CN117041536A - 用于简化视频译码中的自适应环路滤波器的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了用于基于帧处于哪个时间层来自适应地选择用于该帧的自适应环路滤波器(ALF)程序的系统、方法和手段。ALF程序在计算复杂度方面可以变化。包括当前帧的一个或多个帧可以在译码方案的时间层中。解码器可确定所述当前帧在所述译码方案内的时间层级。所述解码器可基于所述当前帧的时间层级选择ALF程序。如果所述当前帧的时间层级在译码方案内比一些其他时间层级更高，则可以为所述当前帧选择计算复杂度更低的ALF程序。然后所述解码器可对所述当前帧执行所选择的ALF程序。

Description

用于简化视频译码中的自适应环路滤波器的方法
本案为2018年10月31日递交的题为“用于简化视频译码中的自适应环路滤波器的方法”的中国发明专利申请201880081527.8的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求保护2017年11月1日提交的美国临时专利申请62/579,977、2017年12月18日提交的美国临时专利申请62/607,033的权益，其内容通过引用结合于此。
背景技术
视频译码系统广泛用于压缩数字视频信号，以减少这种信号的存储需要和/或传输带宽。在各种类型的视频译码系统中，例如基于块、基于小波(wavelet)和基于对象的系统，基于块的混合视频译码系统可能是被最广泛使用和部署的。基于块的视频译码系统的示例包括国际视频译码标准，例如H.261、MPEG-1、MPEG-2、H.263、H.264/AVC和H.265/HEVC。
发明内容
公开了用于基于帧处于哪个时间层来自适应地选择用于该帧的自适应环路滤波器(ALF)程序的系统、方法和手段。ALF程序的计算复杂度可以变化。
解码器可接收ALF是否被启用的指示。解码器可基于ALF被启用的指示将ALF应用于当前帧。当前帧可以在译码方案的时间层中。译码方案可以包括从低时间层级到高时间层级的多个时间层。解码器可确定当前帧在译码方案内的时间层级。
解码器可基于当前帧的时间层级选择ALF程序。如果当前帧的时间层级在译码方案内高于一些其它时间层级，那么可针对当前帧选择计算复杂度比第二ALF程序低的第一ALF程序。如果时间层级在译码方案内是最低的，那么可针对当前帧选择第二ALF程序。然后解码器可对当前帧执行所选择的ALF程序。
当前帧可以包括具有多个像素的当前块。计算上较不复杂的ALF过程可基于像素子集对块进行分类。如果当前帧的时间层级在译码方案内为最高，那么可从当前块中的像素选择像素子集。可使用所选择的像素子集针对所述当前块计算一个或多个梯度，且可基于所计算的梯度对所述当前块进行分类以用于ALF。可以通过跳过当前块中的至少一个像素来从当前块中的像素选择像素子集。
例如，可以通过跳过垂直方向上的至少一个像素和/或水平方向上的至少一个像素来从当前块中的像素中选择像素子集。如果当前帧的时间层级在译码方案内最高，那么可通过跳过垂直方向上的一个或多个像素及水平方向上的一个或多个像素来从当前块中的像素选择像素子集。如果当前帧的时间层级高于译码方案内的最低等级且低于最高等级，则可通过跳过垂直方向上的一个或多个像素、通过跳过水平方向上的一个或多个像素或通过跳过对角线方向上的一个或多个像素来从当前块中的像素选择像素子集。
ALF程序可包括基于当前块的每一像素的块分类。ALF程序在计算上可比包括基于像素子集的块分类的ALF程序更复杂。可使用当前块中的每一像素计算当前块的梯度，且可基于所计算的梯度对当前块进行分类以用于ALF。
解码器可以接收像素子集将被选择用于计算梯度的指示和/或像素子集将如何被选择的指示。
计算上较不复杂的ALF程序可以包括基于比基于块中的每个像素的块分类更少的梯度计算的块分类。例如，ALF程序可包括基于针对像素子集的梯度计算(例如，基于比针对所有像素的梯度计算更少数量的梯度计算)的块分类。如果当前帧的时间层级在译码方案内较高，则可以跳过对当前块的像素的垂直、水平或对角线方向中的至少者上的梯度的计算。如果当前帧的时间层级在译码方案内是最低的，那么可计算当前块的像素的垂直、水平或对角线方向中的每一者上的梯度。
计算上较不复杂的ALF程序可以包括选择性地跳过块分类。如果当前帧的时间层级在译码方案内高于一些时间层级，那么可针对当前帧跳过块分类。如果当前帧的时间层级在译码方案内是最低的，那么可针对当前帧执行块分类。
计算上较不复杂的ALF程序可有条件地跳过ALF滤波。可使用所述当前帧的所述当前块的所述像素来计算针对所述当前块的一个或多个梯度。可确定针对当前块的梯度的总和，且接着将其与阈值进行比较以确定是否停用针对当前块的ALF。如果所述多个梯度的总和小于所述阈值，那么可停用针对所述当前块的ALF，且可在停用ALF的情况下重构所述当前块。
附图说明
图1是基于块的混合视频编码器的示例框图。
图2是基于块的混合视频解码器的示例框图。
图3示出ALF形状的示例：5×5菱形形状，(b)7×7菱形形状，和(c)9×9菱形形状。
图4示出了编码器处的ALF程序的示例。
图5示出梯度计算的示例：(a)块分类，其中对于每个2×2块，可针对6×6窗口中的每个像素计算梯度，(b)在水平方向上由两次子采样的窗口，(c)在垂直方向上由两次子采样的窗口，以及(d)在水平方向上由两次子采样且在垂直方向上由两次子采样的窗口。
图6示出了为不同的子采样(subsampling)方案建立前缀码的示例。
图7示出了使用帧自适应ALF跳过的降低的计算复杂度的ALF程序的示例。
图8示出了使用梯度的总和gsum和阈值TG且采用ALF开启/关闭判定的用于2×2块的块分类的示例。
图9示出了针对2×2块应用ALF的示例。
图10示出了使用针对帧的梯度总和(的)值的直方图(histogram)来训练阈值TG的示例。
图11示出了用于在应用ALF和使用具有跳过百分比"A"的像素自适应ALF跳过之间进行选择的示例性的基于速率失真(RD)的方法。
图12示出了当为像素自适应ALF跳过指定两个跳过百分比("A"和"B")时的示例性基于RD成本的选择过程。
图13示出了解析与像素自适应ALF跳过相关联的参数的示例。
图14A是示出了可以实现一个或多个所公开的实施例的示例通信系统的系统图。
图14B是示出了可以在图14A所示的通信系统内使用的示例无线发射/接收单元(WTRU)的系统图。
图14C是示出了可以在图14A所示的通信系统内使用的示例性无线接入网(RAN)和示例性核心网(CN)的系统图。
图14D是示出了可以在图14A所示的通信系统内使用的另外的示例RAN和另外的示例CN的系统图。
具体实施方式
现在将参考各个附图来描述说明性实施例的详细描述。尽管本说明书提供了可能的实施方式的详细示例，但是应当注意，这些细节旨在是示例性的，而决不是限制本申请的范围。
图1示出了基于块的混合视频编码系统的示例。输入视频信号302可以被逐块处理。例如，可以(例如，在HEVC中)使用扩展的块尺寸(例如，译码单元(CU))来有效地压缩高分辨率(例如，1080p及以上)视频信号。CU可为(例如)64×64像素。CU可被分割(例如，分割成预测单元(PU))。可以对PU应用单独的(例如，相同或不同的)预测过程。例如，可对(例如，每个)输入视频块(例如，宏块(MB)或CU))执行空间预测360和/或时间预测362。
空间预测(例如，帧内预测)可(例如)通过使用来自(例如，相同)视频图片/切片中的已译码的相邻块的采样(例如，参考采样)的像素来预测当前视频块。空间预测可以减少视频信号中固有的空间冗余。时间预测(例如，帧间预测或运动补偿预测)可(例如)通过使用来自已译码的视频图片的重构的像素来预测当前视频块。时间预测可减少视频信号中可能固有的时间冗余。可(例如)通过一个或多个运动向量(MV)用信号发送针对给定视频块的时间预测信号，所述运动向量可指示当前块与参考块之间的运动的量及方向。例如，当可支持多个参考图片(例如，用于H.264/AVC或HEVC)时，可发送参考图片索引(例如，用于每一视频块)。参考索引可以用于识别时间预测信号来自的参考图片(例如，在参考图片存储364中)。
编码器中的模式决策块380可(例如，在空间和/或时间预测之后)基于(例如)速率失真优化程序来选择(例如，最佳)预测模式。可从当前视频块316中减去预测块。预测残差(residual)可以被去相关(例如，使用变换304)和量化306。量化的残差系数可以被逆量化310和逆变换312，例如以形成重构的残差。可将重构的残差加回到预测块326，例如以形成重构的视频块。环内滤波366(例如，解块滤波器和/或自适应环路滤波器)可应用于重构的视频块，例如，在其被置于参考图片存储364中且被用于译码未来视频块之前。熵译码单元308可用于输出视频比特流320，例如，通过压缩及封装译码模式(例如，帧间或帧内)、预测模式信息、运动信息及/或量化的残差系数。编码器可以包括WTRU(例如，如本文所述)、WTRU的处理器和/或类似设备。
图2展示基于块的视频解码器的实例。视频比特流202可以在熵解码单元208处被解包和熵解码。举例来说，可将译码模式和预测信息发送到空间预测单元260(例如，如果被帧内译码)或时间预测单元262(例如，如果被帧间译码)以形成预测块。可将残差变换系数提供到逆量化单元210及逆变换单元212，例如以重构残差块。预测块和残差块可以例如在求和226处相加在一起。例如，在将重构的块存储在参考图片存储264中之前，可以对重构的块应用环内滤波。例如，可以发送出参考图片存储264中的重构的视频，以驱动显示设备和/或预测未来视频块。解码器可以包括WTRU(例如，如本文所述)、WTRU的处理器和/或类似设备。
运动信息(例如，MV和参考图片索引)可由编码器确定且(例如，明确地)传输到解码器。可能在对用于帧间译码块的运动参数进行编码上花费大量的开销。例如，可通过译码模式(例如，FRUC)来减少用信号发送运动信息的额外开销。举例来说，当针对CU启用FRUC译码模式时，可跳过MV和/或参考图片索引的信令。例如，可以通过模板匹配或双边匹配技术来导出信息(例如，在解码器侧)。
可在编码器和/或解码器处采用环内滤波器。环内滤波器可包含解块滤波器、采样自适应偏移或ALF中的一者或多者。ALF可以是可应用于重构的块(例如，以最小化原始块与重构的块之间的均方误差)的维纳(Wiener)滤波器。ALF可在编码器处被训练。ALF参数可在比特流中用信号发送。ALF可应用于亮度和/或色度分量。ALF可应用于亮度分量(例如，亮度ALF)和/或色度分量(例如，色度ALF)。可以分别训练亮度ALF和色度ALF。亮度和色度分量可能不共享共同的ALF。
当与亮度ALF相比时，色度ALF可具有较少选项。例如，亮度ALF可以在三种不同的滤波器形状中选择：5×5菱形、7×7菱形、9×9菱形。图3示出ALF形状的示例：5×5菱形形状，(b)7×7菱形形状，和(c)9×9菱形形状。色度ALF可以(例如，可以总是)使用5×5菱形形状滤波器。对于亮度ALF，ALF可使用帧级ALF应用于整个帧上或使用块级ALF逐块地应用。帧级ALF可用于色度ALF。对于亮度ALF，可对每个2×2块执行块分类以将它们分类到25个类别中的一者。每个类别可使用不同的ALF滤波器。可不对色度分量执行块分类。帧中的色度采样可被视为属于类别(例如，类别零)。
可对重构的亮度采样执行块分类。图4示出了编码器处的ALF程序的示例。可对重构的帧的亮度分量执行块分类以对一个或多个(例如，每一个)2×2块进行分类。编码器可(例如)使用帧中的对应的重构和原始像素，针对(例如，每一)类别训练9×9帧级亮度ALF。编码器可以通过测试一些(例如，所有可能的)ALF块深度来训练9×9块级ALF。9×9帧级和/或块级亮度ALF可以是菱形形状。对于ALF块深度，编码器可运行一个或多个(例如，两个)迭代。
例如，在第一次迭代中，由9×9帧级ALF滤波的帧可以用作起始点。编码器可确定译码树单元(CTU)的块分割以使用块级ALF。编码器可在CTU处开始，且例如在当前块深度小于相关联CU深度和的情况下将CTU递归地分裂成四个相等的子块。如果当前块深度不小于相关联的CU深度和/>则对于给定块，可以计算两个平方差和(SSD)值：在ALF滤波的块和原始未压缩的块之间的SSD(Filt_SSD)，以及在未滤波的重构块和原始块之间的SSD(unFilt_SSD)。如果Filt_SSD小于unFilt_SSD，则可为该块启用ALF。如果Filt_SSD不小于unFilt_SSD，则可对块停用ALF。一旦帧中的CTU被处理，块滤波的帧的速率失真(RD)成本就可以被计算，并且块滤波的帧的相关联的ALF参数可以被保存。
在第二次迭代中，可使用在第一次迭代中选择ALF的块来训练不同的ALF集合。可将不同的ALF集合作为帧级ALF应用于重构的帧(例如，整个重构的帧)。编码器可确定用于一个或多个(例如，每个)CTU的块分割以使用不同的ALF集合。编码器可以在CTU处开始。举例来说，如果当前块深度小于相关联的CU深度和那么编码器可递归地将CTU分裂成四个相等的子块。如果当前块深度不小于相关联的CU深度和/>则对于给定块，可以计算两个平方差和(SSD)值：在ALF滤波的块和原始未压缩的块之间的SSD(Filt_SSD)，以及在未滤波的重构块和原始块之间的SSD(unFilt_SSD)。如果Filt_SSD小于unFilt_SSD，则可为该块启用ALF。如果Filt_SSD不小于unFilt_SSD，则可对该块停用ALF。一旦帧中的CTU被处理，块滤波的帧的率失真(RD)成本就可以被计算，并且块滤波的帧的相关ALF参数可以被保存。
产生最小RD成本的候选块级ALF可被选为块级ALF。可以比较帧级的RD成本和块级的RD成本ALF。可以选择产生较低RD成本的帧级和/或块级ALF(例如，滤波器形状的)。编码器可以测试其它滤波器形状(例如，7×7和5×5滤波器)和/或选择具有较低RD成本的一者。如果不使用ALF，则可以将所选滤波器形状处的所选帧级或块级ALF的RD成本与RD成本进行比较。可以确定产生较低RD成本的方案。基于所述确定，图片级ALF标志(例如，alf_flag)可具有1(例如，指示ALF开启)或0(例如，指示ALF关闭)的值。当启用亮度ALF时，可计算色度ALF。可以基于RD成本来做出关于是对帧还是对图片使用色度ALF的决定。
可执行测试(例如，如针对当前帧执行的)以检查针对先前帧生成的ALF。先前帧可以属于与当前帧的时间层相同的时间层，或者属于低于当前帧的时间层的时间层。如果使用为先前帧生成的ALF产生最低的RD成本，则可以用信号发送时间预测标志1和到先前ALF的索引。
可对(例如，每个)2×2重构的块的亮度分量执行块分类以将所述重构的块分类为25个类别中的一者。分类索引C可以例如根据等式1导出。
D可以是方向性，并且可以是活动的量化值。为了计算D和/>例如，根据等式2-5，可以使用1-D拉普拉斯算子来计算水平、垂直和两个对角线方向梯度。水平、垂直和两个对角线方向上梯度可以被称为方向梯度。
i和j可以指2×2重构的块中的左上采样的坐标，并且R(i,j)可以指示坐标(i,j)处的重构的采样。水平和垂直梯度的最大值和最小值可以例如以等式6的方式来设置。
两个对角线梯度的最大值和最小值可以例如以等式7的方式来设置。
方向性D的值可以通过将上述值彼此比较并且将其与两个阈值比较而导出，并且如下：
步骤1.如果与/>两者都为真，则D可以被设置为0。
步骤2.如果则从步骤3继续；否则从步骤4继续。
步骤3.如果则D可以被设置为2；否则D可以被设置为1。步骤4.如果/>则D可以被设置为4；否则D可以被设置为3。
例如，可以根据等式8来计算活动值A。
A可以进一步被量化到0到4的范围(包括端值)，并且量化值可以被表示为
LIC可以用于具有随时间的照度变化的内容的帧间预测。LIC可以涉及通过用于帧间译码的CU的最小二乘法导出比例因子'a'和/或偏移'b'。例如，在最小二乘法中可以使用由运动信息指示的相邻重构采样和对应的时间参考采样。编码器可以例如基于在当前图片和当前图片的参考图片之间是否存在照度变化，来检查是否针对图片启用LIC。可以在编码器处计算当前图片的直方图和当前图片的参考图片(一个或多个)。如果当前图片与参考图片(一个或多个)之间的直方图差小于给定阈值，那么可针对当前图片停用LIC。如果当前图片与参考图片(一个或多个)之间的直方图差大于给定阈值，那么可针对当前图片启用LIC。
作为环内过程，ALF可应用于重构的亮度和/或色度采样(例如，在编码器和/或解码器处)。ALF程序可以包括块分类或滤波中的一者或多者。块分类可以基于2×2块的粒度。滤波可以基于来自{9×9，7×7，5×5}的集合的一个或多个滤波器尺寸。
对于不同的ALF程序，编码器和/或解码器的计算复杂度可以不同。一些ALF程序可与比其它ALF程序低的计算复杂性相关联。作为实例，对于块分类，可通过选择块的像素子集来减少编码器及/或解码器的计算复杂性。通过选择性地停用滤波，可以降低编码器和/或解码器的计算复杂度。
执行ALF程序可包括例如在编码器和/或解码器处将块分类和/或滤波应用于重构的块。对2×2块进行分类可包含计算块的亮度分量的四个方向梯度。可以对每个2×2块进行分类。滤波可以包括对亮度分量应用5×5菱形滤波器(例如，7抽头(tap))、7×7菱形滤波器(例如，13抽头)或9×9菱形滤波器(例如，21抽头)，和/或对色度分量应用5×5菱形滤波器。最小滤波器抽头可以是七。大于七的滤波器抽头可用于亮度分量。可以考虑ALF的对称特性。
计算复杂度不同的ALF程序可以基于时间层和/或梯度计算来使用。
可基于帧在译码方案中所处的时间层而将ALF程序应用于所述帧。译码方案可以包括分层译码结构。译码方案可以包括多个时间层。时间层可以包含一个或多个帧。每个时间层可以与时间层级相关联。在非限制性示例中，译码方案可以包括分别在时间层级0、1、2和3处的4个时间层。时间层级3和2中的帧可在译码方案内的较高时间层中。时间层级3中的帧可在译码方案内的最高时间层中。时间层级0和1中的帧可在译码方案内的较低时间层中。时间层级0中的帧可在译码方案内的最低时间层中。在另一非限制性实例中，译码方案可包含分别在时间层级0、1、2、3及4处的5个时间层。时间层级2中的帧可在包含5个时间层的译码方案内的中间时间层中。较高时间层级中的帧可以指较低时间层级中的帧。可以存在具有不同质量设置的多个时间层级。例如，与较高时间层级的帧相比，较低时间层级的帧可以使用更多的译码比特而具有更好的质量。
在一个示例中，对于译码方案中的较高时间层中的帧，可以跳过在编码器或解码器中的一者或多者处的块分类。高层时间帧中的采样可以被映射到一个类别。编码器可使用较大的QP来量化一个或多个较高时间层。一个或多个较高时间层中的帧(例如，重构的帧)例如由于重量化而可以是平滑的。一个或多个较高时间层中的帧可以包含比较低或中间时间层处的帧更少的梯度。对于一个或多个较高时间层中的帧，块分类可以产生比较低或中间时间层的块分类更少的类别。
在一实例中，不同ALF程序可包含计算复杂性不同的不同块分类技术。降低的计算复杂度的块分类可用于一个或多个较高时间层中的帧。例如，对于一个或多个较高时间层中的帧，帧的块可被分类成两个类别。对于中间或较低时间层中的帧，帧的块可被分类成25个类别。
可针对所述一个或多个较高时间层中的帧中的块计算较少梯度以用于块分类。对于一个或多个较高时间层中的帧，可以跳过帧中的块的像素的垂直、水平或对角线方向中的一个或多个方向上的梯度计算。例如，可以跳过块的像素的对角线方向上的梯度计算。可以(例如，仅)计算水平和垂直方向上的梯度。
可例如基于块中的像素子集，针对帧中的块执行梯度计算以用于块分类。图5示出梯度计算的示例：(a)块分类，其中对于每个2×2块，可针对6×6窗口中的每个像素计算梯度，(b)在水平方向上两次子采样的窗口，(c)在垂直方向上两次子采样的窗口，以及(d)在水平方向上两次子采样且在垂直方向上两次子采样的窗口。
在一个实例中，对于每个2×2块，可以使用6×6像素窗口(例如，如图5(a)所示)。对于该窗口中的每个像素，可以计算四个梯度。四个梯度可以包括水平、垂直和两个对角线方向上的梯度。
可针对帧中的块的像素子集计算梯度以用于块分类。在一个实例中，可针对一个或多个2×2块计算6×6像素窗口中的像素子集的梯度(例如，如图5(b)-(d)所示)。使用像素子集计算梯度可以降低计算复杂度(例如，在编码器或解码器处)。例如，可以通过在块中的像素的水平方向上跳过至少一个像素来从(例如，当前)块中的像素选择像素子集。图5(b)可示出为2×2块计算6×6像素窗中的像素子集的梯度的示例。如图5(b)所示，可以跳过每隔一列的像素。用于计算6×6像素窗口中的梯度的像素的数量可以减少(例如，减少两倍)。使用像素子集(例如，子采样)，6×6像素窗口可变为3×6像素窗口。可计算3×6窗口中的一个或多个(例如每个)像素的梯度。可针对一个或多个2×2块将梯度计算(例如，所计算或待计算的梯度的数目)减少两倍。可以基于像素子集来更新梯度计算(例如，等式2-5的梯度计算)。例如，子采样操作可以被并入等式2-5的梯度计算中。对于在水平方向上减少了两倍的像素数目(例如，子集)的更新的梯度方程组可以由Eq9-12给出。
如等式9-12计算的梯度可乘以子采样因子(例如，二)以在子采样之前保持梯度的值的范围。
可针对被垂直地子采样的像素子集计算梯度。图5(c)可示出为2×2块计算6×6像素窗口中的像素子集的梯度的示例。如图5(c)所示，可以跳过垂直方向上的每隔一行中的像素。使用像素子集(例如，子采样)，6×6像素窗口可成为6×3窗口，如图5(c)所示。
可针对被垂直且水平地子采样的像素子集计算梯度。图5(d)可示出为2×2块计算6×6像素窗口中的像素子集的梯度的示例。如图5(d)所示，可以跳过垂直方向上的每隔一行中的像素和水平方向上的每隔一列中的像素。使用像素子集(例如，子采样)，6×6像素窗口可变为3×3窗口，如图5(d)所示。
像素子集可用于不同块分类方案中的梯度计算。举例来说，可选择像素子集来计算用于对具有8×8像素窗口的4×4块执行的块分类的梯度。
可针对属于较高时间层(例如，最高时间层或次最高时间层)和/或中间时间层的帧的块中的像素子集计算梯度。可针对属于较低时间层的帧的块中的像素子集计算梯度。属于较高时间层的帧中的块可以更平滑(例如，具有弱边缘)。可以使用子采样操作来计算属于较高时间层、中间时间层和/或较低时间层的帧中的块的梯度。
在示例中，最高时间层中的帧可以使用垂直和水平地子采样的像素子集用于梯度计算。可以跳过块中的像素的垂直方向上的至少一个像素和水平方向上的至少一个像素。举例来说，如果当前帧的时间层级为译码方案内的最高等级，那么可选择用于当前帧的ALF程序。在最高时间层中的当前帧的ALF程序中，可通过跳过垂直方向上的每隔一行像素和水平方向上的每隔一列像素，从当前帧的块中的像素选择像素子集。可使用所选择的像素子集来计算所述块的梯度。可基于所计算的梯度对块进行分类以用于ALF。所述块可以是当前块。
较低时间层、中间时间层或第二最高时间层中的帧可在一个方向(例如，仅垂直、仅水平方向或仅对角线方向中的一者)上使用块中的像素的子采样。子采样可以将6×6像素窗口中的像素减少两倍。
举例来说，如果当前帧的时间层级高于译码方案内的最低等级且低于最高等级，那么可选择用于当前帧的ALF程序。所选择的ALF程序可不同于用于最高时间层中的帧的ALF程序。所选择的ALF程序可不同于用于最低时间层中的帧的ALF程序。在ALF程序中，可通过跳过块中的像素的垂直、水平或对角线方向中的一者中的至少一个像素，从当前帧的块中的像素选择像素子集。可使用所选择的像素子集来计算所述块的梯度。可基于所计算的梯度对块进行分类以用于ALF。
如果当前帧的时间层级是译码方案内的最低等级，则可选择当前帧的ALF程序。在最低时间层中的当前帧的ALF程序中，可使用块中的每一像素来计算块的梯度。可基于所计算的梯度对块进行分类以用于ALF。
编码器或解码器可(例如)基于帧(例如，当前帧)的时间层级确定或选择用于所述帧的ALF程序。编码器或解码器可确定是否将选择像素子集来计算块分类的梯度。编码器或解码器可确定将如何选择像素子集。
编码器可以用信号向解码器发送是否要对帧使用子采样。编码器可以用信号发送要对帧使用哪种子采样。在示例中，可以针对每个帧用信号发送是否要使用子采样的指示和/或要使用哪种子采样方案的指示。举例来说，所述指示可为在比特流中用信号发送的语法元素。
编码器可通过比较RD成本来确定或选择ALF程序。编码器可执行ALF(例如，如本文所述)而不针对帧进行子采样。如果为该帧选择或启用ALF，则编码器可执行不同的ALF程序和/或计算与ALF程序相关联的RD成本。例如，编码器可以在每个子采样方案(例如，如这里所述)中使用不同的像素子集来重复ALF处理，和/或比较与每个子采样方案相关联的RD成本。
编码器可以发信号发送是否满足某些条件的指示。等式13示出了条件的一个例子。
在等式13中，RDref和RDminSub可以分别表示方案(例如，参考方案)的RD成本和不同子采样方案中的最小RD成本。ω可以表示大于一的比例因子。如果等式13中的条件之一被满足，则编码器可以用信号发送以下中的一个或多个：具有值1或至子采样方案的索引的子采样标志。可以在画片参数集中或在片(slice)报头中的帧级别上执行信令。在示例中，前缀码可以被构建为用于(例如，每个)子采样方案的索引。图6示出了为不同的子采样方案建立前缀码的示例。如图6所示，可以对是否使用垂直的子采样进行判定。如果使用垂直的子采样，则可以将索引或索引的数位设置为0。如果不使用垂直的子采样，则可以将索引或索引的数位设置为1。可以对是否使用水平的子采样进行判定。如果使用水平的子采样，则可以将索引或索引的数位设置为0。如果不使用水平的子采样，则可以将索引或索引的数位设置为1。表1可以示出所得到的索引图。如果等式13中的条件均未被满足时，可在比特流中用信号发送具有0值的子采样标志。
表1可以描述用于不同子采样方案的索引的示例。
表1
子采样 索引(括号内提供的二进制表示)
垂直的 0(0)
水平的 2(10)
垂直和水平的 3(11)
解码器可以接收是否要对帧使用子采样的指示和/或要对帧使用哪个子采样的指示。解码器可以基于(一个或多个)指示来确定要对帧使用子采样和/或要对帧使用哪个子采样。解码器可基于所指示的子采样方案执行ALF。解码器可以基于要针对帧跳过子采样的指示来跳过子采样。
在一个实例中，等式13中的ω值可以被设置为1。举例来说，等于1的ω值可指示没有给参考ALF方案提供偏差。子采样可被应用(例如，仅应用)到ALF块分类，和/或可以不必增加经滤波的帧的RD成本。在一个实例中，为等式13中的ω值可以被设置为小于1。小于1的ω值可以向参考ALF方案提供偏差。
计算复杂度不同的ALF程序可以包括各种滤波操作。举例来说，降低的计算复杂性的ALF程序可跳过一个或多个滤波操作。
帧自适应ALF跳过可用于减少计算复杂性。例如，如图4所示，编码器可以确定和/或选择用于给定帧的亮度分量的ALF(例如，亮度ALF)。亮度ALF可以是在多个亮度ALF中产生最小RD成本(例如，最佳亮度ALF)的一者。编码器可将使用所确定的亮度ALF滤波的帧的RD成本与未滤波的帧的RD成本进行比较。编码器可作出关于是否使用用于帧的亮度ALF的图片级判定。
如果不将亮度ALF用于(例如，选择用于)帧的亮度分量，那么编码器可不测试用于帧的色度分量的色度ALF。编码器可以测试时间预测的ALF。编码器可基于测试确定(例如，选择或挑选)时间预测的ALF。所选择的时间预测的ALF可以在时间预测的ALF和/或来自当前帧的ALF中产生最小的RD成本。
图7示出了使用帧自适应ALF跳过的降低的计算复杂度的ALF程序的示例。对于较高时间层中的帧，可跳过或停用ALF。对于较高时间层中的帧，QP可能较大。在一实例中，可跳过或停用(例如，仅)用于最高时间层中的帧的ALF。
如图7中所示，可在ALF程序中对亮度采样执行块分类。可以执行帧级亮度ALF(例如，从9×9菱形形状滤波器开始)。可以执行块级亮度ALF(例如，从9x9菱形形状滤波器开始)。可确定亮度滤波器形状。可以确定适当的亮度方法(例如，具有最小RD成本的亮度方法)。可对重构的帧的亮度分量执行块分类，以对一个或多个(例如，每一者)2×2块662进行分类。编码器可(例如)使用帧中的对应的重构和原始像素，针对一(例如，每一)类别训练9×9帧级亮度ALF。编码器可以通过测试一些(例如，所有可能的)ALF块深度来训练9×9块级ALF。9×9帧级和/或块级亮度ALF可以是菱形形状。编码器可以测试其它滤波器形状(例如，7×7和5×5滤波器)和/或选择具有较低RD成本的一个滤波器形状。如果不使用ALF，则可以将所选滤波器形状处的所选帧级或块级ALF的RD成本与RD成本进行比较。可以确定产生较低的RD成本的方案。
可以相对于原始帧(例如，由编码器)计算相关联的滤波的帧的平方差和SSE)(ALF_SSE)。如等式14所示，可以将相关滤波的帧的平方差和SSE(ALF_SSE)与未滤波的帧的SSE(Orig_SSE)进行比较。
Orig_SSE≤T*ALF_SSE 等式14
T可以是偏差因子。在一个示例中，T可以被设置为1.003。如果Orig_SSE小于或等于ALF_SSE乘以偏差因子T的结果，则对于给定帧的亮度和色度分量，可以停用ALF。如果Orig_SSE大于ALF_SSE乘以偏差因子T的结果，则编码器可以使能将ALF用于帧的亮度分量。可导出色度滤波器，且可确定是否将色度ALF应用于所述帧的色度分量。可检查时间预测的ALF。
如果未滤波的帧的帧失真(Orig_SSE)在ALF滤波的帧失真(ALF_SSE)的给定容限内，则偏差因子可以允许编码器停用ALF。与不使用偏差因子的情况相比，偏差因子可使得更多的帧能够在ALF被停用的情况下被处理(例如，编码或解码)。偏差因子可被设置为有利于跳过ALF的值。例如，如果偏差因子被设置为较大值，则跳过ALF可能是有利的。举例来说，解码器可在接收到来自编码器接的指示后跳过或停用ALF。
可以针对不同时间层中的帧不同地设置偏差因子。可将偏差因子设定为有利于跳过用于较高时间层中的帧的ALF的值。举例来说，可将针对译码方案内的较高时间层中的帧的偏差因子设定为大于针对较低时间层中的帧的偏差因子。
对于与用于图片译码的不同QP有关的帧，可不同地设定偏差因子。可将所述偏差因子设定为有利于跳过用于与较大译码QP有关的帧的ALF的值。举例来说，针对与较大译码QP相关的帧的偏差因子可被设定为大于针对与较小译码QP相关的帧的偏差因子。
对于与不同帧分辨率相关的帧，可以不同地设置偏差因子。可将偏差因子设定为对于具有较小分辨率的帧而言有利于跳过ALF的值。例如，针对具有较大分辨率的帧的偏差因子可以被设置为相对小于具有较小分辨率的帧。
对于与不同照度变化相关的帧，可以不同地设置偏差因子。可基于当前帧与当前帧的参考帧中的一些(例如，全部)参考帧之间是否存在照度变化来设定偏差因子。如果当前帧与当前帧的所有参考帧相比没有照度变化，那么可将偏差因子设定为有利于跳过ALF的值。例如，如果在当前帧和当前帧的所有参考帧之间没有检测到照度变化，则偏差因子可以被设置为较大值。如果偏差因子被设置为较大值，则跳过ALF可能是有利的。如果检测到当前帧与当前帧的参考帧中的一些(例如，全部)参考帧之间的照度变化，那么可将偏差因子设定为较小值。可以通过由局部照度补偿(LIC)使用的基于直方图的方案来检测照度变化。如果LIC由编解码器启用，则可基于LIC是否针对当前帧被启用来确定偏差因子。例如，如果LIC对于当前帧被启用，则ALF的偏差因子可以被设置为较小值。如果LIC对于当前帧未被启用，则ALF的偏差因子可被设置为较高值。
像素自适应ALF跳过可用于降低的计算复杂度的ALF程序。ALF可包括使重构的采样与原始采样之间的均方差最小化的维纳滤波器。如果重构的块是平滑的和/或缺少梯度，则可以采用降低的计算复杂度在ALF程序中停用ALF。
如本文所描述，在块分类期间，梯度gh、gv、gd0和gd1可针对(例如，每一)2×2块被计算。在一个示例中，该梯度信息可被用于对是否跳过针对2×2块的ALF滤波进行判定。
图8示出了使用梯度总和gsum与阈值TG且采用ALF开启/关闭判定的针对2×2块的块分类的示例。例如，编码器和/或解码器可以在块分类阶段做出判定。可针对2×2块计算梯度的总和(例如，梯度总和)，如等式15所示。
gsum＝gv+gh+gd0+gd1 等式15
H和W可以分别表示视频的高度和宽度。可在编码器和/或解码器处维持具有尺寸的缓冲器(例如，ALF_mask)。缓冲器可用于存储2×2块中的亮度重构的像素(例如，重构的亮度分量)是否被ALF滤波的信息。可以将梯度总和与阈值TG进行比较。如果梯度总和小于阈值TG，则与2×2块关联的ALF开启(on)指示(例如ALF_mask标志)可设置为0。如果梯度总和不小于阈值TG，则与2×2块关联的ALF开启指示可设置为1。如果与2×2块相关联的ALF开启指示被设置为1，则可对2x2块执行ALF(例如，通过解码器)。
可作出关于与2×2块相关联的ALF开启指示是否等于1的判定。例如，该判定可以在执行ALF滤波步骤之前做出。图9示出了针对2×2块应用ALF的示例。如图9所示，可以检查与给定的2×2块关联的ALF开启指示是否具有值1。当满足特定条件时(例如，仅当满足特定条件时)可以执行滤波。如果不满足所述条件，那么可针对块(例如，当前块)跳过滤波。如图9所示，可做出ALF_mask是否等于1的判定。如果ALF_mask不等于1，则ALF可不被应用(例如，跳过)。如果ALF_mask等于1，ALF可应用于2×2块。
阈值TG可以是预定的和/或固定的。在示例中，阈值TG可以是固定的和/或可以基于离线训练来导出。对于使用时间层的译码方案，可以针对相应的时间层离线训练阈值。例如，可以针对每个时间层离线训练阈值。可以用信号发送阈值(例如，针对每个时间层)，也可以不用信号发送所述阈值。阈值可以是预定的，并且在编码器和/或解码器处是固定的。
阈值TG的值可以基于例如ALF跳过的期望百分比而导出。在一个示例中，可以在编码过程期间训练阈值。在使用时间层的译码方案中，可以针对相应的时间层训练阈值。例如，每个时间层的第一帧可以用于训练由相同时间层中的后续帧使用的阈值。该阈值可以基于期望的ALF跳过的百分比确定。期望的ALF跳过的百分比可被指定为编码器的输入参数。图10示出了使用针对帧的梯度总和(gsum)的直方图来训练阈值TG的示例。
如图10所示，可选择直方图的参数。直方图的参数可以包括直方图的(一个或多个)区间(bin)大小、区间总数和最大限制中的一个或多个。在帧(例如，所考虑的帧)的块分类期间，可使用帧中的2×2块的梯度总和来构建直方图。所得到的直方图可以表示梯度总和的(例如，每个)区间出现的计数。与ALF跳过百分比相关联的计数可使用跳过百分比(ALF_skip_percentage)和直方图的总计数(total_count)来确定，例如，如等式16所式。
ALF_skip_count＝ALF_skip_percentage*total_count 等式16
可以检查直方图以确定在哪个最小区间索引处累计计数大于或等于该ALF_skip_count。检查可以从区间索引零开始。所选择的区间的值可以用作阈值TG。所选择的区间的值可以包括所选择的区间的中心值或最大值。所选择的区间的值(例如，阈值TG)可用于针对同一时间层中的后续帧的ALF跳过判定。可以用信号发送阈值TG，也可以不用信号发送该阈值。可以在编码器和/或解码器处导出阈值TG。
可以针对视频序列中的(例如，每个)帧来计算阈值TG。编码器可在比特流中每一帧用信号发送阈值TG一次。解码器可接收该阈值PG和/或确定与2×2块相关联的ALF开启指示是否具有值1。
编码器可以用信号发送跳过百分比(例如，每个序列仅一次)。在编码器可以针对每个序列仅用信号发送一次跳过百分比的示例中，可以在编码器和/或解码器处的块或块组的基础上执行直方图生成。基于信号发送的跳过百分比，可以在解码器处计算阈值。
是否跳过ALF可基于RD成本来确定。编码器可以使用RD成本在对帧应用ALF和使用像素自适应ALF跳过之间进行选择。图11示出了用于在应用ALF和使用跳过百分比″A″的像素自适应ALF跳过之间进行选择的示例性的基于速率失真(RD)的方法。对于跳过方法，可以每帧用信号发送阈值。如果要在解码器处导出阈值，则可以不执行信令。
与不使用偏差因子相比，偏差因子β可用于使得更多的帧能够利用像素自适应ALF跳过来处理(例如，编码或解码)。偏差因子可以被设置为有利于实现像素自适应ALF跳过的值。例如，如果偏差因子被设置为较大值，则像素自适应ALF跳过是有利的。
如图11所示，编码器可执行ALF和/或可计算相关联的RD成本(RDorig)。编码器可对指定跳过百分比′A′应用ALF(例如，执行ALF过程)。对指定跳过百分比′A′应用ALF可以包括计算阈值TG和/或执行像素自适应ALF跳过。编码器可以计算相关联的RD成本(RDskipA)。RDorig可以用大于或等于1的值来确定(例如，选择)偏差因子β。可以乘以偏差因子β。可以将偏差因子β与RDorig相乘的乘积与相关联的RD成本RDskipA进行比较。如果乘积大于相关联的RD成本RDskipA，则标志(例如alf_skip_flag)在比特流中可以具有值1。具有值1的alf_skip_flag可指示可将像素自适应ALF跳过应用于当前帧。可以用信号发送用于指定跳过百分比′A′的阈值TG。如果乘积等于或小于相关联的RD成本RDskipA，则alf_skip_flag可在比特流中具有0值。具有0值的alf_skip_flag可指示可将ALF应用于当前帧。
跳过百分比′A′和跳过百分比′B′可以(例如，由编码器)用于在应用ALF和使用像素自适应ALF跳过之间进行选择。在一个示例中，图11中描述的方法可以被扩展为从多于一个跳过百分比中进行选择。图12示出了当为像素自适应ALF跳过指定两个跳过百分比(″A″和″B″)时的示例性基于RD成本的选择过程。跳过百分比可以升序的方式测试，例如，当″A″小于″B″时，首先测试″A″。如图11所示，编码器可执行ALF和/或可计算相关联的RD成本(RDorig)。编码器可对指定跳过百分比′A′应用ALF(例如，执行ALF过程)。对指定跳过百分比′A′应用ALF可以包括计算阈值TG和/或执行像素自适应ALF跳过。编码器可以计算相关联的RD成本(RDorigA)。可以用大于或等于1的值来确定(例如，选择)偏差因子β。与不使用偏差因子相比，可以使用偏差因子β使得更多的帧能够利用像素自适应ALF跳过来处理(例如，编码或解码)。
RDorig可以乘以偏差因子β。可以将偏差因子β与RDorig相乘的乘积与相关联的RD成本RDorigA进行比较。如果乘积等于或小于相关联的RD成本RDorigA，则alf_skip_flag可在比特流中具有0值，指示ALF将被应用于当前帧。如果乘积β×RDorig大于RDorigA，则编码器可以测试跳过百分比′B′和/或计算相关联的RD成本(RDskipB)。如果乘积β×RDorig大于RDskipB，β×RDorig可具有值1，指示可使用与跳过百分比B相关联的阈值执行像素自适应ALF跳过。与′B′相关联的阈值可被用信号发送。如果乘积β×RDorig等于RDskipB或与RDskipB相同，alf_skip_flag可具有值1，指示可使用与跳过百分比A相关联的阈值执行像素自适应ALF跳过。与′A′相关联的阈值可被用信号发送。
例如，在解码器处，可以解析与像素自适应ALF跳过相关联的参数。图13展示在解码器处解析与像素自适应ALF跳过相关联的参数的示例。如图13中所示，解码器可解析比特流以读取与ALF相关联的参数。如果ALF针对给定帧被启用(例如，当alf_flag具有为1的值时)，那么可分析比特流以读取alf_skip_flag。具有值1的alf_skip_flag可指示可将像素自适应ALF跳过应用于当前帧。如果alf_skip_flag具有为1的值，则阈值TG可以从比特流中得到解析和/或被用于ALF跳过判定。如果此标志不等于1，那么可将ALF应用于当前帧和/或可将阈值TG设定为默认值(例如，零)。
如果和/或当在编码器处指定多个跳过百分比时，解码器可以导出(一个或多个)阈值(例如，使用本文的方法)。编码器可以用信号发送一些(例如，全部)候选跳过百分比，例如，每个视频序列发送一次。如果和/或当为帧选择像素自适应ALF跳过时，编码器可用信号发送对应于所选择的跳过百分比的索引。解码器可以基于候选跳过百分比和与所选择的跳过百分比相对应的索引来导出(一个或多个)阈值。
ALF滤波器抽头选择可基于时间层。5×5、7×7和9×9ALF可以用于帧的亮度分量。5×5ALF可被用于两个色度分量。在使用时间层的译码方案中，较高时间层处的帧可以被分配比较低时间层处的帧更大的QP。较高时间层处的帧可比较低时间层处的帧更平滑。对于较高时间层，可以使用小尺寸的ALF。在一实例中，可基于帧处于译码方案中的哪一时间层来限制用于帧的ALF的大小。例如，较高时间层中的帧可被限制为使用小尺寸的滤波器。在一示例中，在使用五个时间层的随机访问配置中，第四时间层中的帧可被限于使用5×5ALF(例如，仅5×5×665ALF)。第二和第三层中的帧可以限制为使用5×5和/或7×7ALF。剩余两个较低层中的帧可以使用三个滤波器尺寸中的任意者。
可提供降低计算复杂性的块级ALF。可生成块级ALF。编码器可以比较针对滤波块和未滤波块的SSD。编码器可决定是否启用或停用用于给定块的ALF。可以计算重构的块和原始块之间的SSD。SSD比较中的偏差可用于支持停用用于块的ALF。使用SSD比较中的偏差可以导致在解码器处将过滤较少的块。可以将偏差因子γ乘以滤波的块的SSD(Filt_SSD)。偏差因子γ可以具有大于1的值。如果偏差因子γ乘以滤波块的SSD(Filt_SSD)的乘积大于未滤波的块的SSD，则可以停用用于该块的ALF。
ALF的计算复杂度可以通过组合本文描述的一个或多个方法来降低。在一个示例中，可以组合降低计算复杂度的块分类和/或降低计算复杂度的滤波。例如，对于最高时间层中的帧，在梯度计算期间可以使用垂直的子采样，并且在滤波期间可以使用像素自适应ALF跳过。
图14A是示出了其中可以实现一个或多个所公开的实施例的示例通信系统100的图。通信系统100可以是向多个无线用户提供诸如语音、数据、视频、消息、广播等内容的多址系统。通信系统100可以使多个无线用户能够通过共享包括无线带宽的系统资源来访问这样的内容。例如，通信系统100可以采用一种或多种信道接入方法，例如码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、正交FDMA(OFDMA)、单载波FDMA(SC-FDMA)、零尾唯一字DFT扩展OFDM(ZT-UW DTS-s OFDM)、唯一字OFDM(UW-OFDM)、资源块滤波OFDM、滤波器组多载波(FBMC)等。
如图14A所示，通信系统100可以包括无线发射/接收单元(WTRU)102a、102b、102c、102d、RAN104/113、CN106/115、公共交换电话网(PSTN)108、因特网110和其他网络112，但是应当理解，所公开的实施例考虑了任意数量的WTRU、基站、网络和/或网络元件。每一个WTRU102a、102b、102c、102d可为被配置为在无线环境中操作和/或通信的任何类型的设备。举例来说，WTRU 102a、102b、102c、102d(其中任何一个可被称为"站"和/或"STA")可被配置成传送和/或接收无线信号，并且可包括用户设备(UE)、移动站、固定或移动订户单元、基于订阅的单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、智能电话、膝上型计算机、上网本、个人计算机、无线传感器、热点或MiFi设备、物联网(IoT)设备、手表或其他可穿戴设备、头戴式显示器(HMD)、车辆、无人机、医疗设备和应用(例如，远程手术)、工业设备和应用(例如，在工业和/或自动化处理链环境中操作的机器人和/或其他无线设备)、消费电子设备、在商业和/或工业无线网络上操作的设备等。WTRU102a、102b、102c及102d中的任意者可互换地称为UE。
通信系统100还可以包括基站114a和/或基站114b。基站114a、114b中的每一个可以是任何类型的设备，其被配置为与WTRU102a、102b、102c、102d中的至少一个无线对接，以便于接入一个或多个通信网络(例如CN106/115、因特网110和/或其他网络112)。作为示例，基站114a、114b可以是基站收发台(BTS)、节点B、e节点B、家庭节点B、家庭e节点B、gNB、NR节点B、站点控制器、接入点(AP)、无线路由器等。虽然基站114a、114b各自被描绘为单个元件，但是将理解，基站114a、114b可以包括任何数目的互连基站和/或网络元件。
基站114a可以是RAN104/113的一部分，其也可以包括其它基站和/或网络元件(未示出)，例如基站控制器(BSC)、无线网络控制器(RNC)、中继节点等。基站114a和/或基站114b可以被配置为在一个或多个载波频率(其可以被称为小区(未示出))上传送和/或接收无线信号。这些频率可以在授权频谱、未授权频谱、或者授权和未授权频谱的组合中。小区可以向特定地理区域提供无线服务的覆盖，该特定地理区域可以是相对固定的或者可以随时间而改变。小区可以进一步被划分为小区扇区。例如，与基站114a相关联的小区可以被划分为三个扇区。因此，在一个实施例中，基站114a可以包括三个收发信机，即，小区的每个扇区一个收发信机。在实施例中，基站114a可以采用多输入多输出(MIMO)技术，并且可以针对小区的每个扇区使用多个收发信机。例如，波束成形可以用于在期望的空间方向上传送和/或接收信号。
基站114a、114b可经由空中接口116与WTRU 102a、102b、102c、102d中的一个或多个通信，该空中接口116可以是任何合适的无线通信链路(例如，射频(RF)、微波、厘米波、微米波、红外(IR)、紫外(UV)、可见光等)。空中接口116可以使用任何合适的无线接入技术(RAT)来建立。
更具体地说，如上所述，通信系统100可以是多址系统，并且可以采用一个或多个信道接入方案，例如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA等。例如，RAN104/113中的基站114a和WTRU102a、102b、102c可以实现诸如通用移动电信系统(UMTS)陆地无线电接入(UTRA)之类的无线电技术，其可以使用宽带CDMA(WCDMA)来建立空中接口115/116/117。WCDMA可以包括诸如高速分组接入(HSPA)和/或演进型HSPA(HSPA+)之类的通信协议。HSPA可以包括高速下行链路(DL)分组接入(HSDPA)和/或高速UL分组接入(HSUPA)。
在一个实施例中，基站114a和WTRU102a、102b、102c可以实现诸如演进型UMTS陆地无线电接入(E-UTRA)之类的无线电技术，该无线电技术可以使用长期演进(LTE)和/或高级LTE(LTE-A)和/或高级LTE Pro(LTE-A Pro)来建立空中接口116。
在一个实施例中，基站114a和WTRU102a、102b、102c可以实现诸如NR无线电接入的无线电技术，其可以使用新的无线电(NR)来建立空中接口116。
在一个实施例中，基站114a和WTRU102a、102b、102c可以实现多种无线电接入技术。例如，基站114a和WTRU102a、102b、102c可以例如使用双连接(DC)原理一起实现LTE无线电接入和NR无线电接入。因此，WTRU102a、102b、102c所使用的空中接口的特征可在于发送到/来自多种类型的基站(例如eNB和gNB)的多种类型的无线电接入技术和/或传输。
在其它实施例中，基站114a及WTRU102a、102b、102c可实施无线技术，例如IEEE802.11(即无线保真(WiFi)、IEEE802.16(即全球微波存取互操作性(WiMAX))、CDMA2000、CDMA20001X、CDMA2000 EV-DO、国际互联网标准2000(IS-2000)、国际互联网标准95(IS-95)、国际互联网标准856(IS-856)、全球移动通信系统(GSM)、用于GSM演进技术的增强型数据速率(EDGE)、GSM EDGE(GERAN)等。
图14A中的基站114b可以是例如无线路由器、家庭节点B、家庭e节点B或接入点，并且可以利用任何合适的RAT来促进局部区域中的无线连接，该局部区域诸如营业场所、家庭、车辆、校园、工业设施、空中走廊(例如，供无人机使用)、道路等。在一个实施例中，基站114b和WTRU102c、102d可以实施诸如IEEE802.11的无线电技术以建立无线局域网(WLAN)。在一个实施例中，基站114b和WTRU102c、102d可以实施无线电技术，例如IEEE802.15，以建立无线个人局域网(WPAN)。在又一实施例中，基站114b和WTRU102c、102d可利用基于蜂窝的RAT(例如WCDMA、CDMA2000、GSM、LTE-A、LTE-A、LTE-A Pro、NR等)来建立微微小区或毫微微小区。如图14A所示，基站114b可以具有到因特网110的直接连接。因此，基站114b可不需要经由CN106/115访问因特网110。
RAN104/113可与CN106/115通信，CN106/115可为任何类型的网络，其经配置以提供语音、数据、应用和/或网际协议语音(VoIP)服务至WTRUs102a、102b、102c、102d中的一者或多者。数据可具有变化服务质量(QoS)要求，例如不同处理量要求、时延要求、错误容限要求、可靠性要求、数据处理量要求、移动性要求等。CN106/115可提供呼叫控制、计费服务、基于移动位置的服务、预付费呼叫、因特网连接、视频分发等，和/或执行高级安全功能(例如用户认证)。尽管在图14A中未示出，但是应当理解，RAN104/113和/或CN106/115可以与采用与RAN104/113相同的RAT或不同的RAT的其它RAN直接或间接地进行通信。例如，除了连接到可以利用NR无线电技术的RAN104/113之外，CN106/115还可以与采用GSM、UMTS、CDMA2000、WiMAX、E-UTRA或WiFi无线电技术的另一RAN(未示出)通信。
CN106/115亦可作为WTRU102a、102b、102c、102d的网关以接入PSTN108、因特网110、和/或其他网络112。PSTN108可以包括提供普通老式电话服务(POTS)的电路交换电话网。因特网110可以包括使用公共通信协议的互连计算机网络和设备的全球系统，所述公共通信协议例如是TCP/IP因特网协议族中的传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)和/或因特网协议(IP)。网络112可以包括由其他服务提供商拥有和/或运营的有线和/或无线通信网络。例如，网络112可以包括连接到一个或多个RAN的另一个CN，所述RAN可以使用与RAN104/113相同的RAT或不同的RAT。
通信系统100中的WTRU102a、102b、102c、102d中的一些或所有可包括多模式能力(例如，WTRU102a、102b、102c、102d可包括多个收发信机，以通过不同无线链接与不同无线网络通信)。例如，图14A所示的WTRU102c可以被配置成与可以使用基于蜂窝的无线电技术的基站114a通信，以及与可以使用IEEE802无线电技术的基站114b通信。
图14B是示出示例WTRU102的系统图。如图14B所示，WTRU102可包括处理器118、收发信机120、发射/接收元件122、扬声器/麦克风124、键盘126、显示器/触摸板128、不可移除存储器130、可移除存储器132、电源134、全球定位系统(GPS)芯片组136和/或其他外围设备138等等。可以理解的是，WTRU102可以包括前述元件的任何子组合，同时保持与实施例一致。
处理器118可以是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、任何其它类型的集成电路(IC)、状态机等。处理器118可以执行信号译码、数据处理、功率控制、输入/输出处理和/或任何其他使WTRU102能够在无线环境中操作的功能。处理器118可以耦合到收发信机120，收发信机120可以耦合到发射/接收元件122。虽然图14B将处理器118和收发信机120描绘为单独的组件，但将了解，处理器118和收发信机120可一起集成在电子封装或芯片中。
发射/接收元件122可以被配置为通过空中接口116向基站(例如，基站114a)发射信号或从其接收信号。例如，在一个实施例中，发射/接收元件122可以是被配置为发射和/或接收RF信号的天线。在一个实施例中，发射/接收元件122可以是被配置为发射和/或接收例如IR、UV或可见光信号的发射机/检测器。在又一实施例中，发射/接收元件122可经配置以发射和/或接收RF及光信号两者。应当理解，发射/接收元件122可以被配置为发射和/或接收无线信号的任何组合。
尽管发射/接收元件122在图14B中被描述为单个元件，但是WTRU102可以包括任意数量的发射/接收元件122。更具体地，WTRU102可以使用MIMO技术。因此，在一个实施方式中，WTRU102可以包括两个或多个发射/接收元件122(例如多个天线)，用于通过空中接口116发射和接收无线信号。
收发信机120可以被配置为调制将由发射/接收元件122发射的信号，并且解调由发射/接收元件122接收的信号。如上所述，WTRU102可以具有多模式能力。因此，收发信机120可以包括多个收发信机，用于使WTRU102能够经由多个RAT(例如NR和IEEE 802.11)进行通信。
WTRU102的处理器118可被连接到扬声器/麦克风124、键盘126和/或显示器/触摸板128(例如液晶显示器(LCD)显示单元或有机发光二极管(OLED)显示单元)，并可从其接收用户输入数据。处理器118还可以向扬声器/麦克风124、键盘126和/或显示器/触摸板128输出用户数据。另外，处理器118可从任何类型的合适存储器访问信息，且将数据存储在所述存储器中，例如不可移除存储器130和/或可移除存储器132。不可移除存储器130可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘或任何其它类型的存储器存储装置。可移除存储器132可以包括用户识别模块(SIM)卡、记忆棒、安全数字(SD)存储卡等。在其他实施方式中，处理器118可以从存储器访问信息并将数据存储在存储器中，所述存储器不是物理地位于WTRU102上，例如位于服务器或家用计算机(未示出)上。
处理器118可以从电源134接收功率，并且可以被配置成分配和/或控制功率给WTRU102中的其他组件。电源134可以是任何合适的用于为WTRU102供电的设备。例如，电源134可以包括一个或多个干电池(例如，镍镉、镍锌、镍金属氢化物(NiMH)、锂离子(Li-ion)等)、太阳能电池、燃料电池等。
处理器118也可以耦合到GPS芯片组136，其可以被配置成提供关于WTRU102的当前位置的位置信息(例如经度和纬度)。除了来自GPS芯片组136的信息之外，或者作为其替代，WTRU102可以通过空中接口116从基站(例如基站114a、114b)接收位置信息，和/或基于从两个或更多邻近基站接收的信号的定时来确定其位置。应该理解，WTRU102可以通过任何合适的位置确定方法来获取位置信息，同时保持与实施例一致。
处理器118还可以耦合到其他外围设备138，移除可以包括提供附加特征、功能和/或有线或无线连接的一个或多个软件和/或硬件模块。例如，外围设备138可以包括加速度计、电子罗盘、卫星收发信机、数字相机(用于照片和/或视频)、通用串行总线(USB)端口、振动设备、电视收发信机、免提耳机、模块、调频(FM)无线电单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏播放器模块、互联网浏览器、虚拟现实和/或增强现实(VR/AR)设备、活动跟踪器等。外围设备138可以包括一个或多个传感器，传感器可以是陀螺仪、加速度计、霍尔效应传感器、磁力计、取向传感器、接近度传感器、温度传感器、时间传感器中的一个或多个；地理定位传感器；高度计、光传感器、触摸传感器、磁力计、气压计、姿态传感器、生物测定传感器和/或湿度传感器。
WTRU102可以包括全双工无线电设备，对于该全双工无线电设备，一些或所有信号(例如，与用于UL(例如，用于传输)和下行链路(例如，用于接收)的特定子帧相关联的信号)的传输和接收可以是并发的和/或同时的。全双工无线电设备可以包括借助于硬件(例如扼流线圈)或是凭借处理器(例如单独的处理器(未显示)或是凭借处理器118)的信号处理来减小和/或基本消除自干扰的干扰管理单元。在实施例中，WTRU 102可以包括传送和接收一些或所有信号(例如与用于UL(例如用于传输)或下行链路(例如用于接收)的特定子帧相关联的信号)的半双工无线电设备。
图14C是图示根据实施例的RAN104和CN106的系统图。如上所述，RAN104可采用E-UTRA无线电技术以通过空中接口116与WTRU102a、102b、102c通信。RAN104还可以与CN106通信。
RAN104可包含e节点B 160a、160b、160c，但应了解，RAN104可包含任何数目个e节点B，同时保持与实施例一致。e节点B 160a、160b、160c可各自包括一个或多个收发信机，以通过空中接口116与WTRU102a、102b、102c进行通信。在一个实施例中，e节点B 160a、160b、160c可实施MIMO技术。因此，例如，e节点B160a可以使用多个天线来向WTRU102a传送无线信号和/或从其接收无线信号。
e节点B 160a、160b、160c中的每一者可与特定小区(未图示)相关联，且可经配置以处理无线电资源管理决策、切换决策、UL和/或DL中的用户调度等。如图14C中所示，e节点B 160a、160b、160C可经由X2接口而彼此通信。
图14C中所示的CN106可以包括移动性管理实体(MME)162、服务网关(SGW)164和分组数据网络(PDN)网关(或PGW)166。虽然前述元件中的每一个被描绘为CN106的一部分，但是将理解，这些元件中的任何一个可以由CN运营商之外的实体拥有和/或操作。
MME162可以经由S1接口连接到RAN104中的e节点B162a、162b、162c中的每一者，并且可以用作控制节点。例如，MME162可负责认证WTRU102a、102b、102c的用户、承载激活/去激活、在WTRU102a、102b、102c的初始附接期间选择特定服务网关等等。MME162可以提供控制平面功能，用于在RAN104和采用其他无线电技术(例如GSM和/或WCDMA)的其他RAN(未示出)之间进行切换。
SGW164可经由S1接口连接到RAN104中的e节点B 160a、160b、160c中的每一者。SGW164通常可以路由和转发去往/来自WTRU102a、102b、102c的用户数据分组。SGW164可以执行其他功能，例如在e节点B间切换期间锚定用户平面、当DL数据可用于WTRU102a、102b、102c时触发寻呼、管理和存储WTRU102a、102B、102c的上下文等等。
SGW164可以连接到PGW166，PGW166可以为WTRU102a、102b、102c提供对诸如因特网110的分组交换网络的接入，以促进WTRU102a、102b、102c和IP使能设备之间的通信。
CN106可以促进与其他网络的通信。例如，CN106可提供WTRU102a、102b、102c接入电路交换网络(例如PSTN108)，以促进WTRU102a、102b、102c和传统陆线通信设备之间的通信。例如，CN106可以包括IP网关(例如，IP多媒体子系统(IMS)服务器)，或者可以与IP网关通信，该IP网关用作CN106和PSTN108之间的接口。此外，CN106可提供WTRU102a、102b、102c接入其他网络112，其他网络112可包括其它服务提供商所拥有和/或操作的其他有线和/或无线网络。
虽然在图14A-14D中WTRU被描述为无线终端，但是可以预期在某些代表性实施例中，这样的终端与通信网络可以使用(例如临时或永久)有线通信接口。
在代表性实施例中，其他网络112可以是WLAN。
基础设施基本服务集(BSS)模式中的WLAN可以具有用于BSS的接入点(AP)和与AP相关联的一个或多个站(STA)。AP可以接入或对接到分布系统(DS)或承载进入和/或离开BSS的业务的另一类型的有线/无线网络。源于BSS外部且去往STA的业务可以通过AP到达，并且可以被递送到STA。源自STA且去往BSS外部的目的地的业务可以被发送到AP以被递送到相应的目的地。BSS内的STA之间的业务可以通过AP来发送，例如，其中源STA可以向AP发送业务，并且AP可以向目的STA递送业务。BSS内的STA之间的业务可以被认为和/或称为对等业务。对等业务可以利用直接链路建立(DLS)在源和目的STA之间(例如，直接在源和目的STA之间)发送。在某些代表性实施例中，DLS可使用802.11e DLS或802.11z隧道DLS(TDLS)。使用独立BSS(IBSS)模式的WLAN可能不具有AP，并且在IBSS内或使用IBSS的STA(例如，所有STA)可以彼此直接通信。IBSS通信模式在这里有时可以被称为"自组织(ad-hoc)"通信模式。
当使用802.11ac基础结构操作模式或类似的操作模式时，AP可以在固定信道(例如主信道)上传送信标。主信道可以是固定宽度(例如，20MHz宽的带宽)或经由信令动态设置的宽度。主信道可以是BSS的工作信道，并且可以由STA用来建立与AP的连接。在某些代表性实施例中，例如在802.11系统中可以实现具有冲突避免的载波感测多址接入(CSMA/CA)。对于CSMA/CA，包括AP的STA(例如，每个STA)可以感测主信道。如果主信道被特定STA感测/检测和/或确定为繁忙，则该特定STA可以退避。一个STA(例如，仅一个站)可以在给定BSS中在任何给定时间进行传送。
高吞吐量(HT)STA可以使用40MHz宽信道进行通信，例如，通过将主20MHz信道与相邻或非相邻的20MHz信道组合以形成40MHz宽信道。
甚高吞吐量(VHT)STA可以支持20MHz、40MHz、80MHz和/或160MHz宽的信道。40MHz和/或80MHz信道可通过组合相邻的20MHz信道来形成。160MHz信道可通过组合8个传送的20MHz信道或通过组合两个不连续的80MHz信道来形成，这可被称为80+80配置。对于80+80配置，在信道编码之后，数据可以被传递并经过分段解析器，该分段解析器可以将数据划分成两个流。可以对每个流分别进行快速傅立叶逆变换(IFFT)处理和时域处理。所述流可以被映射到两个80MHz信道上，并且数据可以由传送STA传送。在接收STA的接收机处，上述80+80配置的操作可以颠倒，并且组合数据可以被发送到媒体介质控制(MAC)。
低于1GHz的操作模式由802.11af和802.11ah支持。相对于802.11n和802.11ac中使用的信道工作带宽和载波，在802.11af和802.11ah中信道工作带宽和载波被减少。802.11af支持TV空白空间(TVWS)频谱中的5MHz、10MHz和20MHz带宽，而802.11ah支持使用非TVWS频谱的1MHz、2MHz、4MHz、8MHz和16MHz带宽。根据代表性实施例，802.11ah可以支持仪表型控制/机器型通信，诸如宏覆盖区域中的MTC设备。MTC设备可具有某些能力，例如，包括对某些和/或有限带宽的支持(例如，仅支持)的有限能力。MTC设备可包括具有高于阈值的电池寿命(例如，以维持非常长的电池寿命)的电池。
可以支持多个信道和信道带宽的WLAN系统，例如802.11n、802.11ac、802.11af和802.11ah，WLAN系统包括可以被指定为主信道的信道。主信道可以具有等于BSS中的所有STA所支持的最大公共工作带宽的带宽。主信道的带宽可以由在BSS(其支持最小带宽工作模式)中操作的所有STA之中的STA来设置和/或限制。在802.11ah的例子中，对于支持(例如，仅支持)1MHz模式的STA(例如，MTC型设备)，主信道可以是1MHz宽，即使AP和BSS中的其它STA支持2MHz、4MHz、8MHz、16MHz和/或其它信道带宽操作模式。载波感测和/或网络分配向量(NAV)设置可以取决于主信道的状态。如果主信道繁忙(例如，由于STA(其仅支持1MHz操作模式)向AP传送)，则即使频带中的大多数保持空闲并且可用，也可以认为整个可用频带繁忙。
在美国，802.11ah可使用的可用频带是从902MHz到928MHz。在韩国，可用频带是从917.5MHz到923.5MHz。在日本，可用频带是从916.5MHz到927.5MHz。根据国家代码，可用于802.11ah的总带宽是6MHz到26MHz。
图14D是图示根据实施例的RAN113和CN115的系统图。如上所述，RAN113可以使用NR无线技术通过空中接口116与WTRU102a、102b、102c通信。RAN113还可以与CN115通信。
RAN113可以包括gNB180a、180b、180c，但是应当理解，RAN113可以包括任意数目的gNB，同时保持与实施例一致。gNB180a、180b、180c中的每一个都包括一个或多个收发信机，用于通过空中接口116与WTRU102a、102b、102c进行通信。在一个实施例中，gNB180a、180b、180c可以实现MIMO技术。例如，gNB180a、108b可以利用波束成形来向gNB180a、180b、180c传送信号和/或从其接收信号。因此，gNB180a例如可使用多个天线来向WTRU102a传送无线信号和/或从其接收无线信号。在一个实施例中，gNB180a、180b、180c可以实现载波聚合技术。例如，gNB180a可以向WTRU102a传送多个分量载波(未示出)。这些分量载波的子集可以在未授权频谱上，而剩余分量载波可以在授权频谱上。在一个实施例中，gNB180a、180b、180c可以实现协作多点(CoMP)技术。例如，WTRU102a可以从gNB180a和gNB180b(和/或gNB180c)接收协调传输。
WTRU102a、102b、102c可以使用与可扩缩参数配置(numerology)相关联的传输来与gNB180a、180b、180c通信。例如，OFDM符号间隔和/或OFDM子载波间隔可以针对不同的传输、不同的小区和/或无线传输频谱的不同部分而变化。WTRU102a、102b、102c可以使用具有各种或可伸缩长度的子帧或传输时间间隔(TTI)(例如，包含不同数量的OFDM符号和/或持续变化的绝对时间长度)与gNB180a、180b、180c进行通信。
gNB180a、180b、180c可被配置为在独立配置和/或非独立配置中与WTRU102a、102b、102c通信。在独立配置中，WTRU102a、102b、102c可以与gNB180a、180b、180c通信，而不需要也接入其他RAN(例如e节点B160a、160b、160c)。在独立配置中，WTRU102a、102b、102c可利用gNB180a、180b、180c中的一个或多个作为移动性锚点。在独立配置中，WTRU102a、102b、102c可以使用未授权频带中的信号与gNB180a、180b、180c通信。在非独立配置中，WTRU102a、102b、102c可以与gNB180a、180b、180c通信/连接，同时也可以与诸如e节点B160a、160b、160c的另一个RAN通信/连接。举例来说，WTRU102a、102b、102c可以实施DC原则以便与gNB180a、180b、180c中的一个或多个以及e节点B160a、160b、160c中的一个或多个基本上同时地进行通信。在非独立配置中，e节点B160a、160b、160c可以用作WTRU102a、102b、102c的移动性锚点，并且gNB180a、180b、180c可以提供用于服务WTRU102a、102b、102c的额外的覆盖和/或吞吐量。
gNB180a、180b、180c中的每一个gNB可以与特定小区(未示出)相关联，并且可以被配置为处理无线电资源管理决策、切换决策、UL和/或DL中的用户调度、支持网络分片、双连接性、NR和E-UTRA之间的交互工作、向用户平面功能(UPF)184a、184b路由用户平面数据、向接入和移动性管理功能(AMF)182a、182b路由控制平面信息等。如图14D所示，gNB180a、180b、180c可以通过Xn接口彼此通信。
图14D中所示的CN115可以包括AMF182a、182b中的至少一个、UPF184a、184b中的至少一个、会话管理功能(SMF)183a、183b中的至少一个以及可能的数据网络(DN)185a、185b。虽然前述元件中的每一个被描绘为CN115的一部分，但是将理解，这些元件中的任何一个可以由CN运营商之外的实体拥有和/或操作。
AMF182a、182b可以经由N2接口连接到RAN113中的gNB180a、180b、180c中的一个或多个，并且可以充当控制节点。例如，AMF182a、182b可负责认证WTRU102a、102b、102c的用户、支持网络切片(例如，处理具有不同需求的不同PDU会话)、选择特定的SMF183a、183b、管理注册区域、终止NAS信令、移动性管理等等。AMF182a、182b可使用网络切片，以根据WTRU102a、102b、102c所使用的服务类型，来定制CN对WTRU102a、102b、102c的支持。例如，可以针对不同的使用情况建立不同的网络切片，诸如所述使用情况为依赖于超可靠低延迟(URLLC)接入的服务、依赖于增强的大规模移动宽带(eMBB)接入的服务、用于机器类型通信(MTC)接入的服务等。AMF162可以提供用于在RAN113和采用其他无线电技术(例如，LTE、LTE-A、LTE-A Pro和/或诸如WiFi的非3GPP接入技术)的其他RAN(未示出)之间进行切换的控制平面功能。
SMF183a、183b可经由N11接口连接到CN115中的AMF182a、182b。SMF183a、183b也可以经由N4接口连接到CN115中的UPF184a、184b。SMF183a、183b可以选择和控制UPF184a、184b，并且配置通过UPF184a、184b的业务路由。SMF183a、183b可以执行其他功能，例如管理和分配UE IP地址、管理PDU会话、控制策略实施和QoS、提供下行链路数据通知等。PDU会话类型可以是基于IP的、基于非IP的、基于以太网的等等。
UPF184a、184b可以经由N3接口连接到RAN113中的gNB180a、180b、180c中的一个或多个，这可以为WTRU102a、102b、102c提供对诸如因特网110的分组交换网络的接入，以促进WTRU102a、102b、102c与IP使能设备之间的通信。UPF184、184b可以执行其他功能，例如路由和转发分组、实施用户平面策略、支持多归属PDU会话、处理用户平面QoS、缓冲下行链路分组、提供移动性锚定等等。
CN115可以促进与其他网络的通信。例如，CN115可以包括IP网关(例如，IP多媒体子系统(IMS)服务器)或者可以与IP网关通信，该IP网关用作CN115和PSTN108之间的接口。此外，CN115可为WTRU102a、102b、102c提供针对其他网络112的接入，其他网络112可包括其它服务提供商所拥有和/或操作的其他有线和/或无线网络。在一实施例中，WTRU102a、102b、102c可经由至UPF184a、184b的N3接口及介于UPF184a、184b与本地数据网络(DN)185a、185b之间的N6接口，并通过UPF184a、184b连接至DN185a、185b。
考虑到图14A-14D及其相应的描述，本文关于以下各项中的一者或一者以上描述的功能中的一者或一者以上或全部可以由一个或多个仿真设备(未示出)执行：WTRU102a-d、基站114a-b、e节点B 160a-c、MME162、SGW164、PGW166、gNB180a-c、AMF182a-b、UPF184a-b、SMF183a-b、DN185a-b和/或这里描述的任何其他设备(一个或多个)。这些仿真设备可以是被配置为仿真这里描述的功能中的一个或多个或全部的一个或多个设备。例如，仿真设备可以用于测试其他设备和/或模拟网络和/或WTRU功能。
仿真设备可以被设计为在实验室环境和/或运营商网络环境中实现对其他设备的一个或多个测试。例如，一个或多个仿真设备可以执行一个或多个或所有功能，同时被完全或部分地实现和/或部署为有线和/或无线通信网络的一部分，以便测试通信网络内的其他设备。一个或多个仿真设备可以执行一个或多个或所有功能，同时被临时实现/部署为有线和/或无线通信网络的一部分。仿真设备可出于测试目的而直接耦合到另一设备，和/或可使用空中无线通信来执行测试。
一个或多个仿真设备可以执行一个或多个功能(包括所有功能)，而不是作为有线和/或无线通信网络的一部分来实现/部署。例如，仿真设备可以在测试实验室和/或未被部署(例如，测试)有线和/或无线通信网络中的测试场景中使用，以便实现一个或多个组件的测试。一个或多个仿真设备可以是测试设备。仿真设备可以使用直接RF耦合和/或经由RF电路(例如，其可以包括一个或多个天线)和/或无线通信来传送和/或接收数据。
上述过程可以在计算机程序、软件和/或固件中实现，所述计算机程序、软件和/或固件被并入计算机可读介质中以由计算机和/或处理器执行。计算机可读介质的示例包括但不限于电子信号(通过有线和/或无线连接传输)和/或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质的示例包括但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、高速缓冲存储器、半导体存储器设备、诸如但不限于内部硬盘和可移除盘的磁介质、磁光介质和/或诸如CD-ROM盘和/或数字多功能盘(DVD)的光介质。与软件相关联的处理器可以用于实现在WTRU、终端、基站、RNC和/或任何主计算机中使用的射频收发信机。

Claims (21)

1.一种视频解码装置，包括：
处理器，被配置为：
从多个像素中选择像素子集；
使用所述像素子集获取对角线变化的总和；
基于所述对角线变化的总和确定对角线梯度；
基于所述对角线梯度对视频块执行自适应环路滤波(ALF)；以及
对包括所述视频块的图片进行解码。
2.根据权利要求1所述的视频解码装置，其中，对于所述像素子集的所述选择，所述多个像素中的像素在对角线方向上被跳过。
3.根据权利要求1所述的视频解码装置，其中所述处理器还配置被使用所述像素子集中的第一像素和所述像素子集中的第二像素来确定对角线变化，其中所述第二像素位于相对于所述第一像素的对角线方向上，以及其中所述对角线变化的总和基于所述对角线变化而被获取。
4.根据权利要求1所述的视频解码装置，其中对所述视频块的ALF的所述执行包括所述视频块的分类，以及其中所述视频块的所述分类是基于所述对角线梯度的。
5.根据权利要求1所述的视频解码装置，其中所述对角线梯度是与第一对角线方向相关联的第一对角线梯度，并且所述处理器还被配置为确定与第二对角线方向相关联的第二对角线梯度，以及其中还基于所述第二对角线梯度对所述视频块执行所述ALF。
6.根据权利要求1所述的视频解码装置，其中所述处理器还被配置为：
使用所述像素子集的第一像素和所述像素子集的第二像素来确定第一对角线变化，其中所述第二像素位于相对于所述第一像素的第一对角线方向上，以及其中所述对角线变化的总和是第一对角线变化的总和并且基于所述第一对角线变化而被获取；
使用所述像素子集中的第三像素和所述像素子集中的第四像素来确定第二对角线变化，其中所述第四像素位于从所述第三像素起的第二对角线方向上；以及
使用所述第二对角线变化获得第二对角线变化的总和，其中还基于所述第二对角线变化的总和执行所述ALF。
7.根据权利要求6所述的视频解码装置，其中所述第一像素与所述第三像素相同，以及所述第二像素与所述第四像素不同。
8.根据权利要求1所述的视频解码装置，其中，对于所述像素子集的所述选择，像素在垂直方向上被跳过，以及像素在水平方向上被跳过。
9.根据权利要求1所述的视频解码装置，其中所述处理器还配置为使用所述像素子集来确定水平梯度和垂直梯度，其中还基于所述水平梯度和所述垂直梯度执行所述ALF。
10.一种视频解码方法，包括：
从多个像素中选择像素子集；
使用所述像素子集获取对角线变化的总和；
基于所述对角线变化的总和确定对角线梯度；
基于所述对角线梯度对视频块执行自适应环路滤波(ALF)；以及
对包括所述视频块的图片进行解码。
11.根据权利要求10所述的视频解码方法，其中对于所述像素子集的所述选择包括在对角线方向上跳过所述多个像素中的像素。
12.根据权利要求10所述的视频解码方法，其中所述方法还包括使用所述像素子集的第一像素和所述像素子集的第二像素来确定对角线变化，其中所述第二像素位于相对于所述第一像素的对角线方向上，以及其中所述对角线变化的总和基于所述对角线变化而被获取。
13.根据权利要求10所述的视频解码方法，其中对所述视频块的ALF的所述执行包括所述视频块的分类，以及其中所述视频块的所述分类是基于所述对角线梯度的。
14.一种视频编码装置，包括：
处理器，其被配置为：
从多个像素中选择像素子集；
使用所述像素子集获取对角线变化的总和；
基于所述对角线变化的总和确定对角线梯度；
基于所述对角线梯度对视频块执行自适应环路滤波(ALF)；以及
对包括所述视频块的图片进行编码。
15.根据权利要求14所述的视频编码装置，其中所述处理器还被配置为：
确定与所述图片相关联的第一误差；
基于与所述图片相关联的ALF确定第二误差；
使用偏差因子来比较所述第一误差和所述第二误差；以及
基于所述比较将ALF指示包括在视频数据中，以指示与所述图片相关联的ALF利用状态。
16.根据权利要求14所述的视频编码装置，其中，对于所述像素子集的所述选择，所述多个像素中的像素在对角线方向上被跳过。
17.根据权利要求14所述的视频编码装置，其中所述处理器还配置被使用所述像素子集中的第一像素和所述像素子集中的第二像素来确定对角线变化，其中所述第二像素位于相对于所述第一像素的对角线方向上，以及其中所述对角线变化的总和基于所述对角线变化而被获取。
18.一种视频编码方法，包括：
从多个像素中选择像素子集；
使用所述像素子集获取对角线变化的总和；
基于所述对角线变化的总和确定对角线梯度；
基于所述对角线梯度对视频块执行自适应环路滤波(ALF)；以及
对包括所述视频块的图片进行编码。
19.根据权利要求18所述的视频编码方法，其中所述方法还包括：
确定与所述图片相关联的第一误差；
基于与所述图片相关联的ALF确定第二误差；
使用偏差因子来比较所述第一误差和所述第二误差；以及
基于所述比较将ALF指示包括在视频数据中，以指示与所述图片相关联的ALF利用状态。
20.根据权利要求18所述的视频编码方法，其中所述对角线梯度为与第一对角线方向相关联的第一对角线梯度，并且所述方法还包括确定与第二对角线方向相关联的第二对角线梯度，以及其中还基于所述第二对角线梯度对所述视频块执行所述ALF。
21.一种视频编码装置，包括：
处理器，被配置为：
确定与图片相关联的第一误差；
基于与所述图片相关联的自适应环路滤波器(ALF)确定第二误差；
使用偏差因子来比较所述第一误差和所述第二误差；以及
基于所述比较将ALF指示包括在视频数据中，以指示与所述图片相关联的所述ALF的利用状态。
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