提供3D查找表编码以用于色域可伸缩性的系统和方法

摘要

提供了用于改进三维(3D)查找表(UT)编码和/或减小3D？LUT的表格大小的系统和方法。例如，可以提供与3D？LUT相关联的八分区以进行颜色空间分割，并且可以对与八分区相关联的八叉树执行编码，其中编码可以包括对与八分区相关联的八叉树的节点和属于所述节点的3D？LUT的相对应顶点进行编码。由节点表示的转换参数被以降低的精度有损编码。还可以用信号发送3D？LUT(例如基于序列和/或图片级)。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年1月7日提交的申请号为61/880,715的美国临时专利申请的权 益，该申请的内容通过引用的方式结合于此。

背景技术

三维(3D)查找表(LUT)可以由配色者(colorist)从颜色分级过程来生成，或者可 以由编码器估计(例如，使用一个颜色空间中的原始信号以及另一颜色空间中的相应信 号)。可能需要在比特流中将3DLUT从编码器发送给解码器，从而使得解码器可以在层间处 理期间应用色域转换过程(例如相同的色域转换过程)。

3DLUT的信令开销是显著的，这是因为表格的尺寸可以很大。例如，采样位深可以 是8比特，并且单位八分区(octant)大小可以是16x16x16(例如颜色空间可以被划分为 16x16x16八分区的表示)，并且由此，在3DLUT表格中可以存在17x17x17项。3DLUT的每个 项可以具有3个分量。因此，总的未压缩表格大小可以是117,912(17x17x17x3x8)比特，其可 以产生显著的信令开销。由于这一数量的开销，3DLUT可能必须以序列级别被用信号发送， 这是因为，例如，单个图片可能不能承担得起这样的开销。以序列级别，序列中的每个图片 可以使用相同的3DLUT，其可以产生次优选色域转换和/或可以将增强层编码效率降级。配 色者可以(由于艺术产品因素)逐个图片或逐个场景改变色域，并且3DLUT的这种图片级信 令可能是高效色域预测所需的。

发明内容

提供了用于改进三维(3D)查找表(LUT)编码和/或减小3DLUT的表格大小(例如编 码表示的比特大小)的系统和方法。例如，可以提供用于颜色空间分割的与3DLUT相关联的 八分区，并且可以对于八分区相关联的八叉树(octree)执行编码。所述八分区中的一个或 多个八分区可以是非统一八分区。八分区的参数可以被降低的精度有损编码。3DLUT可以 包括顶点。所述八分区中的一个或多个八分区可以更粗糙，从而使得邻近的顶点之间具有 更大的距离。

所述八分区还可以提供分级树结构的3D数据，该分级树结构的3D数据可以被在八 叉树中被组织以用于编码。可以应用以下至少一者：八叉树可以包括多个层，八叉树中的每 个节点可以表示所述八分区中的一个八分区，或者每个节点可以从根引用。此外，所述八分 区中的一个或多个八分区可以在一个或多个层被分离和/或至少一个八分区被分割成子八 分区。3DLUT中的顶点中的一个顶点可以属于和/或对应于可表示八叉树中的不同层处的 八分区的一个或多个节点。可以执行八叉树的编码，例如通过递归调用和执行编码八分区 函数来对3DLUT中的与其相关联的节点和顶点按照层优先遍历顺序进行编码。也可以用信 号发送3DLUT(例如基于序列和/或图片级别)。

附图说明

图1显示了具有一个或多个层(例如N个层)的可伸缩视频编码系统的框图。

图2显示了用于使用多视角视频编码(MVC)进行立体(例如2-视角)视频编码的时 间和/或层间预测。

图3显示了CIE颜色分辨率中的BT.709(HDTV)与BT.2020(UHDTV)之间的颜色初步 比较。

图4A-4B分别显示了针对BT.709色域与P3色域之间的终端用户的视觉差异。

图5描绘了使用图片级层间预测(ILP)的色域可伸缩性(CGS)编码。

图6显示了针对8比特YUV信号的3D查找表。

图7显示了三线性3DLUT。

图8显示了用于3DLUT编码的八叉树。

图9A-9B分别显示了具有两层的全局3DLUT和具有三层的图片级3DLUT，其中具 有三层的图片级3DLUT可以从较粗糙的具有两层的全局3DLUT进行预测。

图10A描绘了示例性通信系统的图示，在该系统中可以实施一个或多个公开的实 施方式。

图10B描绘了示例性无线发射/接收单元(WTRU)的系统图，该WTRU可以用于图10A 所示的通信系统内；

图10C描绘了示例性无线电接入网和示例性核心网的系统图，该示例性无线电接 入网和示例性核心网可以用于图10A所示的通信系统内；

图10D描绘了另一示例性无线电接入网和另一示例性核心网的系统图，该另一示 例性无线电接入网和另一示例性核心网可以用于图10A所示的通信系统内；

图10E描绘了另一示例性无线电接入网和另一示例性核心网的系统图，该另一示 例性无线电接入网和另一示例性核心网可以用于图10A所示的通信系统内。

具体实施方式

现今的视频数据可以通过有线网络和无线网络的组合来传送，这可能进一步使得 潜在的传输信道特征复杂。在这种情景下，可伸缩视频编码的前提可以提供有吸引力的方 案来改进异构网络上在具有不同性能的设备上运行的视频应用的体验质量。例如，可伸缩 视频编码可以对以最充分表示(例如时间分辨率、空间分辨率、质量等)的信号进行编码(例 如一次)，但是可以使能根据由特定客户端设备上运行的某些应用所使用的特定速率和/或 表示从视频流的子集进行解码。带宽和存储与非可伸缩方案相比可以得到节约。国际视频 标准，例如MPEG-2视频、H.263、MPEG4视觉和/或H.264可以具有支持一些可伸缩性模式的工 具和/或简档。

图1显示了一种简单的基于块的混合可伸缩视频编码系统的框图。由层1(基层)表 示的空间/时间信号分辨率可以通过输入视频信号的下采样来生成。在随后的编码阶段中， 量化器(Q1)的合适设置可以导致产生某个质量级别的基本信息。为了更高效地对随后的较 高层进行编码，在对随后的层进行编码/解码时可以使用基层重建Y1，该基层重建Y1可以接 近较高层分辨率级别。上采样单元可以执行将基层重建信号上采样到层2的分辨率。下采样 和上采样可以贯穿层(1,2…N)执行，和/或下采样和上采样率可以根据两个给定层之间的 可伸缩性的尺寸而不同。在图1的系统中，对于给定的较高层(2≤n≤N)，差分信号可以通过 从当前层n信号减去上采样的较低层信号(例如层n-1信号)来生成。由此获得的差分信号可 以被编码。如果由两层(例如n1和n2)表示的视频信号可以具有相同的空间分辨率，则相应 的下采样和上采样操作可以绕过。给定层n(1≤n≤N)或多层可以在不使用来自较高层的解 码信息的情况下被解码。但是，如图1中的系统所提供的，对除了基层之外的每个层的残差 信号(即两层之间的差分信号)的编码的依赖有时会引起视觉假象，由于例如对残差信号进 行量化和/或规范化而限制其动态范围和/或在对残差进行编码期间执行的另外的量化。一 些或所有较高层编码器可以采用运动估计和运动补偿预测来作为编码模式。但是，残差信 号中的运动估计和补偿可能不同于常规运动估计，并且可能倾向于视觉假象。为了使得这 种视觉假象最小化，可以提供和/或使用精细残差量化，以及共同量化，例如对残差信号进 行量化和/或规范化与在对残差进行编码期间执行的另外的量化之间的共同量化，由此增 加了系统复杂度。

可伸缩视频编码(SVC)可以是H.264的扩展，H.264可以使能传输和解码部分比特 流，以便提供具有较低时间或空间分辨率或降低的保真度的视频服务，同时在给定部分比 特流的速率的情况下维持相对高的重建质量。SVC的一个设计特征可以是单回路解码。单回 路解码可以指代以下事实：SVC解码器可以在正被解码的层设置一个运动补偿回路，并且可 能不必在一个或多个其他较低层设置一个或多个运动补偿回路。例如，比特流可以包括2 层，例如层1(基层)和层2(增强层)。如果解码器希望重建层2视频，则解码的图片缓存器和 运动补偿预测可以被设置用于层2，而不是用于层1(例如层2可以依赖的基层)。因此，SVC可 能不需要和/或使用来自较低层的参考图片来完全重建，例如，由此降低解码器处的计算复 杂度和存储需求。

单回路解码可以由约束的层间纹理预测实现，其中，对于给定层中的当前块，如果 相应的低层块可以以内模式编码(这也可以称为约束内预测)，则可以允许来自较低层的空 间文理预测。例如，当较低层块可以以内模式编码时，可以被重建，而无需运动补偿操作和 解码的图片缓存。为了改进增强层的率失真效率，SVC可以使用另外的层间预测技术，例如 来自较低层的运动矢量预测、残差预测、模式预测等等。虽然SVC的单回路解码特征可以降 低解码器处的计算复杂度和存储器需求，但是由于严重依赖于块级层间预测方法来实现满 意的性能，可能会增加实施复杂度。此外，为了补偿施加单回路解码约束引起的性能损失， 可能会增加编码器设计和计算复杂度来实现所需性能。对交错的内容进行编码可能不被 SVC很好地支持，这会影响广播产业对它的采用。因此，SVC编码器和解码器设计及系统实施 的复杂度会引起市场中的SVC采用受限。

多视角视频编码(MVC)可以是可提供视角可伸缩性的H.264的另一扩展。在视角可 伸缩性中，基层比特流可以被解码以创建常规的2D视频，并且另外的增强层可以被解码以 重建同一视频信号的其他视角表示。当视角可以被合并在一起并且由合适的3D显示器显示 时，用户可以体验到具有合适的深度感知的3D视频。图2可以提供使用MVC的示例性预测结 构来用左视角(层1)和右视角(层2)对立体视频进行编码。0中的左视角视频可以用IBBP预 测结构进行编码。右视角视频可以用PBBB预测结构进行编码。在右视角中，被分配有左视角 中的第一I图片的第一图片可以被编码为P图片。右视角中的其他图片可以采用来自右视角 中的时间参考的第一预测和来自左视角中的层间参考的第二预测而被编码为B图片。

可使用3D眼镜的立体3DTV可以用于在家欣赏3D内容(例如电影、体育直播等等)。 不像SVC，MVC可以不支持单回路解码特征。如图2所示，右视角(层2)视频的解码可能需要左 视角(层1)中的图片(例如所有或整个图片)可用，从而使得运动补偿回路可以在两个视角/ 层中得到支持。但是，MVC可以具有的设计优点是其可以包括高级语法改变，并且可以不包 括对H.264/AVC的块级改变。这会使得实施更容易，这是因为潜在的MVC编码器/解码器逻辑 可以保持相同、可以被容易地复制、和/或片/图片级的参考图片可能需要被正确地配置以 使能MVC。这与近年来3D视频内容(例如主要是3D电影产生和3D体育直播广播)的爆发相耦 合，会使得MVC或允许MVC能够与SVC相比得到更大的商业成功。通过扩展0中的示例来执行 多视角中的层间预测，MVC也可以支持多于两个视角的编码。

在3D视频编码中，例如，也可以提供和/或使用MPEG帧兼容(MFC)编码。例如，如这 里所述，3D内容可以是立体3D视频，其可以包括两个视角例如左视角和右视角。立体3D内容 传递可以通过将两个视角封装/复用成一个帧(因此名称、帧兼容)和/或用现有标准(例如 H.264/AVC)来压缩和传送封装视频。在接收机侧，在解码之后，帧可以被解封装并且显示为 两个视角。视角的这种复用可以在时域或空域执行。两个视角可以用两个因子中的一个因 子进行空间下采样并且用不同的布置封装(例如当在空域执行以维持相同的图片大小时)。 例如，并列布置可以将下采样的左视角放在图片的左半边，并将下采样的右视角放在图片 的右半边。其他布置可以包括上下、逐行、棋盘等。可用于实现帧兼容3D视频的特定布置可 以由帧封装布置补充增强信息(SEI)消息传递。虽然这种布置可以在对带宽需求增加最小 (例如由于封装的帧可能更难压缩，仍然存在一些增加)的情况下实现3D传递，但是空间下 采样会引起视角重叠并且降低3D视频的视觉质量和用户体验。因此，MFC开发会集中提供可 伸缩扩展给帧兼容(即两个视角封装成同一帧)基层视频和/或提供一个或多个增强层以恢 复分辨率视角，例如以便改进3D体验。由此，虽然准备好提供3D视频传递，但是使能全分辨 率MFC的主要潜在技术会与空间可伸缩性技术紧密相关(即更加紧密)。

可以提供、产生和/或使用HEVC的可伸缩增强的需求和/或使用例子。另外，已经针 对例如空间可伸缩性建立了一个或多个目标。与使用非可伸缩编码相比，为较高分辨率视 频进行测量，可以实现针对2x空间可伸缩性降低25％比特率和针对1.5x空间可伸缩性降低 50％比特率的目标。为了拓宽可伸缩HEVC的使用例子，可以使用所谓的可伸缩性。标准的可 伸缩性可以指代以下可伸缩性的类型：当使用较早的标准(例如H.264/AVC、或者甚至 MPEG2)对基层进行编码，使用更近的标准(例如HEVC标准)对一个或多个增强层进行编码。 标准的可伸缩性旨在提供针对传统内容的后向兼容并且增强传统内容的质量，该传统内容 可能已经使用先前标准被编码，其中一个或多个增强层用后来的标准例如可提供更好编码 效率的HEVC进行编码。

还可以提供和/或使用另一种3D可伸缩视频编码技术，称为3D视频编码或3DV。3DV 的主要任务是针对自动立体应用开发视角可伸缩性的各种特点。自动立体显示和应用可以 允许或使人能够体验3D而无需讨厌的眼镜。为了实现合适的或良好的3D体验而无需眼镜， 可以提供和/或使用多于两个视角。对多个视角(例如9个视角或10个视角)进行编码可能是 昂贵的。因此，3DV可以提供和/或使用对具有相对大的差异的一些视角(例如2个或3个视 角)进行编码与可提供视角的深度信息的深度图结合在一起的混合方法。在显示器侧，可以 对编码后的视角和深度图进行解码，剩余的视角可以使用解码的视角和其深度图适用视角 合成技术来生成。3DV可以考虑各种方法来对视角和深度图进行编码，例如使用不同标准 (例如H.264/AVC、MVC以及HEVC)的组合对所述视角和深度图进行编码，包括用一种标准对 基层进行编码(例如H.264/AVC)且用另一种标准(例如HEVC)对一个或多个增强层进行编 码。3DV可以提供针对应用的不同选项的菜单来从中选择。

表1概括了这里讨论的不同类型的可伸缩性。在表1底部，位深可伸缩性和色度格 式可伸缩性可以依赖于专业视频应用主要使用的视频格式(例如高于8比特视频，且色度采 样格式高于YUV4:2:0)。

通过使用先进的显示技术，与HDTV规范(BT.709)相比，ITUBT.2020中规定的超高 分辨率电视(UHDTV)可以支持更大的分辨率、更大的位深、更大的帧率、以及更宽的色域。通 过这种技术，由于BT.2020可以提供的高保真度质量，用户体验可以得到极大改进。UHDTV可 以支持至多4K(3840x2160)和8K(7680x4320)分辨率，同时帧率至多120Hz，且图像采样的位 深为10比特或12比特。UHDTV的颜色空间可以由BT.2020定义。图3显示了CIE颜色分辨率中 的BT.709(HDTV)与BT.2020(UHDTV)之间的比较。BT.2020中呈现的颜色容量可以比BT.709 中更宽，这意味着使用UHDTV规范可以呈现更多的可见颜色信息。

表1不同类型的可伸缩性

可提供和/或使用的一种可伸缩性类型是色域可伸缩性。色域可伸缩性(CGS)编码 可以是多层编码，其中两个或更多个层可以具有不同的色域和位深。例如，如表1所示，在2 层可伸缩系统中，基层可以是BT.709中定义的HDTV色域，并且增强层可以是BT.2020中定义 的UHDTV色域。可用的另一色域可以是P3色域。P3色域可以在数字影院应用中使用。CGS编码 中的层间处理可以使用色域转换方法来将基层色域转换到增强层色域。在应用色域转换之 后，产生的层间参考图片可以用于预测增强层图片，例如，具有更好或改进的准确率。图4A- 4B分别描绘了针对BT.709色域与P3色域之间的终端用户的视觉差异的一个示例。在图4A- 4B中，相同的内容可以是使用不同色域的两次分级的颜色。例如，图4A中的内容可以是 BT.709中分级、并在BT.709显示器上呈现/显示的颜色，并且图4B中的内容可以是P3中分 级、并在BT.709显示器上呈现/显示的颜色。如图所示，在两个图像之间存在能注意到的颜 色差异。

例如，如果图4A在基层中编码，并且图4B在增强层中编码，例如使用图5中的CGS编 码系统来编码，则可以提供和/或使用另外的层间处理来改进增强层编码效率。色域转换方 法也可以用于针对CSG的层间处理。通过使用色域转换方法，BT.709空间中的颜色可以转换 为P3空间，并且可以更高效地用于预测P3空间中的增强层信号。

即使当BL色域和EL色域可以为固定的时(例如BL可以在709中，并且EL可以在2020 中)，用于色域转换的模型参数也可以针对不同内容而不同。这些参数可以取决于内容产生 中的后产生期间的颜色分级过程，其中一个或多个配色者可以将不同的等级参数应用到不 同空间或不同内容来反映他或她或他们的艺术意图。此外，用于颜色分级的输入视频可以 包括高保真度图片。在可伸缩编码系统中，BL图片的编码会引入量化噪声。通过使用诸如分 级预测架构之类的编码架构，可以针对每个图片或每组图片对量化等级进行调整。因此，从 颜色分级生成的模型参数对于编码来说可能不够正确。对于编码器来说更高效的是通过联 机估计模型参数来补偿编码噪声。编码器可以针对每个图片或每组图片来估计这些参数。 例如，在颜色分级过程期间和/或由编码器产生的这些模型参数可以在序列和/或图片级用 信号发送给解码器，从而解码器可以在层间预测期间执行相同的色域转换过程。

存在不同的色域转换方法，例如线性或分割线性方法。在电影产业中，3D查找表 (3DLUT)可以用于从一种色域方法或技术到另一种方法或技术的色域转换。另外，可以提 供和/或使用用于CGS编码的3DLUT。图5描绘了使用图片级层间预测(ILP)的一个示例性 CGS编码方案。ILP包括从基层(BL)色域到增强层(EL)色域的色域转换、从BL空间分辨率到 EL空间分辨率的上采样、和/或从BL采样位深到EL采样位深的逆色调映射(例如采样位深的 转换)。

如这里所述，3DLUT可以用于色域转换。例如，(y,u,v)可以标记为基层的色域中 的采样三元组，并且(Y,U,V)可以标记为EL色域中的三元组。在3DLUT中，BL颜色空间的范 围可以分为如图6所示的相等八分区。3DLUT的输入可以是BL色域中的(y,u,v)，并且3D LUT的输出可以是EL色域中映射的采样三元组(Y,U,V)。在转换过程期间，如果输入(y,u,v) 可以与八分区的顶点中的一个顶点重叠，则输出(Y,U,V)可以通过直接参考3DLUT项中的 一个项获得。否则，如果输入(y,u,v)可以落在八分区内(例如不是在其顶点中的一个顶点 上)，则如图7中所示的三线性内插可以应用于其最近的8个顶点。三线性内插可以使用以下 等式中的一个或多个来执行：

$Y=K\times \underset{i=0.1}{\Sigma }\underset{j=0.1}{\Sigma }\underset{k=0.1}{\Sigma }{s}_i\left(y\right)\times s_f\left(u\right)\times s_k\left(v\right)\times LUT\left[y_i\right]\left[u_j\right]\left[v_k\right]·y$

$U=K\times \underset{i=0.1}{\Sigma }\underset{j=0.1}{\Sigma }\underset{k=0.1}{\Sigma }{s}_i\left(y\right)\times s_f\left(u\right)\times s_k\left(v\right)\times LUT\left[y_i\right]\left[u_j\right]\left[v_k\right]·u$

$V=K\times \underset{i=0.1}{\Sigma }\underset{j=0.1}{\Sigma }\underset{k=0.1}{\Sigma }{s}_i\left(y\right)\times s_j\left(u\right)\times s_k\left(v\right)\times LUT\left[y_i\right]\left[u_j\right]\left[v_k\right]·v$

$K=\frac{1}{(y_1-y_0)\times (u_1-u_0)\times (v_1-v_0)}$

其中(y_i,u_j,v_k)可以表示BL色域的顶点(即对3DLUT的输入)，LUT[y_i][u_j][v_k]可 以表示EL色域的顶点(即项(y_i,u_j,v_k)处的3DLUT的输出)，并且s₀(y)＝y₁-y,s₁(y)＝y-y₀, s₀(u)＝u₁-u,s₁(u)＝u-u₀,s₀(v)＝v₁-v,s₁(v)＝v-v₀。

如这里所述，3DLUT可以由配色者从颜色分级过程生成，或者可以由编码器估 计—例如通过使用一个颜色空间中的原始信号以及和另一颜色空间中的相应的信号来估 计。3DLUT可以在比特流中从编码器被发送到解码器，从而使得解码器可以在层间处理期 间应用相同的色域转换过程。3DLUT的信令开销可能会增加、增大、或增高(例如明显地)， 这是因为表格的尺寸大。例如，如表6所示，样本位深可以为8比特。如果单位八分区大小为 16x16x16，则在3DLUT表格中可以存在17x17x17项。3DLUT的每项也可以包括三个分量。因 此，总的未压缩表格大小可以为117912(17x17x17x3x8)比特。根据这一数量的开销，3DLUT 可以(仅)在序列级别被信号发送，这是因为单个图片可能不能承担这么大的开销。序列中 的图片可以使用相同的3DLUT，这可能引起次优选的色域转换，并且可能会降低增强层编 码效率。

因此，可以提供改进3DLUT编码的系统和/或方法。例如，如果非统一八分区可以 用于颜色空间分割，则3DLUT的表格大小可能被减小。对于相同的颜色区域，八分区可能更 粗糙(例如在邻近顶点之间可能会存在较大的距离)，以便减小3DLUT表格中的项数。

对于这种分级树构成的三维数据，可以提供和/或使用八叉树来进行高效编码。如 图8所示，可以存在三层，并且八分区3和6可以分离。八叉树中的每个节点可以表示一个八 分区，并且每个节点可以是从根引用的。例如，属于层1处的八分区3的层2处的八分区0可以 称为来自根节点的“0-3-0”，其中“-”可以用作层分隔符。如果可以进一步分离的话，八分区 可以分割成为8个子八分区。八叉树中的叶子八分区可以针对图8中包括层2节点和一些层1 节点(除了3和6可以被进一步分离)的示例而被编码。3DLUT中的一个顶点可以属于不同层 处的多个节点。例如，图8中的顶点N可以属于节点0-0、0-1、0-2、0-3以及0-3-0。当使用八叉 树对3DLUT进行编码时，这种重叠关系可以被考虑以避免顶点的不必要信令(例如每个顶 点可以被编码一次)，并且可以用于提供如这里所描述的高效3DLUT。

表2列出了用于3DLUT编码的语法元素。表2中的函数coding_octant()可以被递 归调用以便按照层优先遍历顺序(例如入上文所述的在表3的情境)来对3DLUT中的顶点进 行编码。函数u(n)、ue(v)以及se(v)可以定义为：u(n):使用n比特的无符号整数，ue(v)：无 符号整数0阶Exp-Golomb(指数-哥伦布)编码，和/或Se(v)：有符号整数0阶Exp-Golomb编 码。

表23DLUT编码的语法

num_layers_minus1:(num_layers_minus1+1)可以用于计算八叉树具有的层数。 对于图8中的八叉树示例来说可以是2。

prediction_mode可以包括用于八叉树编码的三种可能的预测模式。当 prediction_mode为0时，来自当前3DLUT的父八分区可以用作预测以对其子八分区中的每 个子八分区进行编码。每个子八分区/顶点的预测值可以从其父八分区通过三线性内插来 生成。该预测模式可以在表3的上下文中进一步讨论。当prediction_mode为1时，现有的全 局3DLUT(例如这里所定义的)可以用作预测来对当前3DLUT进行编码，并且针对每个顶点 的预测可以从现有全局3DLUT中的共同配置的(collocated)顶点来生成(例如共同配置的 顶点如果不存在的话可以是内插的)。当prediction_mode为2时，当前3DLUT和现有全局3D LUT可以用作预测，并且用于每个八分区/顶点的预测可以针对每个八分区/顶点而被分开 发送。

可以提供和/或使用LUT_precision_luma_minus1。(LUT_precision_luma_minus1 +1)可以是用于对要编码的LUT参数与其用于亮度(Y)分量的预测之间的差值进行编码的精 度参数。

可以提供和/或使用LUT_precision_chroma_minus1。LUT_precision_chroma_ minus1+1可以是用于对LUT参数与其用于色度(U,V)分量的预测之间的差值进行编码的精 度参数。该精度参数可以与亮度信号的精度参数不同。

如这里所描述的，LUT_precision_luma_minus1和LUT_precision_chroma_minus1 可以用于LUT参数解码过程。这些精度参数的较小值可以使得3DLUT更准确，并且减少色域 转换的失真。另外，较小值可以增加编码比特的数量。因此，可以通过率失真优化(RDO)过程 来确定这些精度参数的合适值。

表3列出了用于按照层优先遍历顺序的八叉树编码的示例性语法元素。图8显示了 层优先编码顺序编码的一个示例。例如，可以在图8的两个表示中显示3DLUT。例如，在左 侧，3DLUT可以显示为初始八分区递归划分成更小的八分区，并且每个八分区具有8个顶 点。在右侧，可以显示3DLUT的相应八叉树表示。右侧的八叉树中的每个节点可以对应于左 侧的一个八分区(或者等效地，8个顶点)。为了对每个八分区(或者每个八叉树节点)进行编 码，可以对8个代表节点进行编码。这可以由表3中的“for(i＝0；i<8；i++)”的“for”循环反 映。在图8中，层0中的初始八分区可以采用标记为“px”的8个顶点的形式编码，随后是层1中 的8个八分区的编码，每个八分区自身具有8个顶点。层1中的这些顶点中的十九个顶点可以 是唯一的(例如可以将它们标记为“qx”)并且需要被编码。这可能是表3中的语法与其他语 法之间的不同。在层1中的八分区被编码之后，层1中的八分区3和6可以各自再次被分离为 层2中的8个子八分区。

如图所示，所提议的信令可以是在给定顶点已被编码时的标记，并且可以避免在 顶点已被八叉树中多于一个节点共享时的情况下重复发送顶点。在图8的示例中，这可以减 少层1中从64(8x8)到19的被编码的顶点数。另外，当prediction_mode是2时，所提议的方法 可以针对每个顶点用信号发送预测方法(例如，现有3DLUT中共同配置的顶点或者当前3D LUT的父顶点)。

表3用于coding_octant()的语法元素

如表中所示，可以提供和/或使用vertex_prediction_mode，其中0可以指代使用 当前3DLUT的父八分区来预测当前顶点，和/或1可以指代使用现有的全局3DLUT的共同配 置的八分区来预测当前顶点。如果prediction_mode不等于2，则vertex_prediction_mode 可以设定为等于prediction_mode。

当前3DLUT中的父八分区可以用于预测当前顶点(例如当顶点预测模式可设定为 0时)。如前面所解释的，由于可以使用层优先遍历顺序，所以层(1)处的父八分区可以在层 (1+1)处的子八分区之前编码。在图8的示例中，层0处的8个顶点px可以首先被编码。当对19 个顶点qx中的一个顶点进行编码时，可以首先使用来自层0处的8个顶点px的三线性内插来 形成预测器(predictor)。不是直接对顶点qx进行编码，而是对qx与其预测器之间的差值进 行编码以便减小比特开销。

可以提供和/或使用nonzero_residual_flag，其中，例如1可以指示存在非零残差 要编码；0可以指示残差可以为0；和/或解码值可以等于其预测。

可以对deltaY或亮度分量的增量进行编码。deltaY可以计算如下：

deltaY＝(Y-prediction_Y+((LUT_precision_luma_minus1+1)>>1))/(LUT_ precision_luma_minus1+1)。(1)

亮度分量的LUT参数可以在解码器处重建为

Y＝prediction_Y+deltaY×(LUT_precision_luma_minus1+1)。(2)

如果(LUT_precision_luma_minus1+1)可以是2的幂，则等式(1)中的除法由右移 log2(LUT_precision_luma_minus1+1)个比特来代替和/或等式(2)中的乘法可以由左移 log2(LUT_precision_luma_minus1+1)个比特来代替。由于左移/右移可以在硬件中容易实 施，因此色域可伸缩编码系统可以发现将(LUT_precision_luma_minus1+1)强制定义为2的 幂是有益的。在这种情况中，可以代替的是，表2中的语法元素可以改变为表示log2(LUT_ precision_luma_minus1+1)的值。

deltaU或者色度U分量的增量可以被编码并且例如计算如下：

deltaU＝(U-prediction_U+((LUT_precision_chroma_minus1+1)>>1))/(LUT_ precision_chroma_minus1+1)。(3)

色度U分量的LUT参数可以在解码器处重建为

U＝prediction_U+deltaU×(LUT_precision_chroma_minus1+1)。(4)

deltaV或者色度V分量的增量可以被编码。deltaV可以计算如下：

deltaV＝(V-prediction_V+((LUT_precision_chroma_minus1+1)>>1))/(LUT_ precision_chroma_minus1+1)。(5)

色度V分量的LUT参数可以在解码器处重建如下：

V＝prediction_V+deltaV×(LUT_precision_chroma_minus1+1)。(6)

类似于亮度分量，色域可伸缩编码系统可以发现将(LUT_precision_chroma_ minus1+1)强制为2的幂从而使得左移/右移可用于代替乘法和除法是有益的。

如果(LUT_precision_luma_minus1+1)或(LUT_precision_chroma_minus1+1)不 是2的幂，则除法可以接近乘法和移位的组合而不是直接应用除法，这是因为在硬件实施 (例如ASIC)中实施除数代价较高。例如，等式(1)(3)(5)可以实施为(7)(8)(9)：

deltaY＝((Y-prediction_Y)*LUT_precision_luma_scale+(1<<(LUT_ precision_luma_shift-1)))>>LUT_precision_luma_shift(7)

deltaU＝(U-prediction_U)*LUT_precision_chroma_scale+(1<<(LUT_ precision_chroma_shift-1)))>>LUT_precision_chroma_shift(8)

deltaV＝((V-prediction_V)*LUT_precision_chroma_scale+(1<<(LUT_ precision_chroma_shift-1)))>>LUT_precision_chroma_shift(9)

其中(LUT_precision_luma_minus1+1)和(LUT_precision_chroma_minus1+1)可 以计算如下：

(LUT_precision_luma_minus1+1)＝(1<<LUT_precision_luma_shift)/LUT_ precision_luma_scale(10)

(LUT_precision_chroma_minus1+1)＝(1<<LUT_precision_chroma_shift)/LUT_ precision_chroma_scale。(11)

DeltaY可以计算为LUT_precision_luma_minus1，可以是0。DeltaU和deltaV可以 计算为LUT_precision_chroma_minus1，可以是0。

此外，prediction_Y、prediction_Uandprediction_V可以是一个或多个LUT参 数的预测。它们可以根据prediction_mode而获得。如果prediction_mode为0，则预测可以 是来自当前顶点的上层的三线性内插。例如，如果当前编码顶点是图9B中的顶点V，则其预 测可以是来自层1处的八分区3的8个顶点的三线性内插。如果prediction_mode为1，则预测 可以等于全局LUT中的共同配置的顶点。

可以提供和/或使用octant_split_flag，其中例如1可以指示当前八分区可以被 进一步分离，并且8个子八分区可以被编码。等于0的Octant_split_flag可以指示当前八分 区是叶子八分区。

表3中的dy[i]、du[i]以及dv[i]的值可以在表4中定义。

表4dy、du以及dv的定义

i dy[i] du[i] dv[i] 0 0 0 0 1 0 0 (max_value_v+1)>>(1+layer) 2 0 (max_value_u+1)>>(1+layer) 0 3 0 (max_value_u+1)>>(1+layer) (max_value_v+1)>>(1+layer) 4 (max_value_y+1)>>(1+layer) 0 0 5 (max_value_y+1)>>(1+layer) 0 (max_value_v+1)>>(1+layer) 6 (max_value_y+1)>>(1+layer) (max_value_u+1)>>(1+layer) 0 7 (max_value_y+1)>>(1+layer) (max_value_u+1)>>(1+layer) (max_value_v+1)>>(1+layer)

新的函数getVertex(y,u,v,i)可以用于得出八分区的顶点索引，其中第一索引可 以位于(y,u,v)处。函数getVertex(y,u,v,i)可以使用伪随机码计算如下：

octant_len_y、octant_len_u以及octant_len_v的值可以分别表示用于亮度、色 度分量u以及色度分量v的最小八分区的长度。size_in_vertices的值可以是每个维度的顶 点的最小数量。

可以设定标记coded_flag[n](例如一旦使用getVertex(y,u,v,i)计算n的值)。随 后可以使用标记来跟踪已编码的顶点“n”和/或避免再次对顶点“n”编码。

可以提供和/或使用序列和图片级3DLUT信令。例如，对于3DLUT信令，系统可以 基于序列级分析来信号发送3DLUT。这可以是全局或序列级3DLUT。这种序列级3DLUT可 以在高级参数集例如视频参数集(VPS)、序列参数集(SPS)或图片参数集(PPS)中传递。视频 序列中的图片可以使用全局3DLUT。

表5显示了信号发送PPS中的全局3DLUT的一个示例性语法表格。除了使用3DLUT 之外，表5中的语法还可以支持使用其他类型的色域转换方法，例如线性映射、分割线性映 射等等。特定的色域编码方法可以使用ue(v)编码被编码为PPS，其可以使能另外的色域转 换方法被支持。另外，表5包括指示支持色域可伸缩性的语法元素是否可被包括在内的标记 (color_gamut_scalability_flag)。虽然在两个特定层之间是否可支持CGS可以在VPS中信 号发送(例如使用scalability_mask)，但是可以期望在VSP与PPS之间具有独立解析。因此， 可以在表5中包括PPS中的另外的1比特标记来指示CGS。

表5信号发送全局3DLUT(用PPS来作为示例)

如表中所示，可以提供color_gamut_scalability_flag。color_gamut_ scalability_flag可以用于指示是否可以存在与色域可伸缩性相关的映射信息。

还可以使用color_gamut_conversion_method来指示用于执行两层之间的色域转 换的特定方法。色域转换方法的集合可以包括线性映射、分割线性映射、3DLUT、多项式模 型等。当color_gamut_conversion_method设定为3DLUT时，可以使用表2中定义的3D_LUT ()信令。

对于视频序列中的一个或多个图片，编码器可以决定在比特流中信号发送图片级 3DLUT(例如以便进一步改进可伸缩编码效率)。这一更新的3DLUT信息可以在片分割报头 中与编码后的片数据一起被信号发送，和/或可以在分离的NAL单元例如自适应参数集 (APS)中信号发送。为了区分全局3DLUT，后一情况可以是图片级3DLUT。

表6信号发送图片级3DLUT(用片分割报头作为示例)

可以使用3D_LUT_present_flag来指示是否可以存在图片级3DLUT信息。

图片级3DLUT可以通过从当前3DLUT中的父顶点进行预测而被编码，其可以使用 全局3DLUT作为其预测，和/或其可以使用二者来作为预测并信号发送顶点级处的预测模 型。这可以通过将表2中的prediction_mode的值设定为合适的值来实现。图片级3DLUT可 以具有不同于全局3DLUT的层数。例如，其可以具有更多层，使得图片级3DLUT更准确，其 可以反过来改进色域转换过程，并且因此改进增强层编码效率。如果图片级3DLUT具有比 序列级3DLUT更多的层，则对其使用所预测的序列级3DLUT来进行编码可能是有益的。在 这种情况下，在全局3DLUT中还未存在的这些共同配置的顶点可以通过从其在全局3DLUT 中已经存在的邻近顶点进行三线性内插来得到。图9A-9B显示了这种示例，其中图片级3D LUT(图9B)可以具有3层，并且全局3DLUT(图9A)可以具有2层且可以用于预测。当图片级3D LUT中的层2处的顶点V可以被编码时，预测可以从全局3DLUT中在层1处的邻近顶点P0、 P1、…P7进行三线性内插。

图10A描绘了可以在其中实施和/或使用一个或多个公开的实施方式的示例性通 信系统100的示图。通信系统100可以是用于提供诸如语音、数据、视频、消息、广播等内容给 多个无线用户的多址系统。通信系统100能够使得多个无线用户通过共享系统资源(包括无 线带宽)来接入这些内容。例如，通信系统100可以使用一种或多种信道接入方法，例如码分 多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、正交FDMA(OFDMA)、单载波FDMA(SC-FDMA) 等。

如图10A所示，通信系统100可以包括个人无线发射/接收单元(WTRU)102a、102b、 102c、和/或102d(可以统称为或共称为WTRU102)、无线电接入网(RAN)103/104/105、核心 网106/107/109、公共交换电话网(PSTN)108、因特网110和其他网络112，但是应当理解，所 公开的实施方式预期了任意数量的WTRU、基站、网络和/或网络元件。WTRU102a、102b、 102c、和/或102d中的每一个可以是被配置为在无线环境中工作和/或通信的任何类型的设 备。举例来说，WTRU102a、102b、102c、和/或102d可被配置为发送和/或接收无线信号，并且 可包括用户设备(UE)、移动站、固定或移动用户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理 (PDA)、智能电话、膝上型电脑、上网本、个人电脑、无线传感器、消费类电子产品等。

通信系统100还可以包括基站114a和基站114b。基站114a、114b中的每一个可以是 任何类型的被配置为与WTRU102a、102b、102c、和/或102d中的至少一个进行无线连接以便 于接入例如核心网106/107/109、因特网110和/或网络112那样的一个或多个通信网络的装 置。作为例子，基站114a和/或114b可以是基站收发信机(BTS)、节点B、e节点B、家用节点B、 家用e节点B、站点控制器、接入点(AP)、无线路由器等等。虽然基站114a、114b分别被描述为 单个元件，但是可以理解基站114a、114b可以包括任意数量的互连的基站和/或网络元件。

基站114a可以是RAN103/104/105的一部分，该RAN103/104/105还可以包括其它 基站和/或网络元件(未示出)，例如基站控制器(BSC)、无线电网络控制器(RNC)、中继节点 等。基站114a和/或基站114b可以被配置为在特定地理区域内传送和/或接收无线信号，该 特定地理区域被称作小区(未示出)。所述小区还被分割成小区扇区。例如，与基站114a相关 联的小区被分割成三个扇区。如此，在一个实施方式中，基站114a包括三个收发信机，即针 对小区的每个扇区使用一个收发信机。在另一实施方式中，基站114a可以使用多输入多输 出(MIMO)技术，因此，可以针对小区的每个扇区使用多个收发信机。

基站11a和/或11b可以通过空中接口115/116/117与WTRU102a、102b、102c和/或 102d中的一个或多个通信，所述空中接口115/116/117可以是任何适当的无线通信链路(例 如射频(RF)、微波、红外线(IR)、紫外线(UV)、可见光等等)。可以使用任何适当的无线电接 入技术(RAT)来建立空中接口115/116/117。

更具体而言，如上所述，通信系统100可以是多址系统且可以采用一种或多种信道 接入方案，诸如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA等等。例如，RAN103/104/105中的基站 114a和WTRU102a、102b、和/或102c可以实现诸如通用移动电信系统(UMTS)陆地无线电接 入(UTRA)之类的无线电技术，其中该无线电技术可以使用宽带CDMA(WCDMA)来建立空中接 口115/116/117。WCDMA可以包括诸如高速分组接入(HSPA)和/或演进型HSPA(HSPA+)之类的 通信协议。HSPA可以包括高速下行链路分组接入(HSDPA)和/或高速上行链路分组接入 (HSUPA)。

在另一实施方式中，基站114a和WTRU102a、102b、和/或102c可以实现诸如演进型 UMTS陆地无线电接入(E-UTRA)之类的无线电技术，其中该无线电技术可以使用长期演进 (LTE)和/或高级LTE(LTE-A)来建立空中接口115/116/117。

在其它实施方式中，基站114a和WTRU102a、102b、和/或102c可以实现诸如IEEE 802.16(例如全球微波互通接入(WiMAX))、CDMA2000、CDMA20001X、CDMA2000EV-DO、临时标 准2000(IS-2000)、临时标准95(IS-95)、临时标准856(IS-856)、全球移动通信系统(GSM)、 增强型数据速率GSM演进(EDGE)、GSMEDGE(GERAN)等无线电技术。

图10A中的基站114b可以是诸如无线路由器、家用节点B、家用e节点B、或接入点， 并且可以利用任何适当的RAT来促进诸如营业场所、家庭、车辆、校园等局部区域中的无线 连接。在一个实施方式中，基站114b和WTRU102c、102d可以实施诸如IEEE802.11之类的无 线电技术以建立无线局域网(WLAN)。在另一实施方式中，基站114b和WTRU102c、102d可以 实施诸如IEEE802.15之类的无线电技术以建立无线个域网(WPAN)。在另一实施方式中，基 站114b和WTRU102c、102d可以利用基于蜂窝的RAT(例如WCDMA、CDMA2000、GSM、LTE、LTE-A 等)以建立微微小区或毫微微小区。如图10A所示，基站114b可以具有到因特网110的直接连 接。因此，基站114b可以不需要经由核心网106/107/109接入因特网110。

RAN103/104/105可以与核心网106/107/109通信，该核心网106/107/109可以是 被配置为向WTRU102a、102b、102c、和/或102d中的一个或多个提供语音、数据、应用程序、 和/或网际协议语音(VoIP)服务的任何类型的网络。例如，核心网106/107/109可以提供呼 叫控制、计费服务、基于移动位置的服务、预付费呼叫、因特网连接、视频分发等，和/或执行 诸如用户认证的高级安全功能。虽然图10A未示出，但应认识到RAN103/104/105和/或核心 网106/107/109可以与跟RAN103/104/105采用相同的RAT或不同的RAT的其它RAN进行直接 或间接通信。例如，除连接到可以利用E-UTRA无线电技术的RAN103/104/105之外，核心网 106/107/109还可以与采用GSM无线电技术的另一RAN(未示出)通信。

核心网106/107/109还可以充当用于WTRU102a、102b、102c、和/或102d接入PSTN 108、因特网110、和/或其它网络112的网关。PSTN108可以包括提供普通老式电话服务 (POTS)的电路交换电话网。因特网110可以包括使用公共通信协议的互连计算机网络和设 备的全局系统，所述公共通信协议例如为传输控制协议(TCP)/网际协议(IP)因特网协议族 中的TCP、用户数据报协议(UDP)和IP。网络112可以包括由其它服务提供商所拥有和/或操 作的有线或无线通信网络。例如，网络112可以包括连接到可以与RAN103/104/105采用相 同的RAT或不同的RAT的一个或多个RAN的另一核心网。

通信系统100中的某些或全部WTRU102a、102b、102c、和/或102d可以包括多模式 能力，例如WTRU102a、102b、102c、和/或102d可以包括用于通过不同的无线链路与不同的 无线网络通信的多个收发信机。例如，图10A所示的WTRU102c可以被配置为与可以采用基 于蜂窝的无线电技术的基站114a通信，且与可以采用IEEE802无线电技术的基站114b通 信。

图10B描绘了示例性WTRU102的系统图。如图10B所示，WTRU102可以包括处理器 118、收发信机120、发射/接收元件122、扬声器/麦克风124、键盘126、显示器/触控板128、不 可移除存储器130、可移除存储器132、电源134、全球定位系统(GPS)芯片组136、以及其它外 围设备138。应认识到WTRU102可以在保持与实施方式一致的同时，包括前述元件的任何子 组合。另外，实施方式可以预料到基站114a和114b、和/或基站114a和114b可以表示的节点 (例如但不限于收发信机站(BTS)、节点B、站点控制器、接入点(AP)、家用节点B、演进型家用 节点B(e节点B)、家用演进型节点B(HeNB)、家用演进型节点B网关、以及代理节点等等)可以 包括图10B描绘出的以及这里描述的一些元件或所有元件。

处理器118可以是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、 多个微处理器、与DSP核相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路 (ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、任何其它类型的集成电路(IC)、状态机等等。处理 器118可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理、和/或使得WTRU102能够在 无线环境中操作的任何其它功能。处理器118可以耦合到收发信机120，收发信机120可以耦 合到发射/接收元件122。虽然图10B将处理器118和收发信机120描绘为单独的元件，但应认 识到处理器118和收发信机120可以被一起集成在电子组件或芯片中。

发射/接收元件122可以被配置为通过空中接口115/116/117向基站(例如基站 114a)发射信号或从基站(例如基站114a)接收信号。例如，在一个实施方式中，发射/接收元 件122可以是被配置为发射和/或接收RF信号的天线。在另一实施方式中，发射/接收元件 122可以是被配置为发射和/或接收例如IR、UV、或可见光信号的发射器/检测器。在另一实 施方式中，发射/接收元件122可以被配置为发射和接收RF和光信号两者。应认识到发射/接 收元件122可以被配置为发射和/或接收无线信号的任何组合。

另外，虽然发射/接收元件122在图10B中被描绘为单个元件，但单个WTRU102可以 包括任何数目的发射/接收元件122。更具体而言，WTRU102可以采用MIMO技术。因此，在一 个实施方式中，WTRU102可以包括用于通过空中接口115/116/117来发射和接收无线信号 的两个或更多个发射/接收元件122(例如多个天线)。

收发信机120可以被配置为调制将由发射/接收元件122发射的信号并对由发射/ 接收元件122接收到的信号进行解调。如上所述，WTRU102可以具有多模式能力。因此，例 如，收发信机120可以包括用于使得WTRU102能够经由诸如UTRA和IEEE802.11之类的多种 RAT通信的多个收发信机。

WTRU102的处理器118可以耦合到扬声器/麦克风124、键盘126、和/或显示器/触 控板128(例如液晶显示器(LCD)显示单元或有机发光二极管(OLED)显示单元)，并且可以从 这些组件接收用户输入数据。处理器118还可以向扬声器/麦克风124、键盘126、和/或显示 器/触控板128输出用户数据。另外，处理器118可以访问来自任意类型的合适的存储器(例 如不可移除存储器130和可移除存储器132)的信息，或者将数据存储在该存储器中。不可移 除存储器130可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘、或任何其它类型的 存储器存储设备。可移除存储器132可以包括用户标识模块(SIM)卡、记忆棒、安全数字(SD) 存储卡等。在其它实施方式中，处理器118可以访问来自在物理上不位于WTRU102上(诸如 在服务器或家用计算机(未示出)上)的存储器的信息并将数据存储在该存储器中。

处理器118可以从电源134接收电力，并且可以被配置为分配和/或控制到WTRU 102中的其它元件的电力。电源134可以是用于为WTRU102供电的任何适当设备。例如，电源 134可以包括一个或多个干电池(例如镍镉(NiCd)、镍锌铁氧体(NiZn)、镍金属氢化物 (NiMH)、锂离子(Li)等等)、太阳能电池、燃料电池等等。

处理器118还可以耦合到GPS芯片组136，GPS芯片组136可以被配置为提供关于 WTRU102的当前位置的位置信息(例如，经度和纬度)。除来自GPS芯片组136的信息之外或 作为其替代，WTRU102可以通过空中接口115/116/117从基站(例如基站114a、114b)接收位 置信息和/或基于从两个或更多个附近的基站接收到信号的时序来确定其位置。应认识到 WTRU102可以在保持与实施方式一致的同时，通过任何适当的位置确定方法来获取位置信 息。

处理器118还可以耦合到其它外围设备138，外围设备138可以包括提供附加特征、 功能和/或有线或无线连接的一个或多个软件和/或硬件模块。例如，外围设备138可以包括 加速计、电子指南针、卫星收发信机、数码相机(用于拍照或视频)、通用串行总线(USB)端 口、振动设备、电视收发信机、免提耳机、蓝牙模块、调频(FM)无线电单元、数字音乐播放 器、媒体播放器、视频游戏机模块、因特网浏览器等等。

图10C描绘了根据一个实施方式的RAN103和核心网106的系统图。如上所述，RAN 103可使用UTRA无线电技术通过空中接口115来与WTRU102a、102b、和/或102c进行通信。该 RAN103还可与核心网106进行通信。如图10C所示，RAN103可包括节点B140a、140b、和/或 140c，其中每个都可包含一个或多个收发信机，以用于通过空中接口115与WTRU102a、 102b、和/或102c进行通信。该节点B140a、140b、和/或140c中的每一个可与RAN103内的特 定小区(未示出)相关联。RAN103还可以包括RNC142a和/或142b。应当理解，在与实施方式 保持一致的情况下，RAN103可以包括任何数量的节点B和RNC。

如图10C所示，节点B140a和/或140b可以与RNC142a进行通信。此外，节点B140c 可以与RNC142b进行通信。节点B140a、140b、和/或140c可以经由Iub接口分别与RNC 142a、142b进行通信。RNC142a、142b可以通过Iur接口相互通信。RNC142a、142b的每一个 可以被配置为分别控制其所连接的节点B140a、140b、和/或140c。此外，RNC142a、142b中 的每一个可以被配置为执行或支持其他功能，例如外环功率控制、负载控制、许可控制、分 组调度、切换控制、宏分集、安全功能、数据加密等。

图10C中所示的核心网106可以包括媒体网关(MGW)144、移动交换中心(MSC)146、 服务GPRS支持节点(SGSN)148和/或网关GPRS支持节点(GGSN)150。虽然将前述组件中的每 一个描绘为核心网106的一部分，但是应该理解，这些组件中任何一个都可由核心网运营商 以外的实体所拥有和/或操作。

RAN103中的RNC142a可经由IuCS接口连接至核心网106中的MSC146。可将MSC 146连接至MGW144。MSC146和MGW144可向WTRU102a、102b、和/或102c提供对电路交换网 络(例如PSTN108)的接入，从而促进WTRU102a、102b、和/或102c与传统陆线通信设备之间 的通信。

还可将RAN103中的RNC142a经由IuPS接口连接至核心网106中的SGSN148。SGSN 148可连接至GGSN150。SGSN148和GGSN150可向WTRU102a、102b、和/或102c提供针对分 组交换网络(例如，互联网110)的接入，从而促进WTRU102a、102b、和/或102c与IP使能设备 之间的通信。

如上所述，还可将核心网106连接至网络112，网络112可包括由其他服务提供商所 拥有和/或操作的有线或无线网络。

图10D描绘了根据一个实施方式的RAN104和核心网107的系统图。如上所述，RAN 104可使用E-UTRA无线电技术通过空中接口116与WTRU102a、102b和/或102c通信。RAN104 还可以与核心网107通信。

RAN104可包括e节点B160a、160b、和/或160c，但是应当理解的是在保持与实施 方式的一致性的同时RAN104可以包括任意数量的e节点B。e节点B160a、160b、和/或160c 中的每一个可包括一个或多个收发信机，以用于通过空中接口116与WTRU102a、102b、和/ 或102c通信。在一个实施方式中，e节点B140a、140b、和/或140c可以利用MIMO技术。因此，e 节点B160a例如可以使用多天线来向WTRU102发送无线信号和从其接收无线信号。

eNB160a、160b、和/或160c中的每一个可以与特定小区(未显示)相关联，并且可 以被配置为处理无线电资源管理决策、切换决策、上行链路和/或下行链路中的用户调度等 等。如图10D所示，e节点B160a、160b、和/或160c可以通过X2接口与彼此通信。

图10D中所示的核心网107可以包括移动性管理实体(MME)162、服务网关164、和分 组数据网络(PDN)网关166。虽然前述元件的每一个被描绘为核心网107的一部分，但是应当 理解这些元件中的任意一个都可以由除了核心网运营商之外的实体拥有和/或操作。

MME162可以经由S1接口连接到RAN104的e节点B160a、160b、和/或160c中的每 一个，并可以作为控制节点。例如，MME162可以负责WTRU102a、102b、和/或102c的认证用 户、承载激活/去激活、在WTRU102a、102b、和/或102c的初始附着期间选择特定服务网关等 等。MME162还可以提供控制平面功能以用于在RAN104和使用其他无线电技术(例如GSM或 者WCDMA)的其他RAN(未显示)之间切换。

服务网关164可以经由S1接口连接到RAN104中的e节点B160a、160b、和/或160c 中的每一个。服务网关164通常可以向/从WTRU102a、102b、和/或102c路由和转发用户数据 分组。服务网关164还可以执行其他功能，例如在e节点B间切换期间锚定用户平面、当下行 链路数据对于WTRU102a、102b、和/或102c可用时触发寻呼、管理和存储WTRU102a、102b、 和/或102c的内容等等。

服务网关164还可以被连接到PDN网关166，PDN网关166向WTRU102a、102b、和/或 102c提供到分组交换网络(例如因特网110)的接入，以便于WTRU102a、102b、和/或102c与 IP使能设备之间的通信。

核心网107可以便于与其他网络的通信。例如，核心网107可以向WTRU102a、102b、 和/或102c提供到电路交换网络(例如PSTN108)的接入，以便于WTRU102a、102b、和/或 102c与传统陆线通信设备之间的通信。例如，核心网107可以包括IP网关(例如IP多媒体子 系统(IMS)服务器)，或者与之通信，该IP网关作为核心网107与PSTN108之间的接口。另外， 核心网107可以向WTRU102a、102b、和/或102c提供到网络112的接入，该网络112可以包括 其他服务提供商拥有和/或操作的有线或无线网络。

图10E描绘了根据一个实施方式的RAN105和核心网109的系统图。RAN105可以是 采用IEEE802.16无线电技术以通过空中接口117与WTRU102a、102b、和/或102c通信的接 入服务网络(ASN)。如下进一步所述，WTRU102a、102b、和/或102c、RAN105、以及核心网109 的不同功能实体之间的通信链路可以定义为参考点。

如图10E所示，RAN105可以包括基站180a、180b、和/或180c以及ASN网关182，但是 应当理解的是在与实施方式保持一致的同时，RAN105可以包括任意数量的基站和ASN网 关。基站180a、180b、和/或180c每一个可以与RAN105中的特定小区(未示出)相关联，并且 每一个可以包括一个或多个收发信机，以通过空中接口117与WTRU102a、102b、和/或102c 通信。在一个实施方式中，基站180a、180b、和/或180c可以实施MIMO技术。从而，举例来说， 基站180a可以使用多个天线来传送无线信号给WTRU102a，并且接收来自该WTRU102a的无 线信号。基站180a、180b、和/或180c还可以提供移动性管理功能，例如切换触发、隧道建立、 无线电资源管理、业务分类、服务质量(QoS)策略实施等等。ASN网关182可以用作业务汇聚 点，并且可以负责寻呼、缓存用户简档、路由到核心网109等等。

WTRU102a、102b、和/或102c与RAN105之间的空中接口117可以被定义为实施 IEEE802.16规范的R1参考点。另外，WTRU102a、102b、和/或102c中的每一个可以建立与核 心网109的逻辑接口(未示出)。WTRU102a、102b、和/或102c与核心网109之间的逻辑接口可 以定义为R2参考点，该R2参考点可以用于认证、授权、IP主机管理、和/或移动性管理。

基站180a、180b、和/或180c中的每一者之间的通信链路可以定义为R8参考点，该 R8参考点包括用于促进基站之间的WTRU切换和数据传递的协议。基站180a、180b、和/或 180c与ASN网关182之间的通信链路可以定义为R6参考点。R6参考点可以包括用于基于与 WTRU102a、102b、和/或102c中的每一个相关联的移动性事件来促进移动性管理的协议。

如图10E所示，RAN105可以连接到核心网109。RAN105与核心网109之间的通信链 路可以定义为R3参考点，该R3参考点包括用于促进例如数据传递和移动性管理性能的协 议。核心网109可以包括移动IP家用代理(MIP-HA)184、认证、授权、记账(AAA)服务器186、以 及网关188。虽然前述元件中的每个元件被描述为核心网109的一部分，但是可以理解这些 元件中的任意元件都可以由除核心网运营商之外的实体拥有和/或操作。

MIP-HA可以负责IP地址管理，并使得WTRU102a、102b、和/或102c能够在不同ASN 和/或不同核心网之间进行漫游。MIP-HA184可以为WTRU102a、102b、和/或102c提供至分 组交换网(例如因特网110)的接入，以促进WTRU102a、102b、和/或102c与IP使能设备之间 的通信。AAA服务器186可以负责用户认证和支持用户服务。网关188可以为WTRU102a、 102b、和/或102c提供至电路交换网络(例如PSTN108)的接入，以促进WTRU102a、102b、和/ 或102c与传统陆线通信设备之间的通信。例如，网关188可以为WTRU102a、102b、和/或102c 提供至网络112(可以包括由其他服务提供商拥有和/或操作的其他有线或无线网络)的接 入。

虽然在图10E中没有示出，但是应当、可以和/或将会理解的是RAN105可以连接到 其他ASN，并且核心网109可以连接到其他核心网。RAN105与其他ASN之间的通信链路可以 被定义为R4参考点，该R4参考点可以包括用于协调WTRU102a、102b、和/或102c在RAN105 与其他RAN之间的移动性的协议。核心网109与其他核心网之间的通信链路可以被定义为R5 参考，该R5参考可以包括用于促进家用核心网与被访问核心网之间的网络互联的协议。

虽然上面以特定组合的方式描述了特征和元件，但是本领域普通技术人员可以理 解的是每个特征或元件可以单独使用或与其他特征和元件组合使用。另外，这里描述的方 法可以结合在计算机可读介质中采用的计算机程序、软件、或固件中实施，以便由计算机或 处理器执行。计算机可读介质的示例包括电信号(通过有线或无线连接发送)和计算机可读 存储介质。计算机可读存储介质的示例包括但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器 (RAM)、寄存器、高速缓冲存储器、半导体存储器装置、磁介质(诸如内部硬盘和可移动磁 盘)、磁光介质、和光学介质(诸如CD-ROM磁盘和数字多功能磁盘(DVD))。与软件相关联的处 理器可以用于实现射频收发信机，以以在WTRU、UE、终端、基站、RNC或任意主机中使用。