JP2005525763A - Data stream data compression method and decompression method - Google Patents
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Abstract
種々の情報内容のデータの圧縮および解凍方法を提供する。データは例えばトポグラフィックノードおよびトポグラフィックエッジまたはその属性値である。圧縮のグレードは情報内容に依存してコンフィグレーション可能である。
圧縮のために属性値が省略されるか、トポグラフィック情報の精度が制限されるか、または圧縮グレードが設定された最大データ量に基づいて制御される。A method for compressing and decompressing data of various information contents is provided. The data is, for example, topographic nodes and topographic edges or their attribute values. The compression grade can be configured depending on the information content.
The attribute value is omitted for compression, the accuracy of topographic information is limited, or the compression grade is controlled based on the maximum amount of data set.
Description
従来技術
本発明はデータストリームのデータの圧縮方法を基礎としている。
Prior Art The present invention is based on a data stream data compression method.
独国公開第10106502.7号公報にはルートデータの伝送方法が記載されている。ルートデータは経路ポイントデータの形態のノードと、そのあいだに存在するエッジ(経路)と、これらに属する属性値とから成る。個々の経路ポイントは相互に結合されてルートコリドーをなしており、データ容量が最小限まで抑えられている。有利には経路ポイントデータはシーケンシャルに伝送される。 German Patent Publication No. 1010502.7 discloses a route data transmission method. The route data includes nodes in the form of route point data, edges (routes) existing between them, and attribute values belonging to these. The individual path points are connected to each other to form a root corridor, and the data capacity is minimized. The path point data is preferably transmitted sequentially.
独国公開第10105897.7号公報にはナビゲーションデータを端末機と中央局とのあいだで交換する方法が記載されている。ここでは起点と終点とのあいだのルートが部分ルートへセグメント化され、伝送される。この方法にしたがうオフボードナビゲーション装置はルート情報を独立して計算するのではなく、適切な無線インタフェースを介してサーバへ問い合わせる。つまりサーバがルート情報をナビゲーション装置へ伝送するのである。 German Offenlegungsschrift 101055897.7 describes a method for exchanging navigation data between a terminal and a central office. Here, the route between the start point and the end point is segmented into partial routes and transmitted. An off-board navigation device according to this method does not calculate route information independently, but queries the server via an appropriate wireless interface. That is, the server transmits route information to the navigation device.
独国特許第10012441号公報からナビゲーション装置での目的地入力方法が知られる。処理コストを低減するために、現在地の周囲に存在する目的地名称のみが記録される。さらに目的地名称リストとして目的地が距離に応じて分類される。 A method for inputting a destination in a navigation device is known from German Patent No. 10012441. In order to reduce processing costs, only destination names that exist around the current location are recorded. Further, the destinations are classified according to the distance in the destination name list.
本発明の利点
本発明の方法は、種々の情報内容を有するデータストリームのデータの圧縮方法に関する。情報内容は特にトポグラフィックノード(経路ポイント)およびトポグラフィックエッジ(接続経路)およびそれらの属性値から成るルートデータを有している。本発明ではデータの情報内容に依存して圧縮グレードをコンフィグレーション可能である。ここで圧縮に際して、設定された属性値を省略する手段、精度(例えば座標精度)を制限する手段、最大データ量を設定して相応に圧縮グレードを制御する手段のうち少なくとも1つが用いられる。
Advantages of the present invention The method of the present invention relates to a method for compressing data of a data stream having various information contents. The information content has in particular route data consisting of topographic nodes (path points) and topographic edges (connection paths) and their attribute values. In the present invention, the compression grade can be configured depending on the information content of the data. Here, at the time of compression, at least one of means for omitting the set attribute value, means for limiting the accuracy (for example, coordinate accuracy), and means for setting the maximum data amount and controlling the compression grade accordingly is used.
データの重要度やその情報内容を無視して圧縮を行う周知の圧縮方法とは異なり、本発明ではデータが解釈され、その重要度の知識から特に冗長的な要素が消去される。 Unlike known compression methods that perform compression ignoring the importance of the data and its information content, the present invention interprets the data and eliminates particularly redundant elements from knowledge of the importance.
付加的なデータフィールドも、例えばルート情報の伝送のために独国公開10106502.7号公報の手法にしたがって設定されたデータフォーマットで任意に利用することができる。 The additional data field can also be used arbitrarily in a data format set in accordance with the method of German Offenlegungsschrift 10106502.7 for the transmission of route information, for example.
本発明の方法はルートデータの圧縮に特に適しているが、他の全てのデータに適用可能である。有利には本発明の方法はグラフ構造のデータ、すなわちトポグラフィックノードおよびトポグラフィックエッジ(例えばマップデータ)を含むCADデザインのポリゴンから成るデータにも適している。 The method of the present invention is particularly suitable for compressing route data, but is applicable to all other data. Advantageously, the method of the invention is also suitable for graph-structured data, ie data consisting of polygons of a CAD design including topographic nodes and topographic edges (eg map data).
本発明の圧縮方法は特にオフボードナビゲーション装置に対してサーバ上でサービスプロバイダによって使用され、本発明の解凍方法(データ復号化方法)は特に端末機側またはクライアント側で使用される。 The compression method of the present invention is used by a service provider on a server, particularly for an offboard navigation device, and the decompression method (data decoding method) of the present invention is particularly used on a terminal side or a client side.
従属請求項には本発明の圧縮方法および解凍方法の有利な実施形態が記載されている。本発明の方法の他の利点を以下に列挙しておく。
1.処理データのサイズが低減され、これにより低いデータレートで伝送媒体を良好に利用することができる。
2.圧縮のアルゴリズムおよび解凍のアルゴリズムの複雑性が低減されるので、小さな作業メモリを備えた軽いプロセッサの端末機にも適している。
3.圧縮プロセスは厳密にシーケンシャルである。つまり圧縮中に既に部分データセットを記憶したり伝送したりできる。
4.圧縮データのシーケンシャルな構造において、部分データセットの解凍を伝送中に行うことができる。
5.頻繁に生じるデータエレメントを備えた完全なテーブルをデータの開始部または終了部に付加しなければならない他の多くの圧縮方法とは異なり、本発明では個々のエレメントが必要な位置のみに挿入され、伝送の時点ではそのつど最大数のデータエレメントが供給される。
The dependent claims describe advantageous embodiments of the compression and decompression methods of the present invention. Other advantages of the method of the present invention are listed below.
1. The size of the processing data is reduced, which makes it possible to make good use of the transmission medium at a low data rate.
2. Since the complexity of the compression and decompression algorithms is reduced, it is also suitable for light processor terminals with small working memory.
3. The compression process is strictly sequential. That is, partial data sets can already be stored or transmitted during compression.
4). In a sequential structure of compressed data, the partial data set can be decompressed during transmission.
5. Unlike many other compression methods where a complete table with frequently occurring data elements must be added to the beginning or end of the data, the present invention inserts individual elements only where they are needed, At the time of transmission, the maximum number of data elements is supplied each time.
図面
図に即して本発明の実施例を説明する。図1にはルートグラフのシーケンシャル処理が示されている。図2にはアソシエイティブメモリを利用した圧縮プロセスのブロック図が示されている。図3には属性値の圧縮方法が示されている。図4にはルートグラフの例が示されている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the sequential processing of the route graph. FIG. 2 shows a block diagram of a compression process using an associative memory. FIG. 3 shows an attribute value compression method. FIG. 4 shows an example of a route graph.
実施例の説明
本発明の方法はトポグラフィックルートまたはマップデータが経路ポイント(ノード)および各ノードを接続する路線(エッジ)から成るということを基礎としている。さらにノードおよびそのあいだのエッジはルートデータにおいて有利な起点から目的地へ向かう方向を表す順序を含んでいる。
DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS The method of the present invention is based on the fact that topographic route or map data consists of route points (nodes) and routes (edges) connecting each node. In addition, the nodes and the edges between them include an order in the route data representing the direction from the preferred origin to the destination.
経路ポイントは一般に
1.座標
2.一義的な識別子(ID)
などの属性値のうち1つまたは複数のものを有している。
Route points are generally 1.
One or more of the attribute values.
エッジは一般に
1.道路名
2.道路クラス
3.目的地案内の指示(グラフィックおよび/または音響)
4.目的地ノード(経路ポイントの指示)
5.走行時間
6.距離
7.一義的な識別子(ID)
などの属性値のうち1つまたは複数のものを有している。
Edges are generally 1. 1. Road
4). Destination node (route point indication)
5.
One or more of the attribute values.
使用されるデータフォーマットにおいて、付加的に伝送されるID、道路名、目的地案内の指示などの大きな冗長性を有する属性値に対してそれぞれ1つずつインジケータを定義する。インジケータは
1.データエレメントが存在しない(またはデフォルト値に等しい)・・・N.V.
2.データエレメントが先行のものと等しい・・・Vorgaenger
3.データエレメントがx番目のエレメントに等しい→インデクスxが続いている・・・Index
4.エレメントのデータ値が続いている・・・Explizit
のうち2つ以上の値を取りうる。
In the data format used, one indicator is defined for each attribute value having large redundancy such as an additionally transmitted ID, a road name, and a destination guidance instruction. The indicator is 1. Data element does not exist (or is equal to the default value) ... NV
2. Data element is equal to the previous one ... Vorgaenger
3. Data element is equal to the xth element → index x continues ... Index
4). The element data value continues ... Explizit
Can take two or more values.
有利には伝送すべき経路ポイントに対するインジケータまたは伝送すべきエッジに対するインジケータが1つのビットフィールドにまとめられる。 The indicator for the path point to be transmitted or the indicator for the edge to be transmitted is preferably combined into one bit field.
圧縮アルゴリズムはシーケンシャルに進行し、特に、存在する全ての経路ポイントを反復的に通る(図1を参照)。
1.開始ステップ1および割り当てステップ(現在地を第1の経路ポイントとする)2の後、現在地の属性値を伝送する(ステップ3)
2.現在地を先行ポイントとしてマークする(ステップ4)
3.現在地から出る全てのエッジを有利にはメインルートから同様に反復的に処理する(ステップ5)
3b.現在のエッジの属性値を伝送する(ステップ6)
3b.現在のエッジを先行エッジとしてマークする(ステップ7)
4.現在地から出るエッジのうち第1のものまたはメインルートを先行エッジとしてマークする(ステップ9)。
The compression algorithm proceeds sequentially, in particular iteratively passes through all existing path points (see FIG. 1).
1. After the
2. Mark your current location as a leading point (step 4)
3. All edges leaving the current location are preferably iteratively processed from the main route as well (step 5).
3b. The attribute value of the current edge is transmitted (step 6).
3b. Mark current edge as leading edge (step 7)
4). The first one out of the current location or the main route is marked as the preceding edge (step 9).
ステップ8では現在地がさらなるエッジを有するか否かが検査される。有する場合には現在のエッジとして現在地の次のエッジが選択され、本発明の方法はステップ6へ進行する。
In
ステップ10ではさらなるポイントが存在しているか否かが検査される。存在していない場合には本発明の方法は終了する。存在している場合には次のポイントが現在のポイントとして選択され、本発明の方法がステップ3で新たに開始される。
In
本来の圧縮は属性値の伝送の際に行われる。ここで圧縮アルゴリズムは各属性値ごとにアソシエイティブメモリ27を駆使する。属性値ごとに、複数のインデクス値を取りうる1つのインジケータが定義されている(図2を参照)。アルゴリズムは各属性値にエレメント番号、すなわちポイントまたはエッジの番号を割り当てるので、この値が最初に生じる。すなわち例えば“Robert-Bosch通り”→5というのは道路名“Robert-Bosch通り”が最初第5のエッジとして生じたことを意味している。アソシエイティブメモリ27はバッファメモリとして利用され、圧縮中に格納や消去が行われる。これに代えて属性値にメモリ内のエレメント番号を割り当ててもよい。例えば相応の属性値が3番目にメモリへ入力されたのであれば、番号は3となる。圧縮プロセス部28は直接にアソシエイティブメモリ27に接続されている。入力データは未圧縮のルートデータであり、出力データは圧縮されたルートデータ30である。
Original compression is performed when the attribute value is transmitted. Here, the compression algorithm makes full use of the
本来のポイント/エッジ属性値が圧縮データ領域へ移される前に各エレメントごとにインジケータを求め、当該の値に代えて場合により先行エレメントに対する指示または任意の他のエレメントに対する指示のみを伝送する。 Before the original point / edge attribute value is transferred to the compressed data area, an indicator is obtained for each element, and an instruction for the preceding element or an instruction for any other element may be transmitted instead of the value.
経路ポイント/エッジの個々の属性値の詳細な流れが図3に示されている。図3によれば、まず属性値に対するインジケータが定義されているか否かが検査される(ステップ12)。定義されている場合、当該の属性値が充填されているか否かないしは妥当であるか否かが検査される(ステップ13)。妥当でない場合にはインジケータはN.V.として定義され、つまり属性値は空のままであることがわかる(ステップ14)。妥当である場合には現在の属性値が先行エレメントの属性値と等しいか否かが検査される(ステップ15)。等しい場合には当該のエレメントの属性値は先行エレメントの属性値に等しく定義される(ステップ16)。等しくない場合には“Index”が現在のインジケータに対する許容値となっているか否かが検査される(ステップ17)。許容される場合には、相応の属性値がアソシエイティブメモリ内に存在しているか否かが検査される(ステップ18)。存在している場合には当該のインジケータに対してインデクスが定義される(ステップ19)。存在していない場合には、属性値またはそのエレメント番号が記憶され(ステップ20)、圧縮されずに処理を行う“Explizit”として定義される(ステップ21)。続いてステップ21,19,16,14の後の3つのケースに対してインジケータがメモリに記憶され(ステップ22,23,24)、そののち属性値が書き込まれるか(ステップ25)、またはエレメント番号が書き込まれる(ステップ26)。
The detailed flow of the individual attribute values of the route points / edges is shown in FIG. According to FIG. 3, it is first checked whether an indicator for the attribute value is defined (step 12). If so, it is checked whether the attribute value is filled or not (step 13). If it is not valid, the indicator is defined as N.V., that is, the attribute value remains empty (step 14). If it is valid, it is checked whether the current attribute value is equal to the attribute value of the preceding element (step 15). If they are equal, the attribute value of the element is defined equal to the attribute value of the preceding element (step 16). If not, it is checked whether “Index” is an allowable value for the current indicator (step 17). If so, it is checked whether a corresponding attribute value exists in the associative memory (step 18). If it exists, an index is defined for the indicator (step 19). If it does not exist, the attribute value or its element number is stored (step 20) and is defined as “Explizit” for processing without compression (step 21). Subsequently, indicators are stored in the memory for the three cases after
解凍は同様にシーケンシャルにデータを読み出す際に行われる。つまり全ての経路ポイントおよびエッジを反復的に読み出し、個々の経路ポイントおよびエッジエレメントをそれぞれ生起順にテーブルに記憶する。解凍グレードはデータの情報内容に依存してコンフィグレーション可能であり、圧縮時に適用された措置を考慮している(上述の説明を参照)。圧縮データからの個々の属性値の読み出しは読み出されたインジケータ値に基づいて進行する。すなわちインジケータはそれぞれ
1)N.V.:属性値が空であるか、デフォルト値が割り当てられている
2)Vorgaenger:当該のエレメントの属性値はテーブルの前の行にセットされた先行エレメントの属性値に等しい
3)Index:インデクスiが圧縮データから読み出され、属性値はテーブルのn番目のエレメントに等しい
4)Explizit:属性値は圧縮されていない状態でデータから読み出される
を意味する。
Similarly, decompression is performed when data is read sequentially. That is, all the route points and edges are repeatedly read out, and the individual route points and edge elements are stored in the table in the order of occurrence. The decompression grade can be configured depending on the information content of the data and takes into account the measures applied during compression (see description above). Reading individual attribute values from the compressed data proceeds based on the read indicator value. That is, each indicator is 1) NV: attribute value is empty or default value is assigned 2) Vorgaenger: attribute value of the element is equal to the attribute value of the preceding element set in the previous row of the table 3) Index: Index i is read from the compressed data, and the attribute value is equal to the nth element of the table. 4) Explizit: The attribute value is read from the data in an uncompressed state.
有利には圧縮アルゴリズムは例えばクライアント側でコンフィグレーションされるので、クライアントが圧縮のタイプおよび/または圧縮グレードを設定できる。これによりデータが節約される。次のようなコンフィグレーション手段を単独で、また任意に組み合わせて利用可能である。すなわち
1)クライアント側で処理できない情報(例えばエッジIDなど)の省略
2)例えば解凍データを利用するアプリケーションに不要な精度の設定
3)座標精度
4)圧縮データの最大サイズが設定されておりかつ前述の基準に達した場合の圧縮の遮断
5)最大x kByteのデータ量
6)最大x mのメインルート長さ
7)最大x minのメインルートの走行時間
などである。
The compression algorithm is preferably configured on the client side, for example, so that the client can set the compression type and / or compression grade. This saves data. The following configuration means can be used alone or in any combination. That is, 1) omission of information that cannot be processed on the client side (for example, edge ID, etc.) 2) precision setting unnecessary for applications using decompressed data, for example 3) coordinate precision 4) maximum size of compressed data is set and 5) Maximum x kByte data amount 6) Maximum x m main route length 7) Maximum x min main route travel time, and the like.
本発明の方法では有利には1つまたは複数のルートデータまたはエッジデータのサイズ低減方法を組み合わせることができる。すなわち
1)座標精度(経路ポイントの分解能)を全般的に制限することにより座標データを低減する。1つの経路ポイントに対して可能なかぎり絶対座標でなく、先行の経路ポイントに対するベクトルとしての相対距離を用いる。
2)頻繁に生じる概念を一義的に使用できるマークによって置換する(例えば“通り”をパラグラフ記号によって置換する)。こうした概念置換は所定のルートデータまたはエッジデータとは無関係に予め定義される。
3)本発明の方法にしたがって低減されたデータをさらに別の一般的な圧縮アルゴリズムによって圧縮する。
The method of the invention can advantageously combine one or more route data or edge data size reduction methods. That is, 1) Coordinate data is reduced by generally limiting the coordinate accuracy (path point resolution). Use relative distances as vectors for previous route points, rather than absolute coordinates as much as possible for one route point.
2) Replace frequently occurring concepts with marks that can be used uniquely (eg, replace “street” with a paragraph symbol). Such concept replacement is predefined without regard to predetermined route data or edge data.
3) Compress the reduced data according to the method of the present invention with yet another common compression algorithm.
続いて具体的な実施例を説明する。 Next, specific examples will be described.
図4にはルートグラフの例が示されている。
1)メインルートはポイントP1からエッジK1,K2,K5を介してポイントP6へいたる。3つのエッジの全てが道路名“Robert-Bosch通り”および道路クラス3を有している。
2)ポイントP2から別の分岐がエッジK3,K4を介して始まっている。これは“Hildesheim通り”に属し、道路クラス5を有する。
FIG. 4 shows an example of a route graph.
1) The main route goes from point P1 to point P6 via edges K1, K2, and K5. All three edges have the road name “Robert-Bosch Street” and
2) Another branch starts from the point P2 via the edges K3 and K4. It belongs to “Hildesheim Street” and has
伝送のために道路名について値Explizit,Vorgaenger,Indexを取りうるインジケータが定められる。道路クラスについてはアナログに値Explizit,Vorgaengerを取りうるインジケータが定められる。 Indicators that can take the values Explizit, Vorgaenger, Index for the road name for transmission are defined. For the road class, an indicator that can take the values Explizit, Vorgaenger as analog is determined.
圧縮アルゴリズムの実行後、下記のテーブルに示されている伝送または記憶のための値が生じる。わかりやすくするためにここでは伝送または記憶すべきエッジの属性値のみを示してある。 After execution of the compression algorithm, the values for transmission or storage shown in the table below occur. For the sake of clarity, only the edge attribute values to be transmitted or stored are shown here.
Claims (11)
データの情報内容に依存して圧縮グレードをコンフィグレーション可能である、
データストリームのデータの圧縮方法において、
圧縮のために
a)設定された属性値、例えばエッジIDを省略する手段、
b)トポグラフィック情報またはその座標の精度を制限する手段、
c)最大データ量を設定し、相応に圧縮グレードを制御する手段
のうち少なくとも1つを用いる
ことを特徴とするデータストリームのデータの圧縮方法。 Has various information contents, such as data consisting of topographic nodes and topographic edges and their attribute values,
The compression grade can be configured depending on the information content of the data.
In the data stream data compression method,
A) means for omitting a set attribute value, eg edge ID, for compression;
b) means for limiting the accuracy of topographic information or its coordinates;
c) A method for compressing data in a data stream, characterized in that at least one of means for setting a maximum amount of data and controlling the compression grade accordingly is used.
i)現在のノードの属性値を圧縮し、
ii)現在のノードを次のノードに対する先行ノードとして定義し、
iii)現在のノードから出ている現在のエッジおよびその属性値を圧縮し、
iv)現在のエッジを次のエッジに対する先行エッジとして定義し、
v)現在のノードから他のエッジが出ているか否かを検査し、その属性値を圧縮するか、または次のエッジに対する第2の先行エッジとして定義する、
請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。 Sequentially check nodes to be compressed,
i) compress the attribute value of the current node,
ii) define the current node as the predecessor for the next node;
iii) compress the current edge and its attribute value coming out of the current node;
iv) Define the current edge as the leading edge for the next edge;
v) Check if there is another edge from the current node and compress its attribute value or define it as the second leading edge for the next edge,
5. A method according to any one of claims 1 to 4.
データストリームのデータの解凍方法において、
データの情報内容に依存して、圧縮の際に行われた
a)設定された属性値、例えばエッジIDを省略する手段、
b)トポグラフィック情報またはその座標の精度を制限する手段、
c)最大データ量を設定し、相応に解凍グレードを制御する手段
のうち少なくとも1つを考慮して解凍グレードをコンフィグレーション可能である
ことを特徴とするデータストリームのデータの解凍方法。 Has various information contents, such as data consisting of topographic nodes and topographic edges and their attribute values,
In the data stream decompression method,
Depending on the information content of the data, a) the attribute value set at the time of compression is omitted, for example, means for omitting the edge ID,
b) means for limiting the accuracy of topographic information or its coordinates;
c) A method for decompressing data in a data stream, wherein the decompression grade can be configured in consideration of at least one of means for setting a maximum data amount and controlling the decompression grade accordingly.
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