないこともある。閾値は、エンコーダおよび／またはデコーダの両方においてあらかじめ決定され、固定され得る。
【0118】
閾値ＴGの値は、たとえば、ＡＬＦスキップの所望の割合に基づいて導出され得る。一例では、閾値は、符号化プロセス中にトレーニングされ得る。時間レイヤを使用するコーディング方式では、閾値は、それぞれの時間レイヤのためにトレーニングされ得る。たとえば、各時間レイヤの第１のフレームが、同じ時間レイヤ中の後続のフレームによって使用される閾値をトレーニングするために使用され得る。この閾値は、望まれるＡＬＦスキップの割合に基づいて決定され得る。望まれるＡＬＦスキップの割合は、エンコーダへの入力パラメータとして指定され得る。図１０は、フレームの勾配和（ｇsum）値のヒストグラムを使用して閾値ＴGをトレーニングすることの一例を示す。
【0119】
図１０に示すように、ヒストグラムのパラメータが選択され得る。ヒストグラムのパラメータは、ビンサイズ、ビンの総数、およびヒストグラムの最大限度のうちの１つまたは複数を含み得る。フレーム（たとえば、考慮中のフレーム）のブロック分類中に、ヒストグラムは、フレーム中の２×２のブロックの勾配和を使用して構築され得る。得られたヒストグラムは、勾配和の（たとえば、各）ビンのための発生のカウントを表し得る。ＡＬＦスキップ割合に関連するカウントは、たとえば、式１６に示すように、スキップ割合（ＡＬＦ＿ｓｋｉｐ＿ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ）とヒストグラムの総カウント（ｔｏｔａｌ＿ｃｏｕｎｔ）とを使用して決定され得る。
ＡＬＦ＿ｓｋｉｐ＿ｃｏｕｎｔ＝ＡＬＦ＿ｓｋｉｐ＿ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ＊ｔｏｔａｌ＿ｃｏｕｎｔ 式１６
ＡＬＦ＿ｓｋｉｐ＿ｃｏｕｎｔ＝ＡＬＦ＿ｓｋｉｐ＿ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ＊ｔｏｔａｌ＿ｃｏｕｎｔ 式１６
【0120】
ヒストグラムは、どの最小ビンインデックスにおいて、累積カウントがＡＬＦ＿ｓｋｉｐ＿ｃｏｕｎｔ以上になるかを決定するために検査され得る。検査は、ビンインデックス０から開始し得る。選択されたビンの値は、閾値ＴGとして使用され得る。選択されたビンの値は、選択されたビンの中心値または最大値を含み得る。選択されたビンの値（たとえば、閾値ＴG）は、同じ時間レイヤ中の後続のフレームのためのＡＬＦスキップ決定のために使用され得る。閾値ＴGは、シグナリングされることも、シグナリングされないこともある。閾値ＴGは、エンコーダおよび／またはデコーダにおいて導出され得る。
【0121】
閾値ＴGは、ビデオシーケンス中の（たとえば、各）フレームのために計算され得る。エンコーダは、ビットストリーム中のフレームごとに１回閾値ＴGをシグナリングし得る。デコーダは、閾値ＴGを受信し、および／または２×２のブロックに関連するＡＬＦオンインジケーションが１の値を有するのかどうかを決定し得る。
【0122】
エンコーダは、（たとえばシーケンスごとに１回だけ）スキップ割合をシグナリングし得る。エンコーダがシーケンスごとに１回だけスキップ割合をシグナリングし得る例では、ヒストグラム生成は、エンコーダおよび／またはデコーダにおいてブロックまたはブロックのグループベースで実行され得る。閾値は、シグナリングされたスキップ割合に基づいてデコーダにおいて計算され得る。
【0123】
ＡＬＦをスキップすべきかどうかは、ＲＤコストに基づいて決定され得る。エンコーダは、フレームのためにＡＬＦを適用することとピクセル適応ＡＬＦスキップを使用することとの間で選定するためにＲＤコストを使用し得る。図１１は、ＡＬＦを適用することと「Ａ」のスキップ割合をもつピクセル適応ＡＬＦスキップを使用することとの間で選択するために使用される例示的なレートひずみ（ＲＤ）ベースの手法を示す。閾値は、スキップ手法のためにフレームごとにシグナリングされ得る。閾値がデコーダにおいて導出されるべきである場合、シグナリングが実行されないことがある。
【0124】
バイアスファクタβは、バイアスファクタが使用されない場合よりもピクセル適応ＡＬＦスキップを用いてより多くのフレームが処理（たとえば、符号化または復号）されることを可能にするために使用され得る。バイアスファクタは、ピクセル適応ＡＬＦスキップを使用可能にするほうを選ぶ値に設定され得る。たとえば、バイアスファクタがより大きい値に設定される場合、ピクセル適応ＡＬＦスキップが選ばれ得る。
【0125】
図１１に示すように、エンコーダは、ＡＬＦを実行し得、および／または関連するＲＤコスト（ＲＤorig）を計算し得る。エンコーダは、指定されたスキップ割合「Ａ」のためにＡＬＦを適用し得る（たとえば、ＡＬＦプロセスを実行し得る）。指定されたスキップ割合「Ａ」のためにＡＬＦを適用することは、閾値ＴGを計算すること、および／またはピクセル適応ＡＬＦスキップを実行することを含み得る。エンコーダは、関連するＲＤコスト（ＲＤskipA）を計算し得る。１以上の値をもつバイアスファクタβが決定（たとえば、選定）され得る。バイアスファクタβは、ＲＤorigを乗じられ得る。ＲＤorigにバイアスファクタβを乗じた積は、関連するＲＤコストＲＤskipAと比較され得る。積が関連するＲＤコストＲＤskipAよりも大きい場合、フラグ（たとえば、ａｌｆ＿ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇ）はビットストリーム中で１の値を有し得る。１の値を有するａｌｆ＿ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇは、ピクセル適応ＡＬＦスキップがカレントフレームに適用され得ることを示し得る。指定されたスキップ割合「Ａ」のための閾値ＴGがシグナリングされ得る。積が関連するＲＤコストＲＤskipA以下である場合、ａｌｆ＿ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇは、ビットストリーム中で０の値を有し得る。０の値を有するａｌｆ＿ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇは、ＡＬＦがカレントフレームに適用され得ることを示し得る。
【0126】
「Ａ」のスキップ割合と「Ｂ」のスキップ割合とが、ＡＬＦを適用することとピクセル適応ＡＬＦスキップを使用することとの間で選択するために（たとえば、エンコーダによって）使用され得る。一例では、図１１において説明された手法は、２つ以上のスキップ割合から選定するように拡張され得る。図１２は、２つのスキップ割合（「Ａ」および「Ｂ」）がピクセル適応ＡＬＦスキップに指定されるときの例示的なＲＤコストベースの選択プロセスを示す。スキップ割合は、昇順中でテストされ得、たとえば、「Ａ」が「Ｂ」よりも小さいとき、最初に「Ａ」をテストする。図１１に示すように、エンコーダは、ＡＬＦを実行し得、および／または関連するＲＤコスト（ＲＤorig）を計算し得る。エンコーダは、指定されたスキップ割合「Ａ」のためにＡＬＦを適用し得る（たとえば、ＡＬＦプロセスを実行し得る）。指定されたスキップ割合「Ａ」のためにＡＬＦを適用することは、閾値ＴGを計算すること、および／またはピクセル適応ＡＬＦスキップを実行することを含み得る。エンコーダは、関連するＲＤコスト（ＲＤskipA）を計算し得る。１以上の値をもつバイアスファクタβが決定（たとえば、選定）され得る。バイアスファクタβは、ビーユーズド、バイアスファクタが使用されない場合よりもピクセル適応ＡＬＦスキップを用いてより多くのフレームが処理（たとえば、符号化または復号）されることを可能となるよう使用され得る。
【0127】
バイアスファクタβは、ＲＤorigを乗じられ得る。ＲＤorigにバイアスファクタβを乗じた積は、関連するＲＤコストＲＤskipAと比較され得る。積が関連するＲＤコストＲＤskipA以下である場合、ａｌｆ＿ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇは、ビットストリーム中で０の値を有し得、ＡＬＦがカレントフレームに適用されるべきであることを示す。積β×ＲＤorigがＲＤskipAよりも大きい場合、エンコーダは、スキップ割合「Ｂ」をテストし、および／または関連するＲＤコスト（ＲＤskipB）を計算し得る。積β×ＲＤorigがＲＤskipBよりも大きい場合、ａｌｆ＿ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇは、１の値を有し得、ピクセル適応ＡＬＦスキップがスキップ割合Ｂに関連する閾値を使用して実行され得ることを示す。「Ｂ」に関連する閾値がシグナリングされ得る。積β×ＲＤorigがＲＤskipBに等しくなるかまたはそれと同じである場合、ａｌｆ＿ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇは、１の値を有し得、ピクセル適応ＡＬＦスキップがスキップ割合Ａに関連する閾値を使用して実行され得ることを示す。「Ａ」に関連する閾値がシグナリングされ得る。
【0128】
ピクセル適応ＡＬＦスキップに関連するパラメータが、たとえば、デコーダにおいてパースされ得る。図１３は、デコーダにおけるピクセル適応ＡＬＦスキップに関連するパラメータをパースすることの一例を示す。図１３に示されように、デコーダは、ＡＬＦに関連するパラメータを読み取るためにビットストリームをパースし得る。（たとえば、ａｌｆ＿ｆｌａｇが１の値を有するとき）ＡＬＦが所与のフレームのために使用可能である場合、ビットストリームは、ａｌｆ＿ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇを読み取るためにパースされ得る。１の値を有するａｌｆ＿ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇは、ピクセル適応ＡＬＦスキップがカレントフレームに適用され得ることを示し得る。ａｌｆ＿ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇが１の値を有する場合、閾値ＴGは、ビットストリームからパースされ、および／またはＡＬＦスキップ決定のために使用され得る。このフラグが１に等しくない場合、ＡＬＦは、カレントフレームに適用され得、および／または閾値ＴGは、デフォルト値（たとえば、０）に設定され得る。
【0129】
複数のスキップ割合がエンコーダにおいて指定される場合、および／またはそのとき、デコーダは、（たとえば、本明細書における手法を使用して）閾値を導出し得る。エンコーダは、たとえば、ビデオシーケンスごとに１回候補スキップ割合の一部（たとえば、全部）をシグナリングし得る。ピクセル適応ＡＬＦスキップがフレームのために選定される場合、および／またはそのとき、エンコーダは、選定されたスキップ割合に対応するインデックスをシグナリングし得る。デコーダは、候補スキップ割合と選定されたスキップ割合に対応するインデックスとに基づいて閾値を導出し得る。
【0130】
ＡＬＦフィルタタップ選択は、時間レイヤに基づき得る。フレームのルマ成分のために、５×５、７×７、および９×９のＡＬＦが使用され得る。２つのクロマ成分のために、５×５のＡＬＦが使用され得る。時間レイヤを使用したコーディング方式では、より高い時間レイヤにおけるフレームには、より低い時間レイヤにおけるフレームよりも大きいＱＰが割り当てられ得る。より高い時間レイヤにおけるフレームは、より低い時間レイヤにおけるフレームよりも滑らかであり得る。より高い時間レイヤのために、小さいサイズのＡＬＦが使用され得る。一例では、フレームのために使用されるＡＬＦのサイズは、コーディング方式においてどの時間レイヤがフレーム中にあるのかに基づいて制限され得る。たとえば、より高い時間レイヤ中のフレームは、小さいサイズのフィルタを使用するように制限され得る。一例では、５つの時間レイヤが使用されるランダムアクセス構成では、第４の時間レイヤ中のフレームは、５×５のＡＬＦ（たとえば、５×５のＡＬＦのみ）を使用するように制限され得る。第２および第３のレイヤ中のフレームは、５×５および／または７×７のＡＬＦを使用するように制限され得る。残りの２つのより低いレイヤ中のフレームは、３つのフィルタサイズのいずれかを使用し得る。
【0131】
計算複雑性を低減するブロックレベルのＡＬＦが与えられ得る。ブロックレベルのＡＬＦが生成され得る。エンコーダは、フィルタ処理されたブロックおよびフィルタ処理されていないブロックのためのＳＳＤを比較し得る。エンコーダは、所与のブロックのためのＡＬＦを使用可能にすべきかまたは使用不可にすべきかを決定し得る。ＳＳＤは、再構成されたブロックと元のブロックとの間で計算され得る。ＳＳＤ比較におけるバイアスは、ブロックのためのＡＬＦを使用不可にするほうを選ぶために使用され得る。ＳＳＤ比較においてバイアスを使用することは、デコーダにおいてより少数のブロックをフィルタ処理することを生じ得る。バイアスファクタγは、フィルタ処理されたブロックのＳＳＤ（Ｆｉｌｔ＿ＳＳＤ）を乗じられ得る。バイアスファクタγは、１よりも大きい値を有し得る。フィルタ処理されたブロックのＳＳＤ Ｆｉｌｔ＿ＳＳＤで乗じられたバイアスファクタγの積がフィルタ処理されていないブロックのＳＳＤよりも大きい場合、ＡＬＦは、ブロックのために使用不可にされ得る。
【0132】
ＡＬＦの計算複雑性は、本明細書で説明される１つまたは複数の手法を組み合わせることによって低減され得る。一例では、計算複雑性を低減するブロック分類および／または計算複雑性を低減するフィルタ処理は組み合わされ得る。たとえば、最も高い時間レイヤ中でフレームの場合、勾配計算中に垂直サブサンプリングが使用され得、フィルタ処理中にピクセル適応ＡＬＦスキップが使用され得る。
【0133】
図１４Ａは、１つまたは複数の開示する実施形態が実装され得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、複数のワイヤレスユーザに音声、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与える多元接続システムであり得る。通信システム１００は、ワイヤレス帯域幅を含むシステムリソースの共有を通してそのようなコンテンツに複数のワイヤレスユーザがアクセスすることを可能にし得る。たとえば、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：zero-tail unique-word DFT-Spread OFDM）、ユニークワードＯＦＤＭ（ＵＷ－ＯＦＤＭ：unique word OFDM）、リソースブロックフィルタ処理済みＯＦＤＭ（resource block-filtered OFDM）、フィルタバンクマルチキャリア（ＦＢＭＣ：filter bank multicarrier）などの１つまたは複数のチャネルアクセス方法を採用し得る。
【0134】
図１４Ａに示すように、通信システム１００は、ワイヤレス送信／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とを含み得るが、開示する実施形態が、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を諒解されよう。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの各々は、ワイヤレス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り得る。例として、いずれかが「局」および／または「ＳＴＡ」と呼ばれることがあるＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、ワイヤレス信号を送信および／または受信するように構成され得、ユーザ機器（ＵＥ）、移動局、固定またはモバイル加入者ユニット、サブスクリプションベースのユニット、ページャ、セルラー電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、ラップトップ、ネットブック、パーソナルコンピュータ、ワイヤレスセンサ、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なもの、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、ビークル、ドローン、医療デバイスおよびアプリケーション（たとえば、遠隔手術）、産業用デバイスおよびアプリケーション（たとえば、産業および／または自動処理チェーンコンテキストで動作するロボットおよび／または他のワイヤレスデバイス）、家庭用電子機器デバイス、商用および／または産業用ワイヤレスネットワーク上で動作するデバイスなどを含み得る。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃおよび１０２ｄのいずれかは、互換的にＵＥと呼ばれることがある。
【0135】
通信システム１００はまた、基地局１１４ａおよび／または基地局１１４ｂを含み得る。基地局１１４ａ、１１４ｂの各々は、ＣＮ１０６／１１５、インターネット１１０、および／もしくは他のネットワーク１１２などの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つとワイヤレスにインターフェースす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１１４ａ、１１４ｂは、送受信基地局（ＢＴＳ）、ノードＢ、ｅノードＢ、ホームノードＢ、ホームｅノードＢ、ｇＮＢ、ＮＲ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１１４ａ、１１４ｂが単一の要素としてそれぞれ示されているが、基地局１１４ａ、１１４ｂが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み得ることを諒解されよう。
【0136】
基地局１１４ａ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）、リレーノードなどのネットワーク要素（図示せず）をも含み得るＲＡＮ１０４／１１３の一部であり得る。基地局１１４ａおよび／または基地局１１４ｂは、セル（図示せず）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でワイヤレス信号を送信および／または受信するように構成され得る。これらの周波数は、認可スペクトル、無認可スペクトル、または認可スペクトルと無認可スペクトルとの組合せ中にあり得る。セルは、比較的固定され得るか、または時間とともに変化し得る特定の地理的エリアにワイヤレスサービスのためのカバレージを与え得る。セルは、セルセクタにさらに分割され得る。たとえば、基地局１１４ａに関連するセルは、３つのセクタに分割され得る。したがって、一実施形態では、基地局１１４ａは、３つのトランシーバ、すなわち、セルのセクタごとに１つを含み得る。一実施形態では、基地局１１４ａは、多入力多出力（ＭＩＭＯ）技術を採用し得、セルのセクタごとに複数のトランシーバを利用し得る。たとえば、所望の空間的方向で信号を送信および／または受信するために、ビームフォーミングが使用され得る。
【0137】
基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意の好適なワイヤレス通信リンク（たとえば、無線周波数（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）であり得るエアインターフェース１１６を介してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの１つまたは複数と通信し得る。エアインターフェース１１６は、任意の好適な無線アクセス技術（ＲＡＴ）を使用して確立され得る。
【0138】
より詳細には、上記のように、通信システム１００は、多元接続システムであり得、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ－ＦＤＭＡなどの１つまたは複数のチャネルアクセス方式を採用し得る。たとえば、ＲＡＮ１０４／１１３中の基地局１１４ａおよび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を確立し得るユニバーサル移動体（電話）通信システム（ＵＭＴＳ）地上波無線アクセス（ＵＴＲＡ）などの無線技術を実装し得る。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（ＤＬ）パケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）および／または高速ＵＬパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）を含み得る。
【0139】
一実施形態では、基地局１１４ａおよび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を確立し得る発展型ＵＭＴＳ地上波無線アクセス（Ｅ－ＵＴＲＡ）などの無線技術を実装し得る。
【0140】
一実施形態では、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、新無線（ＮＲ）を使用してエアインターフェース１１６を確立し得るＮＲ無線アクセスなどの無線技術を実装し得る）。
【0141】
一実施形態では、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、複数の無線アクセス技術を実装し得る。たとえば、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、たとえば、デュアル接続性（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装し得る。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および／または複数のタイプの基地局（たとえば、ｅＮＢおよびｇＮＢ）との間で送られる送信によって特徴づけられ得る。
【0142】
他の実施形態では、基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＩＥＥＥ８０２．１１（すなわち、ワイヤレスフィデリティー（ＷｉＦｉ）、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ーブアクセス（ＷｉＭＡＸ））、ＣＤＭＡ２０００、ＣＤＭＡ２０００ １Ｘ、ＣＤＭＡ２０００ＥＶ－ＤＯ、Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｓｔａｎｄａｒｄ２０００（ＩＳ－２０００）、Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｓｔａｎｄａｒｄ９５（ＩＳ－９５）、Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｓｔａｎｄａｒｄ８５６（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（ＧＳＭ）、ＧＳＭ進化型高速データレート（ＥＤＧＥ）、ＧＳＭ ＥＤＧＥ（ＧＥＲＡＮ）などの無線技術を実装し得る。
【0143】
図１４Ａ中の基地局１１４ｂは、たとえば、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り得、職場、家庭、ビークル、構内、産業設備、（たとえば、ドローンが使用するための）空中回廊、道路などの局所的エリアでのワイヤレス接続性を容易にすることのために任意の好適なＲＡＴを利用し得る。一実施形態では、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を確立するためにＩＥＥＥ８０２．１１などの無線技術を実装し得る。一実施形態では、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）を確立するためにＩＥＥＥ８０２．１５などの無線技術を実装し得る。また別の実施形態では、基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、ピコセルまたはフェムトセルを確立するためにセルラーベースのＲＡＴ（たとえば、ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭ、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａ、ＬＴＥ－Ａ Ｐｒｏ、ＮＲなど）を利用し得る。図１４Ａに示されるように、基地局１１４ｂは、インターネット１１０への直接接続を有し得る。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。
【0144】
ＲＡＮ１０４／１１３は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのうちの１つまたは複数に音声、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）サービスを与え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ＣＮ１０６／１１５と通信していることがある。データは、異なるスループット要件、レイテンシ要件、誤り耐性要件、信頼性要件、データスループット要件、モビリティ要件などの様々なサービス品質（ＱｏＳ）要件を有し得る。ＣＮ１０６／１１５は、呼の制御、課金サービス、モバイルロケーションベースのサービス、プリペイド発呼、インターネット接続性、ビデオ配信などを与え、および／またはユーザ認証などの高レベルなセキュリティ関数を実行し得る。図１４Ａには示されていないが、ＲＡＮ１０４／１１３および／またはＣＮ１０６／１１５が、ＲＡＮ１０４／１１３と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを採用する他のＲＡＮと直接的または間接的に通信していることがあることを諒解されよう。たとえば、ＮＲ無線技術を利用していることがあるＲＡＮ１０４／１１３に接続されることに加えて、ＣＮ１０６／１１５はまた、ＧＳＭ、ＵＭＴＳ、ＣＤＭＡ２０００、ＷｉＭＡＸ、Ｅ－ＵＴＲＡ、またはＷｉＦｉ無線技術を採用する別のＲＡＮ（図示せず）と通信していることがある。
【0145】
ＣＮ１０６／１１５はまた、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にＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのためのゲートウェイとして働き得る。ＰＳＴＮ１０８は、簡易電話サービス（ＰＯＴＳ）を与える回線交換電話網を含み得る。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中で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）などの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のグローバルシステムを含み得る。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／もしくは動作されるワイヤードならびに／またはワイヤレス通信ネットワークを含み得る。たとえば、ネットワーク１１２は、ＲＡＮ１０４／１１３と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを採用し得る１つまたは複数のＲＡＮに接続された別のＣＮを含み得る。
【0146】
通信システム１００中でＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの一部または全部は、マルチモード能力を含み得る（たとえば、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、異なるワイヤレスリンクを介して異なる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み得る）。たとえば、図１４Ａに示されるＷＴＲＵ１０２ｃは、セルラーベースの無線技術を採用し得る基地局１１４ａと通信し、ＩＥＥＥ８０２無線技術を採用し得る基地局１１４ｂと通信するように構成され得る。
【0147】
図１４Ｂは、例示的なＷＴＲＵ１０２を示すシステム図である。図１４Ｂに示されるように、ＷＴＲＵ１０２は、特に、プロセッサ１１８、トランシーバ１２０、送信／受信要素１２２、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、ディスプレイ／タッチパッド１２８、取外し不能メモリ１３０、取外し可能メモリ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を含み得る。ＷＴＲＵ１０２が、実施形態に一致したままでありながら、上記の要素の任意の部分組合せを含み得ることを諒解されよう。
【0148】
プロセッサ１１８は、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来のプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに関連する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、任意の他のタイプの集積回路（ＩＣ）、状態機械などであり得る。プロセッサ１１８は、信号コーディング、データ処理、電力制御、入出力処理、および／またはＷＴＲＵ１０２がワイヤレス環境において動作することを可能にする任意の他の機能を実行し得る。プロセッサ１１８は、送信／受信要素１２２に結合され得るトランシーバ１２０に結合され得る。図１４Ｂに、別個の構成要素としてプロセッサ１１８とトランシーバ１２０とを示しているが、プロセッサ１１８とトランシーバ１２０とが電子パッケージまたはチップ中で一緒に統合され得ることを諒解されよう。
【0149】
送信／受信要素１２２は、エアインターフェース１１６を介して基地局（たとえば、基地局１１４ａ）に信号を送信するか、またはそれから信号を受信するように構成され得る。たとえば、一実施形態では、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り得る。一実施形態では、送信／受信要素１２２は、たとえば、ＩＲ、ＵＶ、もしく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エミッタ／検出器であり得る。また別の実施形態では、送信／受信要素１２２は、ＲＦ信号と光信号との両方を送信および／または受信するように構成され得る。送信／受信要素１２２が、ワイヤレス信号の任意の組合せを送信および／または受信するように構成され得ることを諒解されよう。
【0150】
送信／受信要素１２２が単一の要素として図１４Ｂに示されているが、ＷＴＲＵ１０２は任意の数の送信／受信要素１２２を含み得る。より詳細には、ＷＴＲＵ１０２は、ＭＩＭＯ技術を採用し得る。したがって、一実施形態では、ＷＴＲＵ１０２は、エアインターフェース１１６を介してワイヤレス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（たとえば、複数のアンテナ）を含み得る。
【0151】
トランシーバ１２０は、送信／受信要素１２２によって送信されるべきである信号を変調し、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され得る。上記のように、ＷＴＲＵ１０２は、マルチモード能力を有し得る。したがって、トランシーバ１２０は、ＷＴＲＵ１０２が、たとえば、ＮＲ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。
【0152】
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（たとえば、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）に結合され得、それらからユーザ入力データを受信し得る。プロセッサ１１８はまた、スピーカ／マイクロフォン１２４、キーパッド１２６、および／またはディスプレイ／タッチパッド１２８にユーザデータを出力し得る。さらに、プロセッサ１１８は、取外し不能メモリ１３０および／または取外し可能メモリ１３２などの任意のタイプの好適なメモリから情報にアクセスし、それの中にデータを記憶し得る。取外し不能メモリ１３０は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、または任意の他のタイプのメモリストレージデバイスを含み得る。取外し可能メモリ１３２は、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、メモリスティック、セキュアデジタル（ＳＤ）メモリカードなどを含み得る。他の実施形態では、プロセッサ１１８は、サーバまたはホームコンピュータ（図示せず）上など、ＷＴＲＵ１０２上に物理的に位置しないメモリからの情報にアクセスし、その中にデータを記憶し得る。
【0153】
プロセッサ１１８は、電源１３４から電力を受電し得、ＷＴＲＵ１０２中の他の構成要素に電力を分散および／または制御するように構成され得る。電源１３４は、ＷＴＲＵ１０２に電力供給するための任意の好適なデバイスであり得る。たとえば、電源１３４は、１つまたは複数の乾電池バッテリ（たとえば、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。
【0154】
プロセッサ１１８はまた、ＷＴＲＵ１０２の現在のロケーションに関するロケーション情報（たとえば、経度および緯度）を与えるように構成され得るＧＰＳチップセット１３６に結合され得る。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（たとえば、基地局１１４ａ、１１４ｂ）からエアインターフェース１１６を介してロケーション情報を受信し、および／または２つ以上の近くの基地局から受信している信号のタイミングに基づいてそれのロケーションを決定し得る。ＷＴＲＵ１０２が、実施形態に一致したままでありながら、任意の好適なロケーション決定方法によってロケーション情報を捕捉し得ることを諒解されよう。
【0155】
プロセッサ１１８は、追加の特徴、機能および／またはワイヤードもしくはワイヤレス接続性を与える１つまたは複数のソフトウェアおよび／またはハードウェアモジュールを含み得る他の周辺機器１３８にさらに結合され得る。たとえば、周辺機器１３８は、加速度計、ｅコンパス、衛星トランシーバ、（写真および／またはビデオのための）デジタルカメラ、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、振動デバイス、テレビジョントランシーバ、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、バーチャルリアリティおよび／または拡張現実（ＶＲ／ＡＲ）デバイス、アクティビティトラッカなどを含み得る。周辺機器１３８は、１つまたは複数のセンサを含み得、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、向きセンサ、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、磁力計、気圧計、ジェスチャセンサ、生体センサ、および／または湿度センサのうちの１つまたは複数であり得る。
【0156】
ＷＴＲＵ１０２は、（たとえば、（たとえば、送信のための）ＵＬと（たとえば、受信のための）ダウンリンクとの両方のための特定のサブフレームに関連する）信号の一部または全部の送信および受信が並列および／または同時であり得る全二重無線を含み得る。全二重無線は、ハードウェア（たとえば、チョーク）またはプロセッサ（たとえば、別個のプロセッサ（図示せず）またはビアプロセッサ１１８）を介した信号処理のいずれかを介して自己干渉を低減し、および／または実質的になくすために干渉管理ユニットを含み得る。一実施形態では、ＷＲＴＵ１０２は、フイッチ（（たとえば、送信のための）ＵＬまたは（たとえば、受信のための）ダウンリンクのいずれかのための特定のサブフレームに関連する）信号の一部または全部の送信および受信のための半二重無線を含み得る。
【0157】
図１４Ｃは、一実施形態による、ＲＡＮ１０４およびＣＮ１０６を示すシステム図である。上記のように、ＲＡＮ１０４は、エアインターフェース１１６を介してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するためにＥ－ＵＴＲＡ無線技術を採用し得る。ＲＡＮ１０４はまた、ＣＮ１０６と通信していることがある。
【0158】
ＲＡＮ１０４は、ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃを含み得るが、ＲＡＮ１０４が、実施形態に一致したままでありながら、任意の数のｅノードＢを含み得ることを諒解されよう。ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃはそれぞれ、エアインターフェース１１６を介してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するための１つまたは複数のトランシーバを含み得る。一実施形態では、ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃは、ＭＩＭＯ技術を実装し得る。したがって、ｅノードＢ１６０ａは、たとえば、ＷＴＲＵ１０２ａにワイヤレス信号を送信するおよび／またはそれからワイヤレス信号を受信するために複数のアンテナを使用し得る。
【0159】
ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃの各々は、特定のセル（図示せず）に関連付けられ得、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などを扱うように構成され得る。図１４Ｃに示されるように、ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃは、Ｘ２インターフェースを介して互いと通信し得る。
【0160】
図１４Ｃ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とを含み得る。上記の要素の各々がＣＮ１０６の一部として示されているが、これらの要素のいずれかがＣＮオペレータ以外のエンティティによって所有および／または動作され得ることを諒解されよう。
【0161】
ＭＭＥ１６２は、Ｓ１インターフェースを介してＲＡＮ１０４中のｅノードＢ１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃの各々に接続され得、制御ノードとして働き得る。たとえば、ＭＭＥ１６２は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのユーザを認証すること、ベアラのアクティブ化／非アクティブ化、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの初期アタッチ（initial attach）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当し得る。ＭＭＥ１６２は、ＲＡＮ１０４とＧＳＭおよび／またはＷＣＤＭＡなどの他の無線技術を採用する他のＲＡＮ（図示せず）との間で切り替えるための制御プレーン機能を与え得る。
【0162】
ＳＧＷ１６４は、Ｓ１インターフェースを介してＲＡＮ１０４中のｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃの各々に接続され得る。ＳＧＷ１６４は、概して、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとの間でユーザデータパケットをルーティングおよび転送し得る。ＳＧＷ１６４は、ｅノードＢ間の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のために利用可能であるときにページングをトリガすること、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのコンテキストを管理および記憶することなどの他の機能を実行し得る。
【0163】
ＳＧＷ１６４は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＩＰ対応デバイスとの間の通信を容易にするためにインターネット１１０などのパケット交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに与え得るＰＧＷ１６６に接続され得る。
【0164】
ＣＮ１０６は、他のネットワークとの通信を容易にし得る。たとえば、ＣＮ１０６は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと従来の固定通信デバイスとの間の通信を容易にするためにＰＳＴＮ１０８などの回線交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに与え得る。たとえば、ＣＮ１０６は、ＣＮ１０６とＰＳＴＮ１０８との間のインターフェースとして働くＩＰゲートウェイ（たとえば、ＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）サーバ）を含み得るかまたはそれと通信し得る。さらに、ＣＮ１０６は、他のサービスプロバイダによって所有および／または動作される他のワイヤードおよび／またはワイヤレスネットワークを含み得る他のネットワーク１１２へのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに与え得る。
【0165】
ＷＴＲＵがワイヤレス端末として図１４Ａ～図１４Ｄに記載されているが、そのような端末が（たとえば、一時的にまたは永続的に）使用し得るいくつかの代表的な実施形態では、ワイヤード通信が通信ネットワークとインターフェースすると企図される。
【0166】
代表的な実施形態では、他のネットワーク１１２は、ＷＬＡＮであり得る。
【0167】
インフラストラクチャ基本サービスセット（ＢＳＳ）モードのＷＬＡＮは、ＢＳＳのためのアクセスポイント（ＡＰ）とＡＰに関連する１つまたは複数の局（ＳＴＡ）とを有し得る。ＡＰは、配信システム（ＤＳ）またはＢＳＳを出入りするトラフィックを搬送する別のタイプのワイヤード／ワイヤレス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し得る。ＢＳＳの外部から発信するＳＴＡへのトラフィックは、ＡＰを通して到着し得、ＳＴＡに送出され得る。ＢＳＳ外の宛先にＳＴＡから発信されたトラフィックは、それぞれの宛先に配信されるためにＡＰに送られ得る。ＢＳＳ内のＳＴＡ間のトラフィックは、ＡＰを通して送られることがあり、たとえば、ここで、ソースＳＴＡはＡＰにトラフィックを送り得、ＡＰは、宛先ＳＴＡにトラフィックを送出し得る。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されるおよび／またはそう呼ばれることがある。ピアツーピアトラフィックは、ダイレクトリンクセットアップ（ＤＬＳ）を用いてソースＳＴＡと宛先ＳＴＡとの間で（たとえば、それらの間で直接）送られ得る。いくつかの代表的な実施形態では、ＤＬＳは、８０２．１１ｅ ＤＬＳまたは８０２．１１ｚトンネリングされたＤＬＳ（ＴＤＬＳ：tunneled DLS）を使用し得る。独立ＢＳＳ（ＩＢＳＳ）モードを使用するＷＬＡＮはＡＰを有しないことがあり、ＩＢＳＳ内のまたはそれを使用するＳＴＡ（たとえば、ＳＴＡのすべて）は互いに直接通信し得る。ＩＢＳＳ通信モードは、時々、本明細書では「アドホック」通信モードと呼ぶことがある。
【0168】
８０２．１１ａｃインフラストラクチャ動作モードまたは同様の動作モードを使用するとき、ＡＰは、１次チャネルなどの固定チャネル上でビーコンを送信し得る。１次チャネルは、固定幅（たとえば、２０ＭＨｚ幅の帯域幅）であるか、またはシグナリングを介して動的に設定された幅であり得る。１次チャネルは、ＢＳＳの動作チャネルであり得、ＡＰとの接続を確立するためにＳＴＡによって使用され得る。いくつかの代表的な実施形態では、キャリア検知多重アクセス／衝突回避（ＣＳＭＡ／ＣＡ）が、たとえば、イン８０２．１１システム中に実装され得る。ＣＳＭＡ／ＣＡでは、ＡＰを含むＳＴＡ（たとえば、あらゆるＳＴＡ）が１次チャネルを感知し得る。１次チャネルが特定のＳＴＡによって感知／検出されるおよび／またはビジーであると決定される場合、特定のＳＴＡはバックオフし得る。１つのＳＴＡ（たとえば、ただ１つの局）が、所与のＢＳＳ中で所与の時間に送信し得る。
【0169】
高スループット（ＨＴ）のＳＴＡは、４０ＭＨｚ幅のチャネルを形成するために、たとえば、隣接するまたは隣接していない２０ＭＨｚのチャネルとの１次の２０ＭＨｚのチャネルの組合せを介した通信のために４０ＭＨｚ幅のチャネルを使用し得る。
【0170】
極高スループット（ＶＨＴ）のＳＴＡは、２０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、および／または１６０ＭＨｚ幅のチャネルをサポートし得る。４０ＭＨｚおよび／または８０ＭＨｚのチャネルは、連続する２０ＭＨｚのチャネルを組み合わせることによって形成され得る。１６０ＭＨｚのチャネルは、８つの連続する２０ＭＨｚのチャネルを組み合わせることによって、または８０＋８０構成と呼ばれることがある２つの不連続の８０ＭＨｚのチャネルを組み合わせることによって形成され得る。８０＋８０構成では、データは、チャネル符号化後に、２つのストリームにデータを分割し得るセグメントパーサを通してパスされ得る。逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）処理と時間領域処理とが別々に各ストリームに対して行われ得る。ストリームは、２つの８０ＭＨｚのチャネル上にマッピングされ得、データは、送信ＳＴＡによって送信され得る。受信ＳＴＡの受信機では、８０＋８０構成について上記で説明した動作が逆行され得、組み合わされたデータが媒体アクセス制御（ＭＡＣ）に送られ得る。
【0171】
８０２．１１ａｆおよび８０２．１１ａｈによってサブ１ＧＨｚ動作モードがサポートされる。チャネル動作帯域幅およびキャリアは、８０２．１１ｎおよび８０２．１１ａｃで使用されるものと比較して８０２．１１ａｆおよび８０２．１１ａｈでは低減される。８０２．１１ａｆは、ＴＶホワイトスペース（ＴＶＷＳ）スペクトル中の５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、および２０ＭＨｚの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の帯域幅をサポートする。代表的な実施形態によれば、８０２．１１ａｈは、マクロカバレージエリア中のＭＴＣデバイスなどのメータ型制御／マシン型通信をサポートし得る。ＭＴＣデバイスは、いくつかの能力、たとえば、いくつかのおよび／または限定された帯域幅のサポート（たとえば、それだけのサポート）を含む限定された能力を有し得る。ＭＴＣデバイスは、（たとえば、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もつバッテリを含み得る。
【0172】
８０２．１１ｎ、８０２．１１ａｃ、８０２．１１ａｆ、および８０２．１１ａｈなどの複数のチャネルおよびチャネル帯域幅をサポートし得るＷＬＡＮシステムは、１次チャネルとして指定され得るチャネルを含む。１次チャネルは、ＢＳＳ中のすべての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し得る。１次チャネルの帯域幅は、ＢＳＳ中で動作するときすべてのＳＴＡの中から、最小の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／または限定され得る。８０２．１１ａｈの例では、ＡＰおよびＢＳＳ中の他の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も、１次チャネルは、１ＭＨｚモードをサポートする（たとえば、それだけをサポートする）ＳＴＡ（たとえば、ＭＴＣタイプのデバイス）について１ＭＨｚ幅であり得る。キャリア検知および／またはネットワーク割振りベクトル（ＮＡＶ）の設定は、１次チャネルのステータスに依存し得る。たとえば（１ＭＨｚ動作モードだけをサポートする）ＳＴＡのために１次チャネルがビジーである場合、周波数帯域の大部分がアイドルのままであり、利用可能であり得る場合であっても、ＡＰに利用可能な周波数帯域全体を送信することがビジーであると見なされ得る。
【0173】
米国では、８０２．１１ａｈによって使用され得る利用可能な周波数帯域は、９０２ＭＨｚから９２８ＭＨｚまである。韓国では、利用可能な周波数帯域は、９１７．５ＭＨｚから９２３．５ＭＨｚまである。日本では、利用可能な周波数帯域は、９１６．５ＭＨｚから９２７．５ＭＨｚまである。８０２．１１ａｈのために利用可能な総帯域幅は、国コードに応じて６ＭＨｚから２６ＭＨｚである。
【0174】
図１４Ｄは、一実施形態による、ＲＡＮ１１３およびＣＮ１１５を示すシステム図である。上記のように、ＲＡＮ１１３は、エアインターフェース１１６を介してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するためにＮＲ無線技術を採用し得る。ＲＡＮ１１３はまた、ＣＮ１１５と通信していることがある。
【0175】
ＲＡＮ１１３は、ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃを含み得るが、ＲＡＮ１１３が、実施形態に一致したままでありながら、任意の数のｇＮＢを含み得ることを諒解されよう。ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃはそれぞれ、エアインターフェース１１６を介してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するための１つまたは複数のトランシーバを含み得る。一実施形態では、ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃは、ＭＩＭＯ技術を実装し得る。たとえば、ｇＮＢ１８０ａ、１０８ｂは、ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃに信号を送信し、および／またはそれから信号を受信するためにビームフォーミングを利用し得る。したがって、ｇＮＢ１８０ａは、たとえば、ＷＴＲＵ１０２ａにワイヤレス信号を送信し、および／またはそれからワイヤレス信号を受信するために複数のアンテナを使用し得る。一実施形態では、ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃは、キャリアアグリゲーション技術を実装し得る。たとえば、ｇＮＢ１８０ａは、ＷＴＲＵ１０２ａ（図示せず）に複数コンポーネントキャリアを送信し得る。これらのコンポーネントキャリアのサブセットは、無認可スペクトル上にあり得るが、残りのコンポーネントキャリアは、認可スペクトル上にあり得る。一実施形態では、ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃは、協調マルチポイント（ＣｏＭＰ）技術を実装し得る。たとえば、ＷＴＲＵ１０２ａは、ｇＮＢ１８０ａおよびｇＮＢ１８０ｂ（および／またはｇＮＢ１８０ｃ）から協調送信を受信し得る。
【0176】
ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、スケーラブルな数秘学に関連する送信を使用してｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃと通信し得る。たとえば、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／または異なるワイヤレス送信スペクトルの部分ごとに変動し得る。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、（たとえば、変動する数のＯＦＤＭシンボルを含んでいるおよび／または様々な長さの絶対時間の間続く）様々なもしく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と通信し得る。
【0177】
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中のＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するように構成され得る。スタンドアロン構成では、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、他のＲＡＮ（たとえば、ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃなど）にアクセスすることもなしにｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃと通信し得る。スタンドアロン構成では、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、モビリティアンカーポイントとしてｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃのうちの１つまたは複数を利用し得る。スタンドアロン構成では、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、無認可帯域中の信号を使用してｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃと通信し得る。非スタンドアロン構成では、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃなどの別のＲＡＮとも通信しながら／それにも接続しながらｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃと通信し得る／それらに接続し得る。たとえば、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、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ためにＤＣ原理を実装し得る。非スタンドアロン構成では、ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃは、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのためのモビリティアンカーとして働き得、ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃは、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃを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与え得る。
【0178】
ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃの各々は、特定のセル（図示せず）に関連付けられ得、無線リソース管理の決定、ハンドオーバの決定、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、デュアル接続性、ＮＲとＥ－ＵＴＲＡとの間の相互接続、ユーザプレーン機能（ＵＰＦ）１８４ａ、１８４ｂに向けたユーザプレーンデータのルーティング、アクセスおよびモビリティ管理機能（ＡＭＦ）１８２ａ、１８２ｂに向けた制御プレーン情報のルーティングなどを扱うように構成され得る。図１４Ｄに示すように、ｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃは、Ｘｎインターフェースを介して互いと通信し得る。
【0179】
図１４Ｄに示す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、場合によっては、データネットワーク（ＤＮ）１８５ａ、１８５ｂとを含み得る。上記の要素の各々がＣＮ１１５の一部として示されているが、これらの要素のいずれかがＣＮオペレータ以外のエンティティによって所有および／または動作され得ることを諒解されよう。
【0180】
ＡＭＦ１８２ａ、１８２ｂは、Ｎ２インターフェースを介してＲＡＮ１１３中のｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃのうちの１つまたは複数に接続され得、制御ノードとして働き得る。たとえば、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（たとえば、異なる要件をもつ異なるＰＤＵセッションの扱い）のサポート、特定のＳＭＦ１８３ａ、１８３ｂを選択すること、登録エリアの管理、ＮＡＳシグナリングの終了、モビリティ管理などを担当し得る。ネットワークスライシングは、利用されたＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃであるサービスのタイプに基づいてＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのＣＮのサポートをカスタマイズするために、ＡＭＦ１８２ａ、１８２ｂによって使用され得る。たとえば、異なるネットワークスライスは、高信頼低遅延（ＵＲＬＬＣ）アクセスに依拠するサービス、拡張大規模モバイルブロードバンド（ｅＭＢＢ）アクセスに依拠するサービス、マシン型通信（ＭＴＣ）アクセスのサービスなどの異なる使用事例のために確立され得る。ＡＭＦ１６２は、ＲＡＮ１１３とＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａ、ＬＴＥ－Ａ Ｐｒｏ、および／またはＷｉＦｉなどの非３ＧＰＰアクセス技術などの他の無線技術を採用する他のＲＡＮ（図示せず）との間で切り替えるための制御プレーン機能を与え得る。
【0181】
ＳＭＦ１８３ａ、１８３ｂは、Ｎ１１インターフェースを介してＣＮ１１５中のＡＭＦ１８２ａ、１８２ｂに接続され得る。ＳＭＦ１８３ａ、１８３ｂはまた、Ｎ４インターフェースを介してＣＮ１１５中のＵＰＦ１８４ａ、１８４ｂに接続され得る。ＳＭＦ１８３ａ、１８３ｂは、ＵＰＦ１８４ａ、１８４ｂを選択および制御し、ＵＰＦ１８４ａ、１８４ｂを通してトラフィックのルーティングを構成し得る。ＳＭＦ１８３ａ、１８３ｂは、ＵＥのＩＰアドレスを管理し、割り振ること、ＰＤＵセッションを管理すること、ポリシーの実施およびＱｏＳを制御すること、ダウンリンクデータの通知を与えることなどの他の機能を実行し得る。ＰＤＵセッションのタイプは、ＩＰベースのもの、非ＩＰベースのもの、イーサネットベースのものなどであり得る。
【0182】
ＵＰＦ１８４ａ、１８４ｂは、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＩＰ対応デバイスとの間の通信を容易にするためにインターネット１１０などのパケット交換ネットワークへのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに与え得るＮ３インターフェースを介してＲＡＮ１１３中のｇＮＢ１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃのうちの１つまたは複数に接続され得る。ＵＰＦ１８４、１８４ｂは、パケットをルーティングおよび転送すること、ユーザプレーンのポリシーを強制すること、マルチホームＰＤＵセッションをサポートすること、ユーザプレーンＱｏＳを扱うこと、ダウンリンクパケットをバッファリングすること、モビリティアンカリングを与えることなどの他の機能を実行し得る。
【0183】
ＣＮ１１５は、他のネットワークとの通信を容易にし得る。たとえば、ＣＮ１１５は、ＣＮ１１５とＰＳＴＮ１０８との間のインターフェースとして働くＩＰゲートウェイ（たとえば、ＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）サーバ）を含み得るかまたはそれと通信し得る。さらに、ＣＮ１１５は、他のサービスプロバイダによって所有および／もしくは動作される他のワイヤードならびに／またはワイヤレスネットワークを含み得る他のネットワーク１１２へのアクセスをＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに与え得る。一実施形態では、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＵＰＦ１８４ａ、１８４ｂへのＮ３インターフェースとＵＰＦ１８４ａ、１８４ｂとＤＮ１８５ａ、１８５ｂとの間のＮ６インターフェースとを介してＵＰＦ１８４ａ、１８４ｂを通してローカルデータネットワーク（ＤＮ）１８５ａ、１８５ｂに接続され得る。
【0184】
図１４Ａ～図１４Ｄおよび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／または本明細書で説明する任意の他のデバイスのうちの１つまたは複数に関して本明細書で説明する機能のうちの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（図示せず）によって実行され得る。エミュレーションデバイスは、本明細書で説明する機能のうちの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り得る。たとえば、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、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され得る。
【0185】
エミュレーションデバイスは、ラボ環境でおよび／またはオペレータネットワーク環境で他のデバイスの１つまたは複数のテストを実装するように設計され得る。たとえば、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ワイヤードおよび／またはワイヤレス通信ネットワークの一部として完全にもしくは部分的に実装および／または展開されながら、１つもしくは複数またはすべての機能を実行し得る。１つまたは複数のエミュレーションデバイスは、ワイヤードおよび／またはワイヤレス通信ネットワークの一部として一時的に実装／展開されながら、１つもしくは複数またはすべての機能を実行し得る。エミュレーションデバイスは、テストするために別のデバイスに直接結合され得る、および／またはオーバージエアワイヤレス通信を使用してテストを実行し得る。
【0186】
１つまたは複数のエミュレーションデバイスは、ワイヤードおよび／またはワイヤレス通信ネットワークの一部として実装／展開されることなしに、すべてを含む１つまたは複数の機能を実行し得る。たとえば、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試験所ならびに／または展開されていない（たとえば、テスト用の）ワイヤードおよび／もしくはワイヤレス通信ネットワーク中のテストシナリオで利用され得る。１つまたは複数のエミュレーションデバイスは、テスト機器であり得る。データを送信および／または受信するためにエミュレーションデバイスによって、直接ＲＦ結合および／または（たとえば、１つまたは複数のアンテナを含み得る）ＲＦ回路を介したワイヤレス通信が使用され得る。
【0187】
上記で説明したプロセスは、コンピュータおよび／またはプロセッサが実行するための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で実装され得る。コンピュータ可読媒体の例は、限定はしないが、（ワイヤードおよび／またはワイヤレス接続を介して送信される）電子信号および／またはコンピュータ可読記憶媒体を含む。コンピュータ可読記憶媒体の例は、限定はしないが、読取り専用メモリ（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、限定はしないが、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メディア、光磁気メディア、ならびに／またはＣＤ－ＲＯＭディスクおよび／もしくはデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）などの光メディアを含む。ソフトウェアに関連するプロセッサは、ＷＴＲＵ、端末、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するための無線周波数トランシーバを実装するために使用され得る。
【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14A】
【図14B】
【図14C】
【図14D】