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KR101884408B1 - 3차원 기반 컬러 매핑에서의 모델 파라미터 최적화를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

3차원 기반 컬러 매핑에서의 모델 파라미터 최적화를 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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KR101884408B1
KR101884408B1 KR1020177001559A KR20177001559A KR101884408B1 KR 101884408 B1 KR101884408 B1 KR 101884408B1 KR 1020177001559 A KR1020177001559 A KR 1020177001559A KR 20177001559 A KR20177001559 A KR 20177001559A KR 101884408 B1 KR101884408 B1 KR 101884408B1
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Abstract

LUT 파라미터들의 적응적 컬러 공간 변환 및 적응적 엔트로피 인코딩을 수행하기 위한 시스템, 방법, 및 디바이스가 개시된다. 비디오 비트스트림이 수신될 수도 있고 제 1 플래그가 비디오 비트스트림에 기초하여 결정될 수도 있다. 잔차는 제 1 플래그에 응답하여 제 1 컬러 공간에서부터 제 2 컬러 공간으로 변환될 수도 있다. 잔차는 잔차의 최대 유효 비트들 및 최소 유효 비트들에 의해 분리된 두 개의 부분들로 코딩될 수도 있다. 잔차는 또한 그것의 절대 값에 기초하여 코딩될 수도 있다.

Description

3차원 기반 컬러 매핑에서의 모델 파라미터 최적화를 위한 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR MODEL PARAMETER OPTIMIZATION IN THREE DIMENSIONAL BASED COLOR MAPPING}
<관련 출원들에 대한 상호참조>
본 출원은 2014년 6월 19일자로 출원된 미국 특허 가출원 일련번호 제62/014,610호와, 2014년 6월 26일자로 특허 가출원 일련번호 제62/017,743호를 우선권 주장하며, 이들 각각은 발명의 명칭이 "SYSTEMS AND METHODS FOR MODEL PARAMETER OPTIMIZATION IN THREE DIMENSIONAL BASED COLOR MAPPING"이고 이들 각각은 그 전부가 참조로 본 명세서에 포함된다.
<배경기술>
근년에, 무선 기술들은 더 높은 데이터 스루풋 레이트와 낮은 레이턴시를 요구하고 있다. 이 요구를 추진시키는 하나의 공통 애플리케이션이 모바일 디바이스들(또한 "사용자 장비(User Equipment)" 또는 단순히 "UE"라고 지칭됨) 상의 비디오 렌더링이다. 캐리어 집성(carrier aggregation) 및 멀티-RAT(Radio Access Technology) 능력들이, 이러한 애플리케이션들과 대량의 데이터를 사용하는 다른 서비스들에 의해 요구되는 더 높은 데이터 레이트들에 대한 필요를 해결하는데 도움이 되기 위해 도입되었다. 캐리어 집성은 오퍼레이터들이 그들의 데이터 트래픽의 일부를 (예컨대, 보조 성분 캐리어들 상에서 송신되는) 이차 셀들에게 오프로드하는 것을 허용할 수도 있다. 멀티-RAT 기술들의 사용, 이를테면 RAT 집성은, 다수의 RAT들을 통한 수신 및/또는 송신을, 예컨대, 동시에 허용할 수도 있다. 함께 사용될 수도 있는 이러한 RAT들은 광대역 코드 분할 다중 접속(Wideband Code Division Multiple Access, WCDMA)과 함께 사용되는 장기 진화(Long Term Evolution, LTE), WiFi와 함께 사용되는 LTE 등을 포함할 수도 있다. 이러한 집성 접근법들에서 진화형 노드 B(eNB)와 UE가 다수의 병렬 경로들을 통해 통신할 수도 있다.
다양한 디지털 비디오 압축 기술들이 효율적인 디지털 비디오 통신, 분배, 및 소비를 지원하기 위해 개발되고 있다. 널리 전개된 표준들은 H.261, H.263, 및 H.264와 같은 국제 전기통신 연합(International Telecommunication Union, ITU) 코딩 표준들, 뿐만 아니라 MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 파트2, 및 MPEG-4 파트10 고급 비디오 코딩(Advanced Video Coding, AVC)과 같은 다른 표준들을 포함한다. 다른 비디오 코딩 표준인 고효율 비디오 코딩(High Efficiency Video Coding, HEVC)이, ITU-T 비디오 코딩 전문가들 그룹(Video Coding Experts Group, VCEG)과 국제 표준화 기구/국제 전기 표준 회의(International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission, ISO/IEC) 동화상 전문가 그룹(Moving Picture Experts Group, MPEG)에 의해 개발되었다. HEVC 표준은 H.264 및 MPEG-4 파트10 AVC를 사용하여 가능한 것보다 두 배의 압축 효율을 성취할 수도 있다. 따라서, 대역폭 활용의 측면에서, HEVC는 H.264 또는 MPEG-4 파트10 AVC의 절반의 비트 레이트를 요구하는 반면, 동일한 또는 유사한 비디오 품질을 제공한다.
모바일 디바이스들, 이를테면 스마트폰들, 테블릿들 등의 사용이 증가함에 따라, 무선 네트워크들을 통한 비디오 콘텐츠 및 서비스들에 대한 상응하는 요구도 증가하고 있다. 따라서, 컴퓨팅 파워, 메모리, 스토리지 사이즈, 디스플레이 해상도, 디스플레이 프레임 레이트, 디스플레이 색재현율(color gamut) 등의 측면에서 폭넓게 변하는 능력들의 모바일 디바이스들은 오늘날의 모바일 디바이스 시장에서 성공적으로 비디오 소비를 수용할 것으로 예상될 것이다. 비슷하게, 이러한 디바이스들이 통신하는 무선 네트워크는 비디오 서비스들과 다른 대역폭 집약적 서비스들 및 애플리케이션들을 수용할 것이 또한 예상될 것이다.
비디오 디코딩에서의 사용을 위한 3차원 룩업 테이블 파라미터들을 디코딩하는 시스템, 방법, 및 디바이스가 개시된다. 일 실시형태에서, 방법, 시스템, 및 디바이스는 델타 값, 예측 잔차 값의 최대 유효 비트(most significant bit)들, 및 예측 잔차 값의 최소 유효 비트(least significant bit)들을 수신함으로써 비디오 디코딩에서의 사용을 위한 3차원 룩업 테이블 파라미터들을 디코딩하도록 구현될 수도 있다. 예측 잔차 값은 델타 값에 기초하여 고정-길이 코딩된 최소 유효 비트들의 양을 나타내는 제 1 값을 결정하며, 제 1 값에 기초하여 예측 잔차 값의 최소 유효 비트들을 결정하고, 예측 잔차 값의 최대 유효 비트들 및 예측 잔차 값의 최소 유효 비트들을 사용하여 예측 잔차 값을 어셈블링함으로써 생성될 수도 있다. 예측 잔차 값은 Y 컬러 성분, U 컬러 성분, 또는 V 컬러 성분 중 하나에 연관될 수도 있다. 예측 잔차 값의 부호가 예측 잔차 값을 어셈블링하기 위해 수신 및 사용될 수도 있다. 예측 잔차 값을 어셈블링하는 것은 예측 잔차 값의 최대 유효 비트들을 제 1 값만큼 좌측 비트 시프트하는 것, 예측 잔차 값에 예측 잔차 값의 최소 유효 비트들을 가산하는 것, 및/또는 예측 잔차 값에 예측 잔차 값의 부호를 적용하는 것을 포함할 수도 있다. 예측 잔차 값은 컬러 성분, 3차원 룩업 테이블 파라미터, 및 3차원 룩업 테이블 옥탄트(octant) 중 적어도 하나에 연관될 수도 있다.
비디오 인코딩에서의 사용을 위한 3차원 룩업 테이블 파라미터들을 인코딩하는 시스템, 방법, 및 디바이스가 또한 개시된다. 일 실시형태에서, 방법, 시스템, 및 디바이스는, 예측 잔차 값을 결정하며, 예측 잔차 값의 최소 유효 비트들의 양에 기초하여 델타 값을 결정하고, 델타 값을 인코딩함으로써 비디오 인코딩에서의 사용을 위한 3차원 룩업 테이블 파라미터들을 코딩하도록 구현될 수도 있다. 예측 잔차 값의 최대 유효 비트들 및/또는 최소 유효 비트들은 델타 값에 기초하여 인코딩될 수도 있다. 델타 값을 결정하는 것은 3차원 룩업 테이블 데이터를 결정하는 것 그리고/또는 3차원 룩업 테이블 데이터에 기초하여 델타 값을 결정하는 것을 포함할 수도 있다. 델타 값을 결정하는 것은 제 1 델타 값에 기초하여 3차원 룩업 테이블 데이터를 코딩하는데 요구되는 제 1 비트량을 결정하는 것, 제 2 델타 값에 기초하여 3차원 룩업 테이블 데이터를 코딩하는데 요구되는 제 2 비트량을 결정하는 것, 및 제 1 비트량 및 제 2 비트량에 기초하여 제 1 델타 값 및 제 2 델타 값 중 하나를 델타 값으로서 선택하는 것을 또한 포함할 수도 있다. 제 1 델타 값 및 제 2 델타 값 중 하나를 선택하는 것은 제 1 비트량이 제 2 비트량보다 더 작은지 또는 제 2 비트량이 제 1 비트량보다 더 작은지에 기초할 수도 있다. 델타 값에 기초하여 3차원 룩업 테이블 데이터를 코딩하는데 요구되는 비트들의 양을 결정하는 것은 3차원 룩업 테이블의 하나의 옥탄트에 대한 모델 파라미터들을 코딩하는데 요구되는 비트들의 양을 합산하는 것을 포함할 수도 있다. 예측 잔차 값의 부호가 또한 인코딩될 수도 있다. 개시된 요지의 이들 및 다른 양태들은 아래에서 언급된다.
도 1은 개시된 실시형태들을 구현하기 위한 예시적인 시스템을 도시한다.
도 2는 개시된 실시형태들을 구현하기 위한 예시적인 시스템을 도시한다.
도 3은 CIE 컬러 정의에서 HDTV 및 UHDTV를 비교하는 예시적인 그래프를 도시한다.
도 4a는 예시적인 이미지를 도시한다.
도 4b는 다른 예시적인 이미지를 도시한다.
도 5는 개시된 실시형태들을 구현하기 위한 예시적인 시스템을 도시한다.
도 6은 일 실시형태에 따른 일 예의 3D LUT-기반 매핑을 도시한다.
도 7은 일 실시형태에 따른 일 예의 3D LUT-기반 매핑을 도시한다.
도 8은 일 실시형태에 따른 일 예의 예측 구조를 도시한다.
도 9는 일 실시형태에 따른 다른 예의 예측 구조를 도시한다.
도 10은 개시된 실시형태들을 구현하는 일 예의 방법을 도시한다.
도 11a는 개시된 요지가 구현될 수도 있는 예시적인 통신 시스템의 시스템도이다.
도 11b는 도 11a에 예시된 통신 시스템 내에서 사용될 수도 있는 예시적인 무선 송수신 유닛(wireless transmit/receive unit, WTRU)의 시스템도이다.
도 11c는 도 11a에 예시된 통신 시스템 내에서 사용될 수도 있는 예시적인 무선 액세스 네트워크 및 예시적인 코어 네트워크의 시스템도이다.
도 11d는 도 11a에 예시된 통신 시스템 내에서 사용될 수도 있는 다른 예시적인 무선 액세스 네트워크 및 예시적인 코어 네트워크의 시스템도이다.
도 11e는 도 11a에 예시된 통신 시스템 내에서 사용될 수도 있는 다른 예시적인 무선 액세스 네트워크 및 예시적인 코어 네트워크의 시스템도이다.
구체적인 예들의 상세한 설명이 다양한 도면들을 참조하여 이제 설명될 것이다. 비록 이 설명이 가능한 구현예들의 상세한 예를 제공하지만, 세부사항들은 예시적인 것으로만 의도되었고 본 출원의 범위를 제한하는 방식으로는 아니라는 것에 주의해야 한다.
다양한 디지털 비디오 압축 기술들이 효율적인 디지털 비디오 통신, 분배, 및 소비를 가능하게 하는데 사용될 수도 있다. 이러한 효율적인 디지털 비디오 통신, 분배, 및 소비를 가능하게 하는데 사용될 수도 있는 표준들의 예들은 ISO/IEC 및/또는 ITU-T, 이를테면 H.261, MPEG-1, MPEG-2, H.263, MPEG-4 파트2, 및 H.264/MPEG-4 파트10 AVC에 의해 개발된 것들을 포함할 수도 있다. HEVC는 이러한 표준의 다른 예이다. HEVC의 버전들은 ITU-T VCEG 및 ISO/IEC MPEG에 의해 공동으로 표준화되었다. 본원에서 언급된 바와 같이, HEVC 표준들은 H.264/AVC로 성취 가능할 수도 있는 압축 효율의 두 배의 압축 효율을 성취할 수도 있다.
디지털 비디오 서비스들은 위성, 케이블, 및/또는 지상 브로드캐스팅 채널들을 통해 TV 서비스들을 사용하여 제공될 수도 있다. 모바일 디바이스들 상의 인터넷이 분해능, 메모리, 스토리지, 및 컴퓨테이션 역량에서의 증가된 능력들을 갖는 스마트폰들 및 테블릿들의 최근의 성장으로 더욱 일반적이 됨에 따라, 더 많은 수의 비디오 애플리케이션들(예컨대, 비디오 채팅, 모바일 비디오 기록 및 공유, 그리고 비디오 스트리밍)이 더욱 일반적이 될 수도 있고 이종 환경들(즉, 변하는 능력들의 디바이스들을 포함할 수도 있는 환경들)에서의 비디오 송신을 요구할 수도 있다. 이러한 시나리오들에서의 디바이스들은 3-스크린 또는 N-스크린 디바이스들이라고 지칭될 수도 있고 컴퓨팅 파워, 메모리/스토리지 사이즈, 디스플레이 해상도, 디스플레이 프레임 레이트, 디스플레이 색재현율 등의 측면에서 다양한 유형들 및 능력들을 가질 수도 있다. 이러한 디바이스들의 예들은 PC들, 스마트 폰들, 테블릿들, TV들 등을 포함할 수도 있다. 이러한 디바이스들은 사용자들을 만족시키기 위해 인터넷을 통한 비디오 소비를 수용할 수도 있다.
비디오 소비를 용이하게 할 수도 있는 네트워크 및 송신 채널들은, 예를 들어 패킷 손실 레이트, 이용가능 채널 대역폭, 버스트 에러 레이트(burst error rate) 등의 측면에서, 폭넓게 가변하는 특성들을 가질 수도 있다. 비디오 콘텐츠 트래픽이 유선 네트워크들 및 무선 네트워크들의 조합을 통해 송신될 수도 있기 때문에, 기초가 되는 송신 채널 특성들은 복잡해질 수도 있다. 이러한 시나리오들에서, 스케일러블 비디오 코딩(scalable video coding) 기술들은 이종 네트워크들에 걸쳐 상이한 능력들을 갖는 디바이스들 상에서 실행중인 비디오 애플리케이션들에 대한 경험의 질을 개선시킬 수도 있는 매력적인 해법을 제공할 수도 있다. 스케일러블 비디오 코딩은 신호를 그것의 최상의 표현(시간적 분해능, 공간적 분해능, 품질 등)으로 한번 인코딩할 수도 있고 그리고/또는, 주어진 애플리케이션에 의해 그리고/또는 주어진 클라이언트 디바이스에 의해 요청된 특정 레이트 및/또는 표현에 의존하여 일부 실시형태들에서, 하나 이상의 비디오 스트림(들)의 서브세트들로부터의 디코딩을 가능하게 할 수도 있다. 스케일러블 비디오 코딩은 비-스케일러블 해법들에 비해 대역폭 및/또는 스토리지를 절약할 수도 있다. 국제 비디오 표준들인 MPEG-2 비디오, H.263, MPEG4 비주얼, 및 H.264는 확장성의 적어도 일부 모드들을 지원하는 도구들 및/또는 프로파일들을 각각 가질 수도 있다.
도 1은 블록-기반 하이브리드 스케일러블 비디오 인코딩 시스템을 나타낼 수도 있는 예시적인 시스템(1000)을 도시하는 블록도이다. 계층 1(1071)(예컨대, 기본 계층)에 의해 표현되는 공간적/시간적 신호 분해능은 입력 비디오 신호(1081)를 다운-샘플링(1031)하고 그것을 계층 1 인코더(1001)에 제공함으로써 먼저 생성될 수도 있다. 양자화기 설정 Q(1061)가 기본 계층 신호의 특정한 품질 레벨을 제공하도록 인코더(1001)를 구성하기 위해 인코더(1001)에 제공될 수도 있다. 계층 1(1071) 인코딩된 신호는 복원된 비디오 신호(1091)를 생성할 수도 있는 계층 1 디코더(1021)에 제공될 수도 있다. 계층 1 디코더(1021)는 인코딩된 계층 1 신호를 디코딩하기 위한 품질 레벨을 특정하는 양자화기 설정(1064)으로 구성될 수도 있다.
기본 계층 복원된 비디오 신호(1091)는 더 높은 계층 분해능 레벨들의 일부 또는 전부의 근사치(approximation)일 수도 있다. 복원된 비디오 신호(1091)는, 예를 들어 후속하는 더 높은 계층들을 더 효율적으로 인코딩하기 위해, 후속 계층들의 인코딩 및/또는 디코딩에서 이용될 수도 있다. 업샘플링 유닛(1043)이 기본 계층 복원된 신호(1091)의 업샘플링을 계층 2(1072)의 분해능으로 수행하고 이러한 업샘플링된 신호를 계층 2 디코더(1022)에 의해 디코딩된 계층 2(1072) 디코딩된 신호에의 가산(1054)을 위해 제공할 수도 있다. 계층 2 디코더(1022)는 인코딩된 계층 2 신호를 디코딩하기 위한 품질 레벨을 특정하는 양자화기 설정(1065)으로 구성될 수도 있다. 유사한 업샘플링 및 신호 가산이 계층 N 인코더(1003)에 의해 생성된 계층 N(1073) 인코딩된 신호로부터 복원된 비디오 신호(1093)를 생성하기 위해, 예를 들어 신호 가산(1055), 업샘플링(1044), 및 계층 N 디코더(1023)를 사용하여, 일부 또는 전체 계층들(예컨대, 계층들 1, 2, ..., N) 전체에 걸쳐 수행될 수도 있다. 계층 N 디코더(1023)는 계층 N(1073) 신호를 디코딩하기 위한 신호 품질을 특정하는 양자화기 설정 Q(1066)로 구성될 수도 있다. 다운샘플링 및 업샘플링 비율들이 가변할 수도 있고 두 개의 주어진 계층들 간의 확장성의 치수에 관련될 수도 있다는 것에 주의한다.
도 1의 시스템(1000)에서, 임의의 주어진 더 높은 계층 n(예컨대, 계층 2 ≤ n ≤ N)에 대해, 차분 신호가 현재 계층 n 신호로부터 업샘플링된 더 낮은 계층 신호(예컨대, 계층 n-1 신호)를 감산함으로써 생성될 수도 있고 그 차이 신호는 인코딩될 수도 있다. 두 개의 계층들, 예컨대, n1 및 n2에 의해 표현되는 비디오 신호들이, 동일한 공간적 분해능을 갖는다면, 대응하는 다운샘플링 및 업샘플링 동작들은 바이패스될 수도 있다. 임의의 주어진 계층 n(예컨대, 1≤n≤N인 경우) 또는 복수의 계층들이 더 높은 계층들로부터의 임의의 디코딩된 정보를 사용하는 일 없이 디코딩될 수도 있다. 예를 들어, 계층 1 인코더(1001) 출력은 계층 1 디코더(1011)에 의해 디코딩되며, 업샘플링되고(1041), 감산 전에 다운샘플링(1032)될 수도 있는 비디오 신호(1081)로부터 감산(1051)될 수도 있다. 마찬가지로, 계층 2 인코더(1002) 출력은 계층 2 디코더(1012)에 의해 디코딩되며, 업샘플링(1041)에 의해 생성된 신호에 가산(1052)되며, 업샘플링(1042)되고 계층 N 인코더(1003)에서 생성된 계층 N(1073) 인코딩된 신호로 인코딩되기 전에 더 높은 계층 N에서의 비디오 신호로부터 감산(1053)될 수도 있다. 인코더들(1002 및 1003)은 신호를 인코딩하기 위한 품질 레벨을 결정하기 위해 양자화기 설정들 Q(1062 및 1063)을 각각 사용할 수도 있다는 것에 주의한다. 본 명세서에서 고려되는 임의의 다른 인코더들 및 디코더들은 임의의 입력, 설정, 또는 신호를 인코딩 및/또는 디코딩하기 위한 품질 레벨을 결정하는 신호를 또한 사용할 수도 있고 모든 이러한 실시형태들은 본 개시물의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
예를 들어 도 1의 시스템(1000)에서 도시된 바와 같이, 기본 계층을 제외한 모든 계층들에 대해 잔차 신호(예컨대, 두 개의 계층들 간의 차이 신호)의 코딩에 의존하는 것은, 잔차 신호의 코딩 동안 수행될 수도 있는 자신의 동적 범위 및 추가적인 양자화를 제한하는 그런 잔차 신호의 양자화 및 규격화로 인한 시각적 아티팩트들을 야기할 수도 있다. 더 높은 계층 인코더들 중 하나 이상은 인코딩 모드로서 모션 추정 및/또는 모션 보상 예측을 채택할 수도 있다. 잔차 신호에서의 모션 추정과 모션 보상은 기존의 모션 추정과는 상이할 수도 있고 시각적 아티팩트들의 경향이 있을 수도 있다. 이러한 시각적 아티팩트들을 최소화하려면, 자신의 동적 범위와 잔차의 코딩 동안 수행되는 추가적인 양자화를 제한하기 위해 잔차 신호를 양자화하는 것과 정규화하는 것 간의 공동 양자화뿐만 아니라 더욱 복잡한 잔차 양자화가 사용될 수도 있다.
스케일러블 비디오 코딩(SVC)에서는 부분적 비트 스트림들의 레이트에 대해 상대적으로 높은 복원 품질을 유지하면서도 더 낮은 시간적 및/또는 공간적 분해능 및/또는 감소된 충실도를 비디오 서비스에 제공하기 위해 부분적 비트 스트림들의 송신 및 디코딩을 가능하게 할 수도 있는 ITU-T 표준 H.264 및 ISO/IEC/MPEG-4 파트10의 확장이 고려될 수도 있다. 단일 루프 디코딩이라고 지칭되는 SVC의 특징이, 디코딩되고 있는 계층에서 하나의 모션 보상 루프를 수립(set up)할 수도 있는 그리고 하나 이상의 다른 더 낮은 계층들에서 하나 이상의 모션 보상 루프를 수립하지 않을 수도 있는 SVC 디코더와 관련 있을 수도 있다. 예를 들어, 비트스트림이 두 개의 계층들, 즉, 계층 1(예컨대, 기본 계층(base layer))과 계층 2(예컨대, 향상 계층(enhancement layer))를 포함한다면, 그리고 디코더가 계층 2 비디오를 복원하도록 구성된다면, 디코딩된 픽처 버퍼(decoded picture buffer) 및/또는 모션 보상 예측이 계층 1(예컨대, 계층 2가 의존할 수도 있는 기본 계층)에 대해서는 아니고, 계층 2에 대해 수립될 수도 있다. 단일 루프 디코딩으로, 디블록킹 필터링(deblocking filtering)되고 있는 계층으로 또한 제한될 수도 있다. 따라서, SVC는 더 낮은 계층들로부터의 참조 픽처가 완전히 복원되는 것을 요구하지 않을 수도 있는데, 이는 디코더에서의 계산 복잡도 및 메모리 사용량을 감소시킬 수도 있다.
단일 루프 디코딩은 제한된 계층 간 텍스처 예측에 의해 성취될 수도 있는데, 주어진 계층에서의 현재 블록에 대해, 더 낮은 계층으로부터의 공간적 텍스처 예측은 대응하는 더 낮은 계층 블록이 인트라-모드(이는 제한된 인트라-예측이라고 또한 지칭될 수도 있음)에서 코딩된다면 허용될 수도 있다. 일 실시형태에서, 이는 인트라-모드에서 코딩되고 있는 더 낮은 계층 블록으로 인한 것일 수도 있는데, 이러한 블록은 모션 보상 동작들 및/또는 디코딩된 픽처 버퍼에 대한 필요 없이 복원될 수도 있다.
향상 계층의 레이트-왜곡 효율을 추가로 개선하기 위해, SVC는 더 낮은 계층들로부터의 모션 벡터 예측, 잔차 예측, 모드 예측 등과 같은 추가적인 계층 간 예측 기법들을 사용할 수도 있다. 비록 SVC의 단일 루프 디코딩 특징이 디코더에서의 계산 복잡도 및/또는 메모리 사용량을 감소시킬 수도 있지만, 단일 루프 디코딩은 블록-레벨 계층 간 예측 방법들을 사용함으로써 구현 복잡도를 증가시킬 수도 있다. 단일 루프 디코딩 제약조건을 부과함으로써 초래될 수도 있는 성능 페널티를 보상하기 위해, 인코더 설계 및 계산 복잡도는 성능의 원하는 레벨이 성취될 수도 있도록 증가될 수도 있다.
HEVC의 스케일러블 확장은 SHVC라고 지칭될 수도 있다. HEVC에 대한 표준들의 확장성은 기본 계층이 더 이른 표준, 이를테면 H.264/AVC 또는 MPEG2로 인코딩되는 것을 허용할 수도 있는 유형의 확장성을 지칭할 수도 있는 반면, 하나 이상의 향상 계층들은 더욱 최근의 표준, 이를테면 HEVC 표준을 사용하여 인코딩될 수도 있다. 표준들의 확장성은 이전의 표준들을 사용하여 인코딩되었을 수도 있는 레거시 콘텐츠에 하위 호환성(backward compatibility)을 제공할 수도 있다. 표준들의 확장성은 더 나은 코딩 효율을 제공하는 HEVC 같은 보다 통용되는 표준들로 인코딩될 수도 있는 하나 이상의 향상 계층들로 이러한 레거시 콘텐츠의 품질을 향상시킬 수도 있다.
도 2는 2-계층 스케일러블 시스템에 대한 SHVC 디코더의 예시적인 블록도(200)를 도시한다. SHVC는 기본 계층으로부터의 복원된 픽처들이 계층 간 참조(inter-layer reference, ILR) 픽처들로 프로세싱될 수도 있는 높은 레벨 신택스-기반 스케일러블 코딩 프레임워크를 사용할 수도 있다. 이들 ILR 픽처들은 그 다음에 향상 계층 픽처들의 예측을 위해 향상 계층 디코딩된 픽처 버퍼(DPB)에 삽입될 수도 있다. SHVC에서의 계층 간 프로세싱 모듈은 공간적 확장성 및 비트 깊이 확장성을 위한 업-샘플링과 색재현율 확장성을 위한 컬러 매핑을 포함할 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, SHVC 비트스트림(240)은 역다중화기(210)에 의해 향상 계층(EL) 스트림(241)과 기본 계층(BL) 스트림(242)으로 역다중화될 수도 있다. BL 스트림(242)은 기본 계층 디코딩된 픽처 버퍼(BL DPB)(232)에 제공될 수도 있는 그리고 기본 계층 비디오 출력(252)으로서 제공될 수도 있는 복원된 픽처들을 생성하기 위해 기본 계층 디코더(231)에 의해 디코딩될 수도 있다. BL DPB는 기본 계층 복원된 픽처들을 계층 간 프로세싱(250)에 제공(262)할 수도 있으며 계층 간 프로세싱은 이러한 기본 계층 복원된 픽처들을 프로세싱하여 향상 계층 디코딩된 픽처 버퍼(EL DPB)(222)에 제공(261)될 수도 있는 ILR 픽처들을 생성할 수도 있다. HEVC 디코더(221)는 EL 스트림(241)을 디코딩하고 그것의 복원된 픽처들을 EL DPB(222)로 제공할 수도 있으며, EL DPB는 이러한 HEVC 복원된 픽처들과 계층 간 프로세싱(250)으로부터 수신된 ILR 픽처들을 사용하여 향상 계층 비디오 출력(251)을 생성할 수도 있다.
일 실시형태에서, 울트라 고선명 TV(Ultra high definition, UHDTV) 사양(specification)이 고급 디스플레이 기술들을 사용하여 이미지들 및 비디오를 제시하는데 사용될 수도 있다. 고선명 TV(HDTV) 사양에 비해, UHDTV 사양이 더 큰 공간적 분해능, 더 높은 프레임-레이트, 더 높은 샘플 비트 깊이, 및/또는 더 넓은 색재현율을 지원할 수도 있다. UHDTV가 제공할 수도 있는 더 높은 충실도 및 더 높은 픽처 품질로 사용자 경험이 개선될 수도 있다. UHDTV는 두 개의 공간적 분해능, 즉 4K(3840x2160)의 공간적 분해능 및 8K(7680x4320)의 공간적 분해능, 120 Hz까지의 프레임 레이트, 그리고/또는 10 비트 및 12 비트의 픽처 샘플들의 두 개의 비트 깊이들을 지원할 수도 있다. 덧붙여서, UHDTV의 컬러 공간은 가시적 컬러 정보의 더 큰 볼륨의 렌더링을 지원할 수도 있다. 도 3은 국제조명위원회(CIE) 컬러 정의에서의 HDTV 및 UHDTV 간의 비교를 예시하는 그래프(300)를 도시한다. 도 4는 HDTV 색재현율과 UHDTV 색재현율 간의 최종 사용자에 의해 수신될 수도 있는 시각적 차이의 예를 도시한다. 도 4에서, 동일한 콘텐츠가 상이한 컬러 공간들을 사용하여 두 번 컬러 그레이딩(color grading)된다. 도 4a는 HDTV에서 컬러 그레이딩되었을 수도 그리고 HDTV 디스플레이 상에서 렌더링/디스플레이되었을 수도 있는 이미지를 나타낼 수도 있는 이미지(410)를 보여준다. 도 4b는 UHDTV에서 컬러 그레이딩되었을 수도 그리고 HDTV 디스플레이 상에서 렌더링/디스플레이되었을 수도 있는 이미지를 나타낼 수도 있는 이미지(420)를 보여준다.
SHVC는 HDTV 대 UHDTV 마이그레이션을 지원할 수도 있다. 비트 깊이 확장성 및/또는 색재현율 확장성을 위해 설계된 효율적인 코딩 기술들이 SHVC에 포함될 수도 있다. 아래의 표 1은 개시된 실시형태들에 따라 SHVC가 지원할 수도 있는 확장성의 상이한 유형들을 열거한다. 이러한 확장성 유형들 중 하나 이상은 이전의 SVC 표준에 의해 또한 지원될 수도 있다.
확장성 예 표준
공간적 확장성 720→1080p SVC, SHVC
품질(SNR) 확장성 35dB→38dB SVC, SHVC
시간적 확장성 30fps→60fps SVC, SHVC
표준 확장성 H.264/AVC→HEVC SHVC
비트 깊이 확장성 8비트 비디오→10비트 비디오 SHVC
색재현율 확장성 BT.709(HDTV)→BT.2020(UHDTV) SHVC
표 1. SHVC 확장성 유형들
한 유형의 확장성이 색재현율 확장성이라고 지칭될 수도 있다. 색재현율 스케일러블(Color gamut scalable, CGS) 코딩은, 둘 이상의 계층들이 상이한 색재현율을 가질 수도 있는 다층 코딩일 수도 있다. 예를 들어, 표 1에 도시된 바와 같이, 2-계층 스케일러블 시스템에서, 기본 계층이 HDTV 색재현율일 수도 있는 한편 향상 계층이 UHDTV 색재현율일 수도 있다. CGS 코딩에 대한 계층 간 프로세싱이 색재현율 변환 방법들을 사용하여 기본 계층 색재현율을 향상 계층 색재현율로 변환할 수도 있다. 색재현율 변환(예컨대, 컬러 매핑) 방법들에 의해 생성된 계층 간 참조 픽처들은 향상 계층 픽처들을 개선된 정확도로 예측하는데 사용될 수도 있다. 도 4에 도시된 픽처들을 예로서 사용하면, 색재현율 변환 프로세스가 상이한 컬러 그레이딩으로 인한 것일 수도 있는 도 4a 및 도 4b에 도시된 이미지들 간의 컬러 차이들을 상당히 감소 및/또는 완화시킬 수도 있다. 색재현율 변환 방법들의 사용을 통해, HDTV 공간에서의 컬러들은 UHDTV 공간으로 전환(translation)될 수도 있고 UHDTV 공간에서 향상 계층 신호를 예측하는데 사용될 수도 있다.
도 5는 도 2의 예시적인 SHVC 디코더와 같은 SHVC 디코더에 대응할 수도 있는 예시적인 SHVC 인코더의 블록도(500)를 도시한다. 향상 계층(EL) 비디오(541)는 일 실시형태에서 HEVC 인코더 또는 그것의 컴포넌트일 수도 있는 EL 인코더(521)에 제공될 수도 있다. 기본 계층(BL) 비디오(542)는 일 실시형태에서 HEVC 인코더 또는 그것의 컴포넌트일 수도 있는 BL 인코더(531)에 제공될 수도 있다. EL 비디오(541)는 컬러 그레이딩, 다운샘플링, 및/또는 비트 깊이 변환을 위한 톤 매핑을 위한 프리-프로세싱(510)이 행해져서 BL 비디오(542)를 생성할 수도 있다. EL 인코더(521)는 픽처들을 EL DPB(522)로 제공할 수도 있고 BL 인코더(531)는 픽처들을 BL DPB(532)로 제공할 수도 있다.
도시된 바와 같이, 예시적인 계층 간(IL) 프로세싱 모듈(520)은 기본 계층 색재현율로부터 향상 계층 색재현율로의 색재현율 변환, 기본 계층 공간적 분해능으로부터 향상 계층 공간적 분해능으로의 업샘플링, 및/또는 BL 샘플 비트-깊이로부터 EL 샘플 비트-깊이로의 역 톤 매핑을 수행할 수도 있다. 이러한 프로세싱은 EL 인코더(521) 및 BL 인코더(531)에 의해 제공되었을 수도 있는 향상 계층 비디오 정보(524) 및/또는 기본 계층 비디오 정보(534)를 사용하여 수행될 수도 있다. IL 프로세싱 모듈(520)은 자신의 프로세싱에서 BL DPB(532)로부터의 픽처(들)를 사용할 수도 있고 그리고/또는 데이터, 픽처들, 또는 다른 정보를, EL 픽처들의 예측 시에 사용을 위해 EL DPB(522)에 제공할 수도 있다. IL 프로세싱 모듈(520)에 의해 생성된 컬러 매핑 정보(553)는 다중화기(540)로 제공될 수도 있다.
다중화기(540)는 EL 인코더(521)에 의해 생성된 EL 비트스트림(551)과 BL 인코더(531)에 의해 생성된 BL 비트스트림(552)을 사용하여 SHVC 비트스트림(550)을 생성할 수도 있다. 일 실시형태에서, 다중화기(540)는 SHVC 비트스트림(550)을 생성하기 위해 컬러 매핑 정보(553)를 또한 사용할 수도 있다.
선형, 구분적(piece-wise) 선형, 및 다항식을 비제한적으로 포함하는 다양한 색재현율 변환 방법들이 사용될 수도 있다. 영화 산업 및 제작 후 프로세스들에서, 3차원 룩업 테이블(3D LUT)이 컬러 그레이딩 및/또는 한 색재현율로부터 다른 색재현율로의 색재현율 변환을 위해 사용될 수도 있다. 3D LUT-기반 색재현율 변환 프로세스가 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 CGS 코딩을 위한 계층 간 예측 방법으로서 SHVC에서 사용될 수도 있다.
SHVC 컬러 매핑 프로세스는 3D LUT에 기초할 수도 있다. 도 6은 (0, 0, 0) 내지 (255, 255, 255)의 범위를 갖는 8-비트 BL 비디오로부터 8-비트 EL 비디오로의 매핑일 수도 있는 예시적인 3D LUT 기반 매핑(600)을 도시한다. 3D 컬러 매핑 테이블을 사용하여, 620에서 3D LUT(610)는 각각의 차원(중앙 큐브)에서 2x2x2 옥탄트들로 고르게 먼저 분리될 수도 있다. SHVC 프로파일(예컨대, SHVC 스케일러블 메인 10 프로파일)이 세 개의 컬러 차원들에서 기껏해야 하나의 분리를 허용할 수도 있다. 루마 성분이, 일부 실시형태들에서, 630에서 도시된 바와 같은 기껏해야 네 개의 부분들로 추가적으로 분리될 수도 있다. 3D 컬러 공간이 8x2x2까지의 입방체-형상 옥탄트들로 분리될 수도 있다. 한 옥탄트 내에서, 교차 컬러 성분 선형 모델이 컬러 매핑을 수행하기 위해 적용될 수도 있다. 한 옥탄트에 대해, 네 개의 정점(veertex)들이 교차 성분 선형 모델을 나타내기 위해 송신될 수도 있다. 컬러 매핑 테이블은 Y', Cb, 및 Cr 성분들에 대해 따로따로 송신될 수도 있다. 따라서, 8x2x2x4x3 = 384까지의 테이블 엔트리들이 CGS 코딩을 위해 저장될 수도 있다.
SHVC에서 컬러 매핑을 수행하기 위해, 도 7의 예시적인 큐브(700)에 위치된 주어진 BL 입력 샘플 트리플릿 P(y, u, v)에 대해, 그것이 속하는 옥탄트는 컬러 성분들 (y, u, v)의 처음 N 개의 최대 유효 비트(MSB)의 값에 기초하여 결정될 수도 있는데, 컬러 차원이 다이아딕(dyadic)하게 구획화되기 때문이다.
루마 및 크로마 샘플들이 전형적인 YCbCr 4:2:0 비디오 포맷으로 위상 정렬되지 않을 수도 있기 때문에, 입력 P(y, u, v)는 루마 및 크로마 샘플 로케이션들을 정렬시키기 위해 4-탭 또는 2-탭 필터들로 필터링될 수도 있다.
식별된 옥탄트의 컬러 성분 C(C는 Y, U, 또는 V일 수도 있음)에 대한 선형 모델은 lutC[P0], lutC[P4], lutC[P6], 및 lutC[P7]으로서 표시될 수도 있는데, 이것들은 도 7에 도시된 바와 같은 정점들(P0, P4, P6, 및 P7)에 대응할 수도 있다. 따라서, 컬러 매핑 프로세스의 컬러 성분 C의 출력은 도 7에 나타낸 바와 같은 dy, du, 및 dv로 아래의 수학식 (1)을 사용하여 계산될 수도 있다. BL과 EL 간에 공간적 분해능 차이가 있는 경우, 업-샘플링은 컬러 매핑 후에 적용될 수도 있다.
Cout = lutC[P0] + dy × (lutC[P7]) - lutC[P6]) + du × (lutC[P4] - lutC[P0]) + dv × (lutC[P6] - lutC[P4]) (1)
3D LUT 파라미터들은, 예를 들어 하나의 컬러 공간에서의 BL 신호와 다른 컬러 공간에서의 EL 신호를 사용하여, 인코더에 의해 추정될 수도 있다. 최소 제곱(Least Square, LS) 추정 방법은 최적의 3D LUT 파라미터들을 추정하는데 이용될 수도 있다. 이들 모델 파라미터들은 3D LUT의 사이즈(예컨대, 크로마 성분들의 구획들의 수와 루마 성분의 구획들의 수) 및/또는 옥탄트에 대한 정점들(P0, P4, P6, 및 P7)에서의 선형 모델 파라미터들을 포함할 수도 있다. SHVC에서, 이들 LUT 파라미터들은 디코더가 동일한 색재현율 변환 프로세스를 수행할 수도 있도록 픽처 파라미터 세트(Picture Parameter Set, PPS) 내부의 비트스트림으로 시그널링될 수도 있다. PPS는 상대적으로 정적인 그리고 픽처마다 자주 변하지 않을 수도 있는 파라미터들을 운반할 수도 있다. 픽처 레벨에서의 PPS 업데이트는, 3D LUT 파라미터들이 시퀀스 레벨에서 시그널링되는 것과 픽처 레벨에서 업데이트되는 것을 허용하기 위해 사용될 수도 있다. 3D LUT 시그널링 비용을 감소시키기 위하여, 예컨대, 옥탄트에 대한 정점들(P0, P4, P6, 및 P7)에서의 모델 파라미터들은 그것들의 이웃 옥탄트들로부터 예측될 수도 있다.
3D LUT의 모델 파라미터들을 시그널링하는데 사용되는 비트들의 수는 3D LUT의 사이즈에 기초하여 크게 가변할 수도 있다. 3D LUT가 더 클수록(예컨대, 3D LUT의 구획들이 더 많을수록), 더 많은 비트들을 소비할 수도 있다. 더 큰 3D LUT가, 이를테면 도 6에서 630에 의해 나타내어진 컬러 공간의 더 미세한 구획을 제공할 수도 있다. 더 큰 3D LUT의 사용은 원래의 EL 신호와 컬러 매핑된 BL 신호 간의 왜곡을 감소시킬 수도 있고 그리고/또는 EL의 코딩 효율을 증가시킬 수도 있다.
지능형 인코더가 3D LUT의 시그널링 오버헤드와 3D LUT의 왜곡 감소 능력들 간의 절충을 고려하여 3D LUT 사이즈를 선택 또는 결정할 수도 있다. 예를 들어, 레이트 왜곡 최적화 방법이 적절한 3D LUT 사이즈를 선택하는데 사용될 수도 있다. 일 실시형태에서, 3D LUT 사이즈가 미리 선택된 임계값들을 사용하여 상대적인 시그널링 오버헤드를 (예컨대, 그것만을) 고려함으로써 선택될 수도 있다. 일 실시형태에서, 3D LUT 사이즈가, 3D LUT의 시그널링 비용이 이전에 코딩된 픽처의 임계값(예컨대, 3%)을 초과할 때 감소될 그리고 그것의 시그널링 비용이 이전에 코딩된 픽처의 임계값(예컨대, 0.5%) 미만일 때 증가될 수도 있다.
일 실시형태에서, 레이트 왜곡 비용에 기초한 개선된 3D LUT 사이즈 선택 방법이 본 명세서에서 언급된 바와 같이 사용될 수도 있다. 최대 사이즈 제약조건을 충족시킬 수도 있는 3D LUT 사이즈들의 레이트 왜곡 비용을 고려함으로써, 개시된 실시형태들은 원하는 오버헤드 대 왜곡 감소 절충을 성취하는 3D LUT 사이즈를 (그리고, 일 실시형태에서, 그것의 연관된 정점 파라미터들을) 결정할 수도 있다. 계층적 B 예측 구조가 3D LUT 테이블들의 레이트 왜곡 비용을 계산할 때 고려될 수도 있다.
옥탄트에 대한 P0, P4, P6, 및 P7에 연관된 모델 파라미터들은 좌측의 이웃 옥탄트로부터의 정점 값들을 사용하여 예측될 수도 있다. 컬러 성분 X에 대해, Y, U, 또는 V인 X로, 두 개의 예측자들(predXa 및 predXb)은 계산될 수도 있다. 실제 모델 파라미터들 및 연관된 예측자들 간의 차이는 비트스트림으로 계산되고 시그널링될 수도 있다.
제 1 예측자(predXa)는, 일부 실시형태들에서, 적절한 비트 시프트를 갖는 옥탄트 좌표들로서 계산될 수도 있다. 적절한 비트 시프트는 3D LUT의 입력 및 출력이 상이한 비트 깊이를 가질 때 사용될 수도 있다. 예를 들어, BL 신호가 8-비트이고 EL 신호가 10-비트일 때, 2의 비트 시프트가 사용될 수도 있다. 제 1 예측자는 모든 옥탄트들에 대한 P0, P4, P6, 및 P7에 대해 계산될 수도 있다. 더 구체적으로는, Y, U, 또는 V인 X에 대한 예측자(predXa)는, 아래에 나타내는 수학식 (2), (3), 및 (4)를 사용하여 계산될 수도 있다.
predYa[yIdx][uIdx][vIdx][vertex] = (vertex < 3) ? (yIdx ≪ yShift) : ((yIdx + 1) ≪ yShift) (2)
predUa[yIdx][uIdx][vIdx][vertex] = (vertex == 0) ? (uIdx ≪ cShift) : ((uIdx + 1) ≪ cShift) (3)
predVa[yIdx][uIdx][vIdx][vertex] = (vertex < 2) ? (vIdx ≪ cShift) : ((vIdx + 1) ≪ cShift) (4)
수학식 (2), (3), 및 (4)에서, yIdx, uIdx, 및 vIdx는 옥탄트를 식별하는데 사용될 수도 있는 Y, U, 및 V 차원들에서의 인덱스들일 수도 있고 0, 1, 2, 3과 동일한 정점이 정점들(P0, P4, P6, 및 P7)을 각각 나타낼 수도 있다.
제 2 예측자(predXb)는 좌측 이웃 옥탄트에 대한 모델 파라미터들 및 좌측 이웃 옥탄트의 제 1 예측자(predA) 간의 차이로서 계산될 수도 있다. 더 구체적으로는, Y, U, 또는 V인 X에 대한 제 2 예측자(predXb)는, 다음의 예시적인 의사코드 구역에서 도시된 바와 같이 도출될 수도 있다.
Figure 112017006210135-pct00001
제 1 예측자(predXa)와 제 2 예측자(predXb)는 현재 옥탄트의 모델 파라미터들을 예측하는데 사용될 수도 있다. 예측 에러들은 현재 옥탄트의 모델 파라미터들로부터 predXa 및 predXb를 감산함으로써 계산될 수도 있다. 예측 에러들은 cm_res_quant_bits로 양자화될 수도 있다. 디코더 측에서, X가 Y, U, 또는 V인 LutX[yidx][uIdx][vIdx][vertex]로서 표시될 수도 있는 옥탄트에 대한 모델 파라미터들은, 다음의 수학식 (5)를 사용하여 도출될 수도 있으며,
LutX[yIdx][uIdx][vIdx][vertex] = (res_x[yIdx][uIdx][vIdx][vertex] ≪ cm_res_quant_bits) + predXa[yIdx][uIdx][vIdx][vertex] + predXb[yIdx][uIdx][vIdx][vertex] (5)
여기서 res_x는, Y, U, 또는 V에 의해 대체된 x에 대해, 비트스트림으로 시그널링될 수도 있는 양자화된 예측 에러일 수도 있다.
예측 에러의 양자화로 인해, 모델 파라미터 예측 방법을 사용하여, 도출된 모델 파라미터들 LutX[yIdx][uIdx][vIdx][vertex]는 최소 유효 비트(LSB) 포지션들의 cm_res_quant_bits에서 영의 비트들을 가질 수도 있다. 이는 컬러 매핑 프로세스의 정밀도에 영향을 미칠 수도 있다. 본 명세서에서 언급된 바와 같이, CGS 코딩에 대한 정점 예측 방법이 도출된 모델 파라미터들 LutX[yIdx][uIdx][vIdx][vertex]의 LSB 포지션들이 영이 아닌 값들을 갖는 것을 허용하고 그래서 컬러 매핑 프로세스에 개선된 정밀도를 허용할 수도 있다.
일 실시형태에서, 주어진 테이블 사이즈 s에 대해, 연관된 레이트 왜곡 비용이 다음과 같은 수학식 (6)을 사용하여 계산될 수도 있으며,
J cost (s) = D(s) + λ · bits(s) (6)
여기서 D(s)는 원래의 EL 신호와 적용된 사이즈 s를 갖는 3D LUT를 사용한 컬러 매핑 후의 매핑된 BL 신호 간의 왜곡일 수도 있으며, bits(s)는 사이즈 s를 갖는 3D LUT를 코딩하는데 사용되는 비트들의 수를 나타낼 수도 있고, λ는 라그랑즈 승수일 수도 있다. 최적의 테이블 사이즈는 다음과 같은 수학식 (7)을 사용하여 선택될 수도 있다.
s opt = arg min(Jcost(s)) (7)
비디오 분해능이 증가함에 따라, 전체 왜곡(이는 픽처에서의 모든 화소들의 왜곡 합으로 계산될 수도 있음)은 더욱 현저하게 변동할 수도 있고, 매우 큰 λ가 선택되지 않는 한 수학식 (6)에서의 두 번째 항 λ·bits(s)를 압도할 수도 있다. 이는 원하는 것보다 더 큰 테이블 사이즈의 선택을 더 빈번하게 야기할 수도 있다. 다른 결과는 선택된 3D LUT 사이즈가 픽처마다 더 빈번하게 변하는 것일 수도 있으며, 이는 더욱 빈번한 PPS 업데이트을 야기할 수도 있다. 본 명세서에서 언급된 바와 같이, 개시된 ILR 사용량에 기반한 가중된 왜곡 계산이 사용될 수도 있다.
도 8은 비디오 애플리케이션들을 스트리밍 및 브로드캐스팅하기 위해 사용될 수도 있는 예시적인 계층적 B 예측 구조(800)를 도시한다. 도 8에서 픽처 0으로서 묘사된 랜덤 액세스 포인트(Random Access Point, RAP)로부터 시작하면, 픽처들은 구조(800)와 같은 계층적 B 예측 구조를 사용하여 순서가 맞지 않게 (예컨대, 디스플레이 순서와는 달라진 순서로) 코딩될 수도 있다. 도 8에 도시된 바와 같은 GOP(801 및 802)의 각각에 대한 사이즈 8의 픽처들의 그룹(GOP)으로, 매 8 개 픽처들은 함께 그룹화될 수도 있고 디스플레이 순서와 맞지 않게 코딩될 수도 있다. 예를 들어, GOP(801)가 픽처들(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 및 8)을 포함할 수도 있고 그에 뒤따르는 GOP(802)가 픽처들(9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 및 16)을 포함할 수도 있도록 하는 코딩 순서가 GOP(801)에 적용될 수도 있다. GOP(801) 내에서, 픽처들의 코딩 순서는 픽처 0, 픽처 8, 픽처 4, 픽처 2, 픽처 1, 픽처 3, 픽처 6, 픽처 5, 및 픽처 7일 수도 있는 반면, GOP(802) 내에서 픽처들의 코딩 순서는 픽처 16, 픽처 12, 픽처 10, 픽처 9, 픽처 11, 픽처 14, 픽처 13, 및 픽처 15일 수도 있다.
도 8에서의 화살표들은 픽처를 예측하는데 사용되는 시간적 참조 픽처들을 보여준다. 예를 들어, 픽처 0은 픽처들(1, 2, 3, 4, 8, 및 16)을 예측하는데 사용될 수도 있는 반면, 픽처 4는 픽처들(1, 2, 3, 5, 6, 7, 및 16)을 예측하는데 사용될 수도 있다는 등이다. 참조 픽처들 및 현재 픽처 간의 시간적 거리는 현재 픽처가 예측 계층구조 내에 위치하는 곳에 의존하여 가변할 수도 있다. 예를 들어, 예측 계층구조(800)의 바닥에서의 픽처 8과 픽처 16에 대해, 이들 픽처들 및 그것들의 각각의 참조 픽처들 간의 시간적 거리는 클 수도 있다. 예를 들어, 픽처 8은 그것의 참조로서 픽처 0을 가질 수도 있다. 예시적인 예측 계층구조(800)의 상단에 있는 픽처들(1, 3, 5, 7) 등의 각각에 대해, 이들 픽처들의 각각 및 그것들의 각각의 참조 픽처들 간의 시간적 거리는 매우 작을 수도 있다. 예를 들어, 픽처 3은 그것의 참조들 중에 시간적으로 인접한 픽처들일 수도 있는 픽처들(2 및 4)을 포함할 수도 있다. 예측하기 위해 참조 픽처가 사용될 수도 있는 참조 픽처 및 현재 픽처 간의 시간적 거리는 주어진 참조 픽처의 사용에 영향을 미칠 수도 있다. 일 실시형태에서, 참조 픽처가 현재 픽처에 더 가까울수록, 현재 픽처를 예측하는데 사용될 가능성이 더 많을 수도 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 예측 계층구조는 시간적 참조 픽처들이 현재 픽처로부터 얼마나 멀리 있는지를 결정할 수도 있고, 따라서 이들 시간적 참조 픽처들의 사용을 결정할 수도 있다.
도 9는 2-계층 스케일러블 비디오 코딩 시스템으로 확장될 수도 있는 계층적 B 시간적 예측 구조(900)를 도시한다. 계층 간 참조(ILR) 픽처들이, 예를 들어 기본 계층(912)에서의 픽처들을 향상 계층(911)에서의 픽처들에 연결하는 수직 화살표들에 의해 도시된 바와 같이, 현재 픽처의 예측을 위해 이용 가능할 수도 있다. 예를 들어, 기본 계층(912), GOP(901)에서의 픽처 2는 수직 화살표에 의해 향상 계층(911), GOP(901)에서의 픽처 2에 연결될 수도 있으며, 이는 기본 계층(912), GOP(901)에서의 픽처 2는 향상 계층(911), GOP(901)에서의 픽처 2의 예측을 위해 이용 가능할 수도 있다는 것을 예시한다. 계층 간 참조 픽처들과 시간적 참조 픽처들은 현재 픽처의 예측을 위해 사용될 수도 있다. 계층 간 참조 픽처의 사용은 예측 계층구조에 직접적으로 관련될 수도 있다. 예를 들어, 자신들에 가까운 시간적 참조 픽처들을 갖지 않을 수도 있는 향상 계층(911)에서의 낮은 시간적 레벨 픽처들(예컨대, 구조(900)의 향상 계층(911), GOP(901)에서의 픽처 8)에 대해, ILR 픽처들의 사용량이 더 높을 수도 있다. 향상 계층(911)에서의 높은 시간적 레벨 픽처들(예컨대, 시간적으로 인접한 참조 픽처들을 가질 수도 있는 픽처, 이를테면 구조(900)의 향상 계층(911), GOP(901)에서의 픽처 3)에 대한 ILR 픽처들의 사용량은 더 낮을 수도 있다. 상이한 3D LUT 모델 파라미터들을 선택하는 것의 영향이 더욱 정확히 추정될 수도 있도록 ILR 픽처 사용량에 기초한 가중치들이 결정되고 수학식 (6)의 왜곡 항 D(s)에 적용될 수도 있다. 다시 말하면, 수학식 (6)에서의 레이트 왜곡 비용은 수학식 (8)에 나타낸 것처럼 수정될 수도 있는데,
J cost (s) = w·D(s) + λ·bits(s) (8)
여기서 w는 ILR 픽처 사용량에 기초한 가중 팩터일 수도 있다. 일 실시형태에서, 상이한 가중치들은 코딩되고 있는 현재 픽처의 시간적 레벨에 의존하여 인가될 수도 있다. l이 현재 픽처의 시간적 레벨일 수도 있는 경우, 가중 팩터는 w(l)로서 표시될 수도 있다. 일 실시형태에서, w(l)은 전체 비디오 시퀀스에 대해 고정될 수도 있다. 대안적으로, 적응적 가중치들 w(l)은 시간적 레벨 l에서의 픽처들에 대한 실제 ILR 픽처 사용량에 기초하여 동적으로 유지 및 업데이트될 수도 있다.
ILR 픽처 사용량은 코딩되고 있는 비디오 콘텐츠에 의존할 수도 있다. 일 실시형태에서, w(l)의 동적 업데이팅은 더 나은 콘텐츠 적응을 허용할 수도 있다. 도 10은 가중된 왜곡을 사용하여 레이트 왜곡 최적화에 기초하여 최적의 사이즈를 선택하는 예시적인 프로세스(1000)를 도시한다. 1101에서, 시간적 레벨 l에서의 현재 픽처에 대해, 비용 J(s i )가 수학식 9를 사용하여 LUT 사이즈(s i )에 대해 계산될 수도 있는데,
J(s i ) = D(s i ) * w(l) + w(l) + λ * r(s i ) (9)
여기서 l은 현재 픽처의 시간적 레벨을 나타낼 수도 있으며, 가중 인자(weighting factor)가 w(l)로서 표시될 수도 있으며, D(s i )는 왜곡일 수도 있으며, λ는 라그랑즈 승수일 수도 있고, r(s i )는 LUT 사이즈(s i )에 대한 코딩 비트들의 수일 수도 있다.
1102에서는, 1101에서 결정된 비용 J(s i )가 최소 비용 임계값(J min ) 미만인지의 여부에 관한 결정이 이루어질 수도 있다. 만약 그렇다면, 1103에서, 최소 비용 임계값(J min )은 1101에서 결정된 비용 J(s i )로 설정될 수도 있고 최적의 테이블 사이즈(s opt )은 현재 테이블 사이즈(s)로 설정될 수도 있다. 1101에서 결정된 비용이 최소 비용 임계값(J min ) 이상이면, 또는 1103의 기능들을 수행한 후 비용이 최소 비용 임계값(J min ) 미만이면, 그 방법은 일부 또는 전체 LUT 사이즈들이 테스트되었는지의 여부가 결정될 수도 있는 1104로 이동한다. LUT 사이즈들이 테스트되지 않았다면, 프로세스(1000)는 추가의 테스팅을 수행하기 위해 1101로 복귀한다.
LUT 사이즈들이 테스트되었다면, 1105에서, 컬러 매핑이 기껏해야 최근에 결정된 또는 설정된 바와 같은 3D LUT 사이즈(s opt )를 사용하여 ILR 픽처를 도출하는데 적용될 수도 있다. 1106에서 현재 픽처가 결정된 정보를 사용하여 코딩될 수도 있고 1107에서 w(l)은 ILR 사용량에 기초하여 업데이트될 수도 있다.
성능을 개선하기 위해 그리고/또는 인코더 복잡도를 감소시키기 위해 최적의 3D LUT 사이즈를 결정할 때 추가적인 고려사항들이 사용될 수도 있다. 일 실시형태에서, ILR 사용량 w(l)은 시간적 레벨에서 픽처 또는 슬라이스 유형에 대해 또한 추적될 수도 있다. 예를 들어, 가중 인자가 w(l, t)로서 추적될 수도 있는데, l은 시간적 레벨일 수도 있고 t는 픽처/슬라이스 유형일 수도 있다(예컨대, t는 I_SLICE, P_SLICE, 또는 B_SLICE일 수도 있다). 코딩된 EL 픽처들이 코딩 순서로 다른 향후의 EL 픽처들을 인코딩하는데 또한 사용될 수도 있기 때문에, 레이트 왜곡 기반 3D LUT 파라미터 선택은 향후의 EL 픽처들의 코딩에 대한 현재 픽처의 영향에 또한 의존할 수도 있다. 예를 들어, EL에서의 비-참조 픽처들에 대해, 3D LUT의 픽처 레벨 업데이트는 디스에이블될 수도 있는데, 비-참조 EL 픽처들의 증가된 품질(예컨대, 더욱 정확한 컬러 매핑으로 인함)이 임의의 다른 픽처들에 유익하지 않을 수도 있기 때문이다. 픽처 레벨 3D LUT 업데이트는 특정한 임계값을 초과하는 시간적 레벨에서 픽처들에 대해 디스에이블될 수도 있다. 예를 들어, 픽처 레벨 3D LUT 업데이트는 두 개의 최고 시간적 레벨들에서 픽처들에 대해 디스에이블될 수도 있다. 예를 들어, 도 9에서, 픽처 레벨 3D LUT 업데이트는 임의의 홀수 번호가 부여된 픽처들 또는 픽처들(2, 6, 10, 및 14)에 적용되지 않을 수도 있다.
HEVC에서, 하나의, 또는 각각의, 클린 랜덤 액세스(Clean Random Access, CRA) 픽처에 뒤따라, 디스플레이 순서에서 더 이른 그리고 코딩 순서에서 더 늦은 그리고 이전의 랜덤 액세스 기간에서의 픽처들이 버려진다면 디코딩 가능하지 않을 수도 있는 픽처들이 있을 수도 있다. 이는, 예를 들어, 사용자가 채널들을 전환할 때 발생할 수도 있다. 이들 픽처들은 HEVC에서의 RASL(Random Access Skipped Leading) 픽처들이라고 지칭될 수도 있다. 일 실시형태에서, 픽처 레벨 3D LUT 업데이트는 RASL 픽처들에 대해 디스에이블될 수도 있다.
일 실시형태에서, 최대 3D LUT 사이즈가 주어진다고 하면, 최대 사이즈보다 더 작은 일부 또는 전체 3D LUT 사이즈들은 고려되지 않을 수도 있다. 예를 들어, (예컨대, 각각의 시간적 레벨에서의 각각의 픽처 유형에 대해) 각각의 픽처를 코딩하는데 사용된 비트들의 수와 (예컨대, 최대보다 더 작은 각각의 3D LUT 사이즈에 대해) 3D LUT를 코딩하는데 사용된 비트들의 수는 추적될 수도 있다. 주어진 3D LUT 사이즈가 현재 픽처를 코딩하기 위해 예상된 비트들의 수의 소정의 백분율 임계값(예를 들어, 25%)보다 더 큰 시그널링 오버헤드를 생성할 것이 예상된다면, 이 3D LUT 사이즈는 도 10에서의 프로세스(1000)의 레이트 왜곡 결정으로부터 제외될 수도 있다.
도 7로 다시 돌아가면, 옥탄트의 정점 포지션들이 P0 내지 P7로 라벨링될 수도 있다. 일부 정점들은 이웃 옥탄트들 간에 공유될 수도 있다. 예를 들어, 현재 옥탄트의 정점 포지션 P0는 좌측 이웃 옥탄트에서의 P1과 동일한 포지션일 수도 있으며, 현재 옥탄트의 정점 포지션 P4는 좌측 이웃 옥탄트에서의 P5와 동일한 포지션일 수도 있고, 등등이다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같은 현재 옥탄트의 정점 포지션 P0를 고려한다. 좌측 이웃 옥탄트에 대해 수신된 모델 파라미터들을 사용하여, 좌측 이웃 옥탄트의 P1의 정점 포지션의 파라미터 값들이 도출될 수도 있다. 예를 들어, X가 Y, U, 또는 V인 컬러 성분 X에 대해, 다음의 예시적인 의사코드 구역은 좌측 이웃 옥탄트의 P1의 값을 도출하는데 사용될 수도 있다. 아래의 구역에 도시된 바와 같은 (yIdx, uIdx, vIdx)는 코딩될 현재 옥탄트의 인덱스일 수도 있다.
Figure 112017006210135-pct00002
이 도출된 값(valueXP1)은 현재 옥탄트의 정점 P0에 대한 예측자로서 사용될 수도 있다. 예측 에러는 이 예측자(valueXP1)를 사용하여 계산될 수도 있다. 예측 에러는 인수 cm_res_quant_bits를 사용하여 양자화될 수도 있다. 디코더에서, 현재 옥탄트의 P0에 대한 모델 파라미터는 다음의 수학식 (10)에 나타낸 바와 같이, valueXP1을 역양자화된 예측 에러에 가산함으로써 계산될 수도 있다.
LutX[yIdx][uIdx][vIdx][0] = (res[yIdx][uIdx][vIdx][vertex] ≪ cm_res_quant_bits) + valueXP1 (10)
비록 양자화된 예측 에러가 cm_res_quant_bits LSB 포지션들에서 영의 값들을 가질 수도 있지만, 예측자(valueXP1)는 그렇지 않을 수도 있다. 그러므로, 현재 옥탄트의 정점 포지션 P0에 대한 도출된 모델 파라미터들인 LutX[yIdx][uIdx][vIdx][0]은 개선된 정밀도를 가질 수도 있다.
비록 본 명세서에서 언급된 실시형태들이 예로서 현재 옥탄트의 정점 P0를 사용하여 논의되지만, 나머지 정점들(P4 및 Ρ6)에 대한 예측자들도 유사한 방식으로 도출될 수도 있다. 정점 포지션 P7에 대해, 내부 보간 대신 외부 보간이 사용될 수도 있는데 P7이 좌측 이웃 옥탄트와의 공유된 정점이 아닐 수도 있기 때문이다.. 그러나, 외부 보간은 좋은 품질 예측들을 생성하지 못할 수도 있는데 3D LUT는 내부 보간에 (예컨대, 내부 보간에만) 기초하여 훈련될 수도 있기 때문이다. 일 실시형태에서, P7에 대한 모델 파라미터들의 예측은 현재 옥탄트의 정점 Ρ6로부터 계산될 수도 있다. Y와 U 간의 상관은 UHDTV 컬러 공간에 대해 Y 및 V 간의 상관보다 더 약해질 수도 있다. 그러므로, 옥탄트 인덱스 (yIdx, uIdx-1, vIdx)를 갖는 자신의 이웃 옥탄트에서의 P7 및 Ρ6 간의 루마 성분 차이가 도출될 수도 있다. 이 도출 프로세스는 의사코드의 다음의 예시적인 구역들에서 아래에 나타낸 바와 같이 수행될 수도 있다.
uIdx가 0보다 크면, valueXP7은 다음과 같이 계산될 수도 있다.
Figure 112017006210135-pct00003
그렇지 않으면, valueXP7은 다음과 같이 계산될 수도 있다.
Figure 112017006210135-pct00004
일 실시형태에서, 현재 옥탄트에 대한 모델 파라미터들을 예측하기 위해 좌측 이웃 옥탄트(예컨대, 옥탄트 인덱스 (yIdx-1, uIdx, vIdx)를 갖는 옥탄트)를 사용하는 대신, 다른 이웃 옥탄트들이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 옥탄트 인덱스 (yIdx, uIdx-1, vIdx),(yIdx, uIdx, vIdx-1),(yIdx-1, uIdx-1, vIdx),(yIdx-1, uIdx, vIdx-1),(yIdx, uIdx-1, vIdx-1), 및/또는 (yIdx-1, uIdx-1, vIdx-1)를 갖는 옥탄트들이 사용될 수도 있다. 예측자들은 정밀도를 추가로 개선하기 위해 이들 이웃 옥탄트들로부터의 둘 이상의 예측자들을 결합함으로써 또한 계산될 수도 있다.
일 실시형태에서, 3D LUT 파라미터들에 대한 엔트로피 코딩 방법이 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 구현될 수도 있다. 예측 잔차 값이 resCoeff로서 표시될 수도 있다. resCoeff는 resCoeff의 절대 값의 MSB의 지수-골롬 코딩(Exp-Golomb coding), resCoeff의 절대 값의 나머지 LSB의 7-비트 고정-길이 코딩(fixed-length coding), 및 resCoeff의 절대 값이 영이 아니면 부호에 대한 한 비트 플래그의 설정에 의해 코딩될 수도 있다. 더 구체적으로는, 아래의 표 2는 실시형태에서 사용될 수도 있는 신택스 테이블과 그에 따른 시맨틱스인데, 그 테이블에서 res_coeff_q는 MSB를 나타낼 수도 있으며, res_coeff_r은 LSB를 나타낼 수도 있고, res_coeff_s는 부호를 나타낼 수도 있다.
Figure 112017006210135-pct00005
표 2. 엔트로피 코딩 신택스 테이블
표 2에서, res_coeff_q[yIdx][uIdx][vIdx][i][c]는 인덱스 [yIdx][uIdx][vIdx][i][c]를 갖는 컬러 매핑 계수에 대한 잔차의 몫을 특정할 수도 있다. 존재하지 않는 경우, res_coeff_q의 값은 0과 동일한 것으로 유추될 수도 있다.
표 2에서, res_coeff_r[yIdx][uIdx][vIdx][i][c]는 인덱스 [yIdx][uIdx][vIdx][i][c]를 갖는 컬러 매핑 계수에 대한 잔차의 나머지를 특정할 수도 있다. 존재하지 않는 경우, res_coeff_q의 값은 0과 동일한 것으로 유추될 수도 있다.
표 2에서, res_coeff_s[yIdx][uIdx][vIdx][pIdx][cIdx]는 인덱스 [yIdx][uIdx][vIdx][i][c]를 갖는 컬러 매핑 계수에 대한 잔차의 부호를 특정할 수도 있다. 존재하지 않는 경우, res_coeff_s의 값은 0과 동일한 것으로 유추될 수도 있다.
resCoeff의 값을 복원하기 위하여, res_coeff_q, res_coeff_r, 및 res_coeff_s는 함께 어셈블링될 수도 있다. 더 구체적으로는, 다음의 디코딩 프로세스는 컬러 성분, 파라미터에 대한 예측 잔차, 및 옥탄트를 복원하는데 사용될 수도 있다.
변수들 CMResY[yIdx][uIdx][vIdx][i], CMResU[yIdx][uIdx][vIdx][i] 및 CMResV[yIdx][uIdx][vIdx][i]는, 다음과 같이, 수학식 (11), (12), 및 (13)을 각각 사용하여 도출될 수도 있다:
CMResY[yIdx][uIdx][vIdx][i] = (1 - 2 * res_coeff_s[yIdx][uIdx][vIdx][i][0]) * ((res_coeff_q[yIdx][uIdx][vIdx][i][0] ≪ 7) + res_coeff_r[yIdx][uIdx][vIdx][i][0]) (11)
CMResU[yIdx][uIdx][vIdx][i] = (1 - 2 * res_coeff_s[yIdx][uIdx][vIdx][i][1]) * ((res_coeff_q[yIdx][uIdx][vIdx][i][1] ≪ 7) + res_coeff_r[yIdx][uIdx][vIdx][i][1]) (12)
CMResV[yIdx][uIdx][vIdx][i] = (1 - 2 * res_coeff_s[yIdx][uIdx][vIdx][i][2]) * ((res_coeff_q[yIdx][uIdx][vIdx][i][2] ≪ 7) + res_coeff_r[yIdx][uIdx][vIdx][i][2]) (13)
LSB의 수는 7인 것으로 고정될 수도 있다. 대안적으로, 상이한 수의 LSB가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 예측 잔차(resCoeff)의 크기(예컨대, 절대) 값을 두 개의 부분들로 나누는 고정 값 7이 바람직하지 않은 경우 상이한 수의 LSB가 사용될 수도 있다. resCoeff의 크기가 두 개의 부분들, 즉, 정수 부분과 소수 부분을 가질 수도 있지만, 이들 두 개의 부분들이 나누어지는 포인트는 고정되지 않을 수도 있고, CGS 시스템에서의 두 개의 인수들, 현재 3D LUT에 대한 cm_res_quant_bits의 값과, 입력 비트 깊이 및 출력 비트 깊이 간의 델타에 의존할 수도 있는 nMappingShift의 값 중 하나 또는 양쪽 모두에 의존할 수도 있다. 일 실시형태에서, nMappingShift는 10 빼기 outputDepth와 inputDepth 간의 차이와 동일할 수도 있다.
일 실시형태에서, resCoeff의 크기를 나타내는데 사용되는 비트들의 총 수가 N으로서 표시될 수도 있다. resCoeff 크기의 소수 부분이 (nMappingShift-cm_res_quant_bits) 수의 비트들로 나타내어질 수도 있고 resCoeff 크기의 정수 부분이 남아있는 (N-nMappingShift+cm_res_quant_bits) 수의 비트들에 의해 나타내어질 수도 있다.
일 실시형태에서, 고정-길이 코딩될 수도 있는 LSB의 길이가 적응적으로 선택될 수도 있다. (nMappingShift-cm_res_quant_bits-cm_delta_flc_bits)의 값이 고정-길이 코딩될 수도 있는 LSB의 수를 결정하는데 사용될 수도 있으며, 여기서 cm_delta_flc_bits는 0, 1, 2, 또는 3과 같은 상대적으로 작은 정수 값일 수도 있다. cm_delta_flc_bits의 값이 인코더/디코더에 의해 미리 선택될 수도 있고 고정될 수도 있다. cm_delta_flc_bits의 값이 다음의 신택스 테이블 표 3 및 시맨틱스를 사용하여 인코더에 의해 적응적으로 선택되고 3D LUT 테이블의 일부로서 시그널링될 수도 있다. cm_delta_flc_bits를 결정하기 위하여 인코더가 cm_delta_flc_bits의 허용된 값(예컨대, 0 내지 3)에 대해, 일부 또는 전체 컬러 성분들, 일부 또는 전체 모델 파라미터들, 및 일부 또는 전체 옥탄트들에 대한 일부 또는 전체 resCoeff 값들을 코딩하는데 필요한 비트들의 수를 카운트할 수도 있다. 인코더는 모든 resCoeff 값들을 코딩하는 전체 비용을 최소화하는 cm_delta_flc_bits 값을 선택할 수도 있다. 이러한 철저한 검색의 복잡도는 비트들의 수만이 카운트될 때 매우 작을 수도 있고, 실제 코딩은 수행되지 않을 수도 있다.
Figure 112017006210135-pct00006
표 3. 신택스 테이블
일 실시형태에서, cm_res_quant_bits는 정점 잔차 값들 res_y, res_u 및 res_v에 가산될 최소 유효 비트들의 수를 특정할 수도 있다. 각각의 컬러 성분, 각각의 파라미터, 및 각각의 옥탄트에 대한 예측 잔차의 복원이 본 명세서에서 설명된 바와 같이 수정될 수도 있다. 변수들 CMResY[yIdx][uIdx][vIdx][i], CMResU[yIdx][uIdx][vIdx][i], 및 CMResV[yIdx][uIdx][vIdx][i] 는 아래의 수학식 (14), (15), (16), 및 (17)에 나타낸 바와 같이 도출될 수도 있다:
nFLCBits = nMappingShift - res_quant_bits - cm_delta_flc_bits (14)
CMResY[yIdx][uIdx][vIdx][i] = (1 - 2 * res_coeff_s[yIdx][uIdx][vIdx][i][0]) * ((res_coeff_q[yIdx][uIdx][vIdx][i][0] ≪ nFLCBits) + res_coeff_r[yIdx][uIdx][vIdx][i][0]) (15)
CMResU[yIdx][uIdx][vIdx][i] = (1 - 2 * res_coeff_s[yIdx][uIdx][vIdx][i][1]) * ((res_coeff_q [yIdx][uIdx][vIdx][i][1] ≪ nFLCBits) + res_coeff_r[yIdx][uIdx][vIdx][i][1]) (16)
CMResV[yIdx][uIdx][vIdx][i] = (1 - 2 * res_coeff_s[yIdx][uIdx][vIdx][i][2]) * ((res_coeff_q[yIdx][uIdx][vIdx][i][2] ≪ nFLCBits) + res_coeff_r[yIdx][uIdx][vIdx][i][2]) (17)
도 11a는 하나 이상의 개시된 실시형태들이 구현될 수도 있는 예시적인 통신 시스템(100)의 도면이다. 통신 시스템(100)은 콘텐츠, 이를테면 음성, 데이터, 비디오, 메시징, 브로드캐스트 등을 다수의 무선 사용자들에게 제공하는 다중 액세스 시스템일 수도 있다. 통신 시스템(100)은 다수의 무선 사용자들이 무선 대역폭을 포함한 시스템 자원들의 공유를 통해 이러한 콘텐츠에 액세스하는 것을 가능하게 할 수도 있다. 예를 들어, 통신 시스템들(100)은 하나 이상의 채널 액세스 방법들, 이를테면 코드 분할 다중 접속(code division multiple access, CDMA), 시분할 다중 접속(time division multiple access, TDMA), 주파수 분할 다중 접속(frequency division multiple access, FDMA), 직교 FDMA(OFDMA), 단일 반송파 FDMA(SC-FDMA) 등을 채용할 수도 있다.
도 11a는 하나 이상의 개시된 실시형태들이 구현될 수도 있는 예시적인 통신 시스템(100)의 도면이다. 통신 시스템(100)은 콘텐츠, 이를테면 음성, 데이터, 비디오, 메시징, 브로드캐스트 등을 다수의 무선 사용자들에게 제공하는 다중 액세스 시스템일 수도 있다. 통신 시스템(100)은 다수의 무선 사용자들이 무선 대역폭을 포함한 시스템 자원들의 공유를 통해 이러한 콘텐츠에 액세스하는 것을 가능하게 할 수도 있다. 예를 들어, 통신 시스템들(100)은 하나 이상의 채널 액세스 방법들, 이를테면 코드 분할 다중 접속(CDMA), 시분할 다중 접속(TDMA), 주파수 분할 다중 접속(FDMA), 직교 FDMA(OFDMA), 단일 반송파 FDMA(SC-FDMA) 등을 채용할 수도 있다.
도 11a에 도시된 바와 같이, 통신 시스템(100)은 무선 송수신 유닛들(WTRU들)(102a, 102b, 102c, 및/또는 102d)(이것들은 전체적으로 또는 총괄하여 WTRU(102)라고 지칭될 수도 있음), 무선 액세스 네트워크(radio access network, RAN)(103/104/105), 코어 네트워크(106/107/109), 공중전화망(public switched telephone network, PSTN)(108), 인터넷(110), 및 다른 네트워크들(112)을 포함할 수도 있지만, 개시된 실시형태들은 임의의 수의 WTRU들, 기지국들, 네트워크들, 및/또는 네트워크 엘리먼트들을 고려하는 것이 이해될 것이다. WTRU들(102a, 102b, 102c, 102d)의 각각은 무선 환경에서 동작 및/또는 통신하도록 구성된 임의의 유형의 디바이스일 수도 있다. 예로서, WTRU들(102a, 102b, 102c, 102d)은 무선 신호들을 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수도 있고 사용자 장비(UE), 이동국, 고정식 또는 모바일 가입자 유닛, 페이저, 셀룰러 전화기, 개인 정보 단말기(personal digital assistant, PDA), 스마트폰, 랩톱, 넷북, 개인용 컴퓨터, 무선 센서, 소비자 가전기기들 등을 포함할 수도 있다.
통신 시스템들(100)은 기지국(114a)과 기지국(114b)을 또한 포함할 수도 있다. 기지국들(114a, 114b)의 각각은 하나 이상의 통신 네트워크들, 이를테면 코어 네트워크(106/107/109), 인터넷(110), 및/또는 네트워크들(112)에 대한 액세스를 용이하게 하기 위해 WTRU들(102a, 102b, 102c, 102d) 중 적어도 하나와 무선으로 인터페이싱하도록 구성된 임의의 유형의 디바이스일 수도 있다. 예로서, 기지국들(114a, 114b)은 기지국 트랜시버(base transceiver station; BTS), 노드-B, eNode B, 홈 노드 B, 홈 eNode B, 사이트 제어기, 액세스 포인트(AP), 무선 라우터 등일 수도 있다. 기지국들(114a, 114b)이 각각 단일 엘리먼트로서 묘사되지만, 기지국들(114a, 114b)은 임의의 수의 상호접속된 기지국들 및/또는 네트워크 엘리먼트들을 포함할 수도 있다.
기지국(114a)은 RAN(103/104/105)의 일부일 수도 있는데, 이 RAN은 다른 기지국들 및/또는 네트워크 엘리먼트들(미도시), 이를테면 기지국 제어기(base station controller, BSC), 무선 네트워크 제어기(radio network controller, RNC), 릴레이 노드들 등을 또한 포함할 수도 있다. 기지국(114a) 및/또는 기지국(114b)은 셀(도시되지 않음)이라고 지칭될 수도 있는 특정 지리적 지역 내에서 무선 신호들을 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수도 있다. 그 셀은 셀 섹터들로 더욱 세분될 수도 있다. 예를 들어, 기지국(114a)에 연관된 셀은 세 개의 섹터들로 나누어질 수도 있다. 따라서, 하나의 실시형태에서, 기지국(114a)은 세 개의 트랜시버들을, 예컨대, 셀의 각각의 섹터마다 하나씩 포함할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 기지국(114a)은 다중 입력 다중 출력(multiple-input multiple output, MIMO) 기술을 채용할 수도 있고, 그러므로, 셀의 각각의 섹터에 대해 다수의 트랜시버들을 이용할 수도 있다.
기지국들(114a, 114b)은 무선 인터페이스(air interface)(115/116/117)를 통해 WTRU들(102a, 102b, 102c, 102d) 중 하나 이상과 통신할 수도 있는데, 무선 인터페이스는 임의의 적합한 무선 통신 링크(예컨대, 무선 주파수(radio frequency, RF), 마이크로파, 적외선(infrared, IR), 자외선(ultraviolet, UV), 가시광선 등)일 수도 있다. 무선 인터페이스(115/116/117)는 임의의 적합한 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)을 사용하여 확립될 수도 있다.
더 구체적으로는, 위에서 언급했듯이, 통신 시스템(100)은 다중 액세스 시스템일 수도 있고, 하나 이상의 채널 액세스 방식들, 이를테면 CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA 등을 채용할 수도 있다. 예를 들어, RAN(103/104/105)에서의 기지국(114a)과 WTRU들(102a, 102b, 102c)은 유니버셜 이동 통신 시스템(Universal Mobile Telecommunications System, UMTS) 지상파 무선 액세스(Terrestrial Radio Access, UTRA)와 같은 무선 기술을 구현할 수도 있는데, 이 무선 기술은 광대역 CDMA(WCDMA)를 사용하여 무선 인터페이스(115/116/117)를 확립할 수도 있다. WCDMA는 고속 패킷 액세스(High-Speed Packet Access, HSPA) 및/또는 진화형 HSPA(HSPA+)와 같은 통신 프로토콜들을 포함할 수도 있다. HSPA는 고속 다운링크 패킷 액세스(High-Speed Downlink Packet Access, HSDPA) 및/또는 고속 업링크 패킷 액세스(HSUPA)를 포함할 수도 있다.
다른 실시형태에서, 기지국(114a)과 WTRU들(102a, 102b, 102c)은 진화형 UMTS 지상파 무선 액세스(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access, E-UTRA)와 같은 무선 기술을 구현할 수도 있는데, 이 무선 기술은 LTE(Long Term Evolution) 및/또는 LTE-A(LTE-Advanced)를 사용하여 무선 인터페이스(115/116/117)를 확립할 수도 있다.
다른 실시형태들에서, 기지국(114a)과 WTRU들(102a, 102b, 102c)은 IEEE 802.16(예컨대, WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)), CDMA2000, CDMA2000 IX, CDMA2000 EV-DO, 잠정 표준 2000(IS-2000), 잠정 표준 95(IS-95), 잠정 표준 856(IS-856), GSM(Global System for Mobile communications), EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution), GSM 에지(GERAN) 등과 같은 무선 기술들을 구현할 수도 있다.
도 11a에서의 기지국(114b)은, 예를 들어, 무선 라우터, 홈 노드 B, 홈 eNode B, 또는 액세스 포인트일 수도 있고, 국부화된 영역, 이를테면 사업장, 홈, 차량, 캠퍼스 등에서 무선 접속을 용이하게 하기 위해 임의의 적합한 RAT를 이용할 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 기지국(114b)과 WTRU들(102c, 102d)은 무선 근거리 네트워크(wireless local area network, WLAN)를 확립하기 위해 IEEE 802.11과 같은 무선 기술을 구현할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 기지국(114b)과 WTRU들(102c, 102d)은 무선 개인 영역 네트워크(wireless personal area network, WPAN)를 확립하기 위해 IEEE 802.15와 같은 무선 기술을 구현할 수도 있다. 또 다른 실시형태에서, 기지국(114b)과 WTRU들(102c, 102d)은 피코셀 또는 펨토셀을 확립하기 위해 셀룰러 기반 RAT(예컨대, WCDMA, CDMA2000, GSM, LTE, LTE-A 등)를 이용할 수도 있다. 도 11a에 도시된 바와 같이, 기지국(114b)은 인터넷(110)에 대한 직접 접속을 가질 수도 있다. 따라서, 기지국(114b)은 코어 네트워크(106/107/109)를 통해 인터넷(110)에 액세스하는 것이 필요하지 않을 수도 있다.
RAN(103/104/105)은 코어 네트워크(106/107/109)와 통신할 수도 있는데, 이 코어 네트워크는 음성, 데이터, 애플리케이션들, 및/또는 VoIP(voice over internet protocol) 서비스들을 WTRU들(102a, 102b, 102c, 102d) 중 하나 이상에 제공하도록 구성된 임의의 유형의 네트워크일 수도 있다. 예를 들어, 코어 네트워크(106/107/109)는 호 제어, 과금 서비스들, 모바일 로케이션 기반 서비스들, 선불 전화, 인터넷 접속성, 비디오 배포 등을 제공하며 그리고/또는 하이-레벨 보안 기능들, 이를테면 사용자 인증을 수행할 수도 있다. 도 11a에 도시되진 않았지만, RAN(103/104/105) 및/또는 코어 네트워크(106/107/109)는 RAN(103/104/105)과는 동일한 RAT 또는 상이한 RAT를 채용하는 다른 RAN들과 직접 또는 간접 통신할 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, E-UTRA 무선 기술을 이용하고 있을 수도 있는 RAN(103/104/105)에 접속되는 것 외에도, 코어 네트워크(106/107/109)는 GSM 무선 기술을 채용하는 다른 RAN(미도시)과 또한 통신할 수도 있다.
코어 네트워크(106/107/109)는 PSTN(108), 인터넷(110), 및/또는 다른 네트워크들(112)에 액세스하기 위한 WTRU들(102a, 102b, 102c, 102d)에 대한 게이트웨이로서 또한 역할할 수도 있다. PSTN(108)은 기존 전화 서비스(plain old telephone service, POTS)를 제공하는 회선 교환식 전화기 네트워크들을 포함할 수도 있다. 인터넷(110)은 공통 통신 프로토콜들, 이를테면 TCP/IP 인터넷 프로토콜 스위트에서의 송신 제어 프로토콜(transmission control protocol, TCP), 사용자 데이터그램 프로토콜(user datagram protocol, UDP) 및 인터넷 프로토콜(internet protocol, IP)을 사용하는 상호접속된 컴퓨터 네트워크들 및 디바이스들의 글로벌 시스템을 포함할 수도 있다. 네트워크들(112)은 다른 서비스 제공자들에 의해 소유된 및/또는 운영되는 유선 또는 무선 통신 네트워크들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 네트워크들(112)은 하나 이상의 RAN들에 접속된 다른 코어 네트워크를 포함할 수도 있는데, 이 하나 이상의 RAN들은 RAN(103/104/105)과는 동일한 RAT 또는 상이한 RAT를 채용할 수도 있다.
통신 시스템(100)에서의 WTRU들(102a, 102b, 102c, 102d) 중 일부 또는 전부는 멀티-모드 능력들을 구비할 수도 있으며, 예컨대, WTRU들(102a, 102b, 102c, 102d)은 상이한 무선 링크들을 통해 상이한 무선 네트워크들과 통신하기 위해 다수의 트랜시버들을 구비할 수도 있다. 예를 들어, 도 11a에 도시된 WTRU(102c)는 셀룰러 기반 무선 기술을 채용할 수도 있는 기지국(114a)과 그리고 IEEE 802 무선 기술을 채용할 수도 있는 기지국(114b)과 통신하도록 구성될 수도 있다.
도 11b는 예시적인 WTRU(102)의 시스템도이다. 도 11b에 도시된 바와 같이, WTRU(102)는 프로세서(118), 트랜시버(120), 송수신 엘리먼트(122), 스피커/마이크로폰(124), 키패드(126), 디스플레이/터치패드(128), 비-착탈식 메모리(130), 착탈식 메모리(132), 전력원(134), 글로벌 포지셔닝 시스템(global positioning system, GPS) 칩셋(136), 및 다른 주변기기들(138)을 포함할 수도 있다. WTRU(102)는 전술한 엘리먼트들의 임의의 하위조합을 포함하면서도 일 실시형태와 부합할 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 또한, 실시형태들에서는 기지국들(114a 및 114b), 및/또는, 무엇보다도, 트랜시버 스테이션(BTS), 노드-B, 사이트 제어기, 액세스 포인트(AP), 홈 노드-B, 진화형 홈 노드-B(eNodeB), 홈 진화형 노드-B(HeNB), 홈 진화형 노드-B 게이트웨이, 및 프록시 노드들과 같이 기지국들(114a 및 114b)이 비제한적으로 나타낼 수도 있는 노드들이, 도 11b에 묘사된 그리고 본원에서 설명되는 엘리먼트들의 일부 또는 전부를 포함할 수도 있다는 것을 고려한다.
프로세서(118)는 범용 프로세서, 특수 목적 프로세서, 기존의 프로세서, 디지털 신호 프로세서(digital signal processor, DSP), 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어에 연관된 하나 이상의 마이크로프로세서들, 제어기, 마이크로제어기, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array, FPGA) 회로들, 임의의 다른 유형의 집적회로(IC), 상태 머신 등일 수도 있다. 프로세서(118)는 신호 코딩, 데이터 프로세싱, 전력 제어, 입출력 프로세싱, 및/또는 WTRU(102)가 무선 환경에서 동작하는 것을 가능하게 하는 임의의 다른 기능을 수행할 수도 있다. 프로세서(118)는 트랜시버(120)에 커플링될 수도 있는데, 그 트랜시버는 송수신 엘리먼트(122)에 커플링될 수도 있다. 도 11b가 프로세서(118)와 트랜시버(120)를 별개의 컴포넌트들로서 묘사하지만, 프로세서(118)와 트랜시버(120)는 전자 패키지 또는 칩 내에 함께 통합될 수도 있다.
송수신 엘리먼트(122)는 무선 인터페이스(115/116/117)를 통해 신호들을 기지국(예컨대, 기지국(114a))으로 송신하거나 또는 그 기지국으로부터 신호들을 수신하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 실시형태에서, 송수신 엘리먼트(122)는 RF 신호들을 송신 및/또는 수신하도록 구성된 안테나일 수도 있다. 다른 실시형태에서, 송수신 엘리먼트(122)는, 예를 들어, IR, UV, 또는 가시광선 신호들을 송신 및/또는 수신하도록 구성된 송출기(emitter)/검출기일 수도 있다. 또 다른 실시형태에서, 송수신 엘리먼트(122)는 RF 신호 및 광 신호 양쪽 모두를 송신 및 수신하도록 구성될 수도 있다. 송수신 엘리먼트(122)는 무선 신호들의 임의의 조합을 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
덧붙여서, 비록 송수신 엘리먼트(122)는 도 11b에서 단일 엘리먼트로서 묘사되지만, WTRU(102)는 임의의 수의 송수신 엘리먼트들(122)을 포함할 수도 있다. 더 구체적으로는, WTRU(102)는 MIMO 기술을 채용할 수도 있다. 따라서, 하나의 실시형태에서, WTRU(102)는 무선 인터페이스(115/116/117)를 통해 무선 신호들을 송신 및 수신하기 위한 둘 이상의 송수신 엘리먼트들(122)(예컨대, 다수의 안테나들)을 구비할 수도 있다.
트랜시버(120)는 송수신 엘리먼트(122)에 의해 송신될 신호들을 변조하도록 그리고 송수신 엘리먼트(122)에 의해 수신되는 신호들을 복조하도록 구성될 수도 있다. 위에서 언급된 바와 같이, WTRU(102)는 멀티-모드 능력들을 가질 수도 있다. 따라서, 트랜시버(120)는 WTRU(102)가, 예를 들어, UTRA 및 IEEE 802.11과 같은 다수의 RAT들을 통해 통신하는 것을 가능하게 하는 다수의 트랜시버들을 포함할 수도 있다.
WTRU(102)의 프로세서(118)는 스피커/마이크로폰(124), 키패드(126), 및/또는 디스플레이/터치패드(128)(예컨대, 액정 디스플레이(LCD) 디스플레이 유닛 또는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 유닛)에 커플링될 수도 있고 그것들로부터 사용자 입력 데이터를 수신할 수도 있다. 프로세서(118)는 사용자 데이터를 스피커/마이크로폰(124), 키패드(126), 및/또는 디스플레이/터치패드(128)로 또한 출력할 수도 있다. 덧붙여서, 프로세서(118)는 임의의 유형의 적합한 메모리, 이를테면 비-착탈식 메모리(130) 및/또는 착탈식 메모리(132)로부터 정보를 액세스하고 데이터를 그 메모리에 저장할 수도 있다. 비-착탈식 메모리(130)는 랜덤-액세스 메모리(RAM), 판독-전용 메모리(ROM), 하드 디스크, 또는 임의의 다른 유형의 메모리 저장 디바이스를 포함할 수도 있다. 착탈식 메모리(132)는 가입자 식별 모듈(subscriber identity module, SIM) 카드, 메모리 스틱, 보안 디지털(secure digital, SD) 메모리 카드 등을 포함할 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 프로세서(118)는 WTRU(102) 상에, 이를테면 서버 또는 홈 컴퓨터(미도시) 상에 물리적으로 위치하지 않은 메모리로부터의 정보에 액세스하고 데이터를 그 메모리에 저장할 수도 있다.
프로세서(118)는 전력원(134)으로부터 전력을 받을 수도 있고, WTRU(102)에서의 다른 컴포넌트들에게 전력을 분배하며 그리고/또는 그 컴포넌트들을 제어하도록 구성될 수도 있다. 전력원(134)은 WTRU(102)에 전력을 공급하는 임의의 적합한 디바이스일 수도 있다. 예를 들어, 전력원(134)은 하나 이상의 건전지 배터리들(예컨대, 니켈-카드뮴(NiCd), 니켈-아연(NiZn), 니켈 금속 수소화물(NiMH), 리듐이온(Li-ion) 등), 태양 전지들, 연료 전지들 등을 포함할 수도 있다.
프로세서(118)는 GPS 칩셋(136)에 또한 커플링될 수도 있는데, 이 GPS 칩셋은 WTRU(102)의 현재 로케이션에 관한 로케이션 정보(예컨대, 경도 및 위도)를 제공하도록 구성될 수도 있다. GPS 칩셋(136)으로부터의 정보 외에도, 또는 그 정보 대신에, WTRU(102)는 기지국(예컨대, 기지국들(114a, 114b))으로부터 무선 인터페이스(115/116/117)를 통해 로케이션 정보를 수신하며 그리고/또는 둘 이상의 인근 기지국들로부터 수신되고 있는 신호들의 타이밍에 기초하여 자신의 로케이션을 결정할 수도 있다. WTRU(102)는 임의의 적합한 로케이션-결정 방법에 의해 로케이션 정보를 획득하면서도 일 실시형태와 부합할 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
프로세서(118)는 다른 주변기기들(138)에 추가로 커플링될 수도 있는데, 이 다른 주변기기들은 부가적인 특징(feature)들, 기능성 및/또는 유선 또는 무선 접속성을 제공하는 하나 이상의 소프트웨어 및/또는 하드웨어 모듈들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 주변기기들(138)은 가속도계, e-나침반, 위성 트랜시버, 디지털 카메라(사진들 또는 비디오용), 유니버셜 직렬 버스(universal serial bus, USB) 포트, 진동 디바이스, 텔레비전 트랜시버, 핸즈 프리 헤드셋, Bluetooth® 모듈, FM(frequency modulated) 라디오 유닛, 디지털 뮤직 플레이어, 미디어 플레이어, 비디오 게임 플레이어 모듈, 인터넷 브라우저 등을 포함할 수도 있다.
도 11c는 일 실시형태에 따른 RAN(103) 및 코어 네트워크(106)의 시스템도이다. 위에서 언급된 바와 같이, RAN(103)은 무선 인터페이스(115)를 통해 WTRU들(102a, 102b, 102c)과 통신하는 UTRA 무선 기술을 채용할 수도 있다. RAN(103)은 코어 네트워크(106)와 또한 통신할 수도 있다. 도 11c에 도시된 바와 같이, RAN(103)는, 무선 인터페이스(115)를 통해 WTRU들(102a, 102b, 102c)과 통신하는 하나 이상의 트랜시버들을 각각 구비할 수도 있는 Node-B들(140a, 140b, 140c)을 포함할 수도 있다. Node-B들(140a, 140b, 140c)은 각각이 RAN(103) 내의 특정 셀(미도시)과 연관될 수도 있다. RAN(103)은 RNC들(142a, 142b)을 또한 포함할 수도 있다. RAN(103)은 일 실시형태와 부합하면서도 임의의 수의 Node-B들 및 RNC들을 포함할 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
도 11c에 도시된 바와 같이, 노드-B들(140a, 140b)은 RNC(142a)와 통신할 수도 있다. 덧붙여, 노드-B(140c)는 RNC(142b)와 통신할 수도 있다. 노드-B들(140a, 140b, 140c)은 Iub 인터페이스를 통해 각각의 RNC들(142a, 142b)과 통신할 수도 있다. RNC들(142a, 142b)은 Iur 인터페이스를 통해 서로 통신할 수도 있다. RNC들(142a, 142b)의 각각은 자신이 접속된 각각의 노드-B들(140a, 140b, 140c)을 제어하도록 구성될 수도 있다. 덧붙여서, RNC들(142a, 142b)의 각각은 외부 루프 전력 제어, 부하 제어, 입허가(admission) 제어, 패킷 스케줄링, 핸드오버 제어, 매크로다이버시티(macrodiversity), 보안 기능들, 데이터 암호화 등과 같은 다른 기능들을 수행 또는 지원하도록 구성될 수도 있다.
도 11c에 도시된 코어 네트워크(106)는 미디어 게이트웨이(media gateway, MGW)(144), 모바일 교환국(mobile switching center, MSC)(146), 서빙 GPRS 지원 노드(SGSN)(148), 및/또는 게이트웨이 GPRS 지원 노드(GGSN)(150)를 포함할 수도 있다. 전술한 엘리먼트들의 각각이 코어 네트워크(106)의 부분으로서 묘사되지만, 이들 엘리먼트들 중 어느 것이라도 코어 네트워크 오퍼레이터 이외의 엔티티에 의해 소유되며 그리고/또는 운영될 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
RAN(103)에서의 RNC(142a)는 코어 네트워크(106)에서의 MSC(146)에 IuCS 인터페이스를 통해 접속될 수도 있다. MSC(146)는 MGW(144)에 접속될 수도 있다. MSC(146)와 MGW(144)는, WTRU들(102a, 102b, 102c)과 전통적인 지상선 통신 디바이스들 간의 통신들을 용이하게 하기 위해, 회선 교환식 네트워크들, 이를테면 PSTN(108)에 대한 액세스를 WTRU들(102a, 102b, 102c)에 제공할 수도 있다.
RAN(103)에서의 RNC(142a)는 코어 네트워크(106)에서의 SGSN(148)에 IuPS 인터페이스를 통해 또한 접속될 수도 있다. SGSN(148)은 GGSN(150)에 접속될 수도 있다. SGSN(148)과 GGSN(150)은, WTRU들(102a, 102b, 102c)과 IP 가능 디바이스들 간의 통신들을 용이하게 하기 위해, 패킷 교환식 네트워크들, 이를테면 인터넷(110)에 대한 액세스를 WTRU들(102a, 102b, 102c)에 제공할 수도 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 코어 네트워크(106)는 네트워크들(112)에 또한 접속될 수도 있는데, 그 네트워크들은 다른 서비스 제공자들에 의해 소유된 그리고/또는 운영되는 다른 유선 또는 무선 네트워크들을 포함할 수도 있다.
도 11d는 일 실시형태에 따른 RAN(104) 및 코어 네트워크(107)의 시스템도이다. 위에서 언급된 바와 같이, RAN(104)은 무선 인터페이스(116)를 통해 WTRU들(102a, 102b, 102c)과 통신하는 E-UTRA 무선 기술을 채용할 수도 있다. RAN(104)은 코어 네트워크(107)와 또한 통신할 수도 있다.
RAN(104)은 eNode-B들(160a, 160b, 160c)을 포함할 수도 있지만, RAN(104)은 임의의 수의 eNode-B들을 포함하면서도 일 실시형태와 부합할 수도 있다는 것이 이해될 것이다. eNode-B들(160a, 160b, 160c)은 무선 인터페이스(116)를 통해 WTRU들(102a, 102b, 102c)과 통신하는 하나 이상의 트랜시버들을 각각 구비할 수도 있다. 하나의 실시형태에서, eNode-B들(160a, 160b, 160c)은 MIMO 기술을 구현할 수도 있다. 따라서, eNode-B(160a)는, 예를 들어, WTRU(102a)에 무선 신호들을 송신하고 그 WTRU로부터 무선 신호들을 수신하는 다수의 안테나들을 사용할 수도 있다.
eNode-B들(160a, 160b, 160c)의 각각은 특정 셀(도시되지 않음)과 연관될 수도 있고 무선 리소스 관리 판정, 핸더오브 판정, 업링크 및/또는 다운링크에서의 사용자들의 스케줄링 등을 핸들링하도록 구성될 수도 있다. 도 11d에 도시된 바와 같이, eNode-B들(160a, 160b, 160c)은 X2 인터페이스를 통해 서로 통신할 수도 있다.
도 11d에 도시된 코어 네트워크(107)는 이동성 관리 게이트웨이(mobility management gateway, MME)(162), 서빙 게이트웨이(164), 및 패킷 데이터 네트워크(packet data network, PDN) 게이트웨이(166)를 포함할 수도 있다. 전술한 엘리먼트들의 각각이 코어 네트워크(107)의 부분으로서 묘사되지만, 이들 엘리먼트들 중 어느 것이라도 코어 네트워크 오퍼레이터 이외의 엔티티에 의해 소유되며 그리고/또는 운영될 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
MME(162)는 S1 인터페이스를 통해 RAN(104)에서의 eNode-B들(160a, 160b, 160c)의 각각에 접속될 수도 있고 제어 노드로서 역할할 수도 있다. 예를 들어, MME(162)는 WTRU들(102a, 102b, 102c)의 사용자들의 인증, 베어러 활성화/비활성화, WTRU들(102a, 102b, 102c)의 초기 연결(attach) 동안의 특정 서빙 게이트웨이의 선택 등을 담당할 수도 있다. MME(162)는 RAN(104)과 다른 무선 기술들, 이를테면 GSM 또는 WCDMA를 채용하는 다른 RAN들(도시되지 않음) 간의 스위칭을 위한 제어 평면 기능을 또한 제공할 수도 있다.
서빙 게이트웨이(164)는 S1 인터페이스를 통해 RAN(104)에서의 eNode B들(160a, 160b, 160c)의 각각에 접속될 수도 있다. 서빙 게이트웨이(164)는 사용자 데이터 패킷들을 WTRU들(102a, 102b, 102c)로/로부터 일반적으로 라우팅 및 포워딩할 수도 있다. 서빙 게이트웨이(164)는 다른 기능들, 이를테면 eNode B 간(inter-eNode B) 핸드오버들 동안의 사용자 평면들의 앵커링, 다운링크 데이터가 WTRU들(102a, 102b, 102c)에 이용가능할 때의 페이징의 트리거링, WTRU들(102a, 102b, 102c)의 콘텍스트들의 관리 및 저장 등을 또한 수행할 수도 있다.
서빙 게이트웨이(164)는 PDN 게이트웨이(166)에 또한 접속될 수도 있는데, 이 PDN 게이트웨이는, WTRU들(102a, 102b, 102c) 및 IP-가능 디바이스들 간의 통신들을 용이하게 하기 위해, 패킷 교환식 네트워크들, 이를테면 인터넷(110)에 대한 액세스를 WTRU들(102a, 102b, 102c)에 제공할 수도 있다.
코어 네트워크(107)는 다른 네트워크들과의 통신들을 용이하게 할 수도 있다. 예를 들어, 코어 네트워크(107)는, WTRU들(102a, 102b, 102c)과 전통적인 지상선 통신 디바이스들 간의 통신들을 용이하게 하기 위해, 회선 교환식 네트워크들, 이를테면 PSTN(108)에 대한 액세스를 WTRU들(102a, 102b, 102c)에 제공할 수도 있다. 예를 들어, 코어 네트워크(107)는 코어 네트워크(107)와 PSTN(108) 간의 인터페이스로서 역할하는 IP 게이트웨이(예컨대, IP 멀티미디어 서브시스템(IP 멀티미디어 서브시스템, IMS) 서버)를 포함하거나 또는 그 IP 게이트웨이와 통신할 수도 있다. 덧붙여서, 코어 네트워크(107)는 WTRU들(102a, 102b, 102c)에 네트워크들(112)에 대한 액세스를 제공할 수도 있는데, 그 네트워크들은 다른 서비스 제공자들에 의해 소유된 그리고/또는 운영되는 다른 유선 또는 무선 네트워크들을 포함할 수도 있다.
도 11e는 일 실시형태에 따른 RAN(105) 및 코어 네트워크(109)의 시스템도이다. RAN(105)은 무선 인터페이스(117)를 통해 WTRU들(102a, 102b, 102c)과 통신하기 위해 IEEE 802.16 무선 기술을 채용하는 액세스 서비스 네트워크(access service network, ASN)일 수도 있다. 아래에서 더 논의되겠지만, WTRU들(102a, 102b, 102c), RAN(105), 및 코어 네트워크(109)의 상이한 기능성 엔티티들 간의 통신 링크들은 참조 포인트들로서 정의될 수도 있다.
도 11e에 도시된 바와 같이, RAN(105)은 기지국들(180a, 180b, 180c)과 ASN(182)을 포함할 수도 있지만, RAN(105)은 임의의 수의 기지국들 및 ASN 게이트웨이들을 포함하면서도 일 실시형태와 부합할 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 기지국들(180a, 180b, 180c)은 각각이 RAN(105)에서의 특정 셀(미도시)과 연관될 수도 있고 각각이 무선 인터페이스(117)를 통해 WTRU들(102a, 102b, 102c)과 통신하는 하나 이상의 트랜시버들을 포함할 수도 있다. 하나의 실시형태에서, 기지국들(180a, 180b, 180c)은 MIMO 기술을 구현할 수도 있다. 따라서, 기지국(180a)은, 예를 들어, WTRU(102a)로 무선 신호들을 송신하고 그 WTRU로부터 무선 신호들을 수신하는 다수의 안테나들을 사용할 수도 있다. 기지국들(180a, 180b, 180c)은 이동성 관리 기능들, 이를테면 핸드오프 트리거링, 터널 확립, 무선 자원 관리, 트래픽 분류, 서비스 품질(QoS) 정책 시행 등을 또한 제공할 수도 있다. ASN 게이트웨이(182)는 트래픽 집성 포인트로서 역할할 수도 있고 페이징, 가입자 프로파일들의 캐싱, 코어 네트워크(109)로의 라우팅 등을 담당할 수도 있다.
WTRU들(102a, 102b, 102c) 및 RAN(105) 간의 무선 인터페이스(117)는 IEEE 802.16 사양을 구현하는 R1 참조 포인트로서 정의될 수도 있다. 덧붙여서, WTRU들(102a, 102b, 102c)의 각각은 코어 네트워크(109)와 논리적 인터페이스(미도시)를 확립할 수도 있다. WTRU들(102a, 102b, 102c) 및 코어 네트워크(109) 간의 논리적 인터페이스는 R2 참조 포인트로서 정의될 수도 있는데, 이 참조 포인트는 인증, 인가, IP 호스트 구성 관리, 및/또는 이동성 관리를 위해 사용될 수도 있다.
기지국들(180a, 180b, 180c)의 각각 간의 통신 링크는 기지국들 간의 WTRU 핸드오버들 및 데이터의 전송을 용이하게 하는 프로토콜들을 포함하는 R8 참조 포인트로서 정의될 수도 있다. 기지국들(180a, 180b, 180c) 및 ASN 게이트웨이(182) 간의 통신 링크는 R6 참조 포인트로서 정의될 수도 있다. R6 참조 포인트는 WTRU들(102a, 102b, 102c)의 각각에 연관된 이동성 이벤트들에 기초하여 이동성 관리를 용이하게 하는 프로토콜들을 포함할 수도 있다.
도 11e에 도시된 바와 같이, RAN(105)은 코어 네트워크(109)에 접속될 수도 있다. RAN(105) 및 코어 네트워크(109) 간의 통신 링크는, 예를 들어 데이터 전송 및 이동성 관리 능력들을 용이하게 하는 프로토콜들을 포함하는 R3 참조 포인트로서 정의될 수도 있다. 코어 네트워크(109)는 모바일 IP 홈 에이전트(MIP-HA)(184), 인증, 인가, 계정관리(authentication, authorization, accounting, AAA) 서버(186), 및 게이트웨이(188)를 포함할 수도 있다. 전술한 엘리먼트들의 각각이 코어 네트워크(109)의 부분으로서 묘사되지만, 이들 엘리먼트들 중 어느 것이라도 코어 네트워크 오퍼레이터 이외의 엔티티에 의해 소유되며 그리고/또는 운영될 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
MIP-HA는 IP 주소 관리를 담당할 수도 있고, WTRU들(102a, 102b, 102c)이 상이한 ASN들 및/또는 상이한 코어 네트워크들 간에 로밍하는 것을 가능하게 할 수도 있다. MIP-HA(184)는, WTRU들(102a, 102b, 102c)과 IP 가능 디바이스들 간의 통신들을 용이하게 하기 위해, 패킷 교환식 네트워크들, 이를테면 인터넷(110)에 대한 액세스를 WTRU들(102a, 102b, 102c)에 제공할 수도 있다. AAA 서버(186)는 사용자 인증을 담당하고 사용자 서비스들을 지원할 수도 있다. 게이트웨이(188)는 다른 네트워크들과의 상호연동을 용이하게 할 수도 있다. 예를 들어, 게이트웨이(188)는, WTRU들(102a, 102b, 102c)과 전통적인 지상선 통신 디바이스들 간의 통신들을 용이하게 하기 위해, 회선 교환식 네트워크들, 이를테면 PSTN(108)에 대한 액세스를 WTRU들(102a, 102b, 102c)에 제공할 수도 있다. 덧붙여서, 게이트웨이(188)는 WTRU들(102a, 102b, 102c)에 네트워크들(112)에 대한 액세스를 제공할 수도 있는데, 그 네트워크들은 다른 서비스 제공자들에 의해 소유된 그리고/또는 운영되는 다른 유선 또는 무선 네트워크들을 포함할 수도 있다.
비록 도 11e에 도시되지 않았지만, RAN(105)은 다른 ASN들에 접속될 수도 있고 코어 네트워크(109)는 다른 코어 네트워크들에 접속될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. RAN(105) 및 다른 ASN들 간의 통신 링크는 R4 참조 포인트로서 정의될 수도 있는데, 이 참조 포인트는 RAN(105) 및 다른 ASN들 간의 WTRU들(102a, 102b, 102c)의 이동성을 조정하기 위한 프로토콜들을 포함할 수도 있다. 코어 네트워크(109) 및 다른 코어 네트워크들 간의 통신 링크는 R5 참조 포인트로서 정의될 수도 있는데, 이 참조 포인트는 홈 코어 네트워크들 및 방문된 코어 네트워크들 간의 상호연동을 용이하게 하는 프로토콜들을 포함할 수도 있다.
비록 특징들과 엘리먼트들이 위에서 특정 조합들로 설명되어 있지만, 본 기술분야의 통상의 기술자는 각각의 특징 또는 엘리먼트가 단독으로 또는 다른 특징들 및 엘리먼트들과의 임의의 조합으로 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 덧붙여서, 본원에서 설명되는 방법들은 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어, 또는 컴퓨터 또는 프로세서에 의한 실행을 위해 컴퓨터 판독가능 매체에 통합된 펌웨어에서 구현될 수도 있다. 컴퓨터-판독가능 매체들의 예들은 (유선 또는 무선 접속들을 통해 송신되는) 전자 신호들 및 컴퓨터-판독가능 저장 매체들을 포함한다. 컴퓨터-판독가능 저장 매체들의 예들은, 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 레지스터, 캐시 메모리, 반도체 메모리 디바이스들, 내장형 하드 디스크들 및 착탈식 디스크들과 같은 자기 매체들, 자기-광 매체들, 그리고 CD-ROM 디스크들 및 디지털 다기능 디스크들(DVD들)과 같은 광 매체들을 포함하지만 그것들로 제한되지 않는다. 소프트웨어에 관련한 프로세서가 WTRU, UE, 단말, 기지국, RNC, 또는 임의의 호스트 컴퓨터에서의 사용을 위해 무선 주파수 트랜시버를 구현하는데 사용될 수도 있다.

Claims (22)

  1. 비디오 디코딩에서의 사용을 위한 3차원 룩업 테이블 파라미터들을 디코딩하는 방법에 있어서,
    비디오 디코더에서, 고정-길이 코딩된(fixed-length coded) 비트 양(quantity) 표시, 예측 잔차 값의 최대 유효 비트(most significant bit)들, 및 상기 예측 잔차 값의 최소 유효 비트(least significant bit)들을 수신하는 단계로서, 상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시는 고정-길이 코딩될 상기 예측 잔차 값의 상기 최소 유효 비트들의 양을 나타내는 것인, 수신하는 단계; 및
    상기 비디오 디코더에서,
    상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시에 기초하여 고정-길이 코딩된 최소 유효 비트들의 양을 나타내는 제 1 값을 결정하고,
    상기 제 1 값에 기초하여 상기 예측 잔차 값의 상기 최소 유효 비트들을 결정하고,
    상기 예측 잔차 값의 상기 최대 유효 비트들 및 상기 예측 잔차 값의 상기 최소 유효 비트들을 사용하여 상기 예측 잔차 값을 어셈블링함으로써,
    상기 예측 잔차 값을 생성하는 단계
    를 포함하는, 3차원 룩업 테이블 파라미터 디코딩 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 예측 잔차 값의 부호를 수신하는 단계; 및
    상기 예측 잔차 값의 상기 부호를 더 사용하여 상기 예측 잔차 값을 어셈블링하는 단계
    를 더 포함하는, 3차원 룩업 테이블 파라미터 디코딩 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 고정-길이 코딩될 상기 예측 잔차 값의 상기 최소 유효 비트들의 양은 가변적인 것인, 3차원 룩업 테이블 파라미터 디코딩 방법.
  4. 무선 송수신 유닛(wireless transmit/receive unit, WTRU)에 있어서,
    프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    고정-길이 코딩된 비트 양 표시, 예측 잔차 값의 최대 유효 비트들, 및 상기 예측 잔차 값의 최소 유효 비트들을 수신하고, 상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시는 고정-길이 코딩될 상기 예측 잔차 값의 상기 최소 유효 비트들의 양을 나타내는 것이고;
    상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시에 기초하여 고정-길이 코딩된 최소 유효 비트들의 양을 나타내는 제 1 값을 결정하며;
    상기 제 1 값에 기초하여 상기 예측 잔차 값의 상기 최소 유효 비트들을 결정하고;
    상기 예측 잔차 값의 상기 최대 유효 비트들 및 상기 예측 잔차 값의 상기 최소 유효 비트들을 사용하여 상기 예측 잔차 값을 어셈블링하도록
    구성되는, 무선 송수신 유닛.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 프로세서는 또한,
    상기 예측 잔차 값의 부호를 수신하고;
    상기 예측 잔차 값의 상기 부호를 더 사용하여 상기 예측 잔차 값을 어셈블링하도록 구성되는, 무선 송수신 유닛.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 고정-길이 코딩될 상기 예측 잔차 값의 상기 최소 유효 비트들의 양은 가변적인 것인, 무선 송수신 유닛.
  7. 비디오 인코딩에서의 사용을 위한 3차원 룩업 테이블 파라미터들을 코딩하는 방법에 있어서,
    비디오 인코더에서, 예측 잔차 값을 결정하는 단계;
    상기 비디오 인코더에서, 고정-길이 코딩될 상기 예측 잔차 값의 최소 유효 비트들의 양에 기초하여 고정-길이 코딩된 비트 양 표시를 결정하는 단계;
    상기 비디오 인코더에서, 상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시를 인코딩하는 단계;
    상기 비디오 인코더에서, 상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시에 기초하여 상기 예측 잔차 값의 최대 유효 비트들을 인코딩하는 단계; 및
    상기 비디오 인코더에서, 상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시에 기초하여 상기 예측 잔차 값의 상기 최소 유효 비트들을 인코딩하는 단계
    를 포함하는, 3차원 룩업 테이블 파라미터 코딩 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시를 결정하는 단계는,
    3차원 룩업 테이블 데이터를 결정하는 단계; 및
    상기 3차원 룩업 테이블 데이터에 기초하여 상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시를 결정하는 단계
    를 포함하는, 3차원 룩업 테이블 파라미터 코딩 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시를 결정하는 단계는,
    제 1 고정-길이 코딩된 비트 양 표시에 기초하여 상기 3차원 룩업 테이블 데이터를 코딩하는데 요구되는 제 1 비트량을 결정하는 단계;
    제 2 고정-길이 코딩된 비트 양 표시에 기초하여 상기 3차원 룩업 테이블 데이터를 코딩하는데 요구되는 제 2 비트량을 결정하는 단계; 및
    상기 제 1 비트량 및 상기 제 2 비트량에 기초하여 상기 제 1 고정-길이 코딩된 비트 양 표시 및 상기 제 2 고정-길이 코딩된 비트 양 표시 중 하나를 상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시로서 선택하는 단계
    를 더 포함하는, 3차원 룩업 테이블 파라미터 코딩 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 고정-길이 코딩된 비트 양 표시 및 상기 제 2 고정-길이 코딩된 비트 양 표시 중 하나를 상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시로서 선택하는 단계는,
    상기 제 1 비트량이 상기 제 2 비트량보다 더 작다면, 상기 제 1 고정-길이 코딩된 비트 양 표시를 상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시로서 선택하는 단계; 및
    상기 제 2 비트량이 상기 제 1 비트량보다 더 작다면, 상기 제 2 고정-길이 코딩된 비트 양 표시를 상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시로서 선택하는 단계
    를 포함하는, 3차원 룩업 테이블 파라미터 코딩 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시는 상기 예측 잔차 값의 고정-길이 코딩된 최소 유효 비트들의 양을 결정하는데 사용되는 비트들의 수를 나타내는, 3차원 룩업 테이블 파라미터 코딩 방법.
  12. 무선 송수신 유닛(wireless transmit/receive unit, WTRU)에 있어서,
    인코딩된 예측 잔차 값을 송신하도록 구성되는 송신기; 및
    프로세서
    를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    예측 잔차 값을 결정하고;
    고정-길이 코딩될 상기 예측 잔차 값의 최소 유효 비트들의 양에 기초하여 고정-길이 코딩된 비트 양 표시를 결정하며;
    상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시를 인코딩하고;
    상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시에 기초하여 상기 예측 잔차 값의 최대 유효 비트들을 인코딩하며;
    상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시에 기초하여 상기 예측 잔차 값의 상기 최소 유효 비트들을 인코딩하도록
    구성되는, 무선 송수신 유닛.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 프로세서는 또한,
    3차원 룩업 테이블 데이터를 결정하고;
    상기 3차원 룩업 테이블 데이터에 기초하여 상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시를 결정하도록 구성되는, 무선 송수신 유닛.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 프로세서가 상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시를 결정하도록 구성되는 것은, 상기 프로세서가
    제 1 고정-길이 코딩된 비트 양 표시에 기초하여 상기 3차원 룩업 테이블 데이터를 코딩하는데 요구되는 제 1 비트량을 결정하고;
    제 2 고정-길이 코딩된 비트 양 표시에 기초하여 상기 3차원 룩업 테이블 데이터를 코딩하는데 요구되는 제 2 비트량을 결정하며;
    상기 제 1 비트량 및 상기 제 2 비트량에 기초하여 상기 제 1 고정-길이 코딩된 비트 양 표시 및 상기 제 2 고정-길이 코딩된 비트 양 표시 중 하나를 상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시로서 선택하도록 구성되는 것을 포함하는, 무선 송수신 유닛.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 고정-길이 코딩된 비트 양 표시는 상기 예측 잔차 값의 상기 최소 유효 비트들의 양을 결정하는데 사용되는 비트들의 수를 나타내는, 무선 송수신 유닛.
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