JP6709823B2 - ビデオ符号化のための成分間相関解除 - Google Patents

Description

本発明は、ビデオ符号化に関する。

関連出願の相互参照
本出願は、参照によりその内容が本明細書に組み込まれている、2014年9月12日に出願した米国特許仮出願第62/049,843号明細書、および2015年6月5日に出願した米国特許仮出願第62/171,542号明細書の利益を主張するものである。

ビデオ符号化システムは、デジタルビデオ信号を圧縮して記憶要件および／または送信帯域幅を低減するために広く用いられる。種々のタイプのビデオ符号化システムは、ブロックベース、ウェーブレットベース、オブジェクトベースおよびブロックベースハイブリッドビデオ符号化システムを含む。ブロックベースのビデオ符号化システムは、ＭＰＥＧ１／２／４ ｐａｒｔ ２、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ ｐａｒｔ １０ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ（ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ）、ＶＣ−１および高効率ビデオ符号化（ＨＥＶＣ）／Ｈ．２６５標準など、国際的なビデオ符号化標準に基づき得る。いくつかのブロックベースのビデオ符号化システムは、複雑なおよび／または非効率なアーキテクチャ上および動作上の実装を有する場合があり、準最適な符号化を生成し得る。

ビデオ符号化システム、例えばＨＥＶＣにおいて、成分間予測（ＣＣＰ：cross component prediction）および適応型色変換（ＡＣＴ：adaptive color transform）符号化は、同時に行われ得る。ＡＣＴは、変換ユニット（ＴＵ）レベルで適応的にイネーブルおよび／またはディセーブルされ得る。複数の色空間が、符号化ユニット（ＣＵ）内のＴＵの残差を符号化するために用いられ得る。例えばＣＵ内のいくつかのＴＵは元の色空間において符号化され得、ＣＵ内のいくつかＴＵは変換された色空間において符号化され得る。

デコーダなどのビデオ符号化デバイスは、特定のＴＵに対して逆ＡＣＴを行うかどうかを決定することができる。決定はＴＵに対してＡＣＴがイネーブルされるかどうかに基づくことができる。ＴＵに対してＡＣＴがイネーブルされる場合は、デコーダはＴＵに対して逆ＡＣＴを適用することができる。

ＡＣＴがＴＵに対してイネーブルされるかどうかは、ＴＵレベルシグナリングに基づいて決定され得る。例えばＡＣＴが特定のＴＵに対してイネーブルされるかどうかは、ＣＵに関連付けられた、またはＴＵを備える予測ユニット（ＰＵ）に関連付けられた、予測モード、パーティションモードおよびイントラ予測モードなどの１または複数の条件に基づいて決定され得る。例えばＴＵレベルシグナリングは、第１のＴＵに対して逆ＡＣＴが行われることになるかを示すことができ、第２のＴＵに対して逆ＡＣＴが行われることになるかを別個に示すことができる。ＴＵを備えたＣＵに関連付けられた予測モードがインター予測であるという条件で、ＴＵに対してＡＣＴがイネーブル／ディセーブルされ得ることが決定され得る。パーティションモードが２Ｎ×２Ｎであり、ＴＵを備えたＣＵに関連付けられたイントラ彩度予測モードが４などの所定の値であるという条件で、ＴＵに対してＡＣＴがイネーブル／ディセーブルされ得ることが決定され得る。パーティションモードがＮ×Ｎであり、ＴＵに関連付けられたＣＵを備えたＰＵに対するイントラ彩度予測モードが４などの所定の値のものであるという条件で、ＴＵに対してＡＣＴがイネーブル／ディセーブルされ得ることが決定され得る。他の場合に対して、ＡＣＴはディセーブルされることが決定され得る。

ＡＣＴがＴＵに対してイネーブルされるとの決定の後すぐにデコーダは、ＴＵの残差を復号するための色空間を識別することができる。識別は、ＴＵに関連付けられたＴＵ色空間インジケータに基づくことができる。デコーダは、ＴＵに関連付けられたＴＵ色空間インジケータに基づいて、ＴＵの残差が変換された色空間または元の色空間において符号化されたかを決定し、識別された色空間に基づいてＴＵの残差を復号することができる。デコーダは、ＡＣＴがイネーブルされた、ＣＵ内の各個別のＴＵに対するＴＵ残差を復号するために用いられる色空間を識別することができる。

量子化解除時に複数のＴＵは、独立の並列処理経路によって処理され得る。例えば第１の並列処理経路は、第１のＴＵに対する量子化解除、逆変換、逆ＣＣＰ、および第１のＴＵに対するＴＵレベルシグナリングにより示される場合は逆ＡＣＴを行うことができる。第２の、および独立の並列処理経路は、第２のＴＵに対する量子化解除、逆変換、逆ＣＣＰ、および第２のＴＵに対するＴＵレベルシグナリングにより示される場合は逆ＡＣＴを行うことができる。２つの処理経路は互いに独立とすることができ、並列に行われ得る。

ＣＣＰおよびＡＣＴ符号化ツールは、ロッシーおよびロスレス符号化に対して同じレベルでイネーブルおよびディセーブルされ得る。逆ＣＣＰおよび逆ＡＣＴは、ＡＣＴ有効化／無効化がＴＵレベルで生じるかどうかに関わらず、ＴＵレベルで動作され得る。ＴＵの予測残差は、ＰＵまたはＣＵ全体の輝度および彩度残差の復元を待たずに、元の色空間に変換され得る。逆ＣＣＰおよび逆ＡＣＴ変換は、組み合わされた復号プロセスにおいて行われ得る。ＴＵレベルでの逆ＡＣＴ、および組み合わされたＣＣＰおよびＡＣＴ復号プロセスを行うことは、ＴＵレベルＡＣＴ有効化／無効化を用いてまたは用いずに適用され得る。

適応型ＣＣＰのための重み付けパラメータの許容範囲は、動的に調整され得る。例えば重み付けパラメータαの許容範囲は、ＣＣＰがＡＣＴと一緒にイネーブルされたときは、２つの彩度成分に対して別個に調整され得る。α_Cgおよびα_Coの許容範囲は、それらが異なる範囲を有するように調整され得る。

ＹＣｇＣｏ領域において用いられる量子化パラメータ（ＱＰ）値は、選択されたＣＣＰパラメータに基づいて調整され得る。調整は、逆ＣＣＰおよび逆色空間変換後の残差信号の歪みが、ＹＣｇＣｏ空間における残差信号の歪みと同様となるように行われ得る。

ＡＣＴは、輝度成分および彩度成分のビット深度が異なるときは、選択的にディセーブルされ得る。残差信号における輝度および彩度成分のビット深度は、ＣＣＰの成分出力にビットシフトを適用することなどにより、残差信号の成分をスケーリングすることによって整列され得る。輝度成分および彩度成分のビット深度は、例えば逆色変換の前に左ビットシフトを通じて、他方の成分のビット深度に適合するように、より小さな／より低いビット深度により成分をスケーリングすることによって整列され得る。例えば輝度成分のビット深度は、輝度成分および彩度成分のビット深度間のビット深度差に基づいて、調整され得る。例えば彩度成分のビット深度は、輝度成分および彩度成分のビット深度間のビット深度差に基づいて調整され得る。スケーリングされた成分は、逆色変換の後、右ビットシフトを通じて、その元のビット深度に再調整および／または再スケーリングされ得る。

残差信号の成分のＱＰは、調整され得る。スケーリングされた成分は、出力の前に再調整および／または再スケーリングされ得る。例えばビデオ符号化システムの逆色変換の成分出力に、ビットシフトが適用され得る。

エンコーダは、所与のＣＵに対して、ＴＵレベルでＡＣＴをイネーブルするかどうかを決定することができる。決定は、ＣＵ内のＴＵの残差が、非常に異なる統計的特性を有するかどうか、および／または差異の程度に基づくことができる。ＡＣＴをＴＵレベルでイネーブルおよび／またはディセーブルする決定の後すぐにエンコーダは、現在のＣＵの残差が複数の色空間において符号化され得ることを示すように、ＡＣＴイネーブルインジケータの値を設定することができる。エンコーダはＴＵの残差を符号化するための色空間を決定することができる。例えばエンコーダは、ＣＵ内の各ＴＵに対する色空間を選択することができる。エンコーダは、選択された色空間を示すようにＴＵ色空間インジケータを設定し、選択された色空間においてＴＵの残差をエンコードすることができる。

デコーダは、ビットストリームにおいてシグナリングされるインジケータに基づいて、ＡＣＴがＣＵに対してＴＵレベルでイネーブルおよび／またはディセーブルされるかどうかを決定することができる。インジケータは、ＣＵに対するＡＣＴイネーブルインジケータを含むことができる。ＡＣＴがＴＵレベルでディセーブルされるとの決定の後すぐにデコーダは、ＣＵに関連付けられたＣＵ色空間インジケータに基づいて、ＣＵ内のＴＵの残差を復号するための色空間を識別することができる。

これらおよび他の技法は、プロセッサおよびコンピュータ可読記憶媒体を含み得るデバイス、例えばエンコーダ、デコーダによって、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアにおいて実施され得る。

例示の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を示す図である。 例示のブロックベースのビデオデコーダを示す図である。 逆ＣＣＰおよび逆ＡＣＴを用いた例示のブロックベースのビデオデコーダを示す図である。 ＣＣＰパラメータの例示の非一様量子化を示す図である。 ＴＵレベルで逆ＣＣＰを適用し、ＣＵレベルで逆ＡＣＴを適用する例示の復号プロセスのタイミング図である。 ＴＵレベルで逆ＣＣＰおよび逆ＡＣＴの両方を適用する例示の残差復号プロセスのタイミング図である。 ＣＣＰおよびＡＣＴ動作の例示の連結を示す図である。 ＴＵレベルでの逆ＣＣＰおよび逆ＡＣＴを組み合わせた例示の残差復号プロセスを示す図である。 ロッシー符号化におけるＣｏ成分に対するＣＣＰパラメータの例示のエンコーダ側量子化を示す図である。 ロスレス符号化におけるＣｇ成分に対するＣＣＰパラメータの例示のエンコーダ側量子化を示す図である。 ロスレス符号化におけるＣｏ成分に対するＣＣＰパラメータの例示のエンコーダ側量子化を示す図である。 ロッシー符号化において輝度および彩度のビット深度が異なるときに、ビット深度整列を用いて逆ＡＣＴを適用する例示の復号プロセスを示す図である。 ロッシー符号化において輝度および彩度のビット深度が異なるときに、量子化パラメータ（ＱＰ）調整を用いて逆ＡＣＴを適用する例示の復号プロセスを示す図である。 ロッシー符号化において輝度および彩度のビット深度が異なるときに、彩度逆変換の後に左ビットシフトを用いて逆ＡＣＴを適用する例示の復号プロセスを示す図である。 ロッシー符号化において輝度および彩度のビット深度が異なるときの、組み合わされた逆ＣＣＰおよび逆ＡＣＴにおける例示の復号プロセスを示す図である。 １または複数の開示される実施形態が実施され得る、例示の通信システムのシステム図である。 図１３Ａに示される通信システム内で用いられ得る、例示の無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）のシステム図である。 図１３Ａに示される通信システム内で用いられ得る、例示の無線アクセスネットワークおよび例示のコアネットワークのシステム図である。 図１３Ａに示される通信システム内で用いられ得る、他の例示の無線アクセスネットワークおよび例示のコアネットワークのシステム図である。 図１３Ａに示される通信システム内で用いられ得る、他の例示の無線アクセスネットワークおよび例示のコアネットワークのシステム図である。

例示的実施形態の詳細な説明が、様々な図に関連して述べられる。この説明は可能な実装形態の詳細な例をもたらすが、詳細は例示的なものであり、本出願の範囲を限定するものでは全くないことが留意されるべきである。

図１は、例示の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を示す。示されるように入力ビデオ信号２はブロックごとに処理され得る。ブロックはマクロブロック（ＭＢ）と呼ばれ得る。高効率ビデオ符号化（ＨＥＶＣ）においては、符号化ユニット（ＣＵ）と呼ばれる拡張ブロックサイズが、高い解像度、例えば１０８０ｐ以上の解像度を有するビデオ信号を圧縮するために用いられ得る。ＣＵは例えば６４×６４画素（pixel）とすることができる。ＣＵは予測ユニット（ＰＵ）にさらに区分化されることができ、それらに対して別個の予測方法が適用され得る。

図１に示されるように入力ビデオブロック（例えばＭＢおよび／またはＣＵ）は、空間的予測６０および／または動き／時間的予測６２によって分析され得る。空間的予測は、入力ビデオ信号２に固有の空間的冗長性を低減することができる。時間的予測は、入力ビデオ信号２に固有の時間的冗長性を低減することができる。空間的予測は、イントラ予測と呼ばれ、例えば基準画像記憶部６４からの、同じビデオ画像／スライスにおける既に符号化された隣接したブロックからの画素を用いて、現在のビデオブロックを予測する。時間的予測は、インター予測または動き補償された予測と呼ばれ、例えば基準画像記憶部６４からの、既に符号化されたビデオ画像からの画素を用いて、現在のビデオブロックを予測することができる。

所与のビデオブロックに対する時間的予測は、１または複数の動きベクトルによってシグナリングされ得る。動きベクトルは、現在のブロックとその基準ブロックとの間の動きの大きさ／量および方向を示すことができる。ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣまたはＨＥＶＣなどの複数の基準画像／ブロックがサポートされるときは、例えば基準画像記憶部６４内のどの基準画像が時間的予測を行うために用いられたかを識別するために、ビデオブロックに対して基準画像インデックスが提供され得る。

モード決定ブロック８０は、さらなる処理において用いられる予測ブロックを決定するために、予測モード（空間的または時間的などの）を選択することができる。例えばレート歪み最適化に基づいて、最良の予測モードが選択され得る。現在のビデオブロックから予測ブロックを減算する１６ことによって、差分または残差が生成され得る。予測残差は、変換４によって相関解除され、量子化６によって目標ビットレートを達成するように量子化され得る。量子化された残差係数ブロックは、逆量子化１０され、逆変換１２されて復元された残差を生成し得る。復元された残差は、予測ブロックに加算され２６、復元されたビデオブロックを形成し得る。復元されたビデオブロックに、ループフィルタ６６、例えばブロック化解除フィルタおよび適応型ループフィルタ（ＡＬＦ）が適用され得る。基準画像記憶部６４は、フィルタリングされた（またはフィルタリングされない）復元されたビデオブロックを記憶することができ、これは将来のビデオブロックを符号化するために用いられ得る。

符号化モード（インターまたはイントラ）、予測モード情報、動き情報および量子化された残差係数ブロックは、エントロピー符号化ユニット８に提供され得る。エントロピー符号化ユニット８は、追加の圧縮を提供して、出力ビデオビットストリーム２０を生成することができる。

図２は例示のブロックベースのビデオデコーダを示す。復号ユニット２０８は、ビデオビットストリーム２０２を受信し、アンパックし、エントロピー復号することができる。復号ユニット２０８は、残差係数を生成することができる。予測ブロック２５５は、ビットストリーム２０２のエンコーディングに基づいて生成され得る。ビットストリーム２０２がイントラ符号化されている場合、空間的予測ユニット２６０に、符号化モードおよび予測情報が提供され得る。ビットストリーム２０２がインター符号化されている場合、時間的予測ユニット２６２に符号化モードおよび予測情報が提供され得る。残差変換係数は、残差ブロックを復元するために、逆量子化ユニット２１０および逆変換ユニット２１２に提供され得る。予測ブロック２５５を残差ブロックに加算する２２６ことによって、復元されたブロックが生成され得る。復元されたブロックはループフィルタ２６６によってフィルタリングされ得る。フィルタリングされた（またはフィルタリングされない）復元されたブロックは、基準画像記憶部２６４に記憶され得る。基準画像記憶部２６４内の復元されたビデオは、空間的予測２６０および動き補償された予測２６２によって利用され、予測ブロック２５５を生成することができる。基準画像記憶部２６４内の復元されたビデオは、表示装置に提供され得る。

ＨＥＶＣおよび他のブロックベースのビデオ符号化システムによって提供される、符号化／復号の効率および品質は、コンテンツにより変化し得る。例えばカメラによって捕捉された自然のビデオは、コンピュータ生成されたまたはスクリーンコンテンツとは実質的に異なる特性を有し得る。自然のビデオに対するＨＥＶＣの符号化効率は、通常はテキストおよびグラフィックスなどのコンピュータ生成されたコンテンツから構成されるスクリーンコンテンツビデオに対する符号化効率より、実質的に良好である。

スクリーンコンテンツビデオは、４：４：４彩度フォーマットにおいて捕捉されることができ、３つの色成分（輝度成分および両方の彩度成分など）は同じ解像度を有する。４：４：４彩度フォーマットは、４：２：０彩度フォーマットおよび４：２：２彩度フォーマットより多くの冗長性を結果として生じるので効率が低いが、４：４：４彩度フォーマットは、復号されたスクリーンコンテンツビデオにおいて、シャープエッジなどの色情報を保つために高忠実度が望まれ得るいくつかのスクリーンコンテンツアプリケーションによって好まれ得る。

例えば４：４：４彩度フォーマットビデオの３つの色成分、例えばＹＣｂＣｒ領域におけるＹ、Ｃｂ、Ｃｒ、およびＲＧＢ領域におけるＧ、Ｂ、Ｒの間の相関が活用され得る。

ＨＥＶＣにおけるスクリーンコンテンツ符号化に関して、成分間予測（ＣＣＰ）および適応型色変換（ＡＣＴ）などの符号化ツールは、４：４：４彩度フォーマットビデオにおける３つの色成分の間の相関を活用するように使用され得る。例えばＡＣＴおよびＣＣＰは共に残差領域において動作し得る。ＣＣＰは、輝度残差から彩度残差を予測するために用いられ得る。ＲＧＢ空間においてＧ成分の残差は、ＢおよびＲの残差を予測するために用いられることができ、ＹＣｂＣｒ空間においてＹ成分の残差は、ＣｂおよびＣｒ成分の残差を予測するために用いられ得る。ＡＣＴでは３つの成分の残差は、３つの成分の間の相関（例えば冗長性）を低減するために、１つの色空間から別の色空間に変換され得る。

図３は、逆ＣＣＰおよび逆ＡＣＴを用いた例示のブロックベースのビデオデコーダを示す。復号における成分間相関解除は、４：４：４彩度フォーマットビデオの３つの色成分の間の冗長性を除去することができる。図３に示されるように残差復号プロセスは、逆ＣＣＰ３５０、および逆色変換３５５、例えば逆ＡＣＴを含み得る。ビットストリーム３０２は、エントロピー復号３０８において復号され得る。逆ＣＣＰおよび／または逆ＡＣＴ変換を適用するために、逆ＣＣＰ３５０および／または逆色変換３５５を選択するように制御信号、例えば逆ＣＣＰ制御および逆色変換制御が提供され得る。

エントロピー復号３０８によって提供された残差係数３３０は、量子化解除３１０および逆変換３１２によって処理され、残差ブロックを復元することができる。制御信号に応じて逆ＣＣＰ３５０および／または逆色変換３５５が、残差ブロックの変換ユニット（ＴＵ）に適用され得る。逆ＣＣＰが選択された場合、ＴＵの残差係数３３０は逆ＣＣＰ３５０に提供され得る。１つの彩度成分（ＧＢＲビデオフォーマットにおけるＢおよびＲ成分）の残差は、輝度成分（ＧＢＲビデオフォーマットにおけるＧ成分）の残差から予測され得る。逆ＡＣＴがＣＵまたはＰＵに対して選択された場合、ＣＵまたはＰＵの残差係数３３０は、逆色変換３５５によって元の色空間に戻るように変換され得る。

復元されたブロックは、ループフィルタ３６６によってフィルタリングされ得る。フィルタリングされた（またはフィルタリングされない）復元されたブロックは、基準画像記憶部３６４に記憶され得る。基準画像記憶部３６４内の復元されたビデオは、予測ブロック３４０を生成するために、空間的予測３６２および／または時間的予測３６０によって利用され得る。基準画像記憶部３６４内の復元されたビデオは表示装置に提供され得る。

逆ＣＣＰ３５０および逆色変換３５５は、異なるレベルで動作される２つの別個の復号プロセスとすることができる。例えば逆ＣＣＰ３５０はＴＵレベルで動作することができ、逆色変換３５５はＣＵレベルでまたはＰＵレベルで動作することができる。例えば逆ＣＣＰ３５０はＴＵレベル動作とすることができ、逆色変換はＣＵレベル／ＰＵレベル動作とすることができる。

本明細書での実施形態を述べるために例として４：４：４ビデオの符号化が用いられ得るが、本明細書で述べられる技法は、多様なフォーマットにより動作可能な多様な符号化技法に適用可能である。

適応型成分間予測は、１または複数のブロックベースの符号化システム、例えばＨＥＶＣに適用可能である。予測は、輝度残差および／または彩度残差の間で行われ得る。予測値は、乗算およびビットシフトを含む簡単な動作を用いて生成され得る。彩度残差は、式１に従ってエンコーダ側で輝度残差を用いて予測され得る。
Δｒ_C（ｘ，ｙ）＝ｒ_C（ｘ，ｙ）−α×ｒ’_L（ｘ，ｙ） 式１
デコーダ側では彩度残差は、式２に従って輝度残差から補償され得る。
ｒ’_C（ｘ，ｙ）＝Δｒ’_C（ｘ，ｙ）＋α×ｒ’_L（ｘ，ｙ） 式２

式１および式２においてｒ_Cは位置（ｘ，ｙ）における元の彩度残差サンプルを示し、ｒ’_Lは輝度成分の復元された残差サンプルを表し、Δｒ_Cは予測の後の予測された信号を表し、Δｒ’_CはΔｒ_Cを符号化および復号した（例えば変換および／または量子化に続き、逆変換および／または逆量子化）後の復元された彩度残差を表し、ｒ’_Cは復元された彩度残差信号を表し、αは実数値の数である重み付けパラメータである。

αは浮動小数点精度を有する係数として導き出され得ることを考えれば、それはエンコーダからデコーダへの送信の前に量子化され得る。例示のＣＣＰエンコーダでは、αの絶対値を量子化するために非一様量子化方法が利用され得る。

図４は、ＣＣＰパラメータの例示の非一様量子化を示す。図４に示されるようにαの絶対値（αは正または負となり得る）は、予め定義された値のセット｛０，１／８，１／４，１／２，１｝に量子化される。

表１は、元のα値と、例示の量子化プロセスを用いた復元値との間の例示的なマッピングを示す。

整数演算を用いたとき、予め定義された実数値は、整数スケーリングβを乗算すること、および３ビット右シフトによって近似され得る。それに対応して、式１および式２は、それぞれ式３および式４となり得る。
Δｒ_C（ｘ，ｙ）＝ｒ_C（ｘ，ｙ）−（β×ｒ’_L（ｘ，ｙ））≫３ 式３
ｒ’_C（ｘ，ｙ）＝Δｒ’_C（ｘ，ｙ）＋（β×ｒ’_L（ｘ，ｙ））≫３ 式４

式３および式４においてβは、｛−８，−４，−２，−１，０，１，２，４，８｝から選ばれる。輝度成分および彩度成分のビット深度が異なる場合は、輝度残差の大きさは、予測値として用いられる前に彩度残差のそれと整合するようにスケーリングされ得る。

ループ内適応型色空間変換は、３つの色成分の間の相関（例えば冗長性）が低減され得るように１つの色空間からＹＣｇＣｏ空間に残差を適応的に変換するように行われ得る。ＹＣｇＣｏへの色空間変換は、ＣＵレベルで適応的に適用され得る。ＣＵがロスレスモードでまたはロッシーモードで符号化されるかどうかに応じて、異なる色空間変換が適用され得る。例えばロッシーモードに対する順方向および逆色空間変換は、式５に従ったＹＣｇＣｏ変換の非可逆バージョンとなり得る。

ロスレスモードに対しては、ＹＣｇＣｏ変換の可逆バージョンが行われ得る。変換は、式６で以下に示されるようにリフティング動作に基づいて実施され得る。

式５に示されるように、ロッシーモードで用いられる順方向および逆色変換行列は、正規化され得ない。ＹＣｇＣｏ信号の大きさは、色変換が適用された後に元の信号の大きさと比べて小さくなり得る。順方向色変換によって引き起こされる大きさの減少を補償するために、調整された量子化パラメータが、ＹＣｇＣｏ領域における残差に適用され得る。例えばＹＣｇＣｏ領域残差を量子化するために、ＱＰ値ＱＰ_Y、ＱＰ_CgおよびＱＰ_Coが用いられ得る。色空間変換が適用されるとき、ＱＰ値ＱＰ_Y、ＱＰ_CgおよびＱＰ_Coは、それぞれＱＰ−５、ＱＰ−５、およびＱＰ−３に設定され得る。ＱＰは、元の色空間において用いられる量子化パラメータとすることができる。

ＡＣＴおよびＣＣＰは、異なるレベルでイネーブルまたはディセーブルされ得る。ＡＣＴツールがＣＵレベルでイネーブル／ディセーブルされ、予測残差の変換符号化はＴＵレベルで適用され得ると仮定する。１つのＣＵの残差は、４分木構造に基づいて複数のＴＵに区分化され得る。ＴＵの残差は、同じＣＵ内の隣接したＴＵの残差とは異なる特性を有し得る。ＣＵ内のＴＵは、同じＡＣＴ決定を用い得る（例えばＣＵレベルでイネーブルまたはディセーブルするように）。

ＡＣＴおよびＣＣＰは、同じレベルでイネーブルまたはディセーブルされ得る。例えばＡＣＴの有効化／無効化は、ＴＵレベルでのものとすることができる。

ＡＣＴシグナリングフラグ、例えばｃｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｆｌａｇは、色空間変換が適用されるかどうかを示すことができる。ＡＣＴシグナリングフラグは、ＣＵレベルでシグナリングされ、色空間変換が、現在のＣＵなどの対応するＣＵに適用されるかどうかを示すことができる。例えば１の値を有するｃｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｆｌａｇは、対応するＣＵの残差は、ＹＣｇＣｏ空間においてエンコード／復号されることを示すことができる。０の値を有するｃｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｆｌａｇは、ＣＵの残差が元の色空間においてエンコード／復号されることを示すことができる。イントラブロックコピー（ＩＢＣ）モードおよびインターモードに対してこのようなフラグは、現在のＣＵ内に少なくとも１つの非ゼロ係数があるときにシグナリングされ得る。

予測残差の変換符号化において、残差ブロックは複数の正方形のＴＵに区分化され得る。可能なＴＵサイズは、４×４、８×８、１６×１６および３２×３２を含み得る。ビデオ特性および選択された符号化モードに応じて、ＣＵ内の隣接したＴＵは、場合によっては非常に異なる統計的特性をもつ残差信号を有し得る。ＡＣＴは、ＴＵレベルで適応的にイネーブルおよび／またはディセーブルされ得る。複数の色空間が、ＣＵ内のＴＵの残差を符号化するために用いられ得る。ＣＵ内の異なるＴＵは、異なる色空間において符号化され得る。

エンコーダは、ＣＵに対してＴＵレベルでＡＣＴをイネーブルおよび／またはディセーブルするかどうかを決定することができる。決定は、ＣＵ内のＴＵの残差が、非常に異なる統計的特性を有するかどうかに基づく（例えば差異の程度に基づく）ことができる。ＡＣＴをＴＵレベルでイネーブルする決定の後すぐにエンコーダは、現在のＣＵ（例えば現在のＣＵの残差）が複数の色空間において符号化され得ることを示すように、ＡＣＴイネーブルインジケータの値を設定することができる。ＴＵレベルでＡＣＴをディセーブルする決定の後すぐにエンコーダは、現在のＣＵが単一の色空間において符号化されることを示すように、ＡＣＴイネーブルインジケータの値を設定することができ、色空間を示すようにインジケータを設定することができる。デコーダは、ＡＣＴがＣＵに対してＴＵレベルでイネーブルおよび／またはディセーブルされるかどうかを決定することができる。決定は、ＣＵのためのＡＣＴイネーブルインジケータなどのシグナリングされるインジケータに基づくことができる。ＡＣＴがＴＵレベルでディセーブルされるとの決定の後すぐにデコーダは、ＣＵに関連付けられたＣＵ色空間インジケータに基づいて、ＣＵ内のＴＵの残差を復号するための色空間を識別することができる。

表２は、符号化ユニット構文の非限定的な例を示す。表２に示されるようにＡＣＴイネーブルインジケータなどのインジケータは、ＣＵレベルでシグナリングされ得る。インジケータは、色空間の間（または複数の色空間の間）の選択が、対応するＣＵ内のＴＵに対して実行され得るかどうかを示すことができる。インジケータは、ｔｕ＿ａｃｔ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇを含み得る。例えばｔｕ＿ａｃｔ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇが０に設定されている場合は、それは現在のＣＵの残差が１つの色空間において符号化されることを示すことができる。色空間は、表２に示されるｃｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｆｌａｇなどのＣＵ色空間インジケータによって示され得る。ｔｕ＿ａｃｔ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇが１に設定されている場合は、それは現在のＣＵ内のＴＵは、それ自体の残差を符号化するために、２つの色空間の間（または元の色空間および変換された色空間などの複数の色空間の間）で選択するように柔軟性を有し得ることを示すことができる。

例えば１に等しいｔｕ＿ａｃｔ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇは、現在のＣＵ内のＴＵの残差は、異なる色空間において符号化され得ることを示すことができる。ｔｕ＿ａｃｔ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇが０に等しいとき、それは符号化ユニットの残差は、ｃｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｒｅｓｉｄｕａｌ＿ｆｌａｇによって指定される１つの色空間において符号化されることを示すことができる。

例えば１に等しいｃｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｒｅｓｉｄｕａｌ＿ｆｌａｇは、ＣＵの残差がＹＣｇＣｏ色空間において符号化され得ることを示すことができる。ｃｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｒｅｓｉｄｕａｌ＿ｆｌａｇが０に等しいとき、それは符号化ユニットの残差が元の色空間において符号化され得ることを示すことができる。

ｓｐｓ＿ｒｅｓｉｄｕａｌ＿ａｃｔ＿ｆｌａｇが０に等しい場合、ｃｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｒｅｓｉｄｕａｌ＿ｆｌａｇはなくてもよい。デコーダは、ｓｐｓ＿ｒｅｓｉｄｕａｌ＿ａｃｔ＿ｆｌａｇの値は０に等しいと推論することができる。ｓｐｓ＿ｒｅｓｉｄｕａｌ＿ａｃｔ＿ｆｌａｇが１に等しく、およびｔｕ＿ａｃｔ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇが１に等しい場合は、ｃｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｒｅｓｉｄｕａｌ＿ｆｌａｇはなくてもよい。残差が符号化される色空間は、ｃｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｒｅｓｉｄｕａｌ＿ｆｌａｇによって指定され得ない。残差が符号化される色空間は、ｔｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｒｅｓｉｄｕａｌ＿ｆｌａｇによって指定され得る。

ＴＵレベルでＡＣＴをイネーブルするとの決定の後すぐにエンコーダは、ＴＵの残差を符号化するための色空間を決定することができる。例えばエンコーダは、ＣＵ内の各ＴＵに対する色空間を選択することができる。エンコーダは、選択された色空間を示すようにＴＵ色空間インジケータを設定することができ、選択された色空間においてＴＵの残差をエンコードすることができる。

ＡＣＴがＴＵレベルでイネーブルされるとの決定の後すぐにデコーダは、ＴＵに関連付けられたＴＵ色空間インジケータに基づいて、ＣＵ内のＴＵの残差を復号するための色空間を識別することができる。実施形態ではデコーダは、ＣＵ内の各個別のＴＵに対する、ＴＵ残差をエンコードするために用いられる色空間を識別することができる。デコーダは、そのＴＵに対して識別された色空間に基づいて、ＴＵの残差を復号することができる。

表３は、変換ユニット構文の非限定的な例を示す。表３に示されるように、対応するＴＵのために選ばれた色空間を指定するために、ｔｒａｎｓｆｏｒｍ＿ｕｎｉｔ（）内に、ｔｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｆｌａｇなどのフラグが含まれ得る。フラグは、そのＴＵに対して少なくとも１つの非ゼロ係数があるときは、ビットストリームにおいてシグナリングされ得る。実施形態ではＴＵに対する係数がゼロであるときは、フラグはビットストリームにおいてスキップされ得る。

表３に示されるようにｔｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｒｅｓｉｄｕａｌ＿ｆｌａｇなどのインジケータは、変換の残差がＹＣｇＣｏ色空間において符号化されるかどうかを示すことができる。例えば１に等しいｔｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｒｅｓｉｄｕａｌ＿ｆｌａｇは、変換ユニットの残差はＹＣｇＣｏ色空間において符号化されることを示し得る。ｔｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｒｅｓｉｄｕａｌ＿ｆｌａｇが０に等しいときは、それは変換ユニットの残差は元の色空間において符号化されることを示し得る。ｔｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｒｅｓｉｄｕａｌ＿ｆｌａｇがないとき、それは０に等しいと推論され得る。

フラグｔｕ＿ａｃｔ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇなどのインジケータは、ＡＣＴがイネーブルまたはディセーブルされたかを示すようにシグナリングされ得る。インジケータは、ＣＵレベル、ＴＵレベル、および／または他のレベルにおいてシグナリングされ得る。例えばインジケータが、ＡＣＴはＴＵレベルにおいてディセーブルされることを示す場合は（例えばフラグは０に等しい）、現在のＣＵの残差は同じ色空間において符号化され得る（例えばフラグｃｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｒｅｓｉｄｕａｌ＿ｆｌａｇによって示されるように）。インジケータが、ＡＣＴはＴＵレベルにおいてイネーブルされることを示す場合は（例えばフラグは１に等しい）、ＣＵ内の個別のＴＵは、残差を符号化するためにそれ自体の色空間を選択することが許容され得る。同じＣＵ内のＴＵの残差は、異なる色空間において符号化され得る。

ＡＣＴがＴＵに対してイネーブルされるかどうかは、ＴＵレベルシグナリングに基づいて決定され得る。ＴＵレベルシグナリングは、第１のＴＵに対して逆ＡＣＴが行われることになるかを示すことができ、第２のＴＵに対して逆ＡＣＴが行われることになるかを別個に示すことができる。例えばＡＣＴが特定のＴＵに対してイネーブルされるかどうかは、ＣＵ、またはＴＵを備える予測ユニット（ＰＵ）に関連付けられた、予測モード、パーティションモード、およびイントラ予測モードなどの１または複数の条件に基づいて決定され得る。表３−１は非限定的な例示の変換ユニット構文表を示す。

表３−１に示されるように、ＴＵを備えたＣＵに関連付けられた予測モードがインター予測であるという条件で、ＴＵに対してＡＣＴがイネーブル／ディセーブルされ得ることが決定され得る。パーティションモードが２Ｎ×２Ｎであり、ＴＵを備えたＣＵに関連付けられたイントラ彩度予測モードが４などの所定の値であるという条件で、ＴＵに対してＡＣＴがイネーブル／ディセーブルされ得ることが決定され得る。パーティションモードがＮ×Ｎであり、ＴＵに関連付けられたＣＵを備えたＰＵに対するイントラ彩度予測モードが４などの所定の値のものであるという条件で、ＴＵに対してＡＣＴがイネーブル／ディセーブルされ得ることが決定され得る。実施形態では他の場合に対して、ＡＣＴはディセーブルされることが決定され得る。

ＡＣＴがＴＵに対してイネーブルされるとの決定の後すぐにデコーダは、ＴＵの残差を復号するための色空間を識別することができる。識別は、ＴＵに関連付けられたＴＵ色空間インジケータに基づくことができる。デコーダは、ＴＵに関連付けられたＴＵ色空間インジケータに基づいて、ＴＵの残差が変換された色空間または元の色空間において符号化されたかを決定し、識別された色空間に基づいてＴＵの残差を復号することができる。デコーダは、ＡＣＴがイネーブルされた、ＣＵ内の各個別のＴＵに対するＴＵ残差を復号するために用いられる色空間を識別することができる。

表３−１に示されるようにｔｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｒｅｓｉｄｕａｌ＿ｆｌａｇなどのインジケータは、変換の残差がＹＣｇＣｏ色空間において符号化されるかどうかを示すことができる。例えば１に等しいｔｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｒｅｓｉｄｕａｌ＿ｆｌａｇは、ＴＵの残差がＹＣｇＣｏ色空間において符号化されることを示すことができる。実施形態では１に等しいインジケータｔｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｒｅｓｉｄｕａｌ＿ｆｌａｇは、ＴＵに対してＡＣＴがイネーブルまたはディセーブルされ得ることを示すことができる。ｔｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｒｅｓｉｄｕａｌ＿ｆｌａｇが０に等しいとき、それはＴＵの残差が元の色空間において符号化されることを示すことができる。ｔｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｒｅｓｉｄｕａｌ＿ｆｌａｇがないとき、それは０に等しいと推論され得る。

例えばフラグｔｕ＿ｙｃｇｃｏ＿ｃｏｄｉｎｇ＿ｆｌａｇなどのインジケータは、ＴＵに対して色空間が適応的に選択され得るように、変換ユニット構文表においてシグナリングされ得る。例えば色空間は、各ＴＵに対して選択され得る。フラグはシグナリングされ得る。フラグは、符号化されたブロックフラグ（ＣＢＦ）が、１つのＴＵにおける係数がゼロである、またはＤＭモードを使用しない１つのイントラ符号化されたＣＵ内に１または複数のＰＵがあることを示すときは、スキップされ得る。

色空間はＣＵに対して選択され得る。例えばＡＣＴをＴＵレベルでディセーブルする決定の後すぐにエンコーダは、変換された色空間および元の色空間のレート歪み（Ｒ−Ｄ）性能に基づいて、色空間を選択することができる。エンコーダは、変換された色空間および元の色空間のレート歪み（Ｒ−Ｄ）性能をテストすることができる。いくつかの符号化の場合に対して、テストされる色空間の数を減らすために１または複数のエンコーディング加速プロセスが適用され得る。例えばＣＵ内のＴＵの残差が変換された色空間または元の色空間で符号化され得るかどうかは、ＣＵレベルで決定され得る。Ｒ−Ｄ性能は、ＣＵ内のＴＵの残差を符号化するための異なる色空間を用いることによってテストされ得る。

本明細書では説明のために、「ＣＵレベルＡＣＴオン」および「ＣＵレベルＡＣＴオフ」という用語はそれぞれ変換された色空間（例えばＡＣＴをイネーブルする）および元の色空間（例えばＡＣＴをディセーブルする）においてＣＵ内のＴＵの残差を符号化することを指し、「ＴＵレベルＡＣＴ」という用語はＴＵの残差を符号化するための色空間を別個に選択することを指し（例えばＣＵ内の各ＴＵはそれ自体の色空間を選択する自由を有する）、さらに「ＣＵレベルＡＣＴ」という用語は「ＣＵレベルＡＣＴオン」または「ＣＵレベルＡＣＴオフ」を指すことができる。

例えばＴＵレベルＡＣＴのＲ−Ｄコストが決定され得る。例えばＣＵレベルＡＣＴのＲ−Ｄコストが計算され得る。非限定的な例においてＴＵレベルＡＣＴのＲ−Ｄコストは、ＣＵレベルＡＣＴのＲ−Ｄコストがチェックされる前にチェックされ得る。ＣＵレベルＡＣＴに対してテストされることになる色空間の選択は、入力ビデオの色フォーマットに依存し得る。ＲＧＢシーケンスに対しては、ＣＵレベルオンがテストされ得る。ＹＵＶシーケンスに対しては、ＣＵレベルオフがテストされ得る。ＣＵレベルＡＣＴのＲ−Ｄ性能チェックは、ＴＵレベルＡＣＴに対して少なくとも１つの非ゼロ係数があるという条件で行われ得る。

符号化パラメータが決定され得る。実施形態では同じ符号化パラメータが、ＴＵレベルＡＣＴ、ＣＵレベルＡＣＴおよび／または他のレベルでのＡＣＴに対して用いられ得る。例えばイントラモードに対しては、輝度および彩度成分のイントラ予測方向は、ＴＵレベルＡＣＴおよびＣＵレベルＡＣＴによって共有され得る。例えばインターモードに対しては、動き情報（例えば動きベクトル、基準画像インデックスおよび動きベクトル予測値）は、ＴＵレベルＡＣＴおよびＣＵレベルＡＣＴによって共有され得る。

大きなサイズ（例えば６４×６４および３２×３２）のＣＵはしばしば、残差符号化のために１つの特定の色空間を選択する可能性がより高い、画像内の平坦エリアを符号化するために選択され得る。小さなＣＵによってカバーされたエリアは、多様な特性を有し得るリッチテクスチャを含む可能性がより高い。イントラモードに対してＴＵレベルＡＣＴは、ＲＧＢシーケンスの８×８ＣＵ、並びにＹＵＶシーケンスの１６×１６および８×８ＣＵに対して検査され得る。実施形態においてＴＵレベルＡＣＴはイントラモードに対して、ＲＧＢシーケンスの８×８ＣＵ、並びにＹＵＶシーケンスの１６×１６および８×８ＣＵに対してのみ検査され得る。ＩＢＣモードに対してＴＵレベルＡＣＴは、１６×１６および８×８ＣＵに対して検査され得る。実施形態においてＴＵレベルＡＣＴはＩＢＣモードに対して、１６×１６および８×８ＣＵに対してのみ検査され得る。インターモードに対してＴＵレベルＡＣＴは、８×８ＣＵに対して検査され得る。実施形態においてＴＵレベルＡＣＴはインターモードに対して、８×８ＣＵに対してのみ検査され得る。

子ＴＵに対する色空間は、その親ＴＵの色空間に基づいて選択され得る。例えば子ＴＵに対する色空間は、その親ＴＵの色空間から導き出され得る。ＲＧＢシーケンスに対して、ＲＧＢ領域におけるＲ−Ｄコストの計算は、その親ＴＵの残差がＹＵＶ空間において符号化される場合は、ＴＵに対してスキップされ得る。ＹＵＶシーケンスに対して、ＹＵＶ領域におけるＲ−Ｄコストの計算は、その親ＴＵの残差がＲＧＢ空間において符号化されるという条件で、ＴＵに対してスキップされ得る。

符号化された画像は異なる時間レイヤ（ＴＬ）に分類され得る。より低いＴＬにおける画像は、より良好なビデオ品質により符号化され得る。より高いＴＬにおける画像は、より低いＴＬにおける画像より、ビデオシーケンス全体のより大きな部分を占め得る。ＴＵレベルＡＣＴのＲ−Ｄプロセスは、エンコーディング構成および／または符号化された画像のＴＬレベルに応じてスキップされ得る。例えばランダムアクセス（ＲＡ）構成に対して、イントラモードおよびＩＢＣモードに対するＴＵレベルＡＣＴは、ＲＧＢシーケンスに対するＴＬ−３画像に対しては検査されなくてもよい。例えばインターモードに対するＴＵレベルＡＣＴの検査は、ＲＧＢおよびＹＵＶシーケンスに対するＴＬ−０画像に対してはスキップされ得る。例えば低遅延（ＬＤ）構成に対して、イントラモードおよびＩＢＣモードに対するＴＵレベルＡＣＴの検査は、ＲＧＢシーケンスに対するＴＬ−０およびＴＬ−１画像に対してはスキップされ得る。例えばインターモードに対するＴＵレベルＡＣＴの検査は、ＲＧＢに対するＴＬ−０画像、並びにＹＵＶシーケンスに対するＴＬ−０およびＴＬ−２画像に対してはスキップされ得る。例えばロスレス符号化が適用される場合、ＴＵレベルＡＣＴは、イントラおよびＩＢＣモードに対してディセーブルされ得る。

逆ＣＣＰおよび逆ＡＣＴは異なるレベルで行われ得る。ＡＣＴ復号プロセスは、ＣＵがイントラモード、ＩＢＣモードまたはインターモードで符号化されているかに応じて異なるレベルで実行され得る。イントラモードおよびＩＢＣモードにより符号化されるＣＵに対して色空間変換は、ＰＵレベルで行われ得る。インターモードにより符号化されるＣＵに対しては、色空間変換はＣＵレベルで行われ得る。結果として逆色変換は、１つのＰＵまたはＣＵにおけるＴＵの残差が復元されるまで、起動され得ない。

逆ＣＣＰおよび逆ＡＣＴはＴＵレベルで行われ得る。ＴＵの予測残差は、ＰＵまたはＣＵ全体の輝度および彩度残差の復元を待たずに、元の色空間に変換され得る。例えば量子化解除において複数のＴＵは、独立の並列処理経路によって処理され得る。第１の並列処理経路は、第１のＴＵに対する量子化解除、逆変換、逆ＣＣＰ、および第１のＴＵに対するＴＵレベルシグナリングによって示される場合は逆ＡＣＴを行うことができる。第２の、および独立の並列処理経路は、第２のＴＵに対する量子化解除、逆変換、逆ＣＣＰ、および第２のＴＵに対するＴＵレベルシグナリングによって示される場合は逆ＡＣＴを行うことができる。２つの処理経路は互いに独立とすることができ、並列に行われ得る。

逆ＣＣＰおよび逆ＡＣＴモジュールは２つの別個の復号プロセスとして定義され得る。逆ＣＣＰおよび逆ＡＣＴ変換は、組み合わされた復号プロセスにおいて行われ得る。ＴＵレベルでの逆ＡＣＴ、および組み合わされたＣＣＰ＋ＡＣＴ復号プロセスを行うことは、ＴＵレベルＡＣＴ有効化／無効化を用いてまたは用いずに適用され得る。

ＴＵベースの逆色変換が行われ得る。逆色変換は異なるレベルで実行され得る。イントラモードおよびＩＢＣモードにより符号化されたＣＵに対して逆色変換は、ＰＵレベルで行われ得る。インターモードにより符号化されたＣＵに対して色空間変換は、ＣＵレベルで行われ得る。逆ＣＣＰは、ＴＵレベル動作として行われ得る。

図５Ａおよび図５Ｂは、異なるレベルでの逆色変換の実行の、並列符号化に対する影響を視角的に説明する。図５Ａは、ＴＵレベルで逆ＣＣＰを適用し、ＣＵレベルで逆ＡＣＴを適用する例示の復号プロセスのタイミング図である。図５Ａは、ＣＣＰおよびＡＣＴの両方が適用されるときの、１つのＣＵにおける残差信号の復号プロセスを示す。簡略化された説明のためにＣＵは、それぞれ同じサイズを有する４つのＴＵ、すなわちＴＵ⁰、ＴＵ¹、ＴＵ²およびＴＵ³に区分化されると仮定する。また逆ＣＣＰはＴＵ⁰およびＴＵ²に適用されるが、ＴＵ¹およびＴＵ³には適用されないと仮定する。

図５Ａにおいてブロックは、量子化解除および逆変換、逆ＣＣＰおよび逆色変換の復号時間を表す。ｔⁱ _{inv-transquant}およびｔⁱ _inv-ccpはｉ番目のＴＵに対するそれぞれ、量子化解除および逆変換モジュール、並びに逆ＣＣＰモジュールの復号時間であり、ｔ^cu _inv-actはＣＵ全体の逆色変換のための復号時間である。逆ＣＣＰおよび逆色変換は共に画素ごとの動作であるので、対応する復号時間はそのＴＵ内の画素の数におおよそ比例する。

図５Ａに示されるように、逆ＣＣＰおよび逆色変換は異なるレベルで動作されるので、逆色変換は、ＣＣＰがイネーブルされたＴＵの逆ＣＣＰの後に開始される。例えばＴＵ¹は最も小さな残差復元時間を有するがその残差は、ＴＵ²の残差が復元される前には、元の色空間に戻るように変換され得ない。図５ＡでのＣＵの残差復号の合計時間は、式７に等しい。

逆色変換はＴＵレベルで行われ得る。ＴＵの予測残差は、ＣＵ全体の輝度および彩度残差の復元を待たずに、元の色空間に戻るように変換され得る。

図５Ｂは、ＴＵレベルで逆ＣＣＰおよび逆ＡＣＴの両方を適用する、例示の残差復号プロセスのタイミング図である。図５Ｂは、ＣＣＰおよびＡＣＴの両方が適用されるときの、１つのＣＵにおける残差信号の復号プロセスを示す。図５Ａに対するものと同じ仮定が、図５Ｂに適用可能である。図５Ｂにおいてブロックは、量子化解除および逆変換、逆ＣＣＰ、並びに逆色変換の復号時間を表し、ｔⁱ _inv-actはｉ番目のＴＵに対する逆色変換の復号時間である。ｔⁱ _inv-actは、図内の各ＴＵがＣＵのサイズの４分の１であることを考えれば、おおよそｔ^cu _inv-act／４に等しい。

図５Ｂに示されるようにＴＵの残差は、逆ＣＣＰの直後に、ＹＣｇＣｏ空間から元の色空間に変換され得る。対応する残差復号の合計時間は、式８に従って計算され得る。

逆ＣＣＰおよび逆ＡＣＴ変換は、組み合わされた復号プロセスとして行われ得る。例えばＡＣＴおよびＣＣＰは残差領域において実行されることができ、組み合わされた復号モジュールによって行われ得る。

式４に示されるように逆ＣＣＰは線形動作として書き表され、式９などの行列乗算に変形され得る。

式９においてＹ’、Ｃ’_gおよびＣ’_oは、逆ＣＣＰ前のＹ、ＣｇおよびＣｏの残差信号とすることができる。Ｙ、Ｃ_gおよびＣ_oは、逆ＣＣＰ後のＹ、ＣｇおよびＣｏの残差信号とすることができる。β_Cgおよびβ_Coは、それぞれＣｇおよびＣｏのＣＣＰパラメータとすることができる。

ロッシー符号化に対しては、式９の逆ＣＣＰ、および式５の逆ＡＣＴの両方が線形動作であることを考えれば、逆ＣＣＰおよび逆ＡＣＴプロセスは、式１０に示されるように乗算によって組み合わされ得る。

ロスレス符号化に対しては、式６のリフティングベースの逆ＡＣＴを前提として、ＣＣＰおよびＡＣＴの組み合わされた復号プロセスは、図６Ａに示されるように２つの動作を連結することによって導き出され得る。

図６Ｂは、ＴＵレベルでの逆ＣＣＰおよび逆ＡＣＴを組み合わせた例示の残差復号プロセスを示す。図６Ｂは、逆ＣＣＰおよび逆ＡＣＴが１つの組み合わされた復号モジュールに組み合わされた、図５Ｂに示される復号プロセスを示す。図６Ｂに示されるようにＴＵに対する復号プロセスは、量子化解除および逆変換プロセス、並びに組み合わされた逆ＣＣＰおよびＡＣＴプロセスを含み得る。示されるようにＴＵ⁰に対して、量子化解除および逆変換プロセスを行うためにｔ⁰ _{inv-transquant}、および組み合わされた逆ＣＣＰおよびＡＣＴプロセスを行うためにｔ⁰ _combinedだけかかり得る。ＴＵ²に対しては、量子化解除および逆変換プロセスを行うためにｔ² _{inv-transquant}、および組み合わされた逆ＣＣＰおよびＡＣＴプロセスを行うためにｔ² _combinedだけかかり得る。復号待ち時間は、図５Ｂに示される３つのモジュールを用いる例示の残差復号プロセスと比べて低減され得る。

逆ＣＣＰおよびＡＣＴの組み合わされたモジュールは、逆ＣＣＰがオフにされた状態で逆ＡＣＴを行うことができる。例えば図５Ｂに示されるようにＴＵ¹およびＴＵ³は、逆ＡＣＴを利用するが、逆ＣＣＰは利用しない。復号プロセスは、式１０における対応するＣＣＰパラメータβ_Cgおよびβ_Coをゼロに設定することによって、組み合わされたモジュールを用いて実施され得る。組み合わされたモジュールは、逆ＡＣＴ単独、およびＣＣＰと組み合わされた逆ＡＣＴを達成するために利用され得ることを考えれば、デコーダは、別個の逆ＡＣＴ専用モジュールを実施せずに、組み合わされたモジュールを含むことができる。

色空間変換の後、３つの色成分の本質的に異なるダイナミックレンジが存在し得る。３つの色成分のダイナミックレンジは、色空間変換の後にはもはや同一ではなくなり得る。式１および式２並びに表１に示されるようにαの値は、範囲［−１，１］に制限される。輝度成分および彩度成分は、同じダイナミックレンジを持つまたは持たない場合がある。式５および式６に示されるように、ロッシー符号化およびロスレス符号化において用いられる順方向色変換は、正規化され得ない。３つの成分（Ｙ、ＣｇおよびＣｏ）の大きさは、異なるスケーリングファクタによって変化され得る。

適応型成分間予測のための重み付けパラメータの許容範囲は動的に調整され得る。αの許容範囲は、ＣＣＰがＡＣＴと一緒にイネーブルされたときは、２つの彩度成分に対して別個に調整され得る。α_Cgおよびα_Coの許容範囲は、それらが異なる範囲を有することができるように調整され得る。

例えば式１および式２におけるパラメータαの許容範囲は、ＣＣＰがＡＣＴと一緒にイネーブルされたときは、２つの彩度成分に対して別個に調整され得る。Ｃｇ成分に対する重み付けパラメータα_Cgの許容範囲、およびＣｏに対する重み付けパラメータα_Coの許容範囲が調整され得る。ＣｇおよびＣｏ成分に対する重み付けパラメータは、異なる範囲を有し得る。

式１および式２に示されるようにαの値は、範囲［−１，１］に制限され得る。輝度および彩度成分は同じダイナミックレンジを有する。式５における順方向色変換行列の行は、異なるノルムを示す場合があり、ＹＣｇＣｏ空間において導き出されたαのダイナミックレンジは、元の色空間のものと異なるようになり得る。ＹＣｇＣｏ色空間におけるＣｇおよびＣｏ成分のα値の許容範囲は、成分の間のダイナミックレンジ差に基づいて調整され得る。

式５に示されるようにロッシー符号化に対して、順方向色変換行列の３つの行のノルムは式１１によって与えられ得る。

式１１を考察すると、ＹＣｇＣｏ空間における各彩度成分および輝度成分の間の大きさ比は、式１２に示されるように導き出され得る。

ＣｇとＹの間の相対的な大きさ比が１であることを考えれば、Ｃｇ成分に対するα値を制限するために、範囲［−１，１］が用いられ得る。Ｃｏ成分に対しは、その信号の大きさが、ＡＣＴの後にＹ成分のそれより大きくなり得ることを考えれば、それのα値の範囲は［−１．１５，１．１５］に調整され得る。許容範囲は、Ｃｏ成分とＹ成分の間の相対的な大きさ比（例えば式１２に示されるような）に基づいて決定され得る。

エンコーダは、範囲調整の適用の後に、Ｃｏ成分のα値を量子化することができる。図７は、ロッシー符号化におけるＣｏ成分の例示のエンコーダ側量子化を示す。表４は、元のα値と、図７に示される量子化の例を用いたＣｏ成分に対する復元値との間の非限定的な例示のマッピングを示す。

順方向および逆ＣＣＰに関して、実数のα値−１．１５および１．１５は、整数スケーリングを乗算し、右シフトすることによって近似され得る。例えば５ビット固定小数点近似を用いると、αが−１．１５または１．１５のとき、式３および式４は式１３および式１４となる。
Δｒ_C（ｘ，ｙ）＝ｒ_C（ｘ，ｙ）−（３７×ｒ’_L（ｘ，ｙ））≫５ 式１３
ｒ’_C（ｘ，ｙ）＝Δｒ’_C（ｘ，ｙ）＋（３７×ｒ’_L（ｘ，ｙ））≫５ 式１４

例において固定小数点近似の３ビット精度と一貫性を有して、実数のα値１．１５および１．１５は、式１５および式１６によって与えられるように、９のスケーリングの乗算、その後の３ビット右シフトによって近似され得る。
Δｒ_C（ｘ，ｙ）＝ｒ_C（ｘ，ｙ）−（９×ｒ’_L（ｘ，ｙ））≫３ 式１５
ｒ’_C（ｘ，ｙ）＝Δｒ’_C（ｘ，ｙ）＋（９×ｒ’_L（ｘ，ｙ））≫３ 式１６

ロスレス符号化に対しては、式６での順方向色変換のリフティング動作を行列動作に変形した後、ＹＣｇＣｏ空間における彩度成分と輝度成分の大きさ比は、式１７に示されるように導き出され得る。

ロッシー符号化におけるＣｏ成分に対して、ＣｇおよびＣｏ成分に対するα値の許容範囲は、それぞれロスレス符号化において［−２，２］および［−２．３，２．３］に調整され得る。

図８Ａおよび図８Ｂは、範囲調整を有するＣｇおよびＣｏ成分のα値を量子化するために用いられる、例示のエンコーダ側量子化を示す。図８Ａは、ロスレス符号化におけるＣｇ成分の例示の量子化を示す。図８Ｂは、ロスレス符号化におけるＣｏ成分の例示の量子化を示す。

表５は、元のα値と、ロスレス符号化に対して図８Ａの量子化方法を用いたＣｇ成分に対する復元値との間の非限定的な例示のマッピングを示す。

表６は、元のα値と、ロスレス符号化に対して図８Ｂに示される量子化を用いたＣｏ成分の復元値との間の非限定的な例示のマッピングを示す。

図８Ａおよび図８Ｂ、並びに表５および表６に示されるロスレス符号化の例によれば、範囲限界［−２，２］および表５における量子化プロセスはＣｇ成分のα値に適用され、範囲限界［−２．３，２．３］および表６における量子化プロセスはＣｏ成分のα値に適用され得る。

ロスレス符号化の例において、範囲限界［−２，２］および表５における量子化プロセスは、Ｃｇ成分およびＣｏ成分の両方のα値に適用され得る。

ロッシー符号化およびロスレス符号化に対して、彩度成分のα値が調整され得る。元の復元値−１および１は、調整された範囲の境界値により置き換えられ得る。例えば元の復元値−１／１は、表４における−１．１５／１．１５によって、表５における−２／２によって、および／または表６における−２．３／２．３によって置き換えられ得る。

α値の範囲は、ＣＣＰに対する復元値のリストにおける追加の要素として、調整された範囲の境界値を追加することによって調整され得る。例としてロスレス符号化におけるＣｇ成分のＣＣＰを用いて表７は、元のα値と、増加された復元値の数を有する復元値との間のマッピングを示す。

表５と表７の比較は、増加された復元値の数を明らかにしている。表５では９個の復元値がある。表７では１１個の復元値がある。表７は、範囲調整の前の復元値｛１，−１／２，−１／４，−１／８，０，１／８，１／４，１／２，１｝に、調整された境界値−２および２を追加することによって、復元値リストのサイズを１１に増加している。増加された値のマッピングによる範囲調整は、ＡＣＴが適用されるときに、ロスレス符号化においてＣｇおよびＣｏ成分の両方のために用いられ得る。

ＹＣｇＣｏ領域において用いられる量子化パラメータ（ＱＰ）値は、例えばＹＣｇＣｏ空間における量子化誤差を元の色空間におけるものと同程度にするために、元の色空間において用いられるものとは異なって設定され得る。ＣＣＰプロセスは、信号の大きさを変化させ得る。

ＹＣｇＣｏ空間において用いられるＱＰ値は、選択されたＣＣＰパラメータに基づいて調整され得る。調整は、逆ＣＣＰおよび逆色空間変換後の残差信号の歪みが、ＹＣｇＣｏ空間における残差信号の歪みと同様となるように行われ得る。

式９に示されるようにＣＣＰおよびＡＣＴが適用されるときは、組み合わされた行列のノルムは１に等しくならない場合がある。ＹＣｇＣｏ色空間に適用されるＱＰは、元の色空間において適用されるＱＰとは異なり得る。ＣＣＰおよびＡＣＴが適用されるときはＱＰ調整値は、ＣＣＰプロセスによって引き起こされる信号の大きさ変化を考慮するように調整され得る。

例えばＹＣｇＣｏ空間において用いられるＱＰ値は、選択されたＣＣＰパラメータを考慮することにより調整され得る。組み合わされた行列のノルムは、式１８に示されるように導き出され得る。

量子化ステップサイズは、式１９によって与えられる。
Ｑ_step＝２^(QP-4)/6 式１９

量子化誤差は、

に関係する。元の色空間（例えばＹＣｇＣｏ空間から戻るように変換後）における信号の歪みは、ＹＣｇＣｏ信号におけるものと同じレベルのものとなり得る。ＱＰ調整値は、式２０によって与えられ得る。

式２０においてＱＰ₀、ＱＰ₁およびＱＰ₂は、元の色空間において３つの成分に適用されるＱＰとすることができる。式２１は、式２２のように整理され得る。

ＱＰ調整の例は、表４に示された前の例を参照して提供され、これはロッシー符号化におけるＣｏ成分に対する、オリジナルの、および復元値をマッピングする。前の例のＣＣＰ範囲調整において、範囲限界［−１，１］および［−１．１５，１．１５］は、それぞれＣｇおよびＣｏ成分のＣＣＰパラメータに適用され得る。表８は、ＣＣＰパラメータ範囲調整によるβ_Coの値に応じた、Ｙ成分に対する対応するＱＰ調整ΔＱＰ_Yを示す。β_Coは、Ｃｏ成分のＣＣＰパラメータを表し得る。β_Cgは、Ｃｇ成分のＣＣＰパラメータを表し得る。

ＣＣＰは範囲調整なしに適用され得る。例えばＣｇ成分に対するＣＣＰパラメータは、［−１，１］のまま調整されなくてもよく、および／または範囲調整プロセスは適用されなくてもよい。表９は、ＣＣＰの範囲調整の適用なしに、異なるＣＣＰパラメータβ_Cgおよびβ_Coを用いた、ＹＣｇＣｏ色空間における例示の輝度ＱＰ調整ΔＱＰ_Yを示す。β_Cgおよびβ_Coの両方の値は、｛−８，−４，−２，−１，０，１，２，４，８｝から選ばれ得る。表９は、β_Cgおよびβ_Coの値に基づく、Ｙ成分に対する対応するＱＰ調整ΔＱＰ_Yを示す。

表８および表９のリストに記載されたＱＰ調整値はロッシー符号化に適用可能である。ＱＰ調整は、量子化が適用されない場合は、ロスレス符号化に対してスキップされ得る。

ＡＣＴにおいて、彩度成分のビット深度は、輝度成分のビット深度とは異なり得る。彩度成分のビット深度は、ＢｉｔＤｅｐｔｈ_Cとして表され得る。輝度成分のビット深度は、本明細書ではＢｉｔＤｅｐｔｈ_Yとして表され得る。

ＡＣＴは、ＢｉｔＤｅｐｔｈ_YとＢｉｔＤｅｐｔｈ_Cとが異なるときはスキップされ得る。ＡＣＴツールは、例えばハイレベルシグナリングによってディセーブルされるように構成され得る。例えば、ＢｉｔＤｅｐｔｈ_YとＢｉｔＤｅｐｔｈ_Cとが異なるときは、シーケンスパラメータセット（ＳＰＳ）におけるフラグｒｅｓｉｄｕａｌ＿ａｄａｐｔｉｖｅ＿ｃｏｌｏｕｒ＿ｔｒａｎｓｆｏｒｍ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｆｌａｇは、０に設定され得る。

輝度成分および彩度成分のビット深度は、例えば逆色変換の前に左ビットシフトを通じて、他方の成分のビット深度に適合するように、より小さな／より低いビット深度により成分をスケーリングすることによって整列され得る。例えば輝度成分のビット深度は、輝度成分および彩度成分のビット深度のビット深度差に基づいて調整され得る。例えば彩度成分のビット深度は、輝度成分および彩度成分のビット深度のビット深度差に基づいて調整され得る。スケーリングされた成分は、逆色変換の後に、右ビットシフトを通じて、その元のビット深度に再調整および／または再スケーリングされ得る。

図９は、ロッシー符号化において輝度および彩度のビット深度が異なるときに、ビット深度整列を用いて逆ＡＣＴを適用する例示の復号プロセスを示す。図９に示されるように逆量子化９１０および逆変換９１２は、それぞれ輝度成分Ｙ並びに彩度成分ＣｇおよびＣｏなどの、残差係数に対して行われ得る。残差係数は、逆ＣＣＰ９５０に提供され得る。逆成分間予測が行われた後に、９５３において輝度成分および彩度成分のビット深度が整列され得る。

輝度および彩度成分のビット深度が異なるかどうかが決定され得る。輝度および彩度成分のビット深度が異なるという条件で、ビット深度整列動作が行われ得る。輝度成分と彩度成分のビット深度のビット深度差が決定され得る。より低いビット深度を有する１または複数の成分に、ビット深度差だけ左ビットシフトが適用され得る。例えば、変数デルタビット深度は深度差を表すことができる。ＢｉｔＤｅｐｔｈ_YがＢｉｔＤｅｐｔｈ_Cより大きいとき、デルタビット深度変数は、Δ_B＝ＢｉｔＤｅｐｔｈ_Y−ＢｉｔＤｅｐｔｈ_Cとして設定され得る。彩度成分に対する係数はデルタビット深度の値だけ左シフトされ得る。ＢｉｔＤｅｐｔｈ_YがＢｉｔＤｅｐｔｈ_Cより小さいとき、デルタビット深度変数は、Δ_B＝ＢｉｔＤｅｐｔｈ_C−ＢｉｔＤｅｐｔｈ_Yとして設定され得る。輝度成分に対する係数は、デルタビット深度の値だけ左シフトされ得る。

図９に示されるように左ビットシフトは、Δ_Bだけ彩度成分に適用され得る。残差係数は、逆色変換動作９５５によって元の色空間に戻るように変換され得る。９６０において、彩度成分などのスケーリングされた成分は、図９に示されるように右ビットシフトを通じて、それらの元のビット深度に再調整および／または再スケーリングされ得る。

ビット深度整列はビットシフトを含み得る。図９に示されるように、彩度成分に左ビットシフトが適用され得る。他の例では左ビットシフトは輝度成分に適用され得る（例えばＢｉｔＤｅｐｔｈ_YがＢｉｔＤｅｐｔｈ_Cより小さいとき）。彩度成分の逆変換および／または逆ＣＣＰなどの復号プロセスは、ＢｉｔＤｅｐｔｈ_Cなどの元の内部ビット深度において動作し得る。

式２３は、ビット深度を整列するように、行列乗算によるビットシフト動作を用いた例示の逆色変換を示す。

輝度および彩度成分の間のビット深度差は、彩度成分のＱＰを調整するために補償され得る。例えば量子化ステップサイズが、ＱＰのインクリメントのたびに２^1/6倍に増加し、６インクリメントごとに２倍になる場合、６Δ_BだけＱＰを増加させることは、Δ_Bビットだけ右シフトすることによって信号の大きさをスケーリングすることと等価となり得る。６Δ_BのＱＰ調整は、彩度成分に適用され得る。逆色変換への入力信号は、その輝度および彩度成分に対して同じビット深度を有することができる。

例えばロッシー符号化において輝度および彩度のビット深度が異なるとき、輝度および／または彩度成分のＱＰは、ビット深度差に基づいて調整され得る。図１０は、ＱＰ調整を用いて逆ＡＣＴを適用する例示の復号プロセスを示す。１０１０において彩度成分のＱＰは、逆ＣＣＰ１０５０への入力信号がその輝度および彩度成分に対して同じビット深度を有し得るように調整され得る。輝度成分のビット深度が彩度成分のビット深度より高いとき、彩度逆変換および逆色変換は、輝度ビット深度において動作され得る。輝度成分のビット深度が彩度成分より低いとき、彩度逆変換および逆色変換は、それらの元のビット深度において動作され得る。図１０に示されるように逆変換１０１２は残差係数に対して行われ得る。残差係数は逆ＣＣＰ１０５０に提供され得る。残差係数は、逆色変換動作１０５５によって、元の色空間に戻るように変換され得る。１０６０において、彩度成分などのスケーリングされた成分は、図１０に示されるように右ビットシフトを通じて、それらの元のビット深度に再調整および／または再スケーリングされ得る。

図１１は、ロッシー符号化において輝度および彩度のビット深度が異なるとき、彩度逆変換の後の左ビットシフトを用いて逆ＡＣＴを適用する例示の復号プロセスを示す。彩度成分の逆変換は、元の、より低いビット深度を用い得る。ＱＰ調整はスキップされ得る。

図１１に示されるように、逆量子化１１１０および逆変換１１１２は、それぞれ輝度成分Ｙ並びに彩度成分ＣｇおよびＣｏなど、残差係数に対して行われ得る。逆成分間予測１１５３が行われる前に、輝度成分および彩度成分のビット深度は、１１５０において整列され得る。ビット深度が整列された後に、残差係数に対して逆ＣＣＰ１１５３が行われ得る。残差係数は、逆色変換動作１１５５によって元の色空間に戻るように変換され得る。１１６０において、彩度成分などのスケーリングされた成分は、図１１に示されるように右ビットシフトを通じて、それらの元のビット深度に再調整および／または再スケーリングされ得る。

本明細書で述べられる技法は、任意の考えられる組み合わせに組み合わされ得る。それらはまた任意の考えられる組み合わせに組み合わされ得る。例えば組み合わされた逆ＣＣＰおよびＡＣＴ、ＣＣＰパラメータの範囲調整、輝度ＱＰ調整および彩度成分のＱＰを調整する技法は、逆ＣＣＰおよび逆色変換の両方が同じビット深度で動作するという仮定の下に構築され得る。この組み合わせにおいて逆ＣＣＰおよび逆色変換は、輝度および彩度成分のうちのより高いビット深度、例えばｍａｘ（ＢｉｔＤｅｐｔｈ_Y，ＢｉｔＤｅｐｔｈ_C）において行われ得る。

図１２は、組み合わされた逆ＣＣＰおよび逆ＡＣＴにおける例示の復号プロセスを示す。示されるように復号プロセスは、組み合わされた逆ＣＣＰおよびＡＣＴ、ＣＣＰパラメータの範囲調整、輝度ＱＰ調整および彩度成分のＱＰの調整を含み得る。置き換えおよび他の組み合わせが企図され得る。例えば図示されないがΔ_Bビットの左ビットシフトが、彩度成分に対する逆変換の出力に適用され得る。

図１２に示されるように逆量子化１２１０は、輝度成分Ｙ並びに彩度成分ＣｇおよびＣｏなど、残差係数に対してそれぞれ行われ得る。輝度ＱＰ調整および彩度成分のＱＰの調整は、逆量子化１２１０の一部として行われ得る。ΔＱ_Yは、ＹＣｇＣｏ空間における輝度成分の量子化に適用されるデルタＱＰを表し得る。これはＣＣＰパラメータの範囲調整に基づいて表８または表９を用いて導き出され得る。逆変換１２１２が残差係数に対して行われ得る。組み合わされた逆ＣＣＰおよび逆ＡＣＴ１２５４が行われ得る。残差係数は、元の色空間に戻るように変換され得る。１２６０において、彩度成分などのスケーリングされた成分は、図１２に示されるように右ビットシフトを通じて、それらの元のビット深度に再調整および／または再スケーリングされ得る。

図１３Ａは、１または複数の開示される実施形態が実施され得る、例示の通信システム１００の図である。通信システム１００は、複数の無線ユーザに音声、データ、ビデオ、メッセージング、ブロードキャスト等のコンテンツを提供する多元接続システムとすることができる。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有を通じてこのようなコンテンツにアクセスすることを可能にし得る。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）、単一キャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）等の１または複数のチャネルアクセス方式を使用することができる。

図１３Ａ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および／または１０２ｄ（これらは全体としてまたはまとめてＷＴＲＵ１０２と呼ばれ得る）、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）１０３／１０４／１０５、コアネットワーク１０６／１０７／１０９、公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）１０８、インターネット１１０および他のネットワーク１１２を含むことができるが、開示される実施形態は任意の数のＷＴＲＵ、基地局、ネットワーク、および／またはネットワーク要素を企図することが理解されるであろう。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのそれぞれは、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とすることができる。例として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されることができ、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、ページャ、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、ラップトップ、ノートブック、パーソナルコンピュータ、無線センサ、民生用電子機器などを含むことができる。

通信システム１００はまた、基地局１１４ａおよび基地局１１４ｂを含むことができる。基地局１１４ａ、１１４ｂのそれぞれは、コアネットワーク１０６／１０７／１０９、インターネット１１０および／またはネットワーク１１２などの、１または複数の通信ネットワークへのアクセスを容易にするように、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの少なくとも１つと無線でインターフェース接続するように構成された任意のタイプのデバイスとすることができる。例えば基地局１１４ａ、１１４ｂは、基地トランシーバ局（ＢＴＳ）、ノードＢ、ｅノードＢ、ホームノードＢ、ホームｅノードＢ、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、無線ルータなどとすることができる。基地局１１４ａ、１１４ｂはそれぞれ単一の要素として示されるが、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み得ることが理解されるであろう。

基地局１１４ａはＲＡＮ１０３／１０４／１０５の一部とすることができ、これはまた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、他の基地局および／またはネットワーク要素（図示せず）を含むことができる。基地局１１４ａおよび／または基地局１１４ｂは、セル（図示せず）と呼ばれ得る特定の地理的領域内で、無線信号を送信および／または受信するように構成され得る。セルはさらにセルセクタに分割され得る。例えば基地局１１４ａに関連付けられたセルは、３つのセクタに分割され得る。従って一実施形態では基地局１１４ａは、３つのトランシーバ、例えばセルの各セクタに対して１つを含むことができる。実施形態では基地局１１４ａは、多入力多出力（ＭＩＭＯ）技術を使用することができ、従ってセルの各セクタに対して複数のトランシーバを利用することができる。

基地局１１４ａ、１１４ｂは、任意の適切な無線通信リンク（例えば無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外線（ＩＲ）、紫外線（ＵＶ）、可視光など）とすることができるエアインターフェース１１５／１１６／１１７を通して、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの１または複数と通信することができる。エアインターフェース１１５／１１６／１１７は、任意の適切な無線アクセス技術（ＲＡＴ）を用いて確立され得る。

より具体的には上記のように通信システム１００は、多元接続システムとすることができ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ−ＦＤＭＡなどの１または複数のチャネルアクセス方式を使用することができる。例えばＲＡＮ１０３／１０４／１０５内の基地局１１４ａ、およびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、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、これは広帯域ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ（登録商標））を用い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。ＷＣＤＭＡは、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）および／またはＥｖｏｌｖｅｄ ＨＳＰＡ（ＨＳＰＡ＋）などの通信プロトコルを含むことができる。ＨＳＰＡは、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）および／または高速アップリンクパケットアクセス（ＨＳＵＰＡ）を含むことができる。

実施形態では基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、Ｅｖｏｌｖｅｄ 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、これはロングタームエボリューション（ＬＴＥ）および／またはＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（ＬＴＥ−Ａ）を用いて、エアインターフェース１１５／１１６／１１７を確立することができる。

他の実施形態では基地局１１４ａおよびＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、ＩＥＥＥ８０２．１６（例えば、ＷｉＭＡＸ：Worldwide Interoperability for Microwave Access）、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（登録商標））、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施することができる。

図１３Ａの基地局１１４ｂは、例えば無線ルータ、ホームノードＢ、ホームｅノードＢ、またはアクセスポイントとすることができ、事業所、ホーム、乗り物、キャンパスなどの局所的エリアにおける無線接続性を容易にするための、任意の適切なＲＡＴを利用することができる。一実施形態では基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を確立するために、ＩＥＥＥ８０２．１１などの無線技術を実施することができる。実施形態では基地局１１４ｂおよびＷＴＲＵ１０２ｃ、１０２ｄは、無線パーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）を確立するために、ＩＥＥＥ８０２．１５などの無線技術を実施することができる。他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、セルラベースのＲＡＴ（例えばＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＧＳＭ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなど）を利用することができる。図１３Ａに示されるように基地局１１４ｂは、インターネット１１０への直接接続を有することができる。従って基地局１１４ｂは、コアネットワーク１０６／１０７／１０９を経由してインターネット１１０にアクセスする必要がなくなり得る。

ＲＡＮ１０３／１０４／１０５はコアネットワーク１０６／１０７／１０９と通信することができ、これは音声、データ、アプリケーション、および／またはＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）サービスを、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの１または複数に提供するように構成された任意のタイプのネットワークとすることができる。例えばコアネットワーク１０６／１０７／１０９は、呼制御、料金請求サービス、モバイル位置ベースのサービス、プリペイドコール、インターネット接続性、ビデオ配信などをもたらすことができ、および／またはユーザ認証などの高レベルセキュリティ機能を行うことができる。図１３Ａに示されないが、ＲＡＮ１０３／１０４／１０５および／またはコアネットワーク１０６／１０７／１０９は、ＲＡＮ１０３／１０４／１０５と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを使用する他のＲＡＮと、直接または間接に通信できることが理解されるであろう。例えば、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を利用し得るＲＡＮ１０３／１０４／１０５に接続されることに加えて、コアネットワーク１０６／１０７／１０９はまた、ＧＳＭ無線技術を使用する別のＲＡＮ（図示せず）とも通信することができる。

コアネットワーク１０６／１０７／１０９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にアクセスするように、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのためのゲートウェイとして働くことができる。ＰＳＴＮ１０８は、従来型電話サービス（ＰＯＴＳ：plain old telephone service）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群におけるＴＣＰ、ＵＤＰおよびＩＰなどの共通通信プロトコルを用いる、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／または運用される有線もしくは無線通信ネットワークを含むことができる。例えばネットワーク１１２は、ＲＡＮ１０３／１０４／１０５と同じＲＡＴまたは異なるＲＡＴを使用することができる１または複数のＲＡＮに接続された、別のコアネットワークを含むことができる。

通信システム１００内のＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄのいくつかまたは全ては、マルチモード能力を含むことができ、例えばＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、異なる無線リンクを通して異なる無線ネットワークと通信するための複数のトランシーバを含むことができる。例えば図１３Ａに示されるＷＴＲＵ１０２ｃは、セルラベースの無線技術を使用し得る基地局１１４ａと、およびＩＥＥＥ８０２無線技術を使用し得る基地局１１４ｂと通信するように構成され得る。

図１３Ｂは、例示のＷＴＲＵ１０２のシステム図である。図１３Ｂに示されるようにＷＴＲＵ１０２は、プロセッサ１１８、トランシーバ１２０、送受信要素１２２、スピーカ／マイク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、ＧＰＳチップセット１３６、および他の周辺装置１３８を含むことができる。ＷＴＲＵ１０２は、実施形態と一貫性を保ちながら、上記の要素の任意のサブコンビネーションを含み得ることが理解されるであろう。また実施形態は、基地局１１４ａおよび１１４ｂ、および／または中でも非限定的にトランシーバ局（ＢＴＳ）、ノードＢ、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、ホームノードＢ、進化型ホームノードＢ（ｅノードＢ）、ホーム進化型ノードＢ（ＨｅＮＢ）、ホーム進化型ノードＢゲートウェイ、およびプロキシノードなど基地局１１４ａおよび１１４ｂが表すことができるノードは、図１３Ｂに示され本明細書で述べられる要素のいくつかまたは全てを含み得ることを企図する。

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コアに関連した１または複数のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）回路、任意の他のタイプの集積回路（ＩＣ）、状態機械などとすることができる。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任意の他の機能を行うことができる。プロセッサ１１８はトランシーバ１２０に結合されることができ、これは送受信要素１２２に結合され得る。図１３Ｂはプロセッサ１１８およびトランシーバ１２０を別個の構成要素として示すが、プロセッサ１１８およびトランシーバ１２０は、電子回路パッケージまたはチップ内に一緒に統合され得ることが理解されるであろう。

送受信要素１２２は、エアインターフェース１１５／１１６／１１７を通して、基地局（例えば基地局１１４ａ）に信号を送信し、またはそれから信号を受信するように構成され得る。例えば一実施形態では送受信要素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とすることができる。実施形態では送受信要素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エミッタ／検出器とすることができる。他の実施形態では送受信要素１２２は、ＲＦおよび光信号の両方を送信および受信するように構成され得る。送受信要素１２２は、無線信号の任意の組み合わせを送信および／または受信するように構成され得ることが理解されるであろう。

さらに図１３Ｂでは送受信要素１２２は単一の要素として示されるが、ＷＴＲＵ１０２は任意の数の送受信要素１２２を含むことができる。より具体的にはＷＴＲＵ１０２は、ＭＩＭＯ技術を使用することができる。従って一実施形態ではＷＴＲＵ１０２は、エアインターフェース１１５／１１６／１１７を通して無線信号を送信および受信するための、２つ以上の送受信要素１２２（例えば複数のアンテナ）を含むことができる。

トランシーバ１２０は、送受信要素１２２によって送信されることになる信号を変調するように、および送受信要素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することができる。従ってトランシーバ１２０は、ＷＴＲＵ１０２が例えばＵＴＲＡおよびＩＥＥＥ８０２．１１などの複数のＲＡＴによっ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むことができる。

ＷＴＲＵ１０２のプロセッサ１１８は、スピーカ／マイク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、または有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイユニット）に結合されることができ、それらからユーザ入力データを受け取ることができる。プロセッサ１１８はまた、スピーカ／マイク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ができる。さらにプロセッサ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などの任意のタイプの適切なメモリからの情報にアクセスし、それ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、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク、または任意の他のタイプのメモリ記憶デバイスを含むことができる。リムーバブルメモリ１３２は、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むことができる。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、物理的にＷＴＲＵ１０２上に位置しないメモリからの情報にアクセスし、それにデータを記憶することができる。

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対して電力を分配および／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適切なデバイスとすることができる。例えば電源１３４は、１または複数の乾電池（例えばニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル亜鉛（ＮｉＺｎ）、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）、リチウムイオン（Ｌｉイオン）など）、太陽電池、燃料電池などを含むことができる。

プロセッサ１１８はまたＧＰＳチップセット１３６に結合されることができ、これはＷＴＲＵ１０２の現在位置に関する位置情報（例えば経度および緯度）をもたらすように構成され得る。ＧＰＳチップセット１３６からの情報に加えてまたはその代わりにＷＴＲＵ１０２は、エアインターフェース１１５／１１６／１１７を通して基地局（例えば基地局１１４ａ、１１４ｂ）から位置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される信号のタイミングに基づいてその位置を決定することができる。ＷＴＲＵ１０２は、実施形態と一貫性を保ちながら、任意の適切な位置決定方法によって位置情報を取得できることが理解されるであろう。

プロセッサ１１８はさらに他の周辺装置１３８に結合されることができ、これはさらなる特徴、機能および／または有線もしくは無線接続性を提供する１または複数のソフトウェアおよび／またはハードウェアモジュールを含むことができる。例えば周辺装置１３８は、加速度計、電子コンパス、衛星トランシーバ、デジタルカメラ（写真またはビデオ用）、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、振動デバイス、テレビ送受信機、ハンズフリーヘッドセット、ブルートゥース（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などを含むことができる。

図１３Ｃは、実施形態によるＲＡＮ１０３およびコアネットワーク１０６のシステム図である。上記のようにＲＡＮ１０３は、ＵＴＲＡ無線技術を使用して、エアインターフェース１１５を通してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信することができる。ＲＡＮ１０３はまた、コアネットワーク１０６と通信することができる。図１３Ｃに示されるようにＲＡＮ１０３は、ノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃを含むことができ、これらはそれぞれ、エアインターフェース１１５を通してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するための１または複数のトランシーバを含むことができる。ノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃはそれぞれ、ＲＡＮ１０３内の特定のセル（図示せず）に関連付けられ得る。ＲＡＮ１０３はまた、ＲＮＣ１４２ａ、１４２ｂを含むことができる。ＲＡＮ１０３は、実施形態と一貫性を保ちながら、任意の数のノードＢおよびＲＮＣを含み得ることが理解されるであろう。

図１３Ｃに示されるようにノードＢ１４０ａ、１４０ｂは、ＲＮＣ１４２ａと通信することができる。さらにノードＢ１４０ｃは、ＲＮＣ１４２ｂと通信することができる。ノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは、Ｉｕｂインターフェースを経由して、それぞれＲＮＣ１４２ａ、１４２ｂと通信することができる。ＲＮＣ１４２ａ、１４２ｂは、Ｉｕｒインターフェースを経由して互いに通信することができる。ＲＮＣ１４２ａ、１４２ｂのそれぞれは、それが接続されるそれぞれのノードＢ１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃを制御するように構成され得る。さらにＲＮＣ１４２ａ、１４２ｂのそれぞれは、アウターループ電力制御、負荷制御、アドミッション制御、パケットスケジューリング、ハンドオーバ制御、マクロダイバーシティ、セキュリティ機能、データ暗号化などの他の機能を、実行またはサポートするように構成され得る。

図１３Ｃに示されるコアネットワーク１０６は、メディアゲートウェイ（ＭＧＷ）１４４、モバイルスイッチングセンタ（ＭＳＣ）１４６、サービングＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）１４８および／またはゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）１５０を含むことができる。上記の要素のそれぞれはコアネットワーク１０６の一部として示されるが、これらの要素のいずれの１つも、コアネットワークオペレータ以外のエンティティによって所有および／または運用され得ることが理解されるであろう。

ＲＡＮ１０３内のＲＮＣ１４２ａは、ＩｕＣＳインターフェースを経由してコアネットワーク１０６内のＭＳＣ１４６に接続され得る。ＭＳＣ１４６は、ＭＧＷ１４４に接続され得る。ＭＳＣ１４６およびＭＧＷ１４４は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと従来型の陸線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に提供することができる。

ＲＡＮ１０３内のＲＮＣ１４２ａはまた、ＩｕＰＳインターフェースを経由してコアネットワーク１０６内のＳＧＳＮ１４８に接続され得る。ＳＧＳＮ１４８は、ＧＧＳＮ１５０に接続され得る。ＳＧＳＮ１４８およびＧＧＳＮ１５０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にもたらすことができる。

上記のようにコアネットワーク１０６はまた、ネットワーク１１２に接続されることができ、これは他のサービスプロバイダによって所有および／または運用される他の有線もしくは無線ネットワークを含むことができる。

図１３Ｄは、実施形態によるＲＡＮ１０４およびコアネットワーク１０７のシステム図である。上記のようにＲＡＮ１０４は、Ｅ−ＵＴＲＡ無線技術を使用して、エアインターフェース１１６を通してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信することができる。ＲＡＮ１０４はまた、コアネットワーク１０７と通信することができる。

ＲＡＮ１０４はｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃを含むことができるが、ＲＡＮ１０４は、実施形態と一貫性を保ちながら、任意の数のｅノードＢを含み得ることが理解されるであろう。ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃはそれぞれ、エアインターフェース１１６を通してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するための１または複数のトランシーバを含むことができる。一実施形態ではｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃは、ＭＩＭＯ技術を実施することができる。従って例えばｅノードＢ１６０ａは、複数のアンテナを用いてＷＴＲＵ１０２ａに無線信号を送信し、それから無線信号を受信することができる。

ｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃのそれぞれは、特定のセル（図示せず）に関連付けられることができ、無線リソース管理決定、ハンドオーバ決定、アップリンクおよび／またはダウンリンクにおけるユーザのスケジューリングなどを取り扱うように構成され得る。図１３Ｄ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通して互いに通信することができる。

図１３Ｄに示されるコアネットワーク１０７は、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）１６２、サービングゲートウェイ１６４およびパケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ１６６を含むことができる。上記の要素のそれぞれはコアネットワーク１０７の一部として示されるが、これらの要素のいずれの１つも、コアネットワークオペレータ以外のエンティティによって所有および／または運用され得ることが理解されるであろう。

ＭＭＥ１６２は、Ｓ１インターフェースを経由してＲＡＮ１０４内のｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃのそれぞれに接続されることができ、制御ノードとして働くことができる。例えばＭＭＥ１６２は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの初期アタッチ時に、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのユーザを認証すること、ベアラ活動化／非活動化、特定のサービングゲートウェイを選択すること等に対して責任をもち得る。ＭＭＥ１６２はまた、ＲＡＮ１０４と、ＧＳＭまたはＷＣＤＭＡなどの他の無線技術を使用する他のＲＡＮ（図示せず）との間で切り換えるための、制御プレーン機能をもたらすことができる。

サービングゲートウェイ１６４は、Ｓ１インターフェースを経由してＲＡＮ１０４内のｅノードＢ１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃのそれぞれに接続され得る。サービングゲートウェイ１６４は一般に、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃへのまたはそれらからのユーザデータパケットを、経路指定および転送することができる。サービングゲートウェイ１６４はまた、ｅノードＢ間ハンドオーバ時にユーザプレーンをアンカリングすること、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのためのダウンリンクデータが使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行うことができる。

サービングゲートウェイ１６４はまた、ＰＤＮゲートウェイ１６６に接続されることができ、これは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にもたらすことができる。

コアネットワーク１０７は、他のネットワークとの通信を容易にすることができる。例えばコアネットワーク１０７は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと従来型の陸線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に提供することができる。例えばコアネットワーク１０７は、コアネットワーク１０７とＰＳＴＮ１０８との間のインターフェースとして働く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。さらにコアネットワーク１０７は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにネットワーク１１２へのアクセスをもたらすことができ、これは他のサービスプロバイダによって所有および／または運用される他の有線もしくは無線ネットワークを含むことができる。

図１３Ｅは、実施形態によるＲＡＮ１０５およびコアネットワーク１０９のシステム図である。ＲＡＮ１０５は、ＩＥＥＥ８０２．１６無線技術を使用して、エアインターフェース１１７を通してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するアクセスサービスネットワーク（ＡＳＮ）とすることができる。以下でさらに論じられるように、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、ＲＡＮ１０５、およびコアネットワーク１０９の異なる機能エンティティ間の通信リンクは、基準点として定義され得る。

図１３Ｅに示されるようにＲＡＮ１０５は、基地局１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃ、およびＡＳＮゲートウェイ１８２を含むことができるが、ＲＡＮ１０５は実施形態と一貫性を保ちながら、任意の数の基地局およびＡＳＮゲートウェイを含み得ることが理解されるであろう。基地局１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃはそれぞれＲＡＮ１０５内の特定のセル（図示せず）に関連付けられることができ、それぞれエアインターフェース１１７を通してＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと通信するための１または複数のトランシーバを含むことができる。一実施形態では基地局１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃは、ＭＩＭＯ技術を実施することができる。従って例えば基地局１８０ａは、複数のアンテナを用いてＷＴＲＵ１０２ａに無線信号を送信し、それから無線信号を受信することができる。基地局１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃはまた、ハンドオフトリガリング、トンネル確立、無線リソース管理、トラフィック分類、サービス品質（ＱｏＳ）ポリシー実施などの、モビリティ管理機能を提供することができる。ＡＳＮゲートウェイ１８２は、トラフィック集約ポイントとして働くことができ、ページング、加入者プロファイルのキャッシング、コアネットワーク１０９への経路指定などに対して責任をもち得る。

ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとＲＡＮ１０５との間のエアインターフェース１１７は、ＩＥＥＥ８０２．１６仕様を実施するＲ１基準点として定義され得る。さらにＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのそれぞれは、コアネットワーク１０９との論理インターフェース（図示せず）を確立することができる。ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとコアネットワーク１０９との間の論理インターフェースは、Ｒ２基準点として定義されることができ、これは認証、承認、ＩＰホスト構成管理および／またはモビリティ管理のために用いられ得る。

基地局１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃのそれぞれの間の通信リンクは、基地局間のＷＴＲＵハンドオーバおよびデータの転送を容易にするためのプロトコルを含むＲ８基準点として定義され得る。基地局１８０ａ、１８０ｂ、１８０ｃとＡＳＮゲートウェイ１８２との間の通信リンクは、Ｒ６基準点として定義され得る。Ｒ６基準点は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのそれぞれに関連付けられたモビリティイベントに基づくモビリティ管理を容易にするためのプロトコルを含むことができる。

図１３Ｅに示されるようにＲＡＮ１０５は、コアネットワーク１０９に接続され得る。ＲＡＮ１０５とコアネットワーク１０９との間の通信リンクは、例えばデータ転送およびモビリティ管理能力を容易にするためのプロトコルを含むＲ３基準点として定義され得る。コアネットワーク１０９は、モバイルＩＰホームエージェント（ＭＩＰ−ＨＡ）１８４、認証、承認、アカウンティング（ＡＡＡ）サーバ１８６、およびゲートウェイ１８８を含むことができる。上記の要素のそれぞれはコアネットワーク１０９の一部として示されるが、これらの要素のいずれの１つも、コアネットワークオペレータ以外のエンティティによって所有および／または運用され得ることが理解されるであろう。

ＭＩＰ−ＨＡは、ＩＰアドレス管理に対して責任を持つことができ、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが、異なるＡＳＮおよび／または異なるコアネットワークの間でローミングすることを可能にし得る。ＭＩＰ−ＨＡ１８４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に提供することができる。ＡＡＡサーバ１８６は、ユーザ認証に対して、およびユーザサービスをサポートすることに対して責任をもち得る。ゲートウェイ１８８は、他のネットワークとの相互動作を容易にする。例えばゲートウェイ１８８は、ＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと従来型の陸線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に提供することができる。さらにゲートウェイ１８８はＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにネットワーク１１２へのアクセスを提供することができ、これは他のサービスプロバイダによって所有および／または運用される他の有線もしくは無線ネットワークを含むことができる。

図１３Ｅに示されないが、ＲＡＮ１０５は他のＡＳＮに接続されることができ、コアネットワーク１０９は他のコアネットワークに接続され得ることが理解されるであろう。ＲＡＮ１０５と他のＡＳＮとの間の通信リンクは、Ｒ４基準点として定義されることができ、これはＲＡＮ１０５と他のＡＳＮとの間のＷＴＲＵ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのモビリティを調整するためのプロトコルを含むことができる。コアネットワーク１０９と他のコアネットワークとの間の通信リンクは、Ｒ５基準点として定義されることができ、これはホームコアネットワークと訪問先のコアネットワークとの間の相互動作を容易にするためのプロトコルを含むことができる。

特徴および要素は上記では特定の組み合わせにおいて述べられたが、当業者は、各特徴または要素は単独で、または他の特徴および要素との任意の組み合わせにおいて用いられ得ることを理解するであろう。さらに本明細書で述べられた方法は、コンピュータまたはプロセッサによる実行のためにコンピュータ可読媒体に組み込まれた、コンピュータプログラム、ソフトウェア、またはファームウェアにおいて実施され得る。コンピュータ可読媒体の例は、電子信号（有線または無線接続を通して送信される）、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、ＲＯＭ、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、並びに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が、それらに限定されない。ＷＴＲＵ、ＵＥ、端末装置、基地局、ＲＮＣ、または任意のホストコンピュータにおける使用のための無線周波数トランシーバを実施するように、ソフトウェアに関連してプロセッサが用いられ得る。

Claims (10)

1. 元の輝度成分のビット深度を有する輝度成分、元の彩度成分のビット深度を有する第１の彩度成分および第２の彩度成分を備えるビデオビットストリームを受信し、
   前記輝度成分、前記第１の彩度成分、および前記第２の彩度成分が整列されたビット深度を有するように、前記輝度成分、前記第１の彩度成分、および前記第２の彩度成分にビット深度整列を実行し、
   前記整列されたビット深度を有する前記輝度成分、前記第１の彩度成分、および前記第２の彩度成分に基づいて、逆色変換を実行し、
   前記逆色変換の後、色成分を前記元の彩度成分のビット深度または前記元の輝度成分のビット深度に戻す
   ように構成されるプロセッサを備えた、ビデオ復号デバイス。
2. 前記整列されたビット深度は、前記元の輝度成分のビット深度および前記元の彩度成分のビット深度の間でより高いビット深度であり、前記プロセッサは、より低い元のビット深度を有する成分をスケーリングして、前記整列されたビット深度に一致させるようにさらに構成される、請求項１のビデオ復号デバイス。
3. 前記プロセッサは、
   前記元の輝度成分のビット深度および前記元の彩度成分のビット深度の間のビット深度差異を決定し、
   より低い元のビット深度を有する成分の係数を前記ビット深度差異だけ左シフトする
   ようにさらに構成される、請求項１のビデオ復号デバイス。
4. 前記プロセッサは、
   前記逆色変換の後、前記色成分の前記係数を前記ビット深度差異だけ右シフトするようにさらに構成される、請求項３のビデオ復号デバイス。
5. 前記輝度成分、前記第１の彩度成分、および前記第２の彩度成分は、残差変換ブロックに関連付けられる、請求項１のビデオ復号デバイス。
6. 元の輝度成分のビット深度を有する輝度成分、元の彩度成分のビット深度を有する第１の彩度成分および第２の彩度成分を備えるビデオビットストリームを受信することと、
   前記輝度成分、前記第１の彩度成分、および前記第２の彩度成分が整列されたビット深度を有するように、前記輝度成分、前記第１の彩度成分、および前記第２の彩度成分にビット深度整列を実行することと、
   前記整列されたビット深度を有する前記輝度成分、前記第１の彩度成分、および前記第２の彩度成分に基づいて、逆色変換を実行することと、
   前記逆色変換の後、色成分を前記元の彩度成分のビット深度または前記元の輝度成分のビット深度に戻すことと
   を含む、ビデオ復号方法。
7. 前記整列されたビット深度は、前記元の輝度成分のビット深度および前記元の彩度成分のビット深度の間でより高いビット深度であり、前記方法は、より低い元のビット深度を有する成分をスケーリングして、前記整列されたビット深度に一致させることをさらに含む、請求項６のビデオ復号方法。
8. 前記元の輝度成分のビット深度および前記元の彩度成分のビット深度の間のビット深度差異を決定することと、
   より低い元のビット深度を有する成分の係数を前記ビット深度差異だけ左シフトすることと
   をさらに含む、請求項６のビデオ復号方法。
9. 前記色成分の前記係数は、前記ビット深度差異だけ右シフトされる、請求項８のビデオ復号方法。
10. 前記輝度成分、前記第１の彩度成分、および前記第２の彩度成分は、残差変換ブロックに関連付けられる、請求項６のビデオ復号方法。