JP2016063297A - 情報処理装置、情報処理方法、情報処理プログラムおよびネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮データから復号されたデータの統計情報に基づいて第２圧縮符号化情報を生成する情報処理装置、情報処理方法、情報処理プログラムおよびネットワークシステムを提供する。【解決手段】情報処理装置１００であって、端末が取得したデータを第１圧縮符号化情報に基づいて圧縮符号化した圧縮データを端末から受信する圧縮データ受信手段１０１と、圧縮データから復号されたデータの統計情報に基づいて第２圧縮符号化情報を生成する圧縮符号化情報生成手段１０２と、第２圧縮符号化情報を端末へ送信する送信手段１０３と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、情報処理装置、情報処理方法、情報処理プログラムおよびネットワークシステムに関する。

本発明は、端末から受信した圧縮データに基づいて圧縮符号化情報を生成する技術に関する。

ネットワーク接続されたセンサシステムは、M2M(Machine to Machine：機器間通信)市場の立ち上がりと相まって、交通量監視、インフラ劣化監視、災害監視等への普及が進んでいる。センサシステムは、監視対象物の状態を把握する目的で、状態把握に有効な数値データを計測するセンシングデバイスと計測データをネットワーク経由で送信するネットワークインタフェースとを具備したセンサ端末を複数台設置している。監視センターに設置されるセンサネットワークサーバが決められた手法に基づき各センサ端末から計測データをネットワーク経由で取得して必要な分析等を行って監視を行う。センサシステムの大規模化、普及に進み使用されるセンサ端末の数も増大し通信量も増大している。

上記技術分野において、特許文献１には、ネットワーク接続された端末にサーバからデータ処理用のソフトウェアを配布してデータ処理を行なう技術が開示されている。

特許第５１９６９３９号公報

しかしながら、上記文献に記載の技術では、端末からサーバへ送信する送信データの圧縮符号化を動的に適正化することができなかった。

本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る情報処理装置は、
端末が取得したデータを第１圧縮符号化情報に基づいて圧縮符号化した圧縮データを前記端末から受信する圧縮データ受信手段と、
前記圧縮データから復号されたデータの統計情報に基づいて第２圧縮符号化情報を生成する圧縮符号化情報生成手段と、
前記第２圧縮符号化情報を前記端末へ送信する送信手段と、
を有する。

上記目的を達成するため、本発明に係る情報処理方法は、
端末が取得したデータを第１圧縮符号化情報に基づいて圧縮符号化した圧縮データを前記端末から受信する圧縮データ受信ステップと、
前記圧縮データから復号されたデータの統計情報に基づいて第２圧縮符号化情報を生成する圧縮符号化情報生成ステップと、
前記第２圧縮符号化情報を前記端末へ送信する送信ステップと、
を含む。

上記目的を達成するため、本発明に係る情報処理プログラムは、
端末が取得したデータを第１圧縮符号化情報に基づいて圧縮符号化した圧縮データを前記端末から受信する圧縮データ受信ステップと、
前記圧縮データから復号されたデータの統計情報に基づいて第２圧縮符号化情報を生成する圧縮符号化情報生成ステップと、
前記第２圧縮符号化情報を前記端末へ送信する送信ステップと、
をコンピュータに実行させる。

上記目的を達成するため、本発明に係るネットワークシステムは、
取得したデータを圧縮符号化情報を用いて圧縮符号化したデータを送信する端末と、
受信した圧縮データの符号長より短く圧縮符号化する圧縮符号化情報を生成して前記端末に送信する情報処理装置と、
を有する。

本発明によれば、端末からサーバへ送信する送信データの圧縮符号化を動的に適正化することができる。

本発明の第１実施形態に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る情報処理装置を含むネットワークシステムの適用例を示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係る情報処理装置の動作の概略を示すシーケンス図である。 本発明の第２実施形態に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係るセンサ端末の構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る圧縮パラメータ生成部の構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態に係るセンサデータ圧縮部の構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態に係るセンサ端末の構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る情報処理装置の圧縮パラメータ生成テーブルおよび閾値決定テーブルの構成を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る情報処理装置の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る圧縮パラメータ生成部の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係るセンサデータ圧縮部の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係る圧縮パラメータ生成部の構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態に係るセンサデータ圧縮部の構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態に係るセンサ端末の構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態に係る圧縮パラメータ生成部の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態に係るセンサデータ圧縮部の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第５実施形態に係る情報処理装置を含むネットワークシステムの他の適用例を示す概略図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して、例示的に詳しく説明記載する。ただし、以下の実施の形態に記載されている、構成、数値、処理の流れ、機能要素などは一例に過ぎず、その変形や変更は自由であって、本発明の技術範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としての情報処理装置１００について、図１を用いて説明する。情報処理装置１００は、端末から受信した圧縮データから復号されたデータの統計情報に基づいて第２圧縮符号化情報を決定する装置である。図１に示すように、情報処理装置１００は、圧縮データ受信部１０１と圧縮符号化情報生成部１０２と送信部１０３とを含む。圧縮データ受信部１０１は、端末が取得したデータを第１圧縮符号化情報に基づいて圧縮符号化した圧縮データを端末から受信する。圧縮符号化情報生成部は、受信した圧縮データから復号されたデータの統計情報に基づいて第２圧縮符号化情報を生成する。送信部１０３は、圧縮符号化情報生成部１０２で生成した第２圧縮符号化情報を端末に送信する。本実施形態によれば、圧縮データから復号されたデータの統計情報に基づいて第２圧縮符号化情報を生成できるので、端末からサーバへ送信する送信データの圧縮符号化を動的に適正化することができる。

［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態に係る情報処理装置２００について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係る情報処理装置２００を含むネットワークシステムの適用例を説明するための図である。情報処理装置２００は、ネットワーク２２０を介してセンサ端末２４０と接続されている。

センサ端末２４０は、数値データを計測する計測デバイスと計測したデータをネットワーク２４０を介して情報処理装置２００へ送信するネットワークインターフェースを備えている。センサ端末２４０は、収集したセンサデータをネットワーク２２０を介して情報処理装置２００へ送信する際に、センサデータを圧縮して送信する。そして、情報処理装置２００は、センサ端末２４０がセンサデータを圧縮する際に用いる圧縮パラメータを適宜更新してセンサ端末２４０へ送信する。

図３は、本実施形態に係る情報処理装置２００の動作の概略を示すシーケンス図である。センサ端末２４０は、ステップＳ３１０において、センサ端末２４０で収集したセンサデータを圧縮して情報処理装置２００へ送信する。情報処理装置２００は、ステップＳ３０１において、圧縮センサデータを受信し、受信した圧縮センサデータの符号長や復号したセンサデータをデータベース２１０に保存する。

情報処理装置２００は、ステップＳ３０３において、データ保存手段であるデータベース２１０から新たな圧縮パラメータ生成用のセンサデータを読み出して、そのセンサデータの統計情報を分析する。この統計情報に基づいて新たな圧縮パラメータを決定し、新たな圧縮パラメータをセンサ端末２４０に送信する。センサ端末２４０は、ステップＳ３１２において、新たな圧縮パラメータに基づいてセンサデータを圧縮する。センサ端末２４０は、ステップＳ３１４において、新たな圧縮パラメータに基づいて圧縮したセンサデータを情報処理装置２００へ送信する。

なお、ここでは情報処理装置２００がセンサ端末２４０がどのような圧縮方式で圧縮を行なっているかを把握している場合について説明した。しかし、情報処理装置２００がセンサ端末２４０の圧縮符号化方式を把握していない場合には、ステップＳ３０７において、情報処理装置２００は、センサ端末２４０に対して圧縮符号化方式の問い合わせを行なう。そして、ステップＳ３０９において、センサ端末２４０は圧縮符号化方式を情報処理装置２００に返答する。情報処理装置２００は、センサ端末２４０の圧縮符号化方式に適した圧縮パラメータを生成する。

図４は、本実施形態に係る情報処理装置２００の構成を示すブロック図である。情報処理装置２００は、圧縮データ復号部４０１とデータベース登録部４０３とセンサデータ読み出し保存部４０５と圧縮パラメータ生成部４０７とセンサデータ圧縮部４０９とデータ圧縮性能比較判定部４１１と圧縮パラメータ更新部４１３とを有する。

圧縮データ復号部４０１は、センサ端末２４０から送信されてくる圧縮されたセンサデータである圧縮センサデータ４２１を受信する。圧縮データ復号部４０１は、受信した圧縮センサデータ４２１を復号して、センサデータ４２３を得る。ここで、センサ端末２４０は、情報処理装置２００から送信された圧縮パラメータ４２２を用いてセンサデータ４２３を圧縮する。したがって、情報処理装置２００は、センサ端末２４０に送信した圧縮パラメータ４２２を用いることにより圧縮センサデータ４２１を正しく復号することができる。

そして、圧縮データ復号部４０１は、復号したセンサデータ４２３をセンサデータ分析処理部へ供給する。これにより、情報処理装置２００は、センサネットワークシステムで通常行なわれるセンサデータ４２３の分析処理を実行する。

データベース登録部４０３は、センサデータ４２３およびセンサデータ４２３を復号する前の圧縮センサデータ４２１の符号長を関連付けた関連付けデータ４２４を生成してセンサデータＤＢ（センサデータデータベース）４１５に登録する。

センサデータ読み出し保存部４０５は、センサデータＤＢ４１５に保存されているセンサデータ４２３のうち、新たな圧縮パラメータを生成するために有用となる時間分のセンサデータ４２５を選択して読み出す。時間分は、全データのうち、ある程度出現確率が高いデータを把握できる程度であればよい。また、全データの出現確率が把握できる程度の時間であってもよい。センサデータ読み出し保存部４０５は、読み出したセンサデータ４２５を圧縮パラメータ生成部４０７に供給する。

圧縮パラメータ生成部４０７は、センサデータ読み出し保存部４０５から供給される、圧縮パラメータ４２２生成用のセンサデータ４２６の統計情報を分析する。そして、現在用いている圧縮パラメータ４２２よりも高い圧縮効率を達成する新たな圧縮パラメータ４２７を生成する。圧縮パラメータ生成部４０７は、生成した新たな圧縮パラメータ４２７をセンサデータ圧縮部４０９へ供給する。

センサデータ圧縮部４０９は、センサデータＤＢ４１５から、所定量のセンサデータの関連付けデータ４２４を読み出す。そして、センサデータ圧縮部４０９は、圧縮パラメータ生成部４０７で生成した新たな圧縮パラメータ４２７を用いて、読み出したセンサデータを圧縮する。センサデータの圧縮は、１つのセンサデータまたは所定の期間内に受信した複数のセンサデータに対して行なってもよい。

センサデータ圧縮部４０９は、新たな圧縮パラメータ４２７に基づいて圧縮されたセンサデータの符号長４２８と関連付けデータ４２４に含まれる現行の圧縮パラメータで圧縮されたセンサデータの符号長４２９とをデータ圧縮性能比較判定部４１１に供給する。センサデータ圧縮部４０９は、新たな圧縮パラメータ４２７の圧縮性能を検証する一定量の関連付けデータ４２４を選択してセンサデータＤＢ４１５から読み出す。センサデータ圧縮部４０９は、センサデータＤＢ４１５から読み出すセンサデータの種別、変動条件などを加味して性能検証対象を決定する。

データ圧縮性能比較判定部４１１は、センサデータ圧縮部４０９から供給される新たな圧縮パラメータ４２７で圧縮されたセンサデータの符号長４２８と現行（または過去）の圧縮パラメータ４２２で圧縮されたセンサデータの符号長４２９とに基づいて圧縮性能を比較する。比較は、符号長４２８の総和と符号長４２９の総和とに基づいて行なわれる。具体的には、（符号長４２９の総和）−（符号長４２８の総和）＞＝閾値、に基づいて行なわれる。この関係を満足する場合には、圧縮の改善効果有りと判定する。なお、圧縮の改善効果の有無を判定せずに、新たな圧縮パラメータ４２７で現行の圧縮パラメータ４２２を更新してセンサ端末２４０に送信してもよい。

ここで、閾値は、新たな圧縮パラメータ４２７に更新する（切り替える）ための通信コストやセンサ端末２４０での置換演算コスト等の条件を適切に判断して、コストに見合う利得が得られているか否かで決定する。期待した圧縮の改善効果が得られない場合には、圧縮パラメータ生成部４０７に戻り、再び圧縮パラメータ４２７を生成する操作を繰り返す。この操作は所定の回数を経たら終了する。

圧縮パラメータ更新部４１３は、データ圧縮性能比較判定部４１１での判定結果が圧縮効果有りであれば、圧縮パラメータ４２２を新たな圧縮パラメータ４２７に更新する。圧縮パラメータ更新部４１３は、新たな圧縮パラメータ４２７をセンサ端末２４０と圧縮データ復号部４０１とへ送信する。

図５は、本実施形態に係るセンサ端末２４０の構成を示すブロック図である。センサ端末２４０は、センシングデータ取得部５０１とセンシングデータ圧縮部５０３とセンサ圧縮情報送信部５０５と圧縮パラメータ受信部５０７とを備える。センシングデータ取得部５０１は、センサ端末２４０に取り付けられた測定機器などのセンシングデバイスにより測定されたセンシングデータ５２１を取得する。センシングデータ取得部５０１は、取得したセンシングデータ５２１をセンシングデータ圧縮部５０３へ供給する。

圧縮パラメータ受信部５０７は、情報処理装置２００から送信された圧縮パラメータ４２７を受信して、センシングデータ圧縮部５０３へ供給する。センシングデータ圧縮部５０３は、圧縮パラメータを更新して圧縮パラメータ４２７をセンシングデータ圧縮部５０３へ供給する。

センシングデータ圧縮部５０３は、圧縮パラメータ４２７を用いてセンシングデータ５２１を圧縮符号化し、圧縮されたセンシングデータである圧縮センシングデータ５２３をセンサ圧縮情報送信部５０５へ送る。センサ圧縮情報送信部５０５は、圧縮センシングデータ５２３を圧縮センサデータ４２１として情報処理装置２００へ送信する。

本実施形態によれば、高機能な情報処理装置２００側で圧縮パラメータ４２７を生成して、センサ端末２４０へ送信するので、センサ端末２４０の処理負荷を増大させず、またリソースの消耗を最小化することができる。よって低機能なセンサ端末２４０が接続されたシステムに対しても適用可能である。また、時々刻々変化するセンサデータに対して、圧縮パラメータ４２７を適応的に更新可能なので、圧縮効率の低下を防止することができる。

［第３実施形態］
次に本発明の第３実施形態に係る情報処理装置３００について、図６Ａ〜図１０Ｂを用いて説明する。本実施形態に係る情報処理装置３００は、上記第２実施形態と比べると、圧縮パラメータ生成部６０７およびセンサデータ圧縮部６０９の構成が異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

図６Ａは、本実施形態に係る情報処理装置３００の圧縮パラメータ生成部６０７の構成を説明するための図である。圧縮パラメータ生成部６０７は、センサデータ発生頻度解析部６１１とハフマン符号生成部６１２とを備える。センサデータ発生頻度解析部６１１は、センサデータ読み出し保存部４０５から供給されるセンサデータ４２６の発生頻度を統計情報として解析する。

センサデータ発生頻度解析部６１１は、解析した結果得られたセンサデータ４２６の発生頻度情報６２１をハフマン符号生成部６１２に送信する。ハフマン符号生成部６１２は、発生頻度情報６２１に基づいて、可変長符号化を行なうためのハフマン符号を生成する。そして、このハフマン符号を更新のための新たな圧縮パラメータ４２７として出力する。

図６Ｂは、本実施形態に係る情報処理装置３００のセンサデータ圧縮部６０９の構成を説明するための図である。センサデータ圧縮部６０９は、圧縮パラメータ取得部６２１と可変長符号テーブル展開部６１３とセンサデータ取得部６１５とセンサデータ分離部６１７と可変長符号化部６１９とを備える。

圧縮パラメータ取得部６２１は、圧縮パラメータ生成部６０７で生成された新たな圧縮パラメータ４２７を受信する。圧縮パラメータ取得部６２１は、受信した新たな圧縮パラメータ４２７を可変長符号テーブル６１３に供給する。可変長符号テーブル展開部６１３は、受信した圧縮パラメータ４２７から可変長符号テーブルを展開して保存する。保存した可変長符号テーブルに基づいて可変長コード６２１を生成して、可変長符号化部６１９に供給する。

センサデータ受信部６１５は、センサデータＤＢ４１５から一定量のセンサデータの関連付けデータ４２４を受信する。受信した関連付けデータ６２２をセンサデータ分離部６１７に供給する。

センサデータ分離部６１７は、関連付けデータ６２２から、センサデータ６２３とこのセンサデータ６２３を圧縮した際の符号長４２９とに分離する。そして、センサデータ６２３は可変長符号化部６１９へ供給され、符号長４２９はデータ圧縮性能比較判定部４１１へ供給される。

可変長符号化部６１９は、可変長符号テーブル展開部６１３から供給された可変長コード６２１に基づいてセンサデータ６２３に可変長符号化処理を施す。そして、この可変長符号化処理後のセンサデータ６２３の符号長４２８をデータ圧縮性能比較判定部４１１へ供給する。

図７は、本実施形態に係るセンサ端末７４０の構成を示すブロック図である。センサ端末７４０は、圧縮パラメータ４２７を圧縮符号化情報受信手段である圧縮パラメータ受信部５０７で受信する。情報処理装置３００から送信された圧縮パラメータ４２７に基づいてセンサデータを圧縮して、情報処理装置３００へ送信する。

センサ端末７４０は、センシングデータ取得部５０１とセンシングデータ圧縮部７０３とセンサ圧縮情報送信部５０５と圧縮パラメータ受信部５０７とを備える。さらに、センシングデータ圧縮部７０３は、可変長符号テーブル展開部７３１と可変長符号化部７３２とを有する。可変長符号テーブル７１３は、圧縮パラメータ４２７に基づいて可変長符号テーブルを展開する。

可変長符号化部７３２は、可変長符号テーブルに基づいてセンシングデータ５２１に可変長符号化を施し圧縮する。可変長符号化部７３２は、得られた可変長符号化されたセンシングデータ５２３をセンサ圧縮情報送信部５０５へ送信する。

図８Ａは、本実施形態に係る情報処理装置３００のハードウェア構成を示すブロック図である。情報処理装置３００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）８０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）８０２およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）８０３を備えている。さらに、情報処理装置３００は、ストレージ８０４と通信制御部８０５とを備えている。

ＣＰＵ８０１は、演算処理用のプロセッサであり、プログラムを実行することにより情報処理装置３００の各機能構成部を実現する。なお、ＣＰＵ８０１は１つに限定されず、複数であってもよく、また、画像処理用のＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を含んでもよい。ＲＯＭ８０２は、リードオンリメモリであり、ファームウェアなどのプログラムを記憶する。通信制御部８０５は、例えば、情報処理装置３００とセンサ端末２４０などとの間の通信を制御する。

ＲＡＭ８０３は、ＣＰＵ８０１が一時記憶用のワークエリアとして使用するランダムアクセスメモリである。ＲＡＭ８０３には、本実施形態の実現に必要なデータを記憶する領域がある。このようなデータとして、ＲＡＭ８０３は、受信した圧縮センサデータ４２１、圧縮パラメータ４２２、登録データ４２３、圧縮パラメータ生成テーブル８３１、読み出しセンサデータ４２４および読み出し符号長４２９を一時的に記憶する。

登録データ４２３には、復号センサデータと受信データの符号長とが含まれている。さらに、ＲＡＭ８０３は、可変長符号テーブル８３２、更新パラメータ符号長４２８、圧縮性能比較フラグ８３３および閾値決定テーブル８３４を一時的に記憶する。

情報処理装置２００は、受信した圧縮センサデータ４２１を圧縮パラメータ４２２に基づいて復号する。復号されたセンサデータは、データベース登録部４０３へ供給され、登録データ４２３として、復号センサデータと受信データ（圧縮センサデータ）の符号長とを関連付けてセンサデータＤＢ４１５に登録される。圧縮パラメータ生成部４０７は、圧縮パラメータ生成テーブル８３１に基づいて新たな圧縮パラメータ４２７を生成する。センサデータ圧縮部４０９は、新たな圧縮パラメータ４２７に基づいて可変長符号テーブル８３２を生成し、この可変長符号テーブル８３２に基づいて読み出しセンサデータ４２４を圧縮する。

センサデータ圧縮部４０９は、新たな圧縮パラメータ４２７に基づいて圧縮された読み出しセンサデータ４２４の符号長４２８をデータ圧縮性能比較判定部４１１に供給する。データ圧縮性能比較判定部４１１は、符号長４２８と読み出し符号長４２９とを比較することにより新たな圧縮パラメータ４２７による圧縮性能を判定する。圧縮改善効果が所定の閾値を超えた場合には、圧縮性能比較フラグ８３３が立ち、圧縮パラメータ４２２を新たな圧縮パラメータ４２７に更新する。所定の閾値は、閾値決定テーブル８３４に基づいて決定される。

ストレージ８０４は、本実施形態の実現に必要なプログラムやデータベースなどを記憶する記憶デバイスである。ストレージ８０４は、センサデータＤＢ４１５とセンサ端末ＤＢ８４１と圧縮パラメータ設定プログラム８４２とセンサデータ管理モジュール８４３と圧縮パラメータ生成モジュール８４４と圧縮パラメータ更新決定モジュール８４５とを格納する。センサデータＤＢ４１５は、センサデータＩＤ（識別子：identifier）と復号データと復号前のセンサデータの符号長とを関連付けて保存する。

センサ端末ＤＢ８４１は、センサ端末２４０のＩＤとそのセンサ端末２４０で採用している圧縮方式を関連付けて保存している。圧縮パラメータ設定プログラム８４２は、現行の圧縮パラメータ４２２を設定するプログラムである。センサデータ管理モジュール８４３は、センサ端末２４０から送信されるセンサデータを管理するモジュールである。

圧縮パラメータ生成モジュール８４４は、新たな圧縮パラメータ４２７を生成するためのモジュールである。圧縮パラメータ更新決定モジュール８４５は、新たな圧縮パラメータ４２７に基づく圧縮の改善効果が所定の閾値を超えるか否か判定し、超えると判定した場合には現行の圧縮パラメータ４２２の更新を決定するモジュールである。

図８Ｂは、本実施形態に係る情報処理装置３００の圧縮パラメータ生成テーブル８３１および閾値決定テーブル８３４の構成を示す図である。圧縮パラメータ生成テーブル８３１は、センサデータ列４２５と発生頻度解析情報８５２とハフマン符号（更新用圧縮パラメータ）４２７とを項目として備えている。また、閾値決定テーブル８３４は、通信コスト８６１、パラメータ置換・演算コスト８６２、利得８６３および閾値８６４を項目として備えている。

図９は、本実施形態に係る情報処理装置３００の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ９０１において、センサデータ読み出し保存部４０５は、新たな圧縮パラメータ４２７を生成するために用いるセンサデータ４２５をセンサデータＤＢ４１５から読み出す。

ステップＳ９０３において、圧縮パラメータ生成部４０７は、読み出したセンサデータに基づいて新たな圧縮パラメータ４２７を生成する。ステップＳ９０５において、センサデータ圧縮部４０９は、新たな圧縮パラメータ４２７を用いてセンサデータを圧縮する。

ステップＳ９０７において、データ圧縮性能比較判定部４１１は、新たな圧縮パラメータ４２７で圧縮したセンサデータの符号長とセンサデータＤＢ４１５に保存されている現在の圧縮パラメータ４２２で圧縮したセンサデータの符号長とを比較する。ステップＳ９０９において、データ圧縮性能比較判定部４１１は、圧縮効果有りと判定した場合には、ステップＳ９１１において、新たな圧縮パラメータ４２７をセンサ端末２４０に送信する。圧縮効果無しと判定した場合には、ステップＳ９０３に戻って新たな圧縮パラメータ４２７を再度生成し、以降のステップを所定の回数を経るまで繰り返す。

図１０Ａは、本実施形態に係る圧縮パラメータ生成部６０７の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１００１において、センサデータ発生頻度解析部６１１は、センサデータ読み出し保存部４０５から供給されるセンサデータ４２６の統計情報として発生頻度を解析する。ステップＳ１００３において、ハフマン符号生成部６１２は、ステップＳ１００１で解析した発生頻度に基づいてハフマン符号を生成する。ステップＳ１００５において、生成したハフマン符号を新たな圧縮パラメータ４２７として出力する。

図１０Ｂは、本実施形態に係るセンサデータ圧縮部６０９の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１０１１において、圧縮パラメータ受信部７１１は、圧縮パラメータ生成部６０７で生成された新たな圧縮パラメータ４２７を受信する。

ステップＳ１０１３において、可変長符号テーブル展開部７１３は、受信した圧縮パラメータ４２７に基づいて可変長符号テーブルを展開して保存する。展開した可変長符号テーブルに基づいて可変長コード７２１を生成して、可変長符号化部７１９に送信する。

ステップＳ１０１５において、センサデータ受信部７１５は、一定量のセンサデータの関連付けデータ４２４受信する。ステップＳ１０１７において、センサデータ分離部７１７は、関連付けデータ７２２からセンサデータ７２３とこのセンサデータ７２３を圧縮した際の符号長７２５とを取り出す。

ステップＳ１０１９において、センサデータ分離部７１７は、センサデータ７２３を可変長符号部７１９に送信し、符号長７２５をデータ圧縮性能比較判定部４１１に送信する。ステップＳ１０２１において、可変長符号化部７１９は、可変長コード７２１に基づいてセンサデータ７２３に可変長符号化処理を実行する。

本実施形態によれば、統計情報として発生頻度に基づく圧縮パラメータ４２７の生成を演算資源、電源の制約のない情報処理装置３００で実施することができるので、センサ端末２４０の小型・軽量化を図ることができる。センサ端末２４０は、情報処理装置３００から送信された圧縮効率の高い圧縮パラメータ４２７に基づいてセンサデータの圧縮符号化を実施できるので、送信するセンサデータのデータ量を削減できる。また、送信データのデータ量の削減が可能なので、センサデータの通信時間が短縮され、通信の高速化や消費電力の低減が実現できる。

［第４実施形態］
次に本発明の第４実施形態に係る情報処理装置１１００について、図１１Ａ〜図１３Ｂを用いて説明する。本実施形態に係る情報処理装置１１００は、上記第２実施形態と比べると、圧縮パラメータ生成部１１０７およびセンサデータ圧縮部１１０１の構成が異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

図１１Ａは、本実施形態に係る圧縮パラメータ生成部１１０７の構成を示すブロック図である。圧縮パラメータ生成部１１０７は、センサデータ自己相関解析部１１１１と予測関数生成部１１１２とを備える。センサデータ自己相関解析部１１１１は、センサデータ４２６の統計情報として自己相関の解析を行ない、解析したセンサデータ自己相関情報１１２１を予測関数生成部１１１２に供給する。予測関数生成部１１１２は、センサデータ自己相関情報１１２１に基づきセンサデータ４２６に対して予測誤差の少ない予測値を得るための予測関数を生成する。生成した予測関数を更新のための新たな圧縮パラメータ４２７として出力する。

図１１Ｂは、本実施形態に係るセンサデータ圧縮部１１０１の構成を示すブロック図である。センサデータ圧縮部１１０１は、圧縮パラメータ受信部１１１１と可変長符号テーブル展開部１１１２と予測関数展開部１１１３と予測信号生成部１１１４とセンサデータ受信部１１１５とを備える。センサデータ圧縮部１１０１は、さらに、センサデータ分離部１１１６と予測誤差信号生成部１１１７と可変長符号化部１１１８とを備える。

圧縮パラメータ受信部１１１１は、圧縮パラメータ生成部４０７から供給される更新用の新たな圧縮パラメータ４２７を受信する。受信した圧縮パラメータ４２７に基づいて、可変長符号テーブルデータ１１２１を可変長符号テーブル展開部１１１２へ、予測関数係数１１２２を予測関数展開部１１１３へと送信する。可変長符号テーブル展開部１１１２は、更新用の圧縮パラメータ４２７に基づいて可変長符号テーブルデータ１１２１を展開して保存する。そして、展開した可変長符号テーブルデータ１１２１に基づいて、可変長コード１１２３を生成して、可変長符号化部１１１８へ送信する。

予測関数展開部１１１３は、予測関数係数１１２２を保存する。保存した予測関数係数１１２２から、予測効率が向上する予測係数１１２４を適応的に選択して、予測信号生成部１１１４に供給する。センサデータ受信部１１１５は、センサデータＤＢ４１５から一定量のセンサデータの関連付けデータ４２４を受信する。受信した関連付けデータ１１２５をセンサデータ分離部１１１６に供給する。

センサデータ分離部１１１６は、関連付けデータ１１２５から、センサデータ１１２６とこのセンサデータ１１２６を圧縮した際の符号長４２９とを取得する。そして、センサデータ１１２６は予測誤差信号生成部１１１７へ供給され、符号長４２９はデータ圧縮性能比較判定部４１１へ供給される。

予測信号生成部１１１４は、センサデータ１１２６と予測関数展開部１１１３から供給される予測係数１１２４とからセンサデータ予測値１１２７を算出し、予測誤差信号生成部１１１７へ送信する。予測誤差信号生成部１１１７は、センサデータ１１２６とセンサデータ予測値１１２７との差分演算を行ない予測誤差信号１１２８を生成し、可変長符号化部１１１８へ送信する。可変長符号化部１１１８は、可変長コード１１２３に基づいて予測誤差信号１１２８を可変長符号化する。そして、可変長符号化された予測誤差信号１１２８の符号長４２７をデータ圧縮性能比較判定部４１１へ送信する。

図１２は、本実施形態に係るセンサ端末１２４０の構成を示すブロック図である。センサ端末１２４０は、情報処理装置１１００から送信された圧縮パラメータ４２７に基づいてセンサデータを圧縮して、情報処理装置１１００へ送信する。

センサ端末１２４０は、センシングデータ取得部５０１とセンシングデータ圧縮部１２０３とセンサ圧縮情報送信部５０５と圧縮パラメータ受信部５０７とを備える。さらに、センシングデータ圧縮部１２０３は、可変長符号テーブル展開部１２３１と可変長符号化部１２３２と予測関数展開部１２３３と予測信号生成部１２３４と予測誤差信号生成部１２３５とを備える。

可変長符号テーブル展開部１２３１は、可変長符号テーブルデータ１２２１に基づいて可変長コード１２２３を生成して、可変長符号化部１２３２へ送る。予測関数展開部１２３３は、予測関数係数１２２２に基づいて予測係数１２２４を生成し、予測信号生成部１２３４へ送る。予測信号生成部１２３４は、予測係数１２２４に基づいてセンサデータ１２２６の予測値であるセンサデータ予測値１２２７を算出する。

予測誤差信号生成部１２３５は、センサデータ１２２６とセンサデータ予測値１２２７との差分演算を行ない予測誤差信号１２２８を生成し可変長符号化部１２３２へ送る。可変長符号化部１２３２は、可変長コード１２２３に基づいて予測誤差信号１２２８を可変長符号化する。

図１３Ａは、本実施形態に係る圧縮パラメータ生成部１１０７の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１３０１において、圧縮パラメータ生成部１１０７は、センサデータ４２６の統計情報として自己相関の解析を行ない、解析したセンサデータ自己相関情報１１２１を予測関数生成部１１１２に供給する。ステップＳ１３０３において、予測関数生成部１１１２は、センサデータ自己相関情報１１２１に基づいてセンサデータ４２６に対して予測誤差の少ない予測値を得るための予測関数を生成する。ステップＳ１１０５において、予測関数生成部１１１２は、生成した予測関数を更新のための新たな圧縮パラメータ４２７として出力する。

図１３Ｂは、本実施形態に係るセンサデータ圧縮部１１０１の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１３１１において、圧縮パラメータ受信部１１１１は、受信した圧縮パラメータ４２７に基づいて可変長符号テーブルデータ１１２１と予測関数係数１１２２とを取得する。取得した可変長符号テーブルデータ１１２１と予測関数係数１１２２とをそれぞれ、可変長符号テーブル展開部１１１２と予測関数展開部１１１３とへ送信する。

ステップＳ１３１３において、予測関数展開部１１１３は、予測関数係数１１２２から予測効率が向上する予測係数１１２４を適応的に選択して、予測信号生成部１１１４へ供給する。ステップＳ１３１５において、センサデータ受信部１１１５は、センサデータＤＢ４１５から所定量のセンサデータの関連付けデータ４２４を取得して、関連付けデータ１１２５をセンサデータ分離部１１１６へ供給する。

ステップＳ１３１７において、センサデータ分離部１１１６は、関連付けデータ１１２５から、センサデータ１１２６とこのセンサデータ１１２６を現在の圧縮パラメータに基づいて圧縮した場合の符号長４２９とを取り出す。取り出したセンサデータ１１２６を予測誤差信号生成部１１１７へ送信し、符号長４２９をデータ圧縮性能比較判定部４１１へ送信する。

ステップＳ１３１９において、予測信号生成部１１１４は、センサデータ１１２６と予測係数１１２４とからセンサデータ予測値１１２７を算出し、予測誤差信号生成部１１１７へ送信する。ステップＳ１３２１において、予測誤差信号生成部１１１７は、センサデータ１１２６とセンサデータ予測値１１２７との差分演算を行ない予測誤差信号１１２８を生成し、可変長符号化部１１１８へ送信する。ステップＳ１３２３において、可変長符号化部１１１８は、予測誤差信号１１２８に対して可変長符号化処理を実行して、圧縮したセンサデータの符号長４２８をデータ圧縮性能比較判定部４１１へ送信する。

本実施形態によれば、センサ端末１２４０は情報処理装置１１００から与えられる圧縮パラメータ４２７に基づいてセンサデータのデータ量の削減を図ることができ、通信時間の短縮も図ることができる。なお、本実施形態単独でも圧縮率を向上させる効果があるが、実際には予測誤差を符号化して使うため、上記第２実施形態と本実施形態とを組み合わせて使用するとさらに高い効果が得られる。

［第５実施形態］
次に本発明の第５実施形態に係る情報処理装置１４００について、図１４を用いて説明する。図１４は、本実施形態に係る情報処理装置１４００を含むネットワークシステムの他の適用例を説明するための図である。本実施形態に係る情報処理装置１４００を含むシステムは、上記第２実施形態と比べると、センサ端末同士がマルチホップ通信する点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。

情報処理装置１４００は、Ｎ個のセンサ端末（Ｓ＃１、Ｓ＃２、Ｓ＃３、Ｓ＃４、Ｓ＃５、Ｓ＃６、・・・、Ｓ＃Ｎ）と同一ネットワークに接続されてネットワークシステムを構成している。センサ端末同士は、隣接するセンサ端末間で無線ネットワークを介して接続されるマルチホップ通信により接続されている。情報処理装置１４００は、個々のセンサ端末に最適な圧縮パラメータをマルチホップ通信を介して送信する。個々のセンサ端末は、送信された圧縮パラメータ（ｂ＃１、ｂ＃２、ｂ＃３、・・・）に基づいてセンサデータを圧縮して、マルチホップ通信を介して圧縮したセンサデータ（ａ＃１、ａ＃２、ａ＃３・・・）を情報処理装置１４００に送信する。

ここでは個々のセンサ端末に対して個別に最適な圧縮パラメータ（ｂ＃１、ｂ＃２、・・・）を送信しているが、全てのセンサ端末に同一の圧縮パラメータを送信してもよい。例えば、センサ端末でばらつきが生じる要因（センサ設置状況に応じた情報の偏り、電池残量など）に対応して、ネットワークシステム全体として最適化を図った共通の圧縮パラメータを情報処理装置１４００が生成する。全体最適化を実現する共通の圧縮パラメータを生成する一例として、データ圧縮性能比較判定部４１１において、個々のセンサ端末の重み付け量を判定評価に用いることができる。センサ端末（Ｓ＃Ｎ）に対して、圧縮したセンサデータの符号長の総和（Ｊ＃Ｎ）、重み付け量（α＃Ｎ）とした場合のネットワークシステム全体の判定評価値を次式で決定する。

ネットワークシステム全体の評価値＝（センサ端末（Ｓ＃１）の圧縮センサデータの符号長の総和＊センサ端末（Ｓ＃１）の重み付け量）＋（センサ端末（Ｓ＃２）の圧縮センサデータの符号長の総和＊センサ端末（Ｓ＃２）の重み付け量）＋・・・＋（センサ端末（Ｓ＃Ｎ）の圧縮センサデータの符号長の総和＊センサ端末（Ｓ＃Ｎ）の重み付け量）＝（Ｊ＃１）＊（α＃１）＋（Ｊ＃２）＊（α＃２）＋・・・＋（Ｊ＃Ｎ）＊（α＃Ｎ）とする。

一方、センサ端末（Ｓ＃Ｎ）の更新された圧縮パラメータによる圧縮センサデータの符号長の総和（Ｈ＃Ｎ）および重み付け量（β＃Ｎ）に基づいて、圧縮パラメータの更新により圧縮率が改善する度合いの評価値を次式で決定する。

ネットワークシステム全体の改善評価値＝（Ｈ＃１）＊（β＃１）＋（Ｈ＃２）＊（β＃２）＋・・・＋（Ｈ＃Ｎ）＊（β＃Ｎ）とする。改善度合いが所定の閾値以上である場合、つまり、（ネットワークシステム全体の評価値）−（ネットワークシステム全体の改善評価値）＞＝閾値である場合、圧縮パラメータを更新する。

このように共通の圧縮パラメータを算出して送信することにより、ネットワークシステム全体の最適化を実現することができる。全てのセンサ端末において共通の圧縮パラメータを用いるので、センサ端末の回路構成や装置構成の簡略化を実現できる。また、センサデータの伝送効率の向上を実現することができる。

なお、上述の説明ではマルチホップ通信を例にして説明したが、本実施形態は、マルチホップ通信に限られず、複数の（例えば、グループ化した）センサ端末に対して適用してもよい。この場合、本実施形態のように、複数のセンサ端末のセンサデータに基づき圧縮パラメータを決定してもよい。また、１つのセンサ端末のセンサデータに基づき圧縮パラメータを決定して、その圧縮パラメータを他の複数のセンサ端末に送信してもよい。

［他の実施形態］
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。

また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する情報処理プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるＷＷＷ(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）は本発明の範疇に含まれる。

［実施形態の他の表現］
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
端末が取得したデータを第１圧縮符号化情報に基づいて圧縮符号化した圧縮データを前記端末から受信する圧縮データ受信手段と、
前記圧縮データから復号されたデータの統計情報に基づいて第２圧縮符号化情報を生成する圧縮符号化情報生成手段と、
前記第２圧縮符号化情報を前記端末へ送信する送信手段と、
を有する情報処理装置。
（付記２）
前記復号されたデータを保存するデータ保存手段をさらに有し、
前記圧縮符号化情報生成手段は、前記データ保存手段に保存されたデータに基づく統計情報に基づいて、前記第２圧縮符号化情報を生成する付記１に記載の情報処理装置。
（付記３）
前記データ保存手段は、前記復号されたデータに関連付けて前記圧縮データの符号長を保存し、
前記第２圧縮符号化情報を用いて前記復号されたデータを圧縮符号化する圧縮符号化手段と、
前記圧縮符号化手段により圧縮符号化された前記データの符号長と前記データ保存手段に保存された前記圧縮データの符号長との比較に基づいて、前記送信手段により前記第２圧縮符号化情報を送信するか否かを判定する判定手段と、
をさらに有する付記２に記載の情報処理装置。
（付記４）
マルチホップ通信により複数の端末が接続され、
前記符号長は、前記複数の端末に対応するデータの符号長を前記端末のそれぞれに割り振られた重み付け量で重み付けされた値である付記３に記載の情報処理装置。
（付記５）
前記統計情報は、前記データの発生頻度情報であって、
前記圧縮符号化情報生成手段は、前記発生頻度情報に基づいてハフマン符号を前記第２圧縮符号化情報として生成する付記１乃至４のいずれか１項に記載の情報処理装置。
（付記６）
前記統計情報は、前記データの自己相関情報であって、
前記圧縮符号化情報生成手段は、前記自己相関情報に基づいて予測関数を前記第２圧縮符号化情報として生成する付記１乃至５のいずれか１項に記載の情報処理装置。
（付記７）
前記端末に圧縮符号化方式を問い合わせる問い合わせ手段をさらに有し、
前記圧縮符号化情報生成手段は、前記圧縮符号化方式に対応して前記第２圧縮符号化情報を生成する付記１乃至６のいずれか１項に記載の情報処理装置。
（付記８）
端末が取得したデータを第１圧縮符号化情報に基づいて圧縮符号化した圧縮データを前記端末から受信する圧縮データ受信ステップと、
前記圧縮データから復号されたデータの統計情報に基づいて第２圧縮符号化情報を生成する圧縮符号化情報生成ステップと、
前記第２圧縮符号化情報を前記端末へ送信する送信ステップと、
を含む情報処理方法。
（付記９）
端末が取得したデータを第１圧縮符号化情報に基づいて圧縮符号化した圧縮データを前記端末から受信する圧縮データ受信ステップと、
前記圧縮データから復号されたデータの統計情報に基づいて第２圧縮符号化情報を生成する圧縮符号化情報生成ステップと、
前記第２圧縮符号化情報を前記端末へ送信する送信ステップと、
をコンピュータに実行させる情報処理プログラム。
（付記１０）
センシングデータを取得するセンシングデータ取得手段と、
圧縮符号化情報に基づいて前記センシングデータを圧縮するセンシングデータ圧縮手段と、
圧縮したセンシングデータを送信するセンサ圧縮情報送信手段と、
前記圧縮したセンシングデータに基づいて生成された圧縮符号化情報を受信する圧縮符号化情報受信手段と、
を有するセンサ端末。
（付記１１）
取得したデータを圧縮符号化情報を用いて圧縮符号化したデータを送信する端末と、
受信した圧縮データの符号長より短く圧縮符号化する圧縮符号化情報を生成して前記端末に送信する情報処理装置と、
を有するネットワークシステム。
（付記１２）
端末が、取得したデータを圧縮符号化情報を用いて圧縮符号化したデータを送信するステップと、
情報処理装置が、受信した圧縮データの符号長より短く圧縮符号化する圧縮符号化情報を生成して前記端末に送信するステップと、
を含むネットワーク処理方法。

Claims (10)

1. 端末が取得したデータを第１圧縮符号化情報に基づいて圧縮符号化した圧縮データを前記端末から受信する圧縮データ受信手段と、
   前記圧縮データから復号されたデータの統計情報に基づいて第２圧縮符号化情報を生成する圧縮符号化情報生成手段と、
   前記第２圧縮符号化情報を前記端末へ送信する送信手段と、
   を有する情報処理装置。
2. 前記復号されたデータを保存するデータ保存手段をさらに有し、
   前記圧縮符号化情報生成手段は、前記データ保存手段に保存されたデータに基づく統計情報に基づいて、前記第２圧縮符号化情報を生成する請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記データ保存手段は、前記復号されたデータに関連付けて前記圧縮データの符号長を保存し、
   前記第２圧縮符号化情報を用いて前記復号されたデータを圧縮符号化する圧縮符号化手段と、
   前記圧縮符号化手段により圧縮符号化された前記データの符号長と前記データ保存手段に保存された前記圧縮データの符号長との比較に基づいて、前記送信手段により前記第２圧縮符号化情報を送信するか否かを判定する判定手段と、
   をさらに有する請求項２に記載の情報処理装置。
4. マルチホップ通信により複数の端末が接続され、
   前記符号長は、前記複数の端末に対応するデータの符号長を前記端末のそれぞれに割り振られた重み付け量で重み付けされた値である請求項３に記載の情報処理装置。
5. 前記統計情報は、前記データの発生頻度情報であって、
   前記圧縮符号化情報生成手段は、前記発生頻度情報に基づいてハフマン符号を前記第２圧縮符号化情報として生成する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の情報処理装置。
6. 前記統計情報は、前記データの自己相関情報であって、
   前記圧縮符号化情報生成手段は、前記自己相関情報に基づいて予測関数を前記第２圧縮符号化情報として生成する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の情報処理装置。
7. 前記端末に圧縮符号化方式を問い合わせる問い合わせ手段をさらに有し、
   前記圧縮符号化情報生成手段は、前記圧縮符号化方式に対応して前記第２圧縮符号化情報を生成する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の情報処理装置。
8. 端末が取得したデータを第１圧縮符号化情報に基づいて圧縮符号化した圧縮データを前記端末から受信する圧縮データ受信ステップと、
   前記圧縮データから復号されたデータの統計情報に基づいて第２圧縮符号化情報を生成する圧縮符号化情報生成ステップと、
   前記第２圧縮符号化情報を前記端末へ送信する送信ステップと、
   を含む情報処理方法。
9. 端末が取得したデータを第１圧縮符号化情報に基づいて圧縮符号化した圧縮データを前記端末から受信する圧縮データ受信ステップと、
   前記圧縮データから復号されたデータの統計情報に基づいて第２圧縮符号化情報を生成する圧縮符号化情報生成ステップと、
   前記第２圧縮符号化情報を前記端末へ送信する送信ステップと、
   をコンピュータに実行させる情報処理プログラム。
10. 取得したデータを圧縮符号化情報を用いて圧縮符号化したデータを送信する端末と、
    受信した圧縮データの符号長より短く圧縮符号化する圧縮符号化情報を生成して前記端末に送信する情報処理装置と、
    を有するネットワークシステム。

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