CN1836264A

CN1836264A - 交通信息提供系统、交通信息表达方法与装置

Info

Publication number: CN1836264A
Application number: CN 200480002687
Authority: CN
Inventors: 足立晋哉; 池田理映
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-01-22
Filing date: 2004-01-21
Publication date: 2006-09-20

Abstract

一种交通信息提供系统，其中即使在任意不同的交通环境下，都可以将以任意详细程度表示的交通信息压缩到与不同于此类的交通环境相符合的数据量。该系统包含交通信息提供装置(30)，其包含用来根据由与道路上参照位置距离的函数以及由时间函数表示的交通信息产生采样数据的部件(33)，以及用来将采样数据经过离散小波变换以将交通信息变换为尺度系数与小波系数的部件(34)。该系统还包含交通信息利用装置(60)，其将从交通信息提供装置(30)接收的尺度系数与小波系数经过逆离散小波变换，从而重建交通信息。即使当交通信息提供装置(30)在不了解通信环境与接收状态的情况下提供尺度系数与小波系数时，接收方也能够在所接收的信息的范围内重建一般与详细信息。

Description

交通信息提供系统、交通信息表达方法与装置

技术领域

本发明涉及一种用来提供诸如阻塞与行程时间等交通信息的方法，一种用来实现该方法的系统，以及构成该系统的设备，尤其涉及有利于在接收方恢复交通信息的方法、系统与设备。

本发明还一种用来提供交通信息的方法，一种用来实现该方法的系统及其设备，尤其涉及提供交通流的正确速度信息的方法、系统与设备。

背景技术

目前，向汽车导航系统提供交通信息提供系统的VICS(车辆信息与通信系统)收集并编辑交通信息，并且通过FM复用广播或者信标(参照日本专利公开2001-194170)，发送交通阻塞信息与表示所需时间的行程时间信息。

当前的VICS信息如下表示当前交通信息：

以三级显示交通情况，即阻塞(普通道路：≤10km/h；高速公路：≤20km/h)；交通量大(普通道路：10-20km/h；高速公路：20-40km/h)；以及交通量小(普通道路：≥20km/h；高速公路：≥40km/h)。

在整个VICS连接(VICS使用的位置信息标识符)被均匀阻塞的情况下，将表示交通阻塞的交通阻塞信息表示为“VICS连接号+状态(阻塞/交通量大/交通量小/未知)”。

在只有部分连接被阻塞的情况下，将表示交通阻塞的交通阻塞信息表示为“VICS连接号+阻塞头部距离(距离连接开始处的距离)+阻塞尾部(距离连接开始处的距离)+状态(阻塞)”。

在这种情况下，当阻塞从连接开始端处开始时，阻塞头部距离显示为0xff。在连接中共存不同交通情况的情况下，根据该方法分别描述每种交通情况。

将表示每个连接行程时间的连接行程时间信息表示为“VICS连接号+行程时间”。

作为表示交通情况未来变化趋势的预测信息，附加在当前信息上显示增加/减少趋势图，其显示四种状态，“增加趋势/减少趋势/没有变化/未知”。

VICS交通信息显示交通信息，同时以连接号标识道路。根据连接号，该交通信息的接收方理解其地图上相应道路的交通情况。每次新建造或改变道路时，其中发送方与接收方共享连接号与节点号以标识地图上位置的系统需要引入或改变新连接号与节点号。为此，需要更新来自每个公司的数字地图上的数据，从而维护需要大量的社会成本。

为了抵消这些劣势、并且独立于VICS号地发送道路位置，存在一种系统，其中发送方在道路形状上任意设置多个节点，并且通过数据串发送表示节点位置的“形状向量数据串”，并且接收方利用该形状向量数据串来进行地图匹配，以标识数字地图上的道路(参照WO 01/18769A1)。

已经提出了一种系统，其生成下述交通信息：

如图41A所示，从参照节点开始，将距离为Xm的形状向量(道路)按照单位块长度(例如50-500m)等距离地分割以进行采样。如图41B所示，获取通过每个采样点的车辆的平均速度。在图41B中，在表示通过采样设置的量化单位的方框中显示所获取的速度值(状态量)。在这种情况下，可以获取通过每个采样间隔的车辆的平均行程时间或者出阻塞级别，以作为状态量，而非平均速度。

向接收方传送沿道路变化的交通信息状态量(图41B)。在实践中，必须减少发送数据量。为此，将状态量(例如)量化，由与统计预测值的差异表示，转换为围绕0非均匀分布的数据，并且对获取的数据进行可变长编码。

或者，将沿道路变化的交通信息状态量(图41B)假定为与参照节点的距离的函数，并且转换为频率分量，然后向接收方提供每个频率分量的系数值。接收方执行逆向变换，以重现交通信息的状态量。

至频率分量的变换利用诸如FFT(快速傅立叶变换)以及DCT(离散余弦变换)等方法。例如，快速傅立叶变换可以根据有限数目的由复函数表示的离散值(状态量)获得傅立叶系数C(k)(通过表达式21：傅立叶变换)

C(k)＝(1/n)∑f(j)·ω-jk(k＝0，1，2，...，n-1)

(∑表示从j＝0至n-1的和) (表达式21)

当给定C(k)时，通过表达式21(逆傅立叶变换)获得离散值(状态量)：

F(j)＝∑C(k)·ωjk (j＝0，1，2，...，n-1)

(∑表示从k＝0至n-1的和) (表达式22)

通过利用(表达式21)，提供交通信息的一方将交通信息状态量(图41B)转换为n(＝2^N)个系数，并且量化这些系数。如下获得通过量化获得的值：将低频系数除以1；对于与更高频率相关的系数，使用大于1的值来除以该系数，并且舍入小数。通过变长压缩，压缩量化值，然后发送。在这种情况下，交通信息的数据结构如图42B所示。将图42A所示有关目标道路的交通信息与形状向量数据串信息发送给接收方。

收到交通信息的接收方解码并解量化系数，并且通过利用(表达式22)重现交通信息状态量。

该交通信息提供方法具有以下问题：

(1)通过利用按照在道路上的诸如超声车辆传感器等传感器或者具有提供/发送行程时间功能的车辆(探测车)，收集用来生成交通信息的数据。在任何时间，诸如车辆位置、行程距离以及速度等信息从探测车发送给交通信息中心。由此，会从探测车频繁穿过的或者密集地安放了传感器的道路收集到详细的交通信息状态量。而从按长间隔安装传感器的道路只能获得粗糙的交通信息状态量。

在向接收方发送已压缩交通信息时，必须利用相同的系统进行数据的编码/压缩，即使如上所述当数据通过不同方法收集时也如此。该过程是必要的，以允许接收方通过相同的处理精确地重现交通信息，而不管数据是如何收集的。

注意：在利用DCT或者FFT压缩交通信息状态量的情况下，当数据粗糙时，在接收方处，数据重现准确度会下降。

(2)在提供交通信息时，接收方可以保持的数据量或者发送容量是有限的，必须改进交通信息的方法，使得更重要的信息，都要在接收方处显示，而不是简单地让过量数据溢出，对于较不重要的信息最好也是如此。

在将交通状态量转换为统计上分布不良、然后进行变长编码的系统中，当试图采用这种方法时，发送方必须获得有关接收方容量以及发送容量的信息，并且相应地改变数据创建方法，这对于发送方是一项很重的负担。

(3)提供作为交通信息的交通阻塞指示符可以是“速度”、“单位路段行程时间”以及“阻塞”。在交通信息的接收方，相对于交通信息显示以及路径计算中的应用，最容易使用“速度”信息。在将“速度”信息作为沿道路变化的交通状态量发送的情况下，由于接收方处数据接收容量或者传送路径的传送能力的限制，可以将多个状态量平均，以减少总体数据。这会获得与驾驶者实际体验到的阻塞级不对应的值。

例如，假定以100km/h通过90km的距离，以4km/h通过10km的距离。在这种情况下，获得的时间为3.4小时[＝(90÷100)+(10÷4)]，该路段平均速度为29.4km/h[＝100÷3.4]。

当简单地平滑(平均)该路段速度值时，所获得的值为90.4km[＝(100×90+4×10)÷(90+10)]。在该平均速度下穿过100km的情况下获得的时间为1.11小时。即，在将速度值简单平均的情况下，所获得的值没有对应驾驶者实际体验到的阻塞级。

发明内容

本发明解决上述现有技术相关问题，并且目的在于提供一种交通信息提供方法、实现该方法的系统以及装置，在不改变压缩方法的前提下，该方法可以应用到能够以高解晰度表示交通信息的细致数据，该方法可以根据通信环境舍去数据，并且该方法允许接收方选择待恢复的信息的细致程度，尽管该数据是在没有考虑到数据接收状态的情况下发送的。

另外，本发明的目的在于提供一种交通信息提供系统、实现该方法的系统以及装置，其允许接收方选择待恢复的信息的细致程度，尽管发送方是在没有考虑到数据接收状态的情况下发送该数据的。

根据本发明的交通信息提供方法对由与道路上参照位置的距离的函数表示的交通信息进行离散小波变换，并且提供变换为尺度系数与小波系数的交通信息。

该交通信息提供方法还对由时间函数表示的交通信息进行离散小波变换，并且提供变换为尺度系数与小波系数的交通信息。

只要收到了尺度系数，接收方就能够近似地恢复交通信息，即使只收到了某些小波系数也如此。离散小波变换对原始数据进行近似，以对原始数据进行平均。由此，不会发生作为超过原始数据的近似的过冲与作为低于原始数据的近似的下冲。这就使之可能进行适当的近似，而不管所收集的交通数据为粗糙的还是细致的。

本发明提供了一种交通信息提供系统，包含：交通信息提供装置，用来根据由与道路上参照位置的距离的函数表示的交通信息，生成采样数据，对采样数据进行一或多次离散小波变换处理，以将该交通信息转换为尺度系数与小波系数，并且提供这些系数；以及交通信息利用装置，用来对从交通信息提供装置接收的尺度系数与小波系数进行一或多次逆离散小波变换处理，以恢复交通信息。

本发明还提供了一种交通信息提供系统，包含：交通信息提供装置，用来利用按照固定时间间距测量的交通信息作为采样数据，对采样数据进行一或多次离散小波变换处理，以将该交通信息转换为尺度系数与小波系数，并且提供这些系数；以及交通信息利用装置，用来对从交通信息提供装置接收的尺度系数与小波系数进行一或多次逆离散小波变换处理，以恢复交通信息。

在这些系统中，接收方能够在所接收信息的范围内恢复粗糙的或细致的信息，即使在交通信息提供装置是在没有考虑到通信环境与接收状态的前提下提供尺度系数与小波系数的情况下也如此。

本发明的交通信息提供装置，包含：交通信息转换部件，用来根据所收集的交通信息数据生成采样数据；交通信息编码部件，用来对采样数据进行一或多次离散小波变换处理，以将该交通信息转换为尺度系数与小波系数；以及交通信息发送部件，用来早于小波系数发送尺度系数，并且在小波系数中，早于低阶小波系数发送高阶小波系数。

由此，只要可以收到尺度系数，接收方就能够恢复近似交通信息，即使在只收到某些小波系数的情况下如此。

本发明的交通信息利用装置，包含：交通信息接收部件，用来从交通信息提供装置接收表示交通信息目标道路的道路路段参照数据，以及作为交通信息的尺度系数与小波系数；目标道路确定部件，用来通过利用道路路段参照数据，识别交通信息的目标道路；以及交通信息解码部件，用来对尺度系数与小波系数进行一或多次逆离散小波变换处理，以恢复交通信息。

该装置通过地图匹配识别交通信息的目标道路，并且通过利用逆离散小波变换恢复交通信息。

如上所述，本发明的交通信息提供方法可近似地恢复交通信息，即使在接收方由于不足的通信环境或者数据接收能力只能接收所提供的某些信息的情况下如此，或者即使在由于发送方的不足的发送能力只发送了某些层的情况下如此。在此类情况下，在数据恢复时不会发生过冲或下冲。这就使之可能进行适当的近似，而不管所收集的交通数据为粗糙的还是细致的。

在本发明的交通信息提供系统中，接收方可以在所接收信息的范围内恢复粗糙或细致的信息，即使在提供交通信息的一方是在没有考虑通信环境与接收状态的前提下提供交通信息的情况下如此。

本发明的交通信息提供装置与交通信息利用装置可以实现该系统。

本发明的交通信息提供方法对由与道路上参照位置的距离的函数表示的速度信息的倒数进行离散小波变换，以将该速度信息的倒数转换为尺度系数与小波系数，并且提供这些系数。

只要收到了尺度系数，接收方就可以近似地恢复交通信息，即使在只收到了某些小波系数的情况下也如此。虽然在离散小波变换中将原始数据平均以进行近似，但是本发明的交通信息提供方法获得速度信息的倒数(表示单位数据的行程时间)以进行小波变换。由此，算术平均就足够了，并且重现相应于驾驶者实际体验的阻塞级别的速度信息。

本发明提供了一种交通信息提供系统，包含：交通信息提供装置，用来根据由与道路上参照位置的距离的函数表示的速度信息，生成采样数据，对采样数据的倒数进行一或多次离散小波变换处理，以将速度信息的倒数转换为尺度系数与小波系数，并且提供这些系数；以及交通信息利用装置，用来对从交通信息提供装置接收的尺度系数与小波系数进行一或多次逆离散小波变换处理，从而通过将所获得值转换为其倒数来恢复交通信息。

在该系统中，接收方能够在所接收信息的范围内恢复粗糙的或细致的信息，即使在交通信息提供装置是在没有考虑到通信环境与接收状态的前提下提供尺度系数与小波系数的情况下也如此。所恢复的速度信息良好匹配了驾驶者实际体验的阻塞级别。

本发明的交通信息提供装置包含：交通信息转换部件，用来根据所收集的速度信息数据生成2^N个采样数据项或者2^N倍数个采样数据项；交通信息编码部件，用来对采样数据的倒数进行一或多次离散小波变换处理，以将这些倒数转换为尺度系数与小波系数；以及交通信息发送部件，用来早于小波系数发送尺度系数，并且在小波系数中，早于低阶小波系数发送高阶小波系数。

由此，只要可以收到尺度系数，接收方就能够以粗糙解晰度恢复速度信息，即使在只收到某些小波系数的情况下如此。

本发明的交通信息利用装置包含：交通信息接收部件，用来从交通信息提供装置接收表示交通信息目标道路的道路路段参照数据，以及作为速度信息的尺度系数与小波系数；目标道路确定部件，用来通过利用道路路段参照数据，识别交通信息的目标道路；以及交通信息解码部件，用来对尺度系数与小波系数进行一或多次逆离散小波变换处理，以将所获得的值转换为倒数，从而恢复速度信息。

该装置通过地图匹配识别交通信息的目标道路，并且对倒数进行逆离散小波变换以恢复原始数据。

附图说明

图1显示小波变换的一般表达式；

图2A显示实现DWT的正变换滤波器电路与逆变换滤波器电路；

图2B显示实现DWT的逆变换滤波器电路；

图3A显示DWT中的信号分离；

图3B显示IDWT中的信号重建；

图4A显示根据本发明实施方式的、实现DWT的滤波器电路；

图4B显示根据本发明实施方式的、实现IDWT的滤波器电路；

图5为显示根据本发明第一与第五实施方式的、交通信息提供系统的方框图；

图6显示探测车的测量点；

图7显示探测车的测量数据；

图8显示由距离函数表示的速度；

图9显示根据传感器信息生成的阻塞级别；

图10显示根据传感器信息生成的行程时间信息；

图11显示展示阻塞级别的地图；

图12显示由距离函数表示的阻塞级别；

图13显示由距离函数表示的行程时间；

图14为显示根据本发明第一实施方式的、交通信息提供系统的操作的流程图；

图15示出根据本发明第一实施方式的交通信息采样过程的流程图；

图16显示根据本发明第一实施方式的、用来采样速度数据的方法；

图17显示根据本发明第一实施方式的、用来采样阻塞级别的方法；

图18为显示根据本发明第一实施方式的、交通信息的DWT过程的流程图；

图19显示根据本发明第一实施方式的、伴随DWT的尺度系数的变化；

图20显示根据本发明第一实施方式的、伴随高阶DWT的尺度系数的变化；

图21A显示根据本发明第一实施方式的、采用DWT的发送数据生成过程；

图21B显示根据本发明第一实施方式的、采用DWT的发送数据生成过程；

图21C显示根据本发明第一实施方式的、采用DWT的发送数据生成过程；

图21D显示根据本发明第一实施方式的、采用DWT的发送数据生成过程；

图21E显示根据本发明第一实施方式的、采用DWT的发送数据生成过程；

图21F显示根据本发明第一实施方式的、采用DWT的发送数据生成过程；

图21G显示根据本发明第一实施方式的、采用DWT的发送数据生成过程；

图22A显示根据本发明第一实施方式的、发送数据的数据结构；

图22B显示根据本发明第一实施方式的、发送数据的数据结构；

图22C显示根据本发明第一实施方式的、发送数据的数据结构；

图23显示根据本发明第一实施方式的、交通信息的IDWT过程；

图24显示根据本发明第一实施方式的、采用IDWT的数据恢复过程；

图25A显示根据本发明第一实施方式的、DWT/IDWT中原始数据与所恢复数据；

图25B显示根据本发明第一实施方式的、DWT/IDWT中原始数据与所恢复数据；

图26显示根据本发明第一实施方式的、可以从部分发送数据的部分所生成的恢复数据；图25A显示根据本发明第一实施方式的原始数据和所恢复的数据；

图27显示根据本发明第一实施方式的、DWT中的恢复数据；

图28显示DWT中的恢复数据；

图29A显示道路路段参照数据；

图29B显示道路路段参照数据；

图29C显示道路路段参照数据；

图30显示根据本发明第一实施方式的、位平面分解；

图31显示根据本发明第二实施方式的、发送数据生成过程；

图32显示根据本发明第二实施方式的、交通信息提供系统中的加密；

图33显示根据本发明第三实施方式的、交通信息提供系统的配置；

图34显示根据本发明第四实施方式的、所提供的交通信息；

图35显示根据本发明第四实施方式的、发送数据生成过程；

图36显示根据本发明第四实施方式的、交通信息的IDWT过程；

图37显示根据本发明第四实施方式的、所恢复的数据；

图38根据本发明第四实施例的恢复数据，其中坐标轴彼此交换；

图39显示空间-时间中的轨迹信息；

图40显示在空间平面上展示的轨迹信息；

图41显示作为沿道路变化的状态量的交通信息；

图42显示所提供的交通信息的数据结构；

图43显示原始数据与由第一阶DWT生成的尺度系数之间的关系；

图44显示原始数据与由高阶DWT生成的尺度系数之间的关系；

图45为显示根据本发明第五实施方式的、交通信息提供系统的操作的流程图；

图46为显示根据本发明第五实施方式的、速度信息的采样过程的流程图；

图47为显示根据本发明第五实施方式的、速度数据的采样过程的流程图；

图48显示根据本发明第五实施方式的、速度信息的DWT过程；

图49A显示根据本发明第五实施方式的、DWT与IDWT应用的具体例子；

图49B显示根据本发明第五实施方式的、DWT与IDWT应用的另一具体例子；

图49C显示根据本发明第五实施方式的、DWT与IDWT应用的另一具体例子；

图49D显示根据本发明第五实施方式的、DWT与IDWT应用的另一具体例子；

图49E显示根据本发明第五实施方式的、DWT与IDWT应用的另一具体例子；

图49F显示根据本发明第五实施方式的、DWT与IDWT应用的另一具体例子；

图49G显示根据本发明第五实施方式的、DWT与IDWT应用的另一具体例子；

图49H显示根据本发明第五实施方式的、DWT与IDWT应用的另一具体例子；

图49I显示根据本发明第五实施方式的、DWT与IDWT应用的另一具体例子；

图49J显示根据本发明第五实施方式的、DWT与IDWT应用的另一具体例子；

图50显示根据本发明第一实施方式的、速度信息的原始数据与恢复数据；

图51显示根据本发明第一实施方式的、速度信息倒数的原始数据与恢复数据；

图52A显示根据本发明第五实施方式的、发送数据的数据结构；

图52B显示根据本发明第五实施方式的、发送数据的数据结构；

图52C显示根据本发明第五实施方式的、发送数据的数据结构；

图53为显示根据本发明第五实施方式的、速度信息的IDWT过程的流程图；

图54显示根据本发明第五实施方式的、通过将速度信息倒数乘以小常数获得的恢复数据；

图55A显示道路路段参照数据；

图55B显示道路路段参照数据；

图55C显示道路路段参照数据；

图56为显示根据本发明第六实施方式的、DWT过程的流程图；

图57显示根据本发明第六实施方式的、由交通信息提供方法去除噪声；

图58显示根据本发明第六实施方式的、速度信息的原始数据与恢复数据；

图59显示根据本发明第七实施方式的、交通信息提供系统的配置；

附图标号：

10：交通信息测量装置 11：传感器处理器A

12：传感器处理器B 13：传感器处理器C

14：交通信息计算器 15：交通信息发送器

21：传感器A(超声车辆传感器) 22：传感器B(AVI传感器)

23：传感器C(探测车) 30：交通信息发送器

31：交通信息收集器 32：量化单位确定部件

33：交通信息转换器 34：DWT编码器

35：信息发送器 36：数字地图数据库

50：编码表创建部件 51：编码表计算器

53：交通信息量化表 54：距离量化单位参数表

60：接收方装置 61：信息接收器

62：解码器 63：地图匹配与路段确定部件

64：交通信息反映部件 66：连接成本表

67：信息利用部件 68：本车位置确定部件

69：GPS天线 70：陀螺仪

71：引导装置 80：探测车收集系统

81：行程轨迹测量信息利用部件 82：已编码数据解码器

83：行程轨迹接收器 84：编码表发送器

85：编码表选择器 86：编码表数据

87：测量信息数据逆变换部件 90：探测车车载机器

91：行程轨迹发送器 92：DWT编码器

93：本车位置确定部件 94：编码表接收器

95：编码表数据 96：行程轨迹测量信息累积部件

97：测量信息数据转换器 98：传感器信息收集器

101：GPS天线 102：陀螺仪

106：传感器A 107：传感器B

108：传感器C 181：低通滤波器

182：高通滤波器 183：稀释电路(thinning circuit)

184：低通滤波器 185：高通滤波器

186：稀释电路 187：加法器电路

191：滤波器电路 192：滤波器电路

193：滤波器电路

具体实施方式

现在参照附图描述本发明的实施方式。

(第一实施方式)

<离散小波变换>

通过利用作为用来压缩图像数据或语音数据的系统采用的离散小波变换(DWT)，本发明压缩沿道路变化的交通信息状态量(图41B)。

DWT可以利用各种滤波器。下面描述DWT 2×2滤波器(从两个输入生成单个小波系数以及从两个输入生成单个尺度系数的滤波器)的情况。2×2滤波器将采样数据稀释(thin out)一半，从而数据项数目为2^N的倍数。

图1显示了DWT的一般表达式。

小波指通过对于函数Ψ(t)(称为基小波，就时间与频率而言存在于一范围内)在时间轴上乘以a(缩放操作)、并且就时间平移b而获得的诸如(表达式3)等一组函数。通过利用该函数，就可能抽取相应于参数a、b的信号的频率与时间分量。该运算称为小波变换。

小波变换包含连续小波变换与离散小波变换。(表达式1)显示连续小波变换的正向变换，(表达式2)显示连续小波变换的逆向变换。假定真实数目a＝2j、b＝2jk(j＞0)，(表达式5)显示离散小波变换(DWT)的正向变换，(表达式6)显示其逆向变换(IDWT)。

利用反复分割低频范围的滤波器电路进行DWT。利用反复进行与分割过程相反的综合的滤波器电路进行IDWT。图2A显示DWT滤波器电路。该DWT电路包含级联的多个电路191、192、193，每个电路包含低通滤波器181、高通滤波器182以及用来将信号稀释一半的稀释电路183。输入电路191的信号的高频分量通过高通滤波器182，在稀释电路183中稀释一半并从其输出。低频分量通过低通滤波器181，在稀释电路183中稀释一半并输入下一电路192。在电路192中，与电路191相同，细化并输出高频分量，稀释低频分量并将其输入下一电路193，并且将其类似地分割为高频分量与低频分量。

图3A显示由DWT电路191、192、193分解的信号。在电路191中，将输入信号f(t)(≡Sk⁽⁰⁾；其中上标表示阶数)分割为已通过高通滤波器182的信号Wk⁽¹⁾，以及已通过低通滤波器181的信号Sk⁽¹⁾。在电路192中，将Sk⁽¹⁾分割为已通过高通滤波器182的信号Wk⁽²⁾，以及已通过低通滤波器181的信号Sk⁽²⁾。在电路193中，将Sk⁽²⁾分割为已通过高通滤波器182的信号Wk⁽³⁾，以及已通过低通滤波器181的信号Sk⁽³⁾。S(t)称为尺度系数(scaling coefficient)(或低通滤波器)，W(t)称为小波系数(wavelet coefficient)(或高通滤波器)。

以下(表达式8)与(表达式9)显示用于本发明实施方式的DWT变换表达式。

步骤1：w(t)＝f(2t+1)-[{f(2t)+f(2t+2)}/2] (表达式8)

步骤2：s(t)＝f(2t)+[{w(t)+w(t-1)+2}/4] (表达式9)

第n阶正向变换通过(表达式8)与(表达式9)的步骤转换第(n-1)尺度系数。在图4A中显示了进行该变换的每个DWT电路191、192、193的配置(2×2滤波器)。该图中的“舍入”表示舍入过程。

图2B显示IDWT滤波器电路。该IDWT电路包含级联的多个电路194、195、196，每个电路包含用来内插信号两次的内插电路186，低通滤波器184、高通滤波器185以及用来将低通滤波器184与高通滤波器185的输出相加的加法器。将输入电路194的低频分量与高频分量信号内插两次，相加，然后输入下一电路195，这里将信号加到高频分量上，在下一电路196中加到高频分量上，并且输出。

图3B显示由IDWT电路194、195、196重新构造的信号。在电路194中，尺度系数Sk⁽³⁾加到小波系数Wk⁽³⁾上以生成尺度系数Sk⁽²⁾。在下一电路195中，尺度系数Sk⁽²⁾加到小波系数Wk⁽²⁾上以生成尺度系数Sk⁽¹⁾。在下一电路196中，尺度系数Sk⁽¹⁾加到小波系数Wk⁽¹⁾上以生成Sk⁽⁰⁾(≡f(t))。

以下(表达式10)与(表达式11)显示用于本发明实施方式的IDWT变换表达式。

步骤1：f(2t)＝s(t)+[{w(t)+w(t-1)+2}/4] (表达式10)

步骤2：f(2t+1)＝w(t)-[{f(2t)+f(2t+2)}/2] (表达式11)

根据(表达式10)与(表达式11)的步骤，第n阶逆向变换利用通过第(n+1)IDWT变换的信号作为尺度系数，以进行变换。在图4B中显示了进行该变换的每个IDWT电路194、195、196的配置。

<交通信息提供系统>

图5显示交通信息提供系统的例子。该系统包括：交通信息测量装置10，用来通过利用传感器A(超声车辆传感器)测量交通信息；传感器B(AVI传感器)22与传感器C(探测车)23；编码表创建部件50，用来通过利用过去的交通信息创建编码表以编码交通信息；交通信息/属性信息生成器/发送器30，用来编码交通信息以及有关目标路段的信息，并且发送结果信息；以及接收方装置1060，例如车辆导航装置，用来接收并利用所发送的信息。

交通信息测量装置10包含：用来从传感器21、22、23收集数据的传感器处理器A(11)，传感器处理器B(12)以及传感器处理器C(13)；以及交通信息计算器14，用来处理从传感器处理器11、12、13发送来的数据，以输出表示目标路段的数据以及相应的交通信息数据。

编码表创建部件50包含：多种类型的交通信息量化表53，用来量化通过DWT生成的尺度系数与小波系数；距离量化单位参数表54，用来指定多种类型的采样点间隔(单位块长度)；以及编码表计算器51，用来创建各种编码表52，以变长编码尺度系数与小波系数。

交通信息发送器30包含：交通信息收集器31，用来从交通信息测量装置10接收交通信息；量化单位确定部件32，用来根据所接收的交通信息确定交通情况，确定采样点间隔(距离量化单位)的单位块长度以及所使用的量化表与编码表；交通信息转换器33，用来将有关目标路段的形状向量数据转换为统计预测差异值，并且确定用来生成交通信息的采样数据；DWT编码器34，用来对交通信息进行DWT，并且编码目标路段的形状；信息发送器35，用来发送已编码的交通信息数据与形状向量数据；以及数字地图数据库36。

接收方装置60包含：信息接收器61，用来接收由交通信息发送器30提供的信息；解码器62，用来解码所接收的信息，以恢复交通信息与形状向量；地图匹配与路段确定部件63，用来通过利用数字地图数据库65中的数据，进行形状向量的地图匹配，以确定交通信息的目标路段；交通信息反映部件64，用来将所接收的交通信息反映为连接成本表66中目标路段的数据；本车位置确定部件68，用来通过利用GPS天线69与陀螺仪70，确定本车位置；信息利用部件67，用来利用连接成本表66进行从本车位置到目的地的路线搜索；以及引导装置71，用来根据路线搜索结果进行语音引导。

交通信息测量装置10的传感器处理器C13收集信息，例如由探测车23按照时间单位测量的位置坐标、车辆行程距离与速度。图6以圆圈显示探测车23的测量点。图7为显示根据由探测车23以(例如)1秒为单位测量的数据创建的、探测车累积行程距离与速度之间关系的图。如图8所示，交通信息计算器14将速度转换为与参照点的距离的函数，并且将该数据输出到交通信息发送器30与编码表创建部件50。

交通信息测量装置10的传感器处理器A11与传感器处理器B12从安装在道路各个位置上的传感器收集信息，并且获得道路路段的阻塞级别，如图9所示，并且图10显示了各点之间的行程时间。图11显示以下情况：在地图上以实线与点线显示根据传感器信息创建的阻塞级别。如图12所示，交通信息计算器14将阻塞级别信息表示为与参照点的距离的函数，并且将该数据输出到交通信息发送器30与编码表创建部件50。交通信息计算器14假定相同阻塞级别的路段内为单值函数。类似地，交通信息计算器14将行程时间表示为与参照点的距离的函数，并且将该数据输出到交通信息发送器30与编码表创建部件50。交通信息计算器14假定相同路段内行程时间为单值函数。

行程时间可以为通过采样点间隔所需时间(行程时间除以采样点间隔)。

图14的流程图显示编码表创建部件50、交通信息发送器30以及接收方装置60的操作。

编码表创建部件50的编码表计算器51分析从交通信息测量装置10发送来的交通信息的交通模式，并且按照模式合成交通信息。

为了创建编码表，编码表计算器51合成交通模式L中的交通信息(步骤11)，从距离量化单位参数表54中描述的距离方向的量化单位(距离量化单位)中设置距离量化单位M(步骤12)，并且从交通信息量化表53中设置用来量化尺度系数与小波系数的交通信息量化表N(步骤13)。接着，编码表计算器51根据交通模式L的交通信息计算每个间隔M上每个采样点上的值，并且对该值进行DWT，以获得尺度系数与小波系数(步骤14)。该过程的细节将在交通信息发送器30的过程中给出。

接着，编码表计算器51利用在交通信息量化表N中指定的值以量化尺度系数与小波系数，并且计算尺度系数与小波系数的量化系数(步骤15)。接着，编码表计算器51计算量化系数的分布(步骤16)，并且根据量化系数的分布与游程长度(步骤17)，创建用来变长编码尺度系数与小波系数的量化系数的编码表52(步骤18)。

重复该过程直至创建相应于L、M、N所有组合的编码表52(步骤19)。

通过这种方式，预先创建并且保持相应于各种交通模式与交通信息表示解晰度的多种编码表52。

交通信息发送器30收集交通信息，并且确定提供交通信息的路段(步骤21)。交通信息发送器30选择提供交通信息的路段V作为目标，并且围绕该提供交通信息的目标路段V创建形状向量，并且设置参照节点(步骤23)。接着，交通信息发送器30对形状向量进行不可逆编码/压缩(步骤24)。在日本专利公开2003-23357中详述了该不可逆编码/压缩方法。

量化单位确定部件32确定交通情况，确定采样点间隔的数据计数以及单位块长度，以指定位置解晰度，以及交通信息量化表523与编码表52，以指定交通信息解晰度(步骤25)。

在确定位置解晰度时要注意以下事项：

-对于确定阻塞与行程时间，可以使用在现有系统中预先指定的、作为各种信息收集单位(例如10m)的解晰度。这足以表示阻塞与行程时间之间的变化。

-对于远离信息发送点的路线，可以根据重要性将距离解晰度预先设置为粗糙值。

-诸如速度等从探测车收集的原始交通信息不表示重要的交通信息，例如阻塞的开始与结束，从而可以根据数据计数来确定位置解晰度。

-在利用FFT(快速傅立叶变换)的数据压缩中数据计数必须设置为2^N。对于利用2×2滤波器的DWT，数据计数最好为2^N或者2^N的倍数(即，k×2^N，其中k与N为正整数)。注意：当由于距离解晰度数据计数未达到k×2^N时，应该插入值“0”或者适当值(例如有效数据的最后一个值)，直至数据计数达到k×2^N。

在确定交通信息解晰度时要注意以下事项：

-在现有系统中，行程时间与阻塞信息的解晰度以5分钟/3级别为显示单位。应该使用为现有解晰度的两倍、三倍等等的值作为各个解晰度。

-在考虑到测量准确度时，将诸如速度等原始数据的解晰度设置准确度的整数倍。

-较不重要的路线具有比重要路线更粗糙的测量间隔与更低的测量准确度。有关较远将来的预测信息具有较低的预测准确度。由此，对于此类信息，可以将解晰度预先设置为粗糙值。

-应该根据在采样之前的解晰度进行数据舍入。

根据符合在发送方处的数据重要性以及在接收方处的数据接收量与处理速度的发送顺序，确定最终位置解晰度与交通信息解晰度。

交通信息转换器33根据距离量化单位的单位块长度，确定交通信息的采样数据(步骤26)。

图15显示设置交通信息的采样数据的详细过程。图16显示以下情况：根据由探测车收集的交通信息确定采样数据。图17显示以下情况：根据由传感器收集的交通信息确定采样数据。

交通信息计算器14将交通信息表示为距离函数(步骤261)。量化单位确定部件32定义数据计数或者距离量化单位(位置解晰度)的单位块长度(步骤262)。交通信息转换器33借助所定义的解晰度等距离地采样由距离函数表示的交通信息(步骤263)。

量化单位确定部件32定义交通信息的解晰度，其确定交通信息的粗糙度(例如，是以10km还是以1km为单位表示速度信息)(步骤264)。量化单位确定部件32聚焦于在步骤263中采样的数据(步骤265)，并且识别测量准确度是否匹配信息解晰度(步骤266)，并且在未获得匹配的情况下(例如在所定义的交通信息解晰度以10km为单位而数据以1km为单位的情况下)，舍入交通信息(步骤267)。

图16显示以下情况：舍入原始数据，从而以10km为单位获得采样数据。在图17中，阻塞级别信息匹配解晰度单位，因此跳过舍入。

接着，交通信息转换器33识别采样数据计数是否为k×2^N(步骤269)。在其不为k×2^N的情况下，交通信息转换器33添加值0或最后一个数字，并且将采样数据计数设置为k×2^N(在该例子中，假定k＝1)(步骤269)。交通信息转换器33将由此生成的采样数据发送给DWT编码器34(步骤270)。

在图16的情况下，数据计数为8(2³)，因此不添加采样数据。在图17的情况下，数据计数为15，其比16(2⁴)小1，因此添加值0。

再次参照图14，DWT编码器34对采样数据进行DWT。

图18显示详细的DWT过程。为了减少数据的绝对值，将数据水平平移按距离采样的数据的中值(步骤271)。对于图16，采样数据的最大值为50，最小值为10，中值为30。由此，点1上的数据被水平平移-20，点2上的数据增加20，点3上的数据增加0。

接着，确定DWT阶N。在采样数据计数为2^m的情况下，可以将阶N设置为等于或小于m的值(步骤272)。接着，从0阶(n＝0)开始(步骤273)，根据“数据计数/2n”确定输入数据计数(步骤274)，并且对采样数据进行符合前面给出的(表达式8)与(表达式9)的DWT，以将输入数据分解为尺度系数与小波系数(步骤275)。在实践中，尺度系数与小波系数的数据计数分别为输入数据计数的一半。

所获得的尺度系数与小波系数分别存储为数据的前一半与后一半(步骤276)。在n＜N的情况下(步骤277)，执行返回到步骤274，其中将阶增加1，并且根据“数据计数/2ⁿ”确定输入数据计数。在这种情况下，只有在步骤276中存储在前一半数据中的尺度系数作为下一输入数据。

重复步骤274至276，直至n达到N(步骤277)。当N＝n时，重复DWT，直至第m阶导致单个尺度系数。

图19显示原始数据(实线)以及用来在其上进行单一DWT的第一阶尺度系数(点线)。图20显示重复DWT时所假定的第一阶尺度系数(点线)与第二阶尺度系数(长短划线)，以及第三阶尺度系数(点划线)。第一阶尺度系数的距离量化单位为原始数据距离量化单位的两倍，并且第一阶尺度系数的值为包含在该距离量化单位中的原始数据的平均值。即，第n阶尺度系数的距离量化单位为第n-1阶尺度系数量化单位的两倍，并且第n阶尺度系数的值为包含在该距离量化单位中的第n-1阶尺度系数的平均值。唯一的第m阶的值为所有原始数据的平均值。

接着，DWT编码器34通过利用由量化单位确定部件32确定的交通信息量化表53，量化尺度系数与小波系数(步骤278)。交通信息量化表53指定用来除以尺度系数的值p以及用来除以小波系数的值q(≥p)。在量化处理中，尺度系数除以p，小波系数除以q，并且将所获得的值舍入(步骤279)。可以跳过量化处理(相应于p＝q＝1的情况)，只进行数据舍入。与量化不同，可以进行逆量化以将尺度系数与小波系数乘以预定整数。

通过利用由量化单位确定部件32确定的编码表52，DWT编码器34还变长编码经量化(或者经逆量化)的数据(步骤29)。也可以跳过变长编码。

DWT编码器34对于所有提供交通信息的路段执行上述处理(步骤30，31)。

信息发送器35将已编码数据转换为发送数据(步骤32)，并且将该数据与编码表一道发送(步骤33)。

图21显示以下具体例子：对于64(2⁶)个采样数据项进行6阶DWT以生成发送数据。原始数据(图21B)为图21A所示累积距离上速度与阻塞级别的数据。图21C显示通过将从原始数据中减去平均最大与最小值、并且水平平移结果从而数据收敛于值0而获得的值。图21D显示通过对所有经水平平移的数据进行第一阶DWT而获得的第一阶尺度系数与第一阶小波系数。图21E显示通过对第一阶尺度系数进行第二阶DWT、并且将第一阶尺度系数分割为第二阶尺度系数与第二阶小波系数而获得的结果。图21F显示第六阶DWT的结果。只获得了一个DWT6阶系数。将图21F中的数据除以图21A所示的量化采样值1，然后舍入。图21G显示结果。

图22显示从交通信息发送器30发送来的数据的示例结构。图22A显示表示交通信息目标道路路段的形状向量数据串。图22B为只包含目标道路路段的尺度系数的交通信息数据串。该数据串描述了第n阶尺度系数，其中N为DWT的最终阶。在采样数据计数为k×2^N的情况下，第n阶尺度系数的数目为k。图22C为只包含目标道路路段的小波系数的交通信息数据串。该数据串描述了用于DWT每阶的小波系数。信息发送器35将形状向量数据串信息(图22A)与描述目标道路路段的尺度系数的交通信息(图22B)一道发送，然后从最高到最低DWT阶发送有关于小波系数的交通信息(图22C)。

如图14所示，在接收方装置60中，当信息接收器61接收数据(步骤41)时，解码器62解码每个提供交通信息的路段V的形状向量(步骤42)，并且地图匹配与路段确定部件63对其数字地图数据库65进行地图匹配，以识别目标道路路段(步骤43)。解码器62参照编码表进行变长解码(步骤44)或逆量化(在发送方进行了逆量化的情况下为量化)(步骤45)，然后进行IDWT(步骤46)。

图23显示详细的IDWT过程。解码器62从所接收的交通信息数据中读取N阶DWT(步骤461)，将n设置为N-1(步骤462)，并且通过“数据计数/2ⁿ”确定输入数据计数(步骤463)。然后，通过将尺度系数存储在输入数据的前一半、并且将小波系数存储在输入数据的后一半，解码器62按照(等式10)与(等式11)重新排列数据(步骤464)。

在n＞0的情况下或者在一时间限制内，执行返回步骤463，其中解码器62将n减1，并且重复步骤463与464(步骤465)。当n＝0并且完成IDWT时，解码器62将数据逆向移动发送方已将数据移动的量(步骤468)。

当经过时间限制时，解码器62完成IDWT，即使当n＞0时也如此，并且将距离量化单位的单位长度(距离解晰度)设置为2ⁿ(步骤467)，然后将数据逆向移动发送方已将数据移动的量(步骤468)，以通过利用目前所获得的交通信息数据来显示低交通解晰度信息。

这就重现了交通信息(步骤47)。

图24显示在对发送数据(图21G)进行六次IDWT处理以恢复数据过程中的数据变化。图25A以重叠方式显示原始数据与所恢复速度信息数据。虽然在累积距离193、338、1061附近观察到轻微的错位，但是原始数据与所恢复速度相互匹配良好。

图25B以堆叠的方式显示原始数据与所恢复阻塞级别数据。该图显示了完美的匹配。

图26显示在只是部分接收到图21G中的发送数据的情况下可以恢复的数据。发送数据以如下顺序发送：第六阶尺度系数、第六阶小波系数、第五阶小波系数、第四阶小波系数、第三阶小波系数、第二阶小波系数以及第一阶小波系数。

在只收到第六阶尺度系数的情况下，通过结合所接收的数据进行IDWT，可以恢复原始数据距离解晰度1/2⁶＝1/64的数据。

当收到至第六阶小波系数时，通过结合所接收的数据进行IDWT，可以恢复原始数据距离解晰度1/2⁵＝1/32的数据。

当收到至第五阶小波系数时，通过结合所接收的数据进行IDWT，可以恢复原始数据距离解晰度1/2⁴＝1/16的数据。

当收到至第四阶小波系数时，通过结合所接收的数据进行IDWT，可以恢复原始数据距离解晰度1/2³＝1/8的数据，即可以恢复图20中点划线表示的数据。

当收到至第三阶小波系数时，通过结合所接收的数据进行IDWT，可以恢复原始数据距离解晰度1/2²＝1/4的数据，即可以恢复图20中长短划线表示的数据。

当收到至第二阶小波系数时，通过结合所接收的数据进行IDWT，可以恢复原始数据距离解晰度1/2的数据，即可以恢复图20中点线表示的数据。

交通信息反映部件64将已解码的交通信息反映为系统的连接成本(步骤48)。对于所有提供交通信息的路段执行该处理(步骤49，50)。信息利用部件1067利用所提供的交通信息，进行所需时间的显示以及路线引导(步骤51)。

通过这种方式，经过DWT处理的数据具有了层次。在接收方接收的数据具有某些数据丢失的情况下，可能以低解晰度恢复信息。在不考虑通信环境或者接收性能的情况下，当发送方对于各个层次设置优先级、并且按照尺度系数、高阶小波系数、低阶小波系数的顺序发送数据时，根据所接收的数据，接收方能够重现细致或者粗糙的交通信息。换而言之，低通信速度介质或者低性能接收器以高级(粗糙)解晰度恢复交通信息，而高通信速度介质或者高性能接收器接收所有数据，并且以细致的解晰度恢复交通信息。

在DWT的情况下，从某些层恢复的数据表示包含于延伸距离量化单位中的原始数据的平均值。由此，不会发生超过原始数据的过冲或者降低原始数据的下冲。图27显示以下情况：原始数据通过DWT压缩，并且利用某些经压缩数据恢复数据。速度与阻塞级别的原始数据由实线表示。所恢复的速度数据由点线表示，所恢复的阻塞级别数据由长短划线表示。图28显示以下情况：原始数据通过DCT压缩，并且利用某些经压缩数据恢复数据。与图27相同，速度与阻塞级别的原始数据由实线表示。所恢复的速度数据由点线表示，所恢复的阻塞级别数据由长短划线表示。从这些图之间的比较可以理解，利用DCT的压缩有过冲与下冲，但是利用DWT的压缩没有。

在可收费基础上提供交通信息的情况下，根据费用，可以解码的数据层次可能不同。可以提供以下系统，其中在低收费上只提供粗糙交通信息，而在高收费上获得细致交通信息。

<DWT的优点>

在交通信息压缩中利用DWT具有以下优点：

-可用于粗糙信息，例如阻塞级别，以及细致交通信息，例如探测车信息。

-利用所有层次的数据可以得到无损压缩(可逆转换)；也可得到有损压缩(不可逆转换)。可以选择可逆或者不可逆转换。

-根据交通信息的复杂度，可能改变DWT顺序以及尺度系数的数目。

-可能改变小波基函数，并且通过利用适合于信息的基函数进行转换。

-应用多个DWT过程可以生成偏差数据，这有利于编码。

-可以将交通信息分解为多个解晰度水平，以依次合成信息。接收方可以k×2^N个数据项为单位获取数据，并且依次合成信息，以逐步生成高解晰度交通信息。根据数据发送方法，可以(例如)图像的渐次模式显示信息。

虽然描述了DWT的2×2滤波器，但是本发明允许使用5×3滤波器(从五个输入生成一个小波系数、从三个输入生成一个尺度系数的滤波器)或者9×7滤波器(从九个输入生成一个小波系数、从七个输入生成一个尺度系数的滤波器)来执行DWT。

<道路路段参照数据的类型>

虽然描述了以下情况——将形状向量数据串传送给接收方以通知目标道路路段，并且接收方参照形状向量数据串来识别交通信息的目标道路路段——但是识别道路路段的数据(道路路段参照数据)可以不同于形状向量数据串。例如，如图29A所示，可以使用统一指定的道路路段标识符(连接号)或者交叉点标识符(非号码)。

在提供与接收双方参照同一地图的情况下，提供方可以向接收方传送纬度/经度数据，并且接收方可以使用该数据来识别道路路段。

或者，如图29B所示，提供方可以向接收方传送纬度/经度数据(具有诸如名称与道路类型等属性信息的数据)，以定位从交叉点或者连接中间的道路中抽取的中间节点P1、P2、P3、P4的位置，从而传送目标道路。在该例子中，P1为连接中间点，P2为交叉点， 3为连接中间点，P4为连接中间点。为了识别道路路段，如图29C所示，识别P1、P2、P3、P4每一个的位置，并且通过路径搜索互连每个路段，从而识别目标道路。

用来识别目标道路的道路路段参照数据可以不同于上述的形状向量数据串、道路路段标识符与交叉点标识符。例如，可以将分配给道路地图的每个板块形状区段的标识符、道路上安装的里程碑、道路名称、地址、邮政编码作为位置参照信息，以识别交通信息的目标道路路段。

(第二实施方式)

关于本发明的第二实施方式，描述了一种在数据发送中执行位平面分解的系统。

位平面分解为用来压缩图像的编码系统。通过利用该系统，接收方可以(例如)以图像的渐次模式(progressive mode)在早期获取粗糙数据。

例如，当发送数字串(10，1，3，-7)时，数字由二进制数字表示，如图30所示：

10＝1010

1＝0001

3＝0011

-7＝0-111

一般地发送数字串“1010 0001 0011 0-111”。在位平面分解中，如图30所示，按照以下顺序发送数字串“1000 000-1 1011 0111”：每个数字的MSB、第二位、第三位以及LSB。

接收方在收到“1000”时识别发送了串

1000＝8

0000＝0

0000＝0。

接收方在收到“000-1”时识别发送了串

1000＝8

0000＝0

0-100＝-4。

接收方在收到“1011”时识别发送了串

1010＝10

0000＝0

0010＝2

0-110＝-6。

接收方在收到“0111”时识别发送了串

1010＝8

0001＝1

0011＝3

0-111＝-7。

按照这种方式，通过进行位平面分解并且按照位号的降序依次传送信息，接收方将能够在进行信息发送的同时表示大致的交通情况。

该系统的交通信息发送器30对图21G所示的发送数据进行位平面分解，并且对结果的二进制数据执行诸如变长编码等算术编码。

图31显示交通信息发送器30为生成/发送包含位平面分解的发送数据所执行的过程。交通信息发送器30将通过DWT生成的数据分割为以形状信息类型为单位的块(步骤61)，对每个块内的数据执行位平面分解(步骤62)，执行二进制数据的算术编码(步骤63)，并且发送结果数据(步骤65)。根据数据容量，可以截断数据(步骤60)或者截断位(步骤64)，以控制数据量。

通过利用电子水印技术，很容易将版权信息附加到经位平面分解的数据上。通过加密经位平面分解的数据的低级位层，可以提供交通信息，从该交通信息中只有拥有解码密钥的人才能恢复细化的数据。通过加密经位平面分解的数据的低级位层，可能使在不使用解码密钥的情况下能够被恢复的交通信息更粗糙。通过加密最高有效位层，可能对于那些未拥有解码密钥的人加密交通信息。

图32显示了一种在利用DWT或位平面分解借助广播介质或者FM复用广播提供交通信息的系统中用来区分信息或者方法非法拷贝的方法。对于一般成员与特殊成员，根据成员级别，预先提供用来解码已加密交通信息的密钥。对于一般成员与特殊成员，预先传送如何恢复其中附加了版权信息的交通信息的知识。

(1)提供中心提供其中向低位(例如交通信息的第N阶尺度系数、第N阶小波系数以及第N-1阶小波系数)附加了版权信息的交通信息。

通过删除版权部分以及恢复交通信息，一般成员或者特殊成员可以正确地恢复交通信息。当试图进行非法拷贝时，在恢复交通信息之前不删除版权部分，这是因为版权部分是未知的。这就导致了交通信息的损坏。

(2)提供中心加密待提供的交通信息的第二阶小波系数的高级位。

拥有相应解码密钥的特殊成员或者一般成员可以解码已加密的第二阶小波系数，并且添加所得的小波系数以重现交通信息。当试图进行非法拷贝时，已加密信息被添加到交通信息上，从而不可能重现原始的交通信息。

(3)提供中心加密交通信息的第一阶小波系数的高级位，以区分待提供的信息。

拥有相应解码密钥的特殊成员可以解码已加密的第一阶小波系数，从而正确地重现交通信息，由此获取比一般成员更详细的交通信息。

提供中心提供已经向其进行了过程(1)、(2)、(3)中的一或多个的交通信息，以提高抵御可能的非法拷贝的力度，并且根据成员级别区分交通信息提供服务。

(第三实施方式)

虽然本发明的第一与第二实施方式有关于以下情况——作为中心的交通信息提供装置向交通信息利用装置(例如车载机器)提供交通信息——但是本发明的交通信息提供方法也可以用于以下系统：其中提供行程数据的、探测车上的车载机器作为交通信息提供装置，并且从探测车收集信息的中心作为交通信息利用装置。下面针对本发明的第三实施方式描述该系统。

如图33所示，该系统包含：探测车车载机器90，用来测量并提供行程数据；以及探测车收集系统80，用来收集数据。探测车车载机器90包含：编码表接收器94，用来从探测车收集系统80接收用于编码发送数据的编码表；传感器信息收集器98，用来收集由检测速度的传感器A 106、由检测功率输出的传感器B 107、由检测油耗的传感器C 108检测的信息；本车位置确定部件93，用来通过利用由GPS天线101接收的信息与来自陀螺仪102的信息，确定本车位置；行程轨迹测量信息累积部件96，用来累积本车的行程轨迹以及来自传感器A、B、C的测量信息；测量信息数据转换器97，用来生成测量信息的采样数据；DWT编码器92，用来对测量信息的采样数据进行DWT，从而将数据转换为尺度系数与小波系数，并且通过利用所接收的编码表数据95，编码尺度系数与小波系数以及行程轨迹数据；以及行程轨迹发送器91，用来将已编码数据发送给探测车收集系统80。

探测车收集系统80包含：行程轨迹接收器83，用来接收来自探测车车载机器90的行程数据；已编码数据解码器82，用来通过利用编码表数据86，解码所接收的数据；测量信息数据逆变换部件87，用来对尺度系数与小波系数进行IDWT，以恢复测量信息；行程轨迹测量信息利用部件81，用来利用所恢复的测量信息与行程轨迹数据；以及编码表选择器85，用来根据探测车的当前位置，选择提供给探测车车载机器90的编码表；以及编码表发送器84，用来向探测车发送选定的编码表。

探测车车载机器90的本车位置确定部件93通过利用由GPS天线101接收的信息与来自陀螺仪102的信息，识别本车位置。传感器信息收集器98收集测量值，例如由传感器A 106检测的速度信息、由传感器B 107检测的引擎负载、由传感器C 108检测的油耗。由传感器信息收集器98收集的测量信息与由本车位置确定部件93识别的本车位置相关联地存储在行程轨迹测量信息累积部件96中。

测量信息数据转换器97通过与行程道路上测量开始点(参照位置)的距离的函数，表示在行程轨迹测量信息累积部件96中累积的测量信息，并且生成测量信息的采样数据。DWT编码器92对采样数据进行DWT，从而将测量信息转换为尺度系数与小波系数，并且通过利用所接收的编码表数据95、编码行程轨迹数据以及经转换的尺度系数与小波系数。已编码行程轨迹数据与测量信息被发送给探测车收集系统80。探测车车载机器90按照以下顺序发送测量信息：尺度系数、高阶小波系数以及低阶小波系数。

在收到了数据的探测车收集系统80中，已编码数据解码器82通过利用编码表数据86，解码已编码的行程轨迹数据与测量信息。测量信息数据逆变换部件87对已解码的尺度系数与小波系数进行IDWT，以恢复测量信息。行程轨迹测量信息利用部件81利用所恢复的测量信息，以创建探测车经过的道路上的交通信息。

通过这种方式，也可以利用DWT对要从探测车车载机器上传的信息进行压缩。即使在探测车车载机器的数据处理能力或者发送能力不足并且只有尺度系数与部分小波系数可以从探测车车载机器发送的情况下，探测车收集系统也能够根据所接收的信息恢复大致测量信息。

(第四实施方式)

在第三实施方式中描述了以下的探测车系统——其中探测车车载机器通过与道路上参照位置的距离的函数来表示诸如速度等测量信息，对数据进行DWT，并且发送结果数据——以下描述本发明的第四实施方式，其中探测车车载机器按照固定的时间间距测量测量信息，对由时间函数表示的测量信息进行DWT，并且发送结果数据。

如图39所示，由探测车在行进时测量的测量信息在时间-空间中的轨迹是分散的。如第一实施方式所述，测量信息可以在坐标上表示，该坐标使用空间轴(与参照点的距离)作为基轴，或者通过利用时间轴作为基轴，表示为时间函数。通过根据由时间函数表示的测量信息生成固定间隔的采样数据，就可能将第一至第三实施方式中所述的DWT应用到采样数据上。

由探测车按照固定间隔测量的测量信息可以用做固定间隔的采样数据。

例如，在探测车车载机器向中心发送作为交通信息的速度信息的情况下，探测车车载机器按照固定的时间间距(例如2至4秒)测量的探测车行程距离，对数据进行DWT，并且向中心发送结果数据。

图34显示由探测车车载机器在时间-空间平面上测量的测量信息的轨迹，在该时间-空间平面中，纵轴表示时间，横轴表示行程距离。时间-空间平面上的轨迹信息表示速度0的状态，即固定间距内行程距离为0的状态，这与将轨迹投影到只包含空间轴的平面上显示的情况不同。由此，根据所重现的信息以及从所获得的信息生成的详细的阻塞信息，收到了测量信息与道路路段参照数据的中心可以容易地获取停顿位置与停顿计数、车辆停顿之间的停顿时间与行程速度，并且将所获得的信息反映为对于交通信号的控制。也可能根据该信息容易地计算固定点(点A与点B)之间的行程时间。

图35显示生成并发送探测车车载机器的发送数据的过程。采样数据设置过程的步骤2610至269基本与图15的步骤261至270相同，只是交通信息(测量信息)由时间函数表示(步骤2610)，并且时间解晰度(固定时间间距)或者数据计数被定义(步骤2610)，以按照等时间间隔利用所定义的解晰度采样交通信息(步骤2630)。如上所述，在探测车按照所定义的固定时间间距测量测量信息的情况下，所获得的数据可以用做采样数据。

DWT过程的步骤2710至279基本与图18的步骤271至279相同，只是待水平平移并经过DWT的数据为按照等时间间隔采样的数据(步骤2710)。

在DWT处理之后，数据截断与位平面分解的步骤60至65以及随后的数据发送与图31中相同。

图36显示从探测车车载机器收到了测量信息的中心装置所进行的IDWT过程。步骤461至468的过程基本与图23中相同，只是当经过了IDWT时间限制时终止IDWT，并且时间解晰度被设置为2ⁿ-重叠(2ⁿ-fold)，以通过利用所获得的交通信息数据显示较低解晰度交通信息(步骤4670)。

图37显示以下图：其中对按照四秒固定时间间距实际测量的行程距离数据(原始数据)进行DWT，并且存储该数据，然后获得累积距离，从而重现时间-空间轨迹。在该图中，细点线显示利用通过DWT获得的所有数据(至第一阶小波系数)恢复的时间-空间轨迹。实线显示利用通过DWT获得的1/4数据(至第三阶小波系数)恢复的时间-空间轨迹。在图上这些轨迹以重叠方式显示，不能明显区分彼此。在图上显示的原始数据与这些轨迹匹配良好。长短划线显示利用通过DWT获得的1/16数据(至第五阶小波系数)恢复的时间-空间轨迹。点划线显示利用通过DWT获得的1/64数据(至第六阶小波系数)恢复的时间-空间轨迹。就该图而言，显然即使在信息量减少到大约1/4的情况下，也可以基本重现一半位置。图37中的横轴与纵轴可以相互替换，从而得到图38中的表示。

通过这种方式，在探测车系统中，探测车车载机器可以利用时间函数表示测量信息，对数据进行DWT，并且向中心发送结果数据。通过利用这种方法，中心可以充分地捕获探测车速度为0的状态(例如停顿位置与停顿时间)。

(第五实施方式)

(离散小波变换)

根据本发明的交通信息提供方法，检测方将所要提供的速度信息(V)转换为其倒数，对该数据进行离散小波变换(DWT)以压缩数据，并且发送经压缩数据。接收方通过利用逆小波变换(IDWT)解压所收到的速度信息，将数据转换为其倒数，并且显示或利用结果数据。

DWT为一种用于图像压缩与语音压缩的数据压缩系统。小波变换的一般表达式在图1中显示。在第一实施方式中已经描述了特定小波变换方法。

<将速度数据转换为其倒数的意义>

该实施方式利用包含在“交通信息”中的速度信息的倒数。

图43显示原始数据(实线)与通过对原始数据执行一次DWT处理而获得的第一阶尺度系数(点线)。图44显示第一阶尺度系数(点线)以及通过重复DWT处理而获得的第二阶尺度系数(长短划线)及第三阶尺度系数(点划线)。

通过平滑原始数据中变化来获得尺度系数。重复DWT，并且尺度系数的阶次变高，平滑过程继续。尺度系数近似地表示原始数据，由此有助于识别原始数据的大致状态。通过按照在所接收的数据中包含的水平恢复尺度系数，接收方可以重现原始数据的大致变化，即使当因为接收能力或者发送能力不足其没有从检测方收到所有数据时也如此。

第一阶尺度系数的距离量化单位为原始数据的两倍。该尺度系数的值为包含在距离量化单位中的原始数据值的平均。第二阶尺度系数的距离量化单位为第一阶尺度系数的距离量化单位的两倍。第二阶尺度系数的值为包含在距离量化单位中的第一阶尺度系数值的平均。即，第n阶尺度系数的距离量化单位为第n-1阶尺度系数的距离量化单位的两倍，并且第n阶尺度系数的值为包含在距离量化单位中的第n-1阶尺度系数值的平均。

假定如上所述，原始数据为速度数据，则通过简单算术平均获得的值没有对应驾驶者实际体验的阻塞水平。

为了消除该缺点，本发明得到速度数据(V)的倒数，并且对该倒数进行DWT。在这种情况下，速度数据(1/V)的倒数表示每单位距离行程时间，从而算术平均值就足够了。

<交通信息提供系统>

本实施方式的交通信息提供系统的配置几乎与图5所示第一实施方式的相同，只是信息发送器35发送速度信息数据与形状向量数据。

接收方装置60包含：信息接收器61，用来接收由交通信息发送器30提供的信息；解码器62，用来解码所接收的信息，以恢复速度信息与形状向量；地图匹配与路段确定部件63，用来通过利用数字地图数据库65中的数据，进行形状向量的地图匹配，以确定速度信息的目标路段；交通信息反映部件64，用来将所接收的速度信息反映为连接成本表66中目标路段的数据；本车位置确定部件68，用来通过利用GPS天线69与陀螺仪70，确定本车位置；信息利用部件67，用来利用连接成本表66进行从本车位置到目的地的路线搜索；以及引导装置71，用来根据路线搜索结果进行语音引导。

交通信息测量装置的配置与第一实施方式的相同。

图45的流程图显示编码表创建部件50、交通信息发送器30以及接收方装置60的操作。

编码表创建部件50中的编码表计算器51分析从交通信息测量装置10发送来的交通信息的交通模式，并将交通信息按该模式总结。为了创建编码表，编码表计算器51合成交通模式L中的交通信息(速度信息)(步骤11)，从距离量化单位参数表54中描述的距离方向的量化单位(距离量化单位)中设置距离量化单位M(步骤12)，并且从交通信息量化表53中设置用来量化尺度系数与小波系数的交通信息量化表N(步骤13)。接着，编码表计算器51根据交通模式L的交通信息计算每个间隔M上每个采样点上的值(本实施方式中为速度)，计算该值的倒数，并且对该倒数进行DWT，以获得尺度系数与小波系数(步骤314)。该过程的细节在交通信息发送器30的过程中给出。

交通信息发送器30收集交通信息，并且确定提供交通信息的路段(步骤21)。交通信息发送器30选择提供交通信息的路段V作为目标，并且围绕该提供交通信息的目标路段V创建形状向量，并且设置参照节点(步骤23)。接着，交通信息发送器30对形状向量进行不可逆编码/压缩(步骤24)。

量化单位确定部件32确定交通情况，确定采样点间隔的数据计数以及单位块长度，以指定位置解晰度，以及用来指定交通信息解晰度的交通信息量化表53与编码表52(步骤25)。

在确定位置解晰度时要注意以下事项：

-可以使用在现有系统中预先指定的、作为诸如行程时间等信息收集单位(例如10m)的解晰度。

-从探测车收集的原始交通信息不表示重要的交通信息，例如阻塞的开始与结束，从而可以根据数据计数确定位置解晰度。

-在利用FFT(快速傅立叶变换)的数据压缩中数据计数必须设置为2^N。对于DWT，数据计数最好为2^N或者2^N的倍数(即，k×2^N，其中k与N为正整数)。注意：当由于距离解晰度数据计数未达到k×2^N时，应该插入值“0”或者适当值(例如有效数据的最后一个值)，直至数据计数达到k×2^N。

在确定交通信息解晰度时要注意以下事项：

-在考虑到速度的测量准确度时，必须将解晰度设置准确度的整数倍。

-可以为较不重要的路线设置较粗糙的解晰度。

-应该根据在采样之前的解晰度进行数据舍入。

交通信息转换器33根据由量化单位确定部件32确定的距离量化单位的单位块长度，确定速度信息的采样数据(步骤26)。

图46显示设置交通信息的采样数据的详细过程。图47根据由探测车收集的速度信息(实线)确定的采样数据(点线)。

交通信息计算器14将速度信息表示为距离函数(步骤3261)。量化单位确定部件32定义数据计数或者距离量化单位(位置解晰度)的单位块长度(步骤3262)。交通信息转换器33借助所定义的解晰度等距离地采样由距离函数表示的速度信息(步骤3263)。

量化单位确定部件32定义交通信息的解晰度，其确定速度信息的粗糙度(例如，是以10km还是以1km为单位表示速度信息)(步骤3264)。交通信息转换器33聚焦于在步骤3263中采样的数据(步骤3265)，并且识别测量准确度是否匹配速度信息解晰度(步骤3266)，并且在未获得匹配的情况下(例如在所定义的交通信息解晰度以10km为单位而数据以1km为单位表示的情况下)，舍入交通信息(步骤3267)。

图47显示以下情况：舍入原始数据，从而以10km/h为单位获得采样数据。

接着，交通信息转换器33识别采样数据计数是否为k×2^N(步骤3269)。在其不为k×2^N的情况下，交通信息转换器33添加值0或最后一个数字，并且将采样数据计数设置为k×2^N(在该例子中，假定k＝1)(步骤3269)。交通信息转换器33将由此生成的采样数据发送给DWT编码器34(步骤3270)。

在图37的情况下，数据计数为8(＝2³)，因此不添加采样数据。

再次参照图45，DWT编码器34计算采样数据的倒数，并且对该倒数进行DWT(步骤327)。

图48显示详细的DWT过程。如图49A所示，按照24.11m的间隔测量的64个(＝2⁶)的速度数据项被抽取作为采样数据，其原始数据在图49B中显示。图50以实线显示了原始数据的图。

DWT编码器34将采样数据转换为其倒数，并且将该倒数乘以常数，使得该倒数值等于或大于1(步骤270)。进行倒数与常数的相乘，从而其小数在随后过程中被舍去的倒数为整数值。该常数为(例如)1000或5000。该常数越大，信息退化就越小，就可以与速度无关地表示数据。当该常数越小时，高频信息就越粗糙。图49C显示其倒数被乘以5000的采样数据。图51为以实线显示常数乘以倒数的图。

接着，为了减少转换为其倒数的数据的绝对值，将数据最大值与最小值之间的中值设置为基准(0)，并且将所有数据水平按照该中值平移(步骤271)。在图49中，中值设置为1700，在图49C中，从值中减去1700。

接着，确定DWT阶N。在采样数据计数为2^m的情况下，可以将阶N设置为最大值(步骤272)。在图49的情况下，采样数据计数为2⁶，因此最大阶为6。

然后，设置n＝0(步骤273)，根据“数据计数/2ⁿ”确定输入数据计数(步骤274)，并且对采样数据利用上述(表达式8)与(表达式9)的DWT，以根据输入数据生成第一阶尺度系数与第一阶小波系数(步骤275)。

在图49的情况下，当n＝0时，数据计数为64。对这64个数据项进行DWT生成为输入数据计数一半的32个第一阶尺度系数与32个第一阶小波系数。

所获得的尺度系数与小波系数分别存储为数据的前一半与后一半(步骤276)。如图49所示，在64个数据项垂直排列的情况下，32个高级数据项为第一阶尺度系数，32个低级数据项为第一阶小波系数。

在n与N相互比较并且n＜N的情况下，(步骤277)，执行返回到步骤274，其中将阶增加1，并且根据“数据计数/2ⁿ”确定输入数据计数。在这种情况下，只有在步骤276中存储在前一半数据中的尺度系数作为下一输入数据。在图49的情况下，对于第二阶DWT，32个第一阶(n＝1)尺度系数作为输入数据。根据该数据，通过第二阶DWT生成16个第二阶尺度系数与16个第二阶小波系数。该尺度系数存储在该数据前一半，该小波系数存储在该数据后一半。

重复步骤274至276，直至n达到N(步骤277)。在图49的情况下，当N＝6时，对于第三阶DWT，16个第二阶尺度系数作为输入数据。根据该数据，通过第三阶DWT生成8个第三阶尺度系数与8个第三阶小波系数。对于第四阶DWT，8个第三阶尺度系数作为输入数据。根据该数据，通过第四阶DWT生成4个第四阶尺度系数与4个第四阶小波系数。对于第五阶DWT，4个第四阶尺度系数作为输入数据。根据该数据，通过第五阶DWT生成2个第五阶尺度系数与2个第五阶小波系数。对于第六阶DWT，2个第五阶尺度系数作为输入数据。根据该数据，通过第六阶DWT生成1个第六阶尺度系数与1个第六阶小波系数。

图49E显示至第六DWT所生成的数据。从上至下排列为1个第六阶尺度系数，1个第六阶小波系数，2个第五阶小波系数，4个第四阶小波系数，8个第三阶小波系数，16个第二阶小波系数，以及32个第一阶小波系数。

在图49中，将尺度系数与小波系数除以图49A指定的量化采样值1，并且将小数舍去，以获得图49F中的整数值。用来在步骤270中乘以采样数据倒数的常数越小，整数值就越小，舍入的影响将越大，从而信息准确性将下降。

当常数太大时，发送数据量变大。在整数值较小的情况下，即在速度较高的情况下，舍入的影响将较大。对于诸如普通道路等速度限制一般设置为40km/h的道路，不需要精确地掌握超过40km/h的数据。考虑到该背景知识，必须定义用来乘以速度倒数的常数。对于高速公路，速度限制高达80km/h，从而可能根据道路类型与道路控制改变该常数值。

再次参照图45，通过利用由量化单位确定部件32确定的编码表52，DWT编码器34变长编码经量化(或者经逆量化)的数据(步骤29)。也可以跳过变长编码。

图52显示从交通信息发送器30发送来的数据的示例结构。图52A显示表示交通信息目标道路路段的形状向量数据串。图52B为只包含目标道路路段的尺度系数的交通信息数据串。该数据串描述了第N阶尺度系数，其中N为DWT的最终阶。在采样数据计数为k×2^N的情况下，第n阶尺度系数的数目为k。

图52C为只包含目标道路路段的小波系数的交通信息数据串。该数据串描述了用于DWT每阶的小波系数。信息发送器35将形状向量数据串信息(图52A)与描述目标道路路段的尺度系数的交通信息(图52B)一道发送，然后从最高到最低DWT阶发送有关于小波系数的交通信息(图52C)。

如图45所示，在接收方装置60中，当交通信息接收器61接收数据(步骤41)时，解码器62解码每个提供交通信息的路段V的形状向量(步骤42)，并且地图匹配与路段确定部件63对其数字地图数据库65进行地图匹配，以识别目标道路路段(步骤43)。解码器62参照编码表进行变长解码(步骤44)或逆量化(在发送方进行了逆量化的情况下为量化)(步骤45)。图49G显示由接收方解量化的速度信息数据。

解码器62对通过逆量化获得的数据进行IDWT(步骤46)。

图53显示详细的IDWT过程。解码器62从所接收的速度信息数据中读取N阶DWT(步骤461)，将n设置为N-1(步骤462)，并且通过“数据计数/2ⁿ”确定输入数据计数(步骤463)。然后，通过将尺度系数存储在输入数据的前一半、并且将小波系数存储在输入数据的后一半，解码器62按照(等式10)与(等式11)重新排列数据(步骤464)。

在图49的情况下，N＝6，因此数据计数为2(64/2⁵)，并且从所接收的1个第六阶尺度系数与1个第六阶小波系数重建2个第五阶尺度系数。

在n＞0的情况下或者在一时间限制内，执行返回步骤463，其中解码器62将n减1，并且重复步骤463与464(步骤465)。在图49的情况下，假定没有施加时间限制，从2个所生成的第五阶尺度系数与2个所接收的第五阶小波系数生成4个第四阶尺度系数；从该4个第四阶尺度系数与4个所接收的第四阶小波系数生成8个第三阶尺度系数；从该8个第三阶尺度系数与8个所接收的第三阶小波系数生成16个第二阶尺度系数；从该16个第二阶尺度系数与16个所接收的第二阶小波系数生成32个第一阶尺度系数；从该32个第一阶尺度系数与32个所接收的第一阶小波系数恢复64个数据项。图49H显示通过重复IDWT六次而恢复的速度数据。

当n＝0、完成IDWT时，解码器62将数据逆向移动发送方已将数据移动的量(步骤468)。图49I显示经过逆向移动的恢复数据。图51以实线显示该恢复数据的图。该恢复数据近乎完美地匹配原始数据。

当经过预定时间限制时，解码器62完成IDWT，即使当n＞0时也如此，并且将距离量化单位的单位长度(距离解晰度)设置为2ⁿ(步骤467)，然后将数据逆向移动发送方已将数据移动的量(步骤468)，以通过利用目前所获得的速度数据显示低解晰度速度信息。

即使在因为超时从而接收方装置只是部分接收到图49A所示的发送数据的的情况下，接收方装置也可以恢复低解晰度速度信息。在只收到第六阶尺度系数的情况下，可以恢复1/2⁶＝1/64原始数据距离解晰度的数据。

当收到至第六阶小波系数时，通过结合所接收的数据进行IDW以恢复第五阶尺度系数，可以恢复1/2⁵＝1/32原始数据距离解晰度的数据。

当收到至第五阶小波系数时，通过结合所接收的数据进行IDWT以恢复第四阶尺度系数，可以恢复1/2⁴＝1/16原始数据距离解晰度的数据。

当收到至第四阶小波系数时，通过结合所接收的数据进行IDWT以恢复第三阶尺度系数，可以恢复1/2³＝1/8原始数据距离解晰度的数据。

当收到至第三阶小波系数时，通过结合所接收的数据进行IDWT以恢复第二阶尺度系数，可以恢复1/2²＝1/4原始数据距离解晰度的数据。

当收到至第二阶小波系数时，通过结合所接收的数据进行IDWT以恢复第一阶尺度系数，可以恢复原始数据距离解晰度1/2的数据。

当收到至第一阶小波系数时，通过结合所接收的数据进行IDWT，可以恢复原始数据距离解晰度的数据。

为了有利于接收方处的数据恢复，发送方按照尺度系数、高阶小波系数、低阶小波系数的顺序发送数据。

解码器62获得所恢复数据的倒数，并且将该倒数乘以发送方用来相乘的常数以重现速度信息(步骤347)。图49J显示所恢复的速度数据。图50显示名称为“小波变换(1)速度”的、所恢复的速度数据的图，但是所恢复的速度数据与原始数据重叠，因此两者无法分别区分彼此。图50以点线显示名称为“小波变换(2)速度”的、利用第N至第一阶层中数据恢复的数据。图50还以长短划线显示名称为“小波变换(3)速度”的、利用第N至第二阶层中数据恢复的数据。

交通信息反映部件64将已解码的速度信息反映为系统的连接成本(步骤48)。对于所有提供交通信息的路段执行该处理(步骤49，50)。信息利用部件67利用所提供的速度信息，进行所需时间的显示以及路线引导(步骤51)。

通过这种方式，经过DWT处理的数据具有了层次。在接收方只能利用某些层数据的情况下，可能以低解晰度恢复信息。在这种情况下，获得速度信息原始数据的倒数，并且将该倒数乘以常数以进行DWT。由此，接收方可以根据速度信息利用某些层中的数据恢复匹配驾驶者实际体验的阻塞级别的值。

图43与44中显示的图显示在速度信息原始数据经过DWT处理但不使用倒数的情况下获得的恢复数据，以进行比较。通过图50与图43、44之间的比较可知，在进行DWT之前获得速度信息倒数的情况下，根据某些层中的数据恢复的数据具有比跳过倒数转换的情况小的值(图43、44)。在图50的椭圆区域A中可以看到该趋势。

利用这种方式，通过在进行DWT之前获得速度信息的倒数，平均速度更靠近较低值，然而该平均速度更接近于驾驶者实际体验的速度。

图54显示在将用来乘原始数据倒数的常数设置为图50中的1/50(换言之100)的情况下假定的原始数据与所恢复的数据。当用来乘原始数据倒数的常数变小时，由椭圆区域B与C指示的高速范围内信息变得非常粗糙，而低速范围上的恢复数据良好匹配原始数据。人们感兴趣的交通阻塞信息主要是较低的行程速度。关于靠近或超过普通道路速度限制的速度的详细信息不是必然需要的。考虑到此，用来乘原始数据倒数的常数100可以恢复充分实际的速度信息。如上所述，根据道路类型与道路控制可以改变常数值。

通过这种方式，经过DWT处理的数据具有了层次。可以利用所有层次的数据进行无损压缩(可逆转换)。可以利用某些层次的数据进行有损压缩(不可逆转换)。即使在接收方能够具有某些数据丢失地接收信息的情况下，也可能以低解晰度恢复信息。在不考虑通信环境或者接收性能的情况下，当发送方对于各个层次设置优先级、并且按照尺度系数、高阶小波系数、低阶小波系数的顺序发送数据时，根据所接收的数据，接收方能够重现细致或者粗糙的速度信息。

在进行DWT之前将速度数据转换为其倒数。由此，即使在根据某些层中的数据恢复速度信息过程中进行算术平均的情况下，在所恢复的速度信息与驾驶者实际体验的阻塞级别之间也没有差异。

虽然描述了以下情况——将形状向量数据串传送给接收方以通知目标道路路段、并且接收方参照该形状向量数据串来识别交通信息的目标道路路段——但是用来识别道路路段的数据可以不同于形状向量数据串。例如，如图55A所示，可以使用统一指定的道路路段标识符(连接号)或者交叉点标识符(非号码)。

或者，如图55B所示，提供方可以向接收方传送纬度/经度数据(具有诸如名称与道路类型等属性信息的数据)，以定位从交叉点或者连接中间的道路中抽取的中间节点P1、P2、P3、P4的位置，从而传送目标道路。在该例子中，P1为连接中间点，P2为交叉点，P3为连接中间点，P4为连接中间点。在这种情况下，如图55C所示，接收方识别P1、P2、P3、P4每一个的位置，并且通过路径搜索互连每个路段，从而识别目标道路。

(第六实施方式)

关于本发明的第六实施方式，描述了一种用来去除包含在交通信息中的噪声的方法。

有关通知阻塞或交通拥挤的低速范围的状态量的详细交通信息是有用的，但是有关高速范围的状态量的详细信息是添加到发送量上的非希望噪声。

以高解晰度表示交通信息原始数据包含此类噪声。该噪声由数据发送方去除，并且接收方可以在不考虑存在噪声的情况下进行解码。

在本实施方式的方法中，速度数据被转换为其倒数，该倒数经过DWT，以生成尺度系数与小波系数。当结果数据发送给接收方时，具有小绝对值的小波扩展系数被认为是噪声分量，并且被处理为值0。

去除(当作值0处理)具有小绝对值的小波扩展系数对于高速范围的速度数据有影响，但是对于低速范围的速度数据没有影响。

图56显示包含噪声去除过程的速度信息DWT压缩的流程图。通过利用图48中的步骤270至279，转换为其倒数的速度数据经过DWT处理，以生成尺度系数与小波系数，并且具有小绝对值的小波系数被截断(步骤280)。

在步骤280中对数据的截断(当作值0处理)将显示速度数据的图(图57)中的、包含在椭圆区域D、E、F中的高速范围的细致速度移动当作噪声去除。由此影响了高速范围的速度数据。然而，由椭圆区域G指示的低速范围的数据根本没有受到影响。

图58以实线显示原始数据的速度信息，以点线显示利用去除了(当作值0处理)具有小绝对值的小波系数后的数据恢复的速度信息。从图58可知，高速范围数据的准确性粗糙，但是人们感兴趣的、作为交通阻塞信息的低速范围数据忠实的再现了原始数据。

通过将具有小绝对值的所有小波系数当作值0处理，借助图45步骤29中的变长编码大大减少了发送量。

通过这种方式，将速度数据转换为其倒数、并且进行DWT处理的交通信息提供方法将具有小绝对值的小波扩展系数当作值0处理，从而去除了噪声，由此减少了总数据量。

(第七实施方式)

本发明的第五与第六实施方式有关于以下情况——作为中心的交通信息提供装置向诸如车载机器等交通信息利用装置提供交通信息——本发明的交通信息提供方法还可用于以下系统，其中提供行程数据的探测车上的车载机器作为交通信息提供装置，并且从探测车收集信息的中心作为交通信息利用装置。以下就本发明的第七实施方式描述该系统。

如图59所示，该系统包含：探测车车载机器90，用来测量并提供行程数据；以及探测车收集系统80，用来收集数据。探测车车载机器90包含：编码表接收器94，用来从探测车收集系统80接收用于编码发送数据的编码表；检测速度的传感器A；传感器信息收集器98，用来收集由传感器A 106检测的信息；本车位置确定部件93，用来通过利用由GPS天线101接收的信息与来自陀螺仪102的信息，确定本车位置；行程轨迹测量信息累积部件96，用来累积本车的行程轨迹以及由传感器A 106检测的信息；测量信息数据转换器97，用来生成速度信息的采样数据；DWT编码器92，用来对速度信息的倒数进行DWT，从而将该倒数转换为尺度系数与小波系数，并且通过利用所接收的编码表数据95，编码尺度系数与小波系数以及行程轨迹数据；以及行程轨迹发送器91，用来将已编码数据发送给探测车收集系统80。

探测车收集系统80包含：行程轨迹接收器83，用来接收来自探测车车载机器90的行程数据；已编码数据解码器82，用来通过利用编码表数据86，解码所接收的数据；测量信息数据逆变换部件87，用来对尺度系数与小波系数进行IDWT，并且将每个系数转换为其倒数，以恢复速度信息；行程轨迹测量信息利用部件81，用来利用所恢复的速度信息与行程轨迹数据；以及编码表选择器85，用来根据探测车的当前位置，选择提供给探测车车载机器90的编码表；以及编码表发送器84，用来向探测车发送选定的编码表。

探测车车载机器90的本车位置确定部件93通过利用由GPS天线101接收的信息与来自陀螺仪102的信息，识别本车位置。传感器信息收集器98收集由传感器A 106检测的速度信息测量值。所收集的速度信息与由本车位置确定部件93识别的本车位置相关联地存储在行程轨迹测量信息累积部件96中。

测量信息数据转换器97通过与行程道路上测量开始点(参照位置)的距离的函数，表示在行程轨迹测量信息累积部件96中累积的测量信息，并且生成测量信息的采样数据。DWT编码器92对采样数据的倒数进行DWT，从而将速度信息转换为尺度系数与小波系数，并且通过利用所接收的编码表数据95，编码行程轨迹数据以及经转换的尺度系数与小波系数。已编码行程轨迹数据与测量信息被发送给探测车收集系统80。探测车车载机器90按照以下顺序发送速度信息：尺度系数、高阶小波系数以及低阶小波系数。

在收到了数据的探测车收集系统80中，已编码数据解码器82通过利用编码表数据86，解码已编码的行程轨迹数据与测量信息。测量信息数据逆变换部件87对已解码的尺度系数与小波系数进行IDWT，并且将每个系数转换为其倒数，以恢复速度信息。行程轨迹测量信息利用部件81利用所恢复的测量信息，以创建探测车经过的道路上的交通信息。

通过这种方式，也可以将本发明的交通信息提供方法应用到要从探测车车载机器上传的信息。即使在探测车车载机器的数据处理能力或者发送能力不足、并且只有尺度系数与部分小波系数可以从探测车车载机器发送的情况下，探测车收集系统也能够根据所接收的信息恢复探测车经过的道路上的大致测量信息。

在根据每个实施方式的系统中，待提供的交通信息数据可以在被发送之前进行位平面分解。位平面分解以二进制数表示数据，并且按照MSB、第二位、第三位、LSB的顺序依次发送所有数据，即从具有最大数字号的数据开始。在这种情况下，接收方可以在进行数据接收的同时显示大致的交通情况。

虽然参照具体实施方式描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解在不脱离本发明的范围与精神的前提下可以进行各种改变与修改。

本发明基于2003年1月22日提交的日本专利申请2003-013746，2003年1月23日提交的日本专利申请2003-014802，以及2003年8月15日提交的日本专利申请2003-286748，其公开内容融入本文作为参考。

工业实用性

如上所述，本发明的交通信息提供方法可以近似地恢复交通信息，即使在由于不足的通信环境或者数据接收能力而使接收方只能够接收所提供的某些信息的情况下也如此，或者即使在由于发送方的发送能力不足而致使只发送了某些层的数据的情况下也如此。在这种情况下，在数据恢复时不会发生过冲或者下冲。这就使之可能进行适当的近似，而不管所收集的交通信息为粗糙的或者为细致的。

在本发明的交通信息提供系统中，接收方能够在所接收信息的范围内恢复粗糙的或者细致的信息，即使在提供交通信息的一方在不考虑通信环境与接收状态的前提下提供交通信息的情况下也如此。

交通信息提供装置与交通信息利用装置可以实现该系统。

由此，交通信息提供方法、交通信息提供系统及其装置可以用来提供各种信息，例如提供诸如阻塞信息与行程时间等交通信息，以及从探测车向中心提供测量信息。这有利于在接收方恢复信息。

从如上所述可以理解，本发明的交通信息提供方法允许以低解晰度近似地重现速度信息，即使在接收方由于不足的通信环境或者数据接收能力而只收到部分所提供的速度信息的情况下也如此，或者即使在由于发送方的发送能力不足而致使只发送了某些层的数据的情况下也如此。在这种情况下，可能恢复良好匹配驾驶者实际体验的阻塞级别的速度信息。

还可能减少没有信息价值的噪声，由此减少速度信息的总体数据量。

在本发明的交通信息提供系统中，接收方能够在所接收信息的范围内恢复粗糙的或者细致的速度信息，即使在提供交通信息的一方在不考虑通信环境与接收状态的前提下提供交通信息的情况下也如此。提供交通信息的一方可以提供减少了噪声的速度信息。

Claims

1.一种交通信息提供方法，该方法对由与道路上参照位置的距离的函数表示的交通信息进行离散小波变换，以将该交通信息转换为尺度系数与小波系数，并且提供结果信息。

2.如权利要求1所述的交通信息提供方法，其特征在于：根据由与参照位置的距离的函数表示的交通信息，生成采样数据，并且对该采样数据进行离散小波变换。

3.一种交通信息提供方法，该方法对由时间函数表示的交通信息进行离散小波变换，以将该交通信息转换为尺度系数与小波系数，并且提供结果信息。

4.如权利要求3所述的交通信息提供方法，其特征在于：利用按照固定时间间距采样的交通信息作为采样数据，并且对该采样数据进行离散小波变换。

5.如权利要求2或4所述的交通信息提供方法，其特征在于：对采样数据进行一或多次离散小波变换处理。

6.如权利要求1至5中任一项所述的交通信息提供方法，其特征在于：早于小波系数提供尺度系数，并且在小波系数中，早于低阶小波系数提供高阶小波系数。

7.如权利要求1至6中任一项所述的交通信息提供方法，其特征在于：对尺度系数与小波系数进行位平面分解，并且提供结果系数。

8.如权利要求7所述的交通信息提供方法，其特征在于：向尺度系数或小波系数的低级位附加版权信息，并且提供结果系数。

9.如权利要求7所述的交通信息提供方法，其特征在于：加密经过位平面分解的尺度系数与小波系数的位平面中的部分，并且提供结果系数。

10.一种交通信息提供系统，包含：

交通信息提供装置，用来根据由与道路上参照位置的距离的函数表示的交通信息，生成采样数据，对采样数据进行一或多次离散小波变换处理，以将该交通信息转换为尺度系数与小波系数，并且提供这些系数；以及

交通信息利用装置，用来对从交通信息提供装置接收的尺度系数与小波系数进行一或多次逆离散小波变换处理，以恢复交通信息。

11.一种交通信息提供系统，包含：

交通信息提供装置，用来利用按照固定时间间距测量的交通信息作为采样数据，对采样数据进行一或多次离散小波变换处理，以将该交通信息转换为尺度系数与小波系数，并且提供这些系数；以及

12.如权利要求10或11所述的交通信息提供系统，其特征在于：交通信息提供装置早于小波系数提供尺度系数，并且在小波系数中，早于低阶小波系数提供高阶小波系数；并且交通信息利用装置对尺度系数以及收到的小波系数进行逆离散小波变换处理，以恢复交通信息。

13.如权利要求12所述的交通信息提供系统，其特征在于：交通信息提供装置对尺度系数与小波系数进行位平面分解，并且提供这些系数；并且交通信息利用装置当收到经过位平面分解的尺度系数与小波系数中的部分的位信息时开始恢复交通信息。

14.如权利要求10或11所述的交通信息提供系统，其特征在于：交通信息提供装置对尺度系数与小波系数进行位平面分解，并且向尺度系数或小波系数的低级位附加版权信息，并且提供这些系数；并且交通信息利用装置删除附加到尺度系数或小波系数上的版权信息，并且进行逆离散小波变换。

15.如权利要求10或11所述的交通信息提供系统，其特征在于：交通信息提供装置对尺度系数与小波系数进行位平面分解，加密尺度系数或小波系数的某些位平面，并且提供这些系数；并且交通信息利用装置解码经加密的尺度系数或小波系数，并且进行逆离散小波变换。

16.一种交通信息提供装置，包含：

交通信息转换部件，用来根据所收集的交通信息数据生成采样数据；

交通信息编码部件，用来对采样数据进行一或多次离散小波变换处理，以将该交通信息转换为尺度系数与小波系数；以及

交通信息发送部件，用来早于小波系数发送尺度系数，并且在小波系数中，早于低阶小波系数发送高阶小波系数。

17.一种交通信息利用装置，包含：

交通信息接收部件，用来从交通信息提供装置接收表示交通信息的目标道路的道路路段参照数据，以及作为交通信息的尺度系数与小波系数；

目标道路确定部件，用来通过利用道路路段参照数据，识别交通信息的目标道路；以及

交通信息解码部件，用来对尺度系数与小波系数进行一或多次逆离散小波变换处理，以恢复交通信息。

18.一种交通信息提供方法，其特征在于：对由与道路上参照位置的距离的函数表示的速度信息的倒数进行离散小波变换，以将该速度信息的倒数转换为尺度系数与小波系数，并且提供这些系数。

19.如权利要求18所述的交通信息提供方法，其特征在于：根据由与道路上参照位置的距离的函数表示的速度信息生成2^N个采样数据项或者2^N的倍数个采样数据项，并且对采样数据的倒数进行离散小波变换。

20.如权利要求18所述的交通信息提供方法，其特征在于：将采样数据的倒数乘以常数，对乘以常数的采样数据的倒数进行离散小波变换，以将这些逆转换为尺度系数与小波系数，将这些尺度系数与小波系数转换为整数，并且提供这些整数。

21.如权利要求20的交通信息提供方法，其特征在于：响应于目标道路的速度限制或者平均车辆行程速度，切换所述常数的大小。

22.如权利要求3所述的交通信息提供方法，其特征在于：对乘以常数的倒数进行一或多至N次的离散小波变换处理。

23.如权利要求1至22中任一项所述的交通信息提供方法，其特征在于：将绝对值等于或小于预定值的小波系数当作0处理，并且提供这些系数。

24.如权利要求18至23中任一项所述的交通信息提供方法，其特征在于：早于小波系数提供尺度系数，并且在小波系数中，早于低阶小波系数提供高阶小波系数。

25.一种交通信息提供系统，包含：

交通信息提供装置，用来根据由与道路上参照位置的距离的函数表示的速度信息，生成采样数据，对采样数据的倒数进行一或多次离散小波变换处理，以将速度信息的倒数转换为尺度系数与小波系数，并且提供这些系数；以及

交通信息利用装置，用来对从交通信息提供装置接收的尺度系数与小波系数进行一或多次逆离散小波变换处理，将所获得值转换为其倒数，并且恢复速度信息。

26.如权利要求25所述的交通信息提供系统，其特征在于：交通信息提供装置将采样数据的倒数乘以常数，对乘以常数的倒数进行离散小波变换，以将这些倒数转换为尺度系数与小波系数，将这些尺度系数与小波系数转换为整数，并且向交通信息利用装置提供这些整数；并且交通信息利用装置对尺度系数与小波系数进行逆离散小波变换处理，将所获得的值的倒数乘以常数，并且恢复速度信息。

27.如权利要求25或26所述的交通信息提供系统，其特征在于：交通信息提供装置早于小波系数提供尺度系数，并且在小波系数中，早于低阶小波系数提供高阶小波系数；并且交通信息利用装置对尺度系数与所接收的小波系数进行逆离散小波变换处理，将所获得的值转换为其倒数，并且恢复速度信息。

28.如权利要求27所述的交通信息提供系统，其特征在于：交通信息提供装置响应于目标道路的速度限制或者平均车辆行程速度，切换所述常数的大小。

29.如权利要求25至28中任一项所述的交通信息提供系统，其特征在于：交通信息提供装置将绝对值等于或小于预定值的小波系数当作值0处理，并且提供这些系数。

30.一种交通信息提供装置，包含：

交通信息转换部件，用来根据所收集的速度信息数据生成2^N个采样数据项或者2^N的倍数个采样数据项；

交通信息编码部件，用来对采样数据的倒数进行一或多次离散小波变换处理，以将这些倒数转换为尺度系数与小波系数；以及

31.一种交通信息利用装置，包含：

交通信息解码部件，用来对尺度系数与小波系数进行一或多次逆离散小波变换处理，将所获得的值转换为倒数，并且恢复速度信息。