DE102019001005A1 - Device and method for the compression of sensor data - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Kompression von Sensordaten (SD) mit zumindest einem Sensor (2) zur Erzeugung der Sensordaten (SD) und zumindest einer mit dem zumindest einen Sensor (2) gekoppelten Auswerteeinheit (3) zur Auswertung der Sensordaten (SD). Erfindungsgemäß umfasst der zumindest eine Sensor (2) eine Kompressionsvorrichtung (2.1), welche die Sensordaten (SD) mittels Datenkompression aus mittels des Sensors (2) erfassten Rohdaten (RD) erzeugt, wobei die Kompressionsvorrichtung (2.1) über einen Rückkanal (4) mit der Auswerteeinheit (3) gekoppelt ist und die Kompressionsvorrichtung (2.1) eingerichtet ist, die Datenkompression in Abhängigkeit von über den Rückkanal (4) von der Auswerteeinheit (3) übermittelten, die Auswertung der Sensordaten (SD) betreffenden Informationen (I) automatisch zu steuern.Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Kompression von Sensordaten (SD).The invention relates to a device (1) for compressing sensor data (SD) with at least one sensor (2) for generating the sensor data (SD) and at least one evaluation unit (3) coupled to the at least one sensor (2) for evaluating the sensor data (3). SD). According to the invention, the at least one sensor (2) comprises a compression device (2.1) which generates the sensor data (SD) by means of data compression from raw data (RD) detected by the sensor (2), the compression device (2.1) having a return channel (4) the evaluation unit (3) is coupled and the compression device (2.1) is set up to automatically control the data compression as a function of information (I) relating to the evaluation of the sensor data (SD) via the return channel (4) from the evaluation unit (3) The invention further relates to a method for the compression of sensor data (SD).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kompression von Sensordaten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for the compression of sensor data according to the preamble of claim 1.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Kompression von Sensordaten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.The invention further relates to a method for the compression of sensor data according to the preamble of claim 4.

Aus der DE 10 2012 014 022 A1 ist ein Verfahren zur objekt- und szenenbezogenen Speicherung von Bild-, Sensor- und Tonsequenzen bekannt. Die Bild-, Sensor- und Tondaten von Objekten werden gespeichert und Informationen über die Objekte werden aus den Bild-, Sensor- und Tonsequenzen erzeugt, wobei eine Szene oder Szenenabfolge, die aus den Objekten gebildet wird, Informationen über räumliche Beziehungen der Objekte und aufnehmender Sensoren zueinander sowie Umgebungsverhältnisse, eine Beleuchtung, einen Hintergrund oder Hintergrundgeräusche enthält. Eine Speicherung der Daten wird derart durchgeführt, dass die Bild-, Sensor- und Tondaten auf eine mögliche Zuordnung zu den Objekten überprüft werden, so dass bei einer möglichen Zuordnung neben dieser Entsprechung nur geänderte Informationen, eine neue Textur, eine veränderte Form, veränderte Lagebeziehungen oder eine veränderte Beleuchtung gespeichert werden. Eine Wiederherstellung von Bild-, Sensor- und Tonsequenzen eines aufgenommenen Sachverhalts erfolgt aus den gespeicherten Daten und abschließend sind die gefundenen Objekte nicht immer wieder als Ganzes zu speichern, sondern nach einer ersten Speicherung als Referenzobjekte wird nur ein Verweis auf das Objekt zusammen mit Abweichungen des gefundenen Objekts von dem Referenzobjekt übertragen oder gespeichert. Weiterhin wird eine automatische Annotation von Objekten und Szenen von Objekten durchgeführt, welche die Speicherung von Objekten, Szenen oder Tönen in unterschiedlicher verlustbehafteter Komprimierung je nach Art und Bedeutung des Objekts oder der Szene erlaubt. Hierbei erfolgt eine Aufteilung eines Sensorbilds in Segmente mit unterschiedlicher Relevanz oder mit unterschiedlichem semantischen Zusammenhang, so dass je nach Relevanz eine andere Komprimierungsstufe beim Einsatz verlustbehafteter Komprimierungsverfahren verwendet wird. Zusätzlich erfolgt die Aufteilung eines Sensorbilds mittels einer Bewegungsanalyse oder einer Online-Objekterkennung in einen statischen Hintergrund und einen dynamischen Anteil bewegter Objekte, so dass eine Komprimierung einer objektbezogenen Information von dem Objekt oder einem Objekttyp abhängig ist. Weiterhin wird eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben, welche Kameras zur Aufnahme aufweist. Weiterhin weist die Vorrichtung mehrere informationsverarbeitende Einheiten auf, welche parallel einen Datenstrom der Kameras analysieren, wobei deren Ergebnisse zur Objekterkennung zwischen den informationsverarbeitenden Einheiten austauschbar sind.From the DE 10 2012 014 022 A1 is a method for object and scene-related storage of image, sensor and sound sequences known. The image, sensor and sound data of objects are stored and information about the objects is generated from the image, sensor and sound sequences, wherein a scene or sequence of scenes formed from the objects, information about spatial relationships of the objects and receiving Sensors to each other and environmental conditions, lighting, background or background noise contains. A storage of the data is performed such that the image, sensor and sound data are checked for a possible assignment to the objects, so that in a possible assignment next to this correspondence only changed information, a new texture, a changed shape, changed positional relationships or a changed lighting can be stored. A recovery of image, sensor and sound sequences of a recorded matter takes place from the stored data and finally the found objects are not always to save as a whole, but after a first storage as reference objects is only a reference to the object together with deviations of transmitted object from the reference object or stored. Furthermore, an automatic annotation of objects and scenes of objects is performed, which allows the storage of objects, scenes or sounds in different lossy compression depending on the nature and meaning of the object or the scene. Here, a division of a sensor image into segments with different relevance or with different semantic context, so that, depending on relevance, a different compression level is used when using lossy compression methods. In addition, the division of a sensor image by means of a motion analysis or an online object recognition into a static background and a dynamic proportion of moving objects, so that a compression of object-related information of the object or an object type is dependent. Furthermore, a device for carrying out the method is described which has cameras for recording. Furthermore, the device has a plurality of information processing units which analyze in parallel a data stream of the cameras, the results of which for object recognition being interchangeable between the information processing units.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Kompression von Sensordaten anzugeben.The object of the invention is to provide a device which is improved over the prior art and an improved method for the compression of sensor data.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gelöst, welche die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin mit einem Verfahren gelöst, welches die im Anspruch 4 angegebenen Merkmale aufweist.The object is achieved with a device having the features specified in claim 1. The object is achieved according to the invention further with a method having the features specified in claim 4.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Vorrichtung zur Kompression von Sensordaten umfasst zumindest einen Sensor zur Erzeugung der Sensordaten und zumindest eine mit dem zumindest einen Sensor gekoppelte Auswerteeinheit zur Auswertung der Sensordaten.The device for compressing sensor data comprises at least one sensor for generating the sensor data and at least one evaluation unit coupled to the at least one sensor for evaluating the sensor data.

Erfindungsgemäß umfasst der zumindest eine Sensor eine Kompressionsvorrichtung, welche die Sensordaten mittels Datenkompression aus mittels des Sensors erfassten Rohdaten erzeugt, wobei die Kompressionsvorrichtung über einen Rückkanal mit der Auswerteeinheit gekoppelt ist und die Kompressionsvorrichtung eingerichtet ist, die Datenkompression in Abhängigkeit von über den Rückkanal von der Auswerteeinheit übermittelten, die Auswertung der Sensordaten betreffenden Informationen automatisch zu steuern.According to the invention, the at least one sensor comprises a compression device, which generates the sensor data by means of data compression from raw data detected by the sensor, wherein the compression device is coupled to the evaluation unit via a return channel and the compression device is set up, the data compression depending on the return channel from the evaluation unit transmitted automatically to control the evaluation of the sensor data information.

Eine Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen führt zu immer höheren Auflösungen von Sensoren, beispielsweise einer Pixel-Auflösung einer Kamera oder einer Auflösung eines Lidarsensors. Hieraus resultiert ein großer Aufwand für eine Datenhaltung in einer Entwicklungsphase, wobei eine Speicherung und Übermittlung von Onlinedaten aufgrund großer Datenmengen nur sehr eingeschränkt möglich ist.Development of driver assistance systems leads to ever higher resolutions of sensors, for example a pixel resolution of a camera or a resolution of a lidar sensor. This results in a great effort for data storage in a development phase, with a storage and transmission of online data due to large amounts of data is very limited.

Mittels der Vorrichtung kann dagegen in gewinnbringender Weise eine Datenmenge durch Kompression der Rohdaten verringert werden. Dabei ist gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Kompressionsverfahren eine volle Nutzung eines Sensorpotentials durch automatische Steuerung von Kompressionsraten, d. h. einer Minimierung von Kompressionsverlusten unter Berücksichtigung der Auswertung der Sensordaten, möglich. Somit wird eine Nutzbarkeit für eine maschinelle Weiterverarbeitung, beispielsweise eine Objekterkennung im Rahmen eines autonomen Fahrbetriebs eines Fahrzeugs, nicht beeinträchtigt, da durch die gesteuerte Kompression wichtige Daten nicht verloren gehen und beispielsweise eine Erkennung kleiner Hindernisse trotz der Kompression weiter möglich ist, auch wenn es sich um sehr kleine Strukturen mit geringem Kontrast handelt.By contrast, by means of the device, a data volume can be reduced in a profitable manner by compression of the raw data. In this case, full utilization of a sensor potential by automatic control of compression rates, ie a minimization of compression losses taking into account the evaluation of the sensor data, is possible in comparison with compression methods known from the prior art. Thus, a usability for a machine further processing, for example, an object recognition in the context of an autonomous driving operation of a vehicle, not impaired because of the Controlled compression important data is not lost and, for example, a detection of small obstacles despite the compression is still possible, even if it is very small structures with low contrast.

Weiterhin kann aufgrund der Verringerung der Datenmenge eine Bandbreite für eine Übermittlung der Sensordaten vom entsprechenden Sensor an die Auswerteeinheit optimiert, insbesondere reduziert werden. Hieraus resultiert wiederum, dass eine Reduzierung eines Verkabelungsaufwands möglich ist.Furthermore, due to the reduction in the amount of data, a bandwidth for transmitting the sensor data from the corresponding sensor to the evaluation unit can be optimized, in particular reduced. This in turn results in that a reduction of cabling is possible.

Die reduzierte Datenmenge führt weiterhin dazu, dass sowohl in der Entwicklungsphase als auch in einer späteren Anwendung mehr Daten gespeichert werden können, so dass eine Optimierung des Entwicklungsprozesses und der Anwendung möglich ist.The reduced amount of data also means that more data can be stored both in the development phase and in a later application, so that an optimization of the development process and the application is possible.

Insbesondere werden die komprimierten Sensordaten weiterhin direkt in der Bildauswertung genutzt, so dass die Sensordaten ohne Einschränkung zur Nachsimulation von Situationen genutzt werden können.In particular, the compressed sensor data continue to be used directly in the image analysis, so that the sensor data can be used without restriction for the simulation of situations.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to a drawing.

Dabei zeigt:

  • 1 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Kompression von Sensordaten.
Showing:
  • 1 schematically a block diagram of a device for the compression of sensor data.

In der einzigen 1 ist ein Blockschaltbild eines möglichen Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 1 zur Kompression von Sensordaten SD dargestellt.In the only one 1 is a block diagram of a possible embodiment of a device 1 for the compression of sensor data SD shown.

Die Vorrichtung 1 umfasst einen Sensor 2 zur Erzeugung der Sensordaten SD. Der Sensor 2 ist beispielsweise eine an einem Fahrzeug angeordnete Kamera oder ein an einem Fahrzeug angeordneter Lidarsensor, wobei die Sensordaten SD beispielsweise zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems und/oder für einen autonomen Fahrbetrieb des Fahrzeugs verwendet werden.The device 1 includes a sensor 2 to generate the sensor data SD , The sensor 2 is for example a camera arranged on a vehicle or a lidar sensor arranged on a vehicle, wherein the sensor data SD For example, be used for operating a driver assistance system and / or for autonomous driving operation of the vehicle.

Weiterhin umfasst die Vorrichtung 1 eine mit dem Sensor 2 gekoppelte Auswerteeinheit 3 zur Auswertung, beispielsweise Bildauswertung, der Sensordaten SD.Furthermore, the device comprises 1 one with the sensor 2 coupled evaluation unit 3 for evaluation, for example image evaluation, of the sensor data SD ,

Der Sensor 2 umfasst eine Kompressionsvorrichtung 2.1, welche die Sensordaten SD mittels Datenkompression aus mittels des Sensors 2 erfassten Rohdaten RD erzeugt.The sensor 2 includes a compression device 2.1 which the sensor data SD by means of data compression by means of the sensor 2 recorded raw data RD generated.

Zwischen der Kompressionsvorrichtung 2.1 des Sensors 2 und der Auswerteeinheit 3 ist ein Rückkanal 4 ausgebildet, wobei die Kompressionsvorrichtung 2.1 eingerichtet ist, die Datenkompression in Abhängigkeit von über den Rückkanal 4 von der Auswerteeinheit 3 übermittelten, die Auswertung der Sensordaten SD betreffenden Informationen I automatisch zu steuern. Dabei übermittelt die Auswerteeinheit 3 beispielsweise Anforderungen über Kompressionsverluste für unterschiedliche Bildbereiche. Grundlage hierfür sind beispielsweise Ausgaben von Interessenoperatoren, ein Straßenverlauf und/oder eine Ausgabe von Maschinenlernverfahren, wie beispielsweise so genannten Deep-Learning-Verfahren.Between the compression device 2.1 of the sensor 2 and the evaluation unit 3 is a return channel 4 formed, wherein the compression device 2.1 is set up, the data compression depending on the return channel 4 from the evaluation unit 3 transmitted, the evaluation of the sensor data SD information concerned I to control automatically. The evaluation unit transmits this 3 For example, compression loss requirements for different image areas. The basis for this is, for example, expenditure of interest operators, a road course and / or an output of machine learning methods, such as so-called deep learning methods.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vorrichtungdevice
22
Sensorsensor
2.12.1
Kompressionsvorrichtungcompression device
33
Auswerteeinheitevaluation
44
Rückkanal backchannel
II
Informationeninformation
RDRD
Rohdatenraw Data
SDSD
Sensordatensensor data

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102012014022 A1 [0003]DE 102012014022 A1 [0003]

Claims (7)

Vorrichtung (1) zur Kompression von Sensordaten (SD) mit - zumindest einem Sensor (2) zur Erzeugung der Sensordaten (SD) und - zumindest einer mit dem zumindest einen Sensor (2) gekoppelten Auswerteeinheit (3) zur Auswertung der Sensordaten (SD), dadurch gekennzeichnet, dass - der zumindest eine Sensor (2) eine Kompressionsvorrichtung (2.1) umfasst, welche die Sensordaten (SD) mittels Datenkompression aus mittels des Sensors (2) erfassten Rohdaten (RD) erzeugt, - die Kompressionsvorrichtung (2.1) über einen Rückkanal (4) mit der Auswerteeinheit (3) gekoppelt ist und - die Kompressionsvorrichtung (2.1) eingerichtet ist, die Datenkompression in Abhängigkeit von über den Rückkanal (4) von der Auswerteeinheit (3) übermittelten, die Auswertung der Sensordaten (SD) betreffenden Informationen (I) automatisch zu steuern.Device (1) for compressing sensor data (SD) with - at least one sensor (2) for generating the sensor data (SD) and - at least one evaluation unit (3) coupled to the at least one sensor (2) for evaluating the sensor data (SD) , characterized in that - the at least one sensor (2) comprises a compression device (2.1) which generates the sensor data (SD) by means of data compression from raw data (RD) detected by the sensor (2), - the compression device (2.1) via a Return channel (4) is coupled to the evaluation unit (3) and - the compression device (2.1) is set up, the data compression in response to over the return channel (4) from the evaluation unit (3) transmitted, the evaluation of the sensor data (SD) information concerning (I) to control automatically. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen (I) Anforderungen an die Datenkompression in Abhängigkeit von ermittelten Kompressionsverlusten umfassen.Device (1) according to Claim 1 , characterized in that the information (I) comprises requirements for the data compression as a function of determined compression losses. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (2) eine Kamera oder ein Lidarsensor ist.Device (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the sensor (2) is a camera or a lidar sensor. Verfahren zur Kompression von Sensordaten (SD) wobei - mittels zumindest eines Sensors (2) die Sensordaten (SD) erzeugt werden und - mittels zumindest einer mit dem zumindest einen Sensor (2) gekoppelten Auswerteeinheit (3) die Sensordaten (SD) ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Kompressionsvorrichtung (2.1) des Sensors (2) - die Sensordaten (SD) mittels Datenkompression aus mittels des Sensors (2) erfassten Rohdaten (RD) erzeugt werden und - die Datenkompression in Abhängigkeit von über einen zwischen der Auswerteeinheit (3) und der Kompressionsvorrichtung (2.1) angeordneten Rückkanal (4) von der Auswerteeinheit (3) übermittelten, die Auswertung der Sensordaten (SD) betreffenden Informationen (I) automatisch gesteuert wird.Method for the compression of sensor data (SD) wherein - the sensor data (SD) are generated by means of at least one sensor (2) and - the sensor data (SD) are evaluated by means of at least one evaluation unit (3) coupled to the at least one sensor (2), characterized in that by means of a compression device (2.1) of the sensor (2) - the sensor data (SD) by means of data compression from the sensor (2) detected raw data (RD) are generated and - the data compression in dependence on one between the evaluation unit ( 3) and the compression device (2.1) arranged return channel (4) from the evaluation unit (3) transmitted, the evaluation of the sensor data (SD) information (I) is controlled automatically. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen (I) Anforderungen an die Datenkompression umfassen, wobei die Anforderungen in Abhängigkeit von Kompressionsverlusten ermittelt werden.Method according to Claim 4 , characterized in that the information (I) comprises requirements for data compression, the requirements being determined as a function of compression losses. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressionsverluste bei als Bilddaten ausgebildeten Sensordaten (SD) jeweils für unterschiedliche Bildbereiche ermittelt werden.Method according to Claim 5 , characterized in that the compression losses are determined in the case of sensor data (SD) formed as image data in each case for different image areas. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anforderungen an die Datenkompression anhand - von Ausgaben von Interessenoperatoren, - eines Straßenverlaufs und/oder - einer Ausgabe zumindest eines Maschinenlernverfahrens ermittelt werden.Method according to Claim 5 or 6 , characterized in that the requirements for the data compression are determined on the basis of - from outputs of interest operators, - a road course and / or - an output of at least one machine learning method.
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