WO2004066239A1

WO2004066239A1 - 交通情報提供システム、交通情報表現方法及び装置

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Publication number: WO2004066239A1
Application number: PCT/JP2004/000483
Authority: WO
Inventors: Shinya Adachi; Rie Ikeda
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2003-01-22
Filing date: 2004-01-21
Publication date: 2004-08-05
Also published as: CA2513928A1; EP1587045A4; EP1587045A1; US20060064233A1; KR20050094879A

Abstract

本願発明は、任意の詳細度で表現された交通情報を異なる通信環境であってもそれに応じたデータ量に圧縮可能な交通情報提供システムを提供することを目的とする。道路上の基準位置からの距離の関数や時間の関数で表した交通情報からサンプリングデータを生成する手段33と、このサンプリングデータに離散ウェーブレット変換を施して、交通情報をスケーリング係数とウェーブレット係数とに変換する手段34とを備える交通情報提供装置30と、交通情報提供装置30から受信したスケーリング係数及びウェーブレット係数に逆離散ウェーブレット変換を施して交通情報を復元する交通情報利用装置60とを有する。交通情報提供装置30が、スケーリング係数とウェーブレット係数とを、通信環境や受信状況を意識せずに提供しても、受信側で、受信できた情報の範囲で粗い情報や詳細な情報を復元することができる。

Description

交通情報提供システム、交通情報表現方法及び装置 <技術分野 >

本発明は、渋滞状況や旅行時間などの交通情報の提供方法と、その方法を実施するシステムと、システムを構成する装置に関し、特に、受信側での交通情報の復元を容易にするものである。

また、本発明は、交通情報の提供方法と、その方法を実施するシステム及ぴ装置に関し、特に、交通流の速度情報を的確に提供できるようにするものである。

<背景技術 > '

現在、カーナビなどに道路交通情報提供サービスを実施している V I CS (道路交通情報通信システム）は、道路交通情報を収集 ·編集し、 FM多重放送ゃビ一コンを通じて、渋滞情報や、所要時間を表す旅行時間情報などの交通混雑情報を伝送している (特許文献 1：特開 2001— 1941 70号公報参照）。現行の V I C S情報では、交通の現在情報を次のように表現している。

交通の混雑状況は、渋滞（一般道：≤ 10 km/h -高速道：≤ 20 kmZ h) 、混雑（一般道： 10〜20 km/h ·高速道： 20〜40 km/h) 、閑散（一般道：≥ 2◦ km/h ·高速道：≥40 km/h) の 3段階に区分し、また、情報の未収集や車両感知機の故障などで情報収集ができない場合には「不明」と表示している。

渋滞状況を表す渋滞情報は、 V I C Sリンク（V I C Sで用いられている位置情報識別子）全体が同一混雑状況の場合、

「V I C Sリンク番号 +状態（渋滞/混雑 Z閑散 Z不明）」

と表示され、また、リンク内の一部だけが渋滞しているときは、

「V I C Sリンク番号 +渋滞先頭距離（リンク始端からの距離） +渋滞末尾距離（リンク始端からの距離） +状態（渋滞）」と表示される。この場合、渋滞がリンク始端から始まるときには、渋滞先頭距離が Oxff と表示される。また、リンク内に異なる混雑状態が共存する場合は、各混雑状況がこの方法でそれぞれ記述される。

また、各リンクの旅行時間を表すリンク旅行時間情報は、

「V I C Sリンク番号 +旅行時間」

と表示される。

また、交通状況の今後の変化傾向を表す予測情報として、「増加傾向 Z低減頃向変化なし/不明」の 4状態を表す増減^!向フラグが、現在情報に付して表示される。

V I C S交通情報は、リンク番号で道路を特定して交通情報を表示しており、この交通情報の受信側は、リンク番号に基づいて自己の地図における該当する道路の交通状況を把握している。しかし、送信側 ·受信側がリンク番号やノード番号を共有して地図上の位置を特定する方式は、道路の新設や変更がある度にリンク番号やノード番号を新設したり、修正したりする必要があり、それに伴い、各社のデジタル地図のデータも更新しなければならないため、そのメンテナンスに多大な社会的コストが掛かることになる。

こうした点を改善し、道路位置を V I C Sリンク番号に依存せずに伝達できるようにするため、送信側が、道路形状の上に複数のノードを任意に設定して、このノードの位置をデータ列で表した「形状ベクトルデータ列」を伝送し、受信側が、その形状ベクトルデータ列を用いてマップマッチングを行い、デジタル地図上の道路を特定する方式も存在する（特許文献 2 ： WO 0 1 / 1 8 7 6 9 A

1 参照）。

また、交通情報を次のように生成するシステムも提案されている。

まず、図 4 1 ( a ) に示すように、距離 Xmの形状ベクトル（道路）を基準ノードから単位区画長の長さ（例： 5 0〜5 0 0 m) で等間隔に区切って標本化し、図 4 1 ( b ) に示すように、各標本化点を通過する車両の平均速度を求める。図 4 1 ( b ) では、標本化によって設定した距離量子化単位を表すコマの中に、求めた速度の値（状態量）を示している。なお、平均速度の代わりに、標本ィ匕点間隔を通過する車両の旅行時間や渋滞ランクを状態量として示しても良い。

交通情報として、このように道路に沿って変化する状態量を受信側に伝える。その際に伝送データ量を削減する必要があり、そのために、例えば、状態量を量子ィヒし、統計予測値からの差分で表現して 0近辺に偏在するデータに変換し、変換したデータを可変長符号化する。

あるいは、道路に沿って変化する交通情報の状態量（図 41 (b) ) を基準ノードからの距離の関数と見て、周波数成分に変換し、各周波数成分の係数値を受信側に提供する。受信側は、逆変換を実施して交通情報の状態量を再生する。この周波数成分への変換には、 FFT (高速フーリエ変換）や DCT (離散コサイン変換）等の手法を用いることができる。例えば、フーリエ変換では、複素関数 f で表した有限個の離散値（状態量）力ら、（数 21 ：フーリエ変換）によりフーリェ係数 C (k)を得ることができる。

C (k)= (1/n) ∑ f ( j) · ω - j k ( k = 0， 1， 2， · ·， n— 1 ) (∑は j =0から n— 1まで加算）（数 21) 逆に、 C(k)が与えられれば、数 22 (逆フーリエ変換）により離散値（状態量）を得ることができる。

f ( j) =∑ C (k) · ω j k ( j =0, 1， 2, · · , n— 1 )

(∑は k = 0から n— 1まで加算）（数 22) 交通情報の提供側は、交通情報の状態量（図 41 (b) ) を、（数 21) を用いて n (=2の N乗）個の係数に変換し、この係数を量子化する。この量子化による値は、低周波の係数は 1で除算し、高周波の係数ほど、大きい値で除算した後、小数点以下を四捨五入して求める。量子化後の値は可変長符号化で圧縮して送信する。この交通情報のデータ構造を図 42 (b) に示している。この交通情報と、図 42 (a) に示す、対象道路の形状ベクトルデータ列情報とが受信側に伝送される。

この交通情報を受信した受信側は、係数を復号ィヒ ·逆量子化した後、（数 2

2) を用いて交通情報の状態量を再生する。

この交通情報提供方法は、次のような課題を有している。 ( 1 ) 交通情報を生成するためのデータは、道路上に設置された超音波車両感知器等のセンサや、走行データの蓄積 ·送信機能を備えた車両（プローブカー）等を通じて収集される。プローブカーからは車両の位置 ·走行距離 ·速度などの情報が交通情報センターに随時送られて来るため、プローブカーが頻繁に走行する道路やセンサが密に設置されている道路に関しては、交通情報の状態量を密に収集することができる。一方、長い距離を置いて設置されたセンサの情報し力得られない道路では、交通情報状態量の収集は粗、ものになる。

交通情報を圧縮して受信側に伝送する際には、このようにデータの収集方法に差がある場合でも、同じ方式で圧縮符号化し、受信側が、データの収集方法の如何に関わらず、同じ処理によって、交通情報を精度よく再現できるようにする必要がある。

し力し、 D C Tや F F Tなどを用いて交通状態量を圧縮する場合は、データが粗いときに、受信側におけるデータの再現精度が低下する。

( 2 ) 交通情報の提供では、受信側で保持できるデータ量や、伝送データの容量に制限がある場合に、制限を超えたデータを単純にオーバーフローさせるのではなく、受信側において、重要度の低い情報は表示できなくても、重要度の高い情報は表示できるように、交通情報のデータの送り方を工夫する必要がある。

し力し、それを、交通状態量を統計的に偏在するデータに変換して可変長符号化する方式で実施しようとすると、送信側が受信側の能力や伝送容量の情報を取得して、それらを勘案してデータの作成の仕方を変えなければならず、送信側の負担が極めて大きい。

( 3 ) 交通情報として提供する交通混雑の指標には、「速度」「単位区間旅行時間」「渋滞度」等々が考えられるが、交通情報の受信側では、このうち、「速度」の情報が、交通混雑状況を表示する上でも、経路算出に利用する上でも、最も使いやすいものと考えられる。しかし、道路に沿って変化する交通状態量として「速度」の情報を送る場合は、受信側の受信容量や伝送路の伝送容量による制限を受けて、データ量削減のため、複数の状態量を平均化する処理が行われと、ドライバーの体感混雑度からずれた値になってしまう、という問題点がある。例えば、 10 O kmの区間のうち、 90 kmを 100 km/hで走行し、 10 kmを 4 kmZhで走行したとする。このときの所要時間は、 3. 4時間 [ (90÷ 100) + (10÷4) ] であり、この区間の平均速度は 29. 4 km /h [= 100÷3. 4] となる。

一方、この区間の速度の値を単純に平滑ィヒ（平均化）すると、 90. 4 km/ h [= (100 X 90 + 4 X 10) ÷ (90 + 10) ] となる。この平均速度で 100 kmの区間を走行した場合の所要時間は、 1. 1 1時間である。つまり、速度の値を単純に平均化すると、ドライバーの体感混雑度からずれた値になってしまう。く発明の開示 >

本発明は、こうした課題に応えるものであり、粗い交通情報の収集データに対しても、高い分解能で交通情報を表現できる密な収集データに対しても、圧縮方式を変えずに適用することができ、また、通信環境に応じたデータ量に丸めることができ、受信状態を意識せずにデータを送信しても、受信側で、復元する情報の細かさを選択できる交通情報提供方法を提供し、また、その方法を実施するシステムと装置とを提供することを目的としている。

さらに本発明は、送信側が、交通情報としての速度情報を通信環境や受信状態を意識せずに送信しても、受信側で復元する情報の細かさを選択することができまた、速度情報をドライバーの混雑実感から外れることなく、伝えることができる交通情報提供方法を提供し、また、その方法を実施するシステムと装置とを提供することを目的としている。

そこで、本発明の交通情報提供方法では、道路上の基準位置からの距離の関数で表した交通情報に離散ウェーブレツト変換を施し、交通情報をスケーリング係数とウエーブレツト係数とに変換して提供するようにしている。

また、時間の関数で表した交通情報に離散ウエーブレット変換を施し、交通情報をスケーリング係数とウェーブレツト係数とに変換して提供するようにしている。受信側は、スケーリング係数が受信できれば、ウエーブレット係数の一部しか受信できない場合でも、交通情報を近似的に復元することができる。離散ゥエーブレット変換では、原データを平均化する形で近似が行われるため、原データを超えて近似するオーバーシユートゃ、原データ以下に近似するアンダーシユートは発生しない。そのため、交通情報の収集データが粗い場合でも密な場合でも、適切な近似が可能である。

また、本発明では、道路上の基準位置からの距離の関数で表した交通情報からサンプリングデータを生成し、このサンプリングデータに離散ウエーブレツト変換を 1回または複数回施して、交通情報をスケーリング係数とウェーブレツト係数とに変換して提供する交通情報提供装置と、交通情報提供装置から受信したスケーリング係数及ぴゥヱープレツト係数に逆離散ウエーブレツト変換を 1回または複数回施して交通情報を復元する交通情報利用装置とにより交通情報提供システムを構成している。

また、固定時間ピッチで計測した交通情報をサンプリングデータとし、このサンプリングデータに離散ウェーブレツト変換を 1回または複数回施して、交通情報をスケーリング係数とウェーブレツト係数とに変換して提供する交通情報提供装置と、交通情報提供装置から受信したスケーリング係数及びウェーブレツト係数に逆離散ウェーブレット変換を 1回または複数回施して交通情報を復元する交通情報利用装置とにより交通情報提供システムを構成している。

これらのシステムでは、交通情報提供装置が、スケーリング係数とウェーブレット係数とを、通信環境や受信状況を意識せずに提供しても、受信側で、受信できた情報の範囲で粗レ、情報や詳細な情報を復元することが可能である。

また、本発明の交通情報提供装置には、収集された交通情報のデータからサンプリングデータを生成する交通情報変換手段と、サンプリングデータに離散ゥェーブレツト変換を 1回または複数回施してスケーリング係数とウェーブレツト係数とに変換する交通情報符号化手段と、このスケーリング係数をウェーブレツト係数より先に送出し、ウェーブレット係数の中では、次数の高いゥヱープレット係数を次数の低いウェーブレツト係数よりも先に送出する交通情報送出手段とを設けている。そのため、受信側では、スケーリング係数が受信できれば、ウェーブレット係数の一部しか受信できない場合でも、近似的な交通情報を復元できる。

また、本発明の交通情報利用装置には、交通情報提供装置から交通情報の対象道路を表す道路区間参照データと、交通情報としてスケーリング係数とウェーブレット係数とを受信する交通情報受信手段と、道路区間参照データを用いて交通情報の対象道路を特定する対象道路判定手段と、スケーリング係数及びウェーブレツト係数に逆離散ウェーブレツト変換を 1回または複数回施して交通情報を復元する交通情報復号化手段とを設けている。

この装置では、受信情報から、交通情報の対象区間をマップマッチングなどで特定し、その交通情報を逆離散ウェーブレット変換で復元する。

上記のとおり、本発明の交通情報提供方法は、受信側が、通信環境や受信能力から、提供する情報の一部しか受信できない場合でも、また、送信側の送信能力の不足から一部の階層のデータしか送られて来ない場合でも、交通情報を近似的に復元することが可能である。また、その場合、復元時のオーバーシュートゃァンダーシュートが発生しない。そのため、交通情報の収集データが粗い場合でも密な場合でも、適切な近似が可能になる。.

また、本発明の交通情報提供:ンステムでは、交通情報の提供側が、交通情報を提供する際に、通信環境や受信状況を意識しなくても、受信側で、受信できた情報の範囲で粗い情報や詳細な情報を復元することができる。

また、本発明の交通情報提供装置及び交通情報利用装置は、このシステムを実現することができる。

次に、本発明の交通情報提供方法では、道路上の基準位置からの距離の関数で表した速度情報の逆数に離散ウエーブレツト変換を施し、速度情報の逆数をスケ一リング係数とウェーブレツト係数とに変換して提供するようにしている。受信側は、スケーリング係数が受信できれば、ウェーブレット係数の一部しか受信できない場合でも、速度情報を近似的に復元することができる。離散ゥエーブレット変換では、原データを平均化する形で近似が行われるが、本発明の交通情報提供方法では、速度情報の逆数（=単位距離当たりの旅行時間を表す）を取つてウェーブレット変換を施しているため、算術平均が妥当性を持ち、ドライバ一の体感する混雑度から外れなレ、速度情報を再現できる。

また、本発明では、道路上の基準位置からの距離の関数で表した速度情報からサンプリングデータを生成し、このサンプリングデータの逆数に離散ウェーブレット変換を 1回または複数回施して、速度情報の逆数をスケーリング係数とゥェープレツト係数とに変換して提供する交通情報提供装置と、交通情報提供装置から受信したスケーリング係数及びウェーブレツト係数に逆離散ゥヱーブレツト変換を 1回または複数回施し、得られた値を逆数に変換して速度情報を復元する交通情報利用装置とにより交通情報提供システムを構成している。

このシステムでは、交通情報提供装置が、スケーリング係数とウエーブレット係数とを、通信環境や受信状況を意識せずに提供しても、受信側で、受信できた情報の範囲で粗い速度情報や詳細な速度情報を復元することが可能であり、また、復元した速度情報は、ドライパーが体感する混雑度とも良く一致している。

また、本発明では、交通情報提供装置に、収集された速度情報のデータから 2 の N乗個、または、 2の N乗個の倍数のサンプリングデータを生成する交通情報変換手段と、サンプリングデータの逆数に離散ウェーブレツト変換を 1回または複数回施してスケーリング係数とウエーブレツト係数とに変換する交通情報符号化手段と、スケーリング係数をウェーブレット係数より先に送出し、ウェーブレット係数の中では、次数の高いウェーブレツト係数を次数の低いウェーブレツト係数よりも先に送出する交通情報送出手段とを設けている。 ·

そのため、受信側では、スケリング係数が受信できれば、ウエーブレット係数の一部しか受信できない場合でも、粗い分解能で表わした速度情報を復元することができる。

また、本発明では、交通情報利用装置に、交通情報提供装置から速度情報の対象道路を表す道路区間参照データと速度情報としてスケーリング係数とウェーブレツト係数とを受信する交通情報受信手段と、道路区間参照データを用いて速度情報の対象道路を特定する対象道路判定手段と、スケーリング係数及びウェーブレツト係数に逆離散ウエーブレツト変換を 1回または複数回施し、得られた値を逆数に変換して速度情報を復元する交通情報復号ィヒ手段とを設けている。この装置では、受信情報から、速度情報の対象区間をマ

特定し、その速度情報を逆離散ゥープレツト変換及び逆数変換を実施して復元する。 <図面の簡単な説明 >

図 1は、ウェーブレツト変換の一般式を示す図；

図 2 ( a ) , 2 ( b ) は、 DWTを実現する順変換のフィルタ回路及び逆変換のフィルタ回路を示す図；

図 3 ( a ) は、 DWTでの信号の分離を示し、図 3 ( b ) は I DWTでの信号の再構成を示す図；

図 4 ( a ) は、本発明の実施形態における DWTを実現するフィルタ回路を示し、図 4 ( b ) は、本発明の実施形態における I DWTを実現するフィルタ回路を示す図；

図 5は、本発明の第 1の実施形態及び第 5の実施形態における交通情報提供システムの構成を示すプロック図；

図 6は、プローブカーの計測地点を示す図；

図 7は、プローブカーの計測データを示す図；

図 8は、距離の関数で表した速度を示す図；

図 9は、センサ情報から生成した渋滞ランクを示す図；

図 1 0は、センサ情報から生成した旅行時間情報を示す図；

図 1 1は、渋滞ランクを表示した地図を示す図；

図 1 2は、距離の関数で表した渋滞ランクを示す図；

図 1 3は、距離の関数で表した旅行時間を示す図；

図 1 4は、本発明の第 1の実施形態における交通情報提供システムの動作を示すフロー図；

図 1 5は、本発明の第 1の実施形態における交通情報のサンプリング手順を示すフロー図；

図 1 6は、本発明の第 1の実施形態における速度データのサンプリングの取り方を示す図；図 17は、本発明の第 1の実施形態における渋滞レベルのサンプリングの取り方を示す図；

図 18は、本発明の第 1の実施形態における交通情報の DWT手順を示すフロー囪；

図 19は、本発明の第 1の実施形態における DWTに伴うスケーリング係数の推移を示す図；

図 20は、本発明の第 1の実施形態における高次 DWTに伴うスケーリング係数の推移を示す図；

図 21 (a) 〜（g) は、本発明の第 1の実施形態における DWTによる送信データ生成過程を示す図；

図 22 (a) 〜（ c ) は、本発明の第 1の実施形態における送信データのデータ構造を示す図；

図 23は、本発明の第 1の実施形態における交通情報の I DWT手順を示すフロー図；

図 24は、本発明の第 1の実施形態における I DWTによるデータ復元過程を示す図；

図 25 (a) 〜（b) は、本発明の第 1の実施形態における DWTZI DW Tによる原データと復元データとを示す図；

図 26は、本発明の第 1の実施形態における送信データの一部から生成可能な復元データを説明する図；

図 27は、本発明の第 1の実施形態における DWTでの復元データを説明する図；

図 28は、 DCTでの復元データを説明する図；

図 29 (a) 〜（c) は、道路区間参照データの説明図；

図 30は、本発明の第 2の実施形態でのビットプレーン分解を説明する図；図 31は、本発明の第 2の実施形態における送信データの生成手順を示すフロー図；

図 32は、本発明の第 2の実施形態における交通情報提供システムでの暗号化を示す図；図 3 3は、本発明の第 3の実施形態における交通情報提供システムの構成を示すブロック図；

図 3 4は、本発明の第 4の実施形態において提供する交通情報を説明する図；

図 3 5は、本発明の第 4の実施形態における送信データの生成手順を示すフロー図；

図 3 6は、本発明の第 4の実施形態における交通情報の I DWT手順を示すフロー図；

図 3 7は、本発明の第 4の実施形態における復元データを示す図；図 3 8は、本発明の第 4の実施形態における復元データを座標軸を交換して示した図；

図 3 9は、時空間における軌跡情報を説明する図；

図 4 0は、空間平面上に表示した軌跡情報を示す図；

図 4 1は、道路に沿って変化する状態量としての交通情報を説明する図；図 4 2は、提供される交通情報のデータ構造を示す図；

図 4 3は、原データと 1次 DWTで生成されるスケーリング係数との関係を示す図；

図 4 4は、高次 DWTで生成されるスケーリング係数を示す図；図 4 5は、本発明の第 5の実施形態における交通情報提供システムの動作を示すフロー図；

図 4 6は、本発明の第 5の実施形態における速度情報のサンプリング手順を示すフロー図；

図 4 7は、本発明の第 5の実施形態における速度データのサンプリングの取り方を示す図；

図 4 8は、本発明の第 5の実施形態における速度情報の DWT手を示すフロー図；

図 4 9 ( a ) 〜（j ) は、本発明の第 5の実施形態における DWT及ぴ I D WTを適用した具体例を示す図；図 5 0は、本発明の第 5の実施形態における速度情報の原データと復元データとを示すグラフ；

図 5 1は、本発明の第 5の実施形態における速度情報の逆数の原データと復元データとを示すグラフ；

図 5 2 ( a ) 〜（c ) は、本発明の第 5の実施形態における送信データのデータ構造を示す図；

図 5 3は、本発明の第 5の実施形態における速度情報の I DWT手順を示すフロー図；

図 5 4は、本発明の第 5の実施形態における速度情報の逆数に小さい定数を乗じたときの復元データを示す図；

図 5 5 ( a ) 〜（c ) は、道路区間参照データの説明図；

図 5 6は、本発明の第 6の実施形態における DWT手順を示すフロー図；図 5 7は、本発明の第 6の実施形態における交通情報提供方法で除去するノィズを説明する図； ·

図 5 8は、本発明の第 6の実施形態における速度情報の原データと復元データとを示すグラフ；

図 5 9は、本発明の第 7の実施形態における交通情報提供システムの構成を示すブロック図である。また、図中の参照番号は、 10 交通情報計測装置； 11 センサー処理部 A ； 12 センサー処理部 B ； 13 センサー処理部 C ； 14 交通情報算出部； 21 センサー A (超音波車両センサー）； 22 センサー B

(AV Iセンサー）； 23 センサー C (プローブカー）； 30 交通情報送信部； 31 交通情報収集部； 32 量子化単位決定部； 33 交通情報変換部； 34 DWT符号化処理部； 35 情報送信部； 36 デジタル地図データベース； 50 符号表作成部； 51 符号表算出部； 52 符号表； 53 交通情報量子化テーブル； 54 距離量子化単位パラメータテーブル； 60 受信側装置； 61 情報受信部； 62 復号化処理部；

63 マップマッチング及び区間確定部； 64 交通情報反映部； 66 リンクコストテーブル； 67 情報活用部； 68 自車位置判定部； 69 G P Sアンテナ； 70 ジャイロ； 71 ガイダンス装置； 80 プローブカー収集システム； 81 走行軌跡計測情報活用部 82 符号化データ復号部； 83 走行軌跡受信部； 84 符号表送信部 85 符号表選出部； 86 符号表データ； 87 計測情報データ逆変換部 90 プローブカー車载機； 91 走行軌跡送信部； 92 DWT符号化処理部； 93 自車位置判定部； 94 符号表受信部； 95 符号表データ； 96 走行軌跡計測情報蓄積部； 97 計測情報データ変換部； 98 センサ情報収集部； 101 G P Sアンテナ； 102 ジャイロ； 106 センサ A； 107 センサ B ； 108 センサ C ； 181 低域通過フィルタ； 182 髙域通過フィルタ； 183 間引き回路； 184 低域通過フィルタ 185 高域通過フィルタ； 186 間引き回路； 187 加算回路； 191 フイノレタ回路； 192 フィルタ回路； 193 フィルタ回路

をそれぞれ示している。く発明を実施するための最良の形態〉

以下、図面を参照しながら本願の実施形態について説明する。

(第 1の実施形態）

<離散ウェーブレット変換 >

本発明では、画像データや音声データの圧縮方式として利用されている離散ゥエーブレツト（Wavelet) 変換（DWT) を用いて、道路に沿って変化する状態量（図 4 1 ( b ) ) を圧縮する。

DWTには、様々なフィルタ構成が存在し得るが、以下では、 DWTの 2 X 2 フィルタ ( 2つの入力から 1つのゥヱーブレット係数を生成し、 2つの入力から一^ 3のスケーリング係数を生成するフィルタ）を用いた例について説明する。 2

X 2フィルタでは、サンプリングデータを 1ノ 2ずつ間引いていくため、データ数は 2の N乗の倍数である必要がある。

ウエーブレツト変換の一般式を図 1に示している。ウェーブレツトとは、基本ウェーブレツトと呼ばれる時間的にも周波数的にも限定した範囲だけに存在する関数 ¥(t)に対して、時間軸上で a倍する操作（スケール変換）や、時間的に bだけ横にずらす操作（シフト変換）を行い、こうしてできる（数 3) のような関数の集合のことを言う。この関数を用いて、パラメ一タ&、 bに対応する信号の周波数や時間成分を抽出することができ、この操作をウェーブレット変換という。

ウェーブレツト変換には、連続ウェーブレツト変換と離散ウェーブレツト変換 (DWT) とが存在する。連続ウエーブレット変換の順変換を（数 1) に、逆変換を（数 2) に示している。この実数 _a、 bを a = 2j、 b = 2 j k ( j > 0) と置いて、離散ウェーブレット変換（DWT) の順変換は（数 5) のように、また、逆変換（I DWT) は（数 6) のように表される。

この D W Tは再帰的に低域を分割するフィルタ回路によって実現でき、また、 I DWTは、分割時と逆の合成を繰り返すフィルタ回路によって実現できる。図 2 (a) は DWTのフィルタ回路を示している。この DWT回路は、低域通過フィルタ 181と、高域通過フィルタ 182と、信号を 1/2に間引く間引き回路 183 とを備えた複数の回路 191、 192, 193のカスケード接続により構成され、回路 191に入力した信号の高域成分は、高域通過フィルタ 182を通過した後、間引き回路 183で 1/2に間引かれて出力され、低域成分は、低域通過フィルタ 181を通過した後、間引き回路 183で 1/2に間引力れて次の回路 192に入力する。回路 192でも同様に、高域成分は間引かれて出力され、低域成分は、間引かれた後、次の回路 193に入力し、そこで同様に高域成分と低域成分とに分けられる。

図 3 (a) は、 DWT回路の各回路 191、 192、 193によって分解される信号を示しており、入力信号 f (t) (≡Sk^(Q) ;なお、上付き文字は次数を表す）は、回路 191で、高域通過フィルタ 182を通過した信号 Wk⁽¹⁾と低域通過フィルタ 181 を通過した信号 Sk⁽¹⁾とに分割され、信号 Sk⁽¹⁾は、次の回路 92で、高域通過フィルタ 182を通過した信号 Wk⁽²⁾と低域通過フィルタ 181を通過した信号 Sk⁽²⁾ とに分割され、信号 Sk⁽²⁾は、次の回路 193で、高域通過フィルタ 82を通過した信号 Wk⁽³⁾と低域通過フィルタ 181を通過した信号 Sk⁽³⁾とに分割される。この s (t)をスケーリング係数 (またはローパスフィルタ) と言い、 w(t)をウエーブレット係数（またはハイパスフィルタ）と言う。

次の（数 8) (数 9) は、本発明の実施形態で用いる DWTの変換式を示している。

ステップ 1 ： w(t) = f (2t+l) - [{f (2t)+f (2t+2)}/2] (数 8 ) ステップ 2 ： s(t) = f(2t) + [{w(t)+w(t-l)+2}/4] (数 9) 第 n次の順変換は、第（n— 1) 次のスケーリング係数を（数 8) 及ぴ（数 9) のステップにより変換する。また、この変換を実現する DWT回路の各回路 191、 192、 193の構成（2 X 2フィルタ）を図 4 (a) に示している。図中の「Ro un d」は、丸め処理を示している。

また、図 2 (b) は I DWTのフィルタ回路を示している。 I DWT回路は、信号を 2倍に補間する補間回路 186と、低域通過フィルタ 184と、高域通過フィルタ 185と、低域通過フィルタ 184及び高域通過フィルタ 185の出力を加算する加算器 187とを備えた複数の回路 194、 195、 196のカスケード接続により構成され、回路 194に入力した低域成分及び高域成分の信号は、 2倍に補間され、加算されて次の回路 195に入力し、この回路 195で高域成分と加算され、さらに、次の回路 195で高域成分と加算されて出力される。

図 3 (b) は、 I DWT回路の各回路 194、 195、 196によって再構成される信号を示しており、回路 194で、スケーリング係数 Sk(³)とウエーブレット係数 W k⁽³⁾とが加算されてスケーリング係数 Sk⁽²⁾が生成され、次の回路 195で、このスケーリング係数 Sk(²)とウェーブレツト係数 Wk (²)とが加算されてスケーリング係数 Sk⁽¹⁾が生成され、次の回路 196で、スケーリング係数 Sk(l)とウエーブレツト係数 Wk⁽¹⁾とが加算されて Sk⁽⁽⁾⁾ (≡ f (t)) が生成される。

次の（数 10) (数 1 1) は、本発明の実施形態で用いる I DWTの変換式を示している。

ステップ 1 ： f (2t) = s(t) + [{w(t)+w(t-l)+2}/4] (数 10) ステップ 2 ： f(2t+l) = w(t) - [{f(2t)+f (2t+2)}/2] (数 1 1) 第 n次の逆変換は、第（n+ 1) 次の I DWTにより変換された信号をスケーリング係数として、（数 10) 及び（数 1 1) のステップによる変換を行う。また、この変換を実現する I DWT回路の各回路 194、 195、 196の構成を図 4 ( b ) に示している。

<交通情報提供システム >

この実施形態における交通情報提供システムの一例を図 5に示している。このシステムは、センサ A (超音波車両センサ） 21、センサ B (AV Iセンサ） 22 及びセンサ C (プローブカー） 23を用いて交通情報を計測する交通情報計測装置 10と、過去の交通情報を用いて交通情報の符号化に使用する符号表を作成する符号表作成部 50と、交通情報及びその対象区間の情報を符号化して送信する交通情報送信部 30と、送信された交通情報を受信して活用するカーナビ等の受信側装置 60とから成る。

交通情報計測装置 10は、各センサ 21、 22、 23からデータを収集するセンサ処理部 A (11) 、センサ処理部 B (12) 及びセンサ処理部 C (13) と、各センサ処理部 11、 12、 13から送られたデータを処理して、対象区間を示すデータとその交通情報データとを出力する交通情報算出部 14とを備えている。

符号表作成部 50は、 DWT変換で生成されたスケーリング係数及びウェーブレツト係数の量子化に用いる複数種類の交通情報量子化テーブル 53と、複数種類の標本化点間隔（単位区画長）を規定する距離量子化単位パラメータテーブル 54と、スケーリング係数及びウェーブレツト係数を可変長符号化するための各種の符号表 52を作成する符号表算出部 51とを備えている。

交通情報送信部 30は、交通情報計測装置 10から交通情報を受信する交通情報収集部 31と、交通情報から交通状況を判定し、標本化点間の単位区画長（距離量子化単位）や使用すべき量子化テーブル及び符号表を決定する量子化単位決定部 32と、対象区間の形状ベクトルデータを統計予測差分値に変換し、また、交通情報の生成に用いるサンプリングデータを決定する交通情報変換部 33と、交通情報の DWT処理や対象区間の形状べクトルの符号化処理を行う DWT符号ィ匕処理部 34と、符号化された交通情報データ及ぴ形状べクトルデータを送信する情報送信部 35と、デジタル地図データベース 36とを備えている。

受信側装置 60は、交通情報送信部 30から提供された情報を受信する情報受信部 61と、信情報を復号化して交通情報及び形状べクトルを復元する複号化処理部 62と、デジタル地図データベース 65のデータを用いて形状べクトルのマップマッチングを行い、交通情報の対象区間を決定するマップマツチング及び区間確定部 63と、受信した交通情報をリンクコストテーブル 66の対象区間のデータに反映させる交通情報反映部 64と、 G P Sアンテナ 69やジャイロ 70を用いて自車位置を判定する自車位置判定部 68と、自車位置から目的地までのルート探索等にリンクコストテーブル 66を活用する情報活用部 67と、ルート探索結果に基づいて音声での案内を行うガイダンス装置 71とを備えている。

交通情報計測装置 10のセンサ処理部 C 13は、プローブ力一 23が時間単位で計測した車両の位置座標 ·走行距離，速度などの情報を収集する。図 6には、プロープカー 23の計測地点を丸印で示し、また、図 7には、プローブカー 23が例えば 1秒単位で計測したデータを基に作成されたプローブカーの累積走行距離と速度との関係を表すグラフを示している。交通情報算出部 14は、図 8に示すように、速度を基準点からの距離の関数に変換し、このデータを交通情報送信部 30 及び符号表作成部 50に出力する。

また、交通情報計測装置 10のセンサ処理部 All及びセンサ—処理部 B 12は、道路上の各所に設置されたセンサの情報を収集し、図 9に示すように、道路区間の渋滞ランクや、図 1 0に示すように、各地点間の旅行時間を求める。図 1 1には、センサの情報から作成した渋滞ランクを実線や点線で地図上に表示した場合を示している。交通情報算出部 14は、図 1 2に示すように、渋滞ランク情報を基準点からの距離の関数として表現し、このデータを交通情報送信部 30及ぴ符号表作成部 50に出力する。このとき、同じ渋滞ランクの区間内では一様関数として捉える。また、旅行時間情報についても、同様に、図 1 3に示すように、基準点からの距離の関数として表現し、このデータを交通情報送信部 30及び符号表作成部 50に出力する。このとき、同一区間内での旅行時間は一様関数として捉える。

また、この旅行時間情報は、標本化点間隔を通過する時間（区間を通過する旅行時間 ÷標本化点間隔）としても良い。

図 1 4のフロー図は、このシステムの符号表作成部 50、交通情報送信部 30及ぴ受信側装置 60の動作を示している。符号表作成部 50の符号表算出部 51は、交通情報計測装置 10から送られて来る交通情報の交通状況パターンを解析し、パターン別に交通情報を整理する。符号表を作成するときは、過去の交通状況パターン Lの交通情報を集計し（ステツプ 1 1) 、距離量子化単位パラメータテーブル 54に記載されている距離方向の量子化単位（距離量子化単位）の中から、使用する距離量子化単位 Mを設定し（ステップ 12) 、交通情報量子化テーブル 53の中から、スケーリング係数及ぴウェーブレット係数の量子化に用いる交通情報量子化テーブル Nを設定する (ステップ 13) 。次に、交通状況パターン Lの交通情報から間隔 Mごとの各標本化点における値を算出し、これに DWTを施してスケーリング係数及ぴゥエーブレット係数を求める（ステップ 14) 。この詳細は、交通情報送信部 30の手順のところで詳しく説明する。

次に、交通情報量子化テーブル Nに規定された値を用いて、スケーリング係数及びウエーブレツト係数を量子化し、スケーリング係数及ぴウェーブレツト係数の量子化係数を算出する（ステップ 15) 。次に、この量子化係数の分布を計算し（ステップ Γ 6) 、量子化係数やランレングスの分布（同一値の連続分布）を基に、スケーリング係数及びウエーブレツト係数の量子化係数を可変長符号化するための符号表 52を作成する（ステップ 1 7) 、（ステップ 18) 。

この手順を、全ての L、 M、 Nの組み合わせに対応する符号表 52が作成されるまで繰り返す（ステップ 19) 。

こうして、各種の交通状況パターン及び情報表現の分解能に対応する多数の符号表 52があらかじめ作成され、保持される。

一方、交通情報送信部 30は、交通情報を収集し、交通情報提供区間を決定する（ステップ 21) 。 1つの交通情報提供区間 Vを対象として（ステップ 22) その交通情報提供区間 Vの周辺の形状べクトルを生成し、基準ノードを設定する (ステップ 23) 。次いで、形状べクトルの不可逆符号化圧縮を行う (ステップ 24) 。この不可逆符号化圧縮の方法は特開 2003— 23357号に詳述している。量子化単位決定部 32は、交通状況を判定し、位置分解能を規定する標本化点間の単位区画長やデータ数、また、交通情報の分解能を規定する交通情報量子化テーブル 53や符号表 52などを決定する（ステップ 2 5 ) 。

なお、位置分解能を決める場合には、次の点に留意する。

·渋滞判定や旅行時間などは、既存システムにおいて、各情報の収集単位となる分解能（例えば 1 0 m) が決められているので、それを利用してもよい。この利用により、渋滞の切れ目 ·旅行時間区間の切れ目を適切に表現できる。

-情報送信位置から遠い路線は，重要度に応じて距離分解能を予め粗くしておくことも可能である。

·プローブカーから収集した交通情報（速度など）は、その生データ自体に交通情報としての重要な情報（渋滞の末尾 ·先頭など）が表現されている訳ではないので、位置分解能はデータ数に依存して決めてもよい。

•データ数は、 F F T (高速フーリエ変換）でデータ圧縮を行う場合には、データ数を 2 ^N個に設定する必要があるが、 2 X 2フィルタを用いる DWTの場合もデータ数は 2 ^N個、または、 2 ^Nの倍数個であること（即ち、 k X 2 ^N個： k、 N は正の整数）が望ましい。（なお、距離分解能から、データが k X 2 ^N個にならないときは、「0」値、または適当な値（例：有効データの最後の値）を、データ数が k X 2 ^N個になるまで揷入する）

また、交通情報の分解能を決める場合には、次の点に留意する。

'旅行時間、渋滞情報などは、既存システムにおいて、分解能が 5分単位 Z 3ランク表示と決まっているので、それぞれの分解能として、既存の分解能の 2倍値、

3倍値 · ·などを使用する。

•速度などの生データについては、計測精度などを考慮し、精度の整数倍になるように分解能を設定する。

·重要度の低い路線は、重要な路線と比較すると、計測間隔が粗く、計測精度が低い。また、遠い将来の予測情報は、予測精度が低くなる。そのため、これらの情報に関しては、予め分解能を粗くしておくことも可能である。

•サンプリングする際は、分解能に応じて丸め処理を行う。最終的な位置分解能及び交通情報の分解能は、送信側のデータの重要度に応じた送信順序や送信容量、及ぴ、受信側のデータ受信量や処理速度に応じて決定する。

交通情報変換部 33は、この距離量子化単位の単位区画長に基づいて交通情報のサンプリングデータを決定する（ステップ 26) 。

図 15は、交通情報のサンプリングデータの詳しい設定手順を示しており、図 16は、プローブカーが収集した交通情報からサンプリングデータを決定する場合について、また、図 1 7は、センサが収集した情報からサンプリングデータを決定する場合について、それぞれ示している。

交通情報は、交通情報算出部 14 で距離の関数に表現され（ステップ 261) 距離量子化単位の単位区画長（位置の分解能）またはデータ数が、量子化単位決定部 32により定義される（ステップ 262) 。交通情報変換部³³は、距離の関数で表現された交通情報を、定義された分解能により、等間隔にサンプリングする (ステップ 263) 。

量子化単位決定部 32は、交通状況等から、交通情報の表現の粗さ（例えば、速度情報を 10 km単位で表現するか、 1 km単位で表現する力を決める交通情報の分解能を定義する（ステップ 264) 。交通情報変換部³³は、ステップ 263でサンプリングしたデータに着目し（ステップ 265) 、計測精度が情報の分解能と一致しているか否かを識別し（ステップ 266) 、一致していない場合（定義された交通情報分解能が 10 k m単位であり、データが 1 k m単位で表されている場合など）には、交通情報の丸め処理を行う（ステップ 267) 。図 16は、原データを四捨五入して 10 km単位のサンプリングデータを得る場合を示している。一方、図 17の場合は、渋滞ランク情報が分解能の単位と一致するため、丸め処理は行わない。

次に、交通情報変換部 33は、サンプリングデータ数が k X 2^N個か否かを識別し（ステップ 269) 、 k X 2^N個でない場合には、 0値または最後の数値を追加して、サンプリングデータ数を kX 2^N個に設定する（ここでは、 k =lの場合について説明する）（ステップ 269) 。交通情報変換部 33は、こうして生成したサンプリングデータを DWT符号ィ匕処理部 34 に送る（ステップ 270) 図 16の場合、データ数が 8 (=2³) であるため、サンプリングデータの追加は行わない。一方、図 17の場合は、データ数が 15個で 16 (= 2⁴) に 1 個足りないため、 0値を一つ追加している。

図 14に戻り、 DWT符号化処理部 34は、このサンプリングデータに対して DWTを行う。

図 18は、 DWTの詳しい手順を示している。まず、データの絶対値を小さくするため、距離でサンプリングしたデータの中間値分だけデータのレベルをシフトする（ステップ 271) 。図 16の場合、サンプリングデータの最大値が 50、最小値が 10であり、中間値が 30であるため、地点 1のデータを一 20、地点 2のデータを 20、地点 3のデータを◦、 …にそれぞれレベルシフトする。

次に、 DWTの次数 Nを決定する。サンプリングデータの個数が 2m個の場合、次数 Nは Hi以下の値に設定することができる（ステップ 272) 。次いで、まず 0次（n = 0) の場合から順に（ステップ 273) 、データ数 /2nにより入力データ数を決定し (ステップ 274) 、サンプリングデータに対し、前述する

(数 8) 及ぴ（数 9) による DWTを適用して、入力データをスケーリング係数とウェーブレット係数とに分解する（ステップ 275) 。このとき、スケーリング係数及びウエーブレット係数のデータ数は、各々、入力データ数の 1/2となる。

得られたスケーリング係数をデータの前方に、ウエーブレツト係数をデータの後方に格納する（ステップ 276) 。 n<Nである場合は（ステップ 277) 、ステップ 274に戻り、次数を 1つ上げて、データ数 /2ⁿにより入力データ数を決定する。このとき、ステップ 276で前方に格納されたスケーリング係数だけが次の入力データとなる。

ステップ 274〜ステップ 276の処理を n=Nに達するまで繰り返す（ステップ 277) 。 N = mの場合、 m次まで DWTを繰り返すと、スケーリング係数は唯 1つとなる。

図 19には、原データ（実線）と、それに 1回の DWTを施したときの 1次のスケーリング係数（点線）とを図示し、また、図 20には、この 1次のスケーリング係数（点線）と、さらに DWTを繰り返したときの 2次のスケーリング係数 (一点鎖線）と、 3次のスケーリング係数（線部分が長い点線）とを示している。

1次のスケーリング係数の距離量子化単位は、原データの距離量子化単位の 2倍であり、このスケーリング係数の値は、その距離量子化単位に含まれる原データの値を平均化したものとなっている。また、 2次のスケーリング係数の距離量子化単位は、 1次のスケーリング係数の距離量子化単位の 2倍であり、 2次のスケ一リング係数の値は、その距離量子化単位に含まれる 1次のスケーリング係数の値を平均化したものとなっている。つまり、 n次のスケーリング係数の距離量子化単位は、（n— 1 ) 次のスケーリング係数の距離量子化単位の 2倍であり、 n 次のスケーリング係数の値は、その距離量子化単位に含まれる（n _ l ) 次のスケーリング係数の値を平均化したものとなっている。唯一となる m次のスケーリング係数の値は、全ての原データの平均値となる。

次いで、 DWT符号化処理部 34は、スケーリング係数及びウェーブレット係数を、量子化決定部 32が決定した交通情報量子化テーブル 53を用いて量子化する（ステップ 2 7 8 ) 。交通情報量子化テーブル 53には、スケーリング係数を除する値 p及ぴウェーブレット係数を除する値 q (≥p ) が規定されており、量子化処理では、スケーリング係数を pで、ウェーブレツト係数を qで割り算し、四捨五入してデータを丸める（ステップ 2 7 9 ) 。なお、この量子化を省略し

( p = q = lとした場合に相当する）、丸め処理だけを行うようにしても良い。また、量子化の代わりに、スケーリング係数及ぴウェーブレット係数に所定の整数を乗算する逆量子化を行つても良い。

DWT符号化処理部 34 は、さらに、量子化（または逆量子化）したデータを、量子化決定部 32が決定した符号表 52を用いて可変調符号化する（ステップ 2

9 ) 。なお、この可変長符号化も、省略することができる。

DWT符号化処理部 34は、これらの処理を交通情報提供区間の全てについて実行する（ステップ 3 0、ステップ 3 1 ) 。

情報送信部 35は、符号ィヒされたデ一タを送信データに変換し（ステップ 3

2 ) 、符号表とともにデータ送信する（ステップ 3 3 ) 。

図 2 1は、 6 4 (= 2⁶) 個のサンプリングデータに 6次の DWTを施して送信データを生成した具体例を示している。原データ（図 2 1 ( b ) ) は、図 2 1 (a) の累積距離における速度及び渋滞ランクのデータである。この原データから最大値 ·最小値の平均値を引き、データが 0値に集中するようにレベルシフトした値を図 21 (c) に示している。レベルシフトした全データを対象に第 1次の DWTを行って得られた第 1次スケーリング係数及ぴ第 1次ウェーブレツト係数を図 21 (d) に示している。第 1次スケーリング係数に第 2次の DWTを行つて、第 2次スケーリング係数と第 2次ウェーブレツト係数とに分割した結果を図 21 (e) に示している。図 21 ( f ) は、第 6次の DWTを行った結果を示している。第 6次スケーリング係数は唯一つである。この図 21 (f ) のデータを図 21 (a) の量子化サンプル値 1で割り、四捨五入（丸め処理）した結果を図 21 (g) に示している。

また、図 22には、交通情報送信部 30から送信されるデータのデータ構成例を示している。図 22 (a) は、交通情報の対象道路区間を表す形状ベクトルデータ列である。図 22 (b) は、各対象道路区間のスケーリング係数だけを集めた交通情報データ列であり、 DWT最終次数 Nにおける N次スケーリング係数が記述されている（なお、サンプリングデータ数が k X 2^N個の場合、 N次スケーリング係数は k個となる）。図 22 (c) は、各対象道路区間のウェーブレット係数だけを集めた交通情報データ列であり、 DWTの各次数におけるウェーブレット係数が記述されている。情報送信部 35は、形状ベクトルデータ列の情報 (図 22 (a) ) とともに、各対象道路区間のスケーリング係数を記述した交通情報（図 22 (b) ) を送信し、次いで、ウエーブレット係数に関する交通情報 (図 22 (c) ) を DWTの次数が高い順に送信する。

一方、受信側装置 60は、図 14に示すように、情報受信部 61がデータを受信すると（ステップ 41) 、各交通情報提供区間 Vについて（ステップ 42) 、復号ィ匕処理部 62力形状ベクトルを復号化し、マップマッチング及び区間確定部 63が、自己のデジタル地図データベース 65に対するマップマッチングを行い、対象道路区間を特定する（ステップ 43) 。また、復号化処理部 62は、符号表を参照して、交通情報データの可変長復号ィヒ（ステップ 44) や逆量子化（送信側で逆量子化を行っている場合には量子化）を行い（ステップ 45) 、その後、 I DWTを実施する（ステップ 46) 。図 23は、 I DWTの詳しい手順を示している。受信した交通情報のデータから DWTの次数 Nを読み取り（ステップ 461) 、 nを N— 1に設定し（ステツプ 462) 、データ数 Z2ⁿにより入力データ数を決定する（ステップ 463) 。次いで、入力データの前方をスケーリング係数とし、入力データの後方をゥエーブレット係数として、（数 10) 及び（数 1 1) によってデータを再構成する

(ステップ 464) 。

n〉0である場合、または制限時間内である場合は、ステップ 463に戻り、 nを 1減算して、ステップ 463、ステップ 464の手順を繰り返す（ステップ 465) 。また、 n==0となり、 I D WTが終了したときは、送信側がレベルシフトした分だけデータを逆シフトする（ステップ 468) 。

また、制限時間が過ぎたときは、 n>0であっても I DWTを終了し、得られた交通情報データを用いて解像度を落とした交通情報を表示するため、距離量子化単位の単位長（距離分解能）を 2ⁿ倍に設定し（ステップ 467) 、さらに、送信側がレベルシフトした分だけデータを逆シフトする（ステップ 468) 。

こうして交通情報が再生される（ステップ 47) 。

図 24は、図 21の送信データ（図 21 (g) ) に対して 6回の I DWTを行い、データを復元するまでのデータの変化を示している。また、図 25 (a) は、速度情報の原データと復元データとを重ねて示している。累積距離 193、 33 8、 482及び 1061の付近で僅かなずれが見られるが、良く一致している。また、図 25 (b) は、渋滞ランクの原データと復元データとを重ねて示している。こちらは完全に一致している。

また、図 26は、受信側装置 60が、制限時間を超えたために、図 21 (g) の送信データの一部しか受信できなかつた場合に、復元が可能なデータについて示している。送信データは、 6次スケーリング係数を最初に、次いで 6次ゥエープレット係数、 5次ウェーブレット係数、 4次ウェーブレット係数、 3次ゥエーブレット係数、 2次ウェーブレット係数、 1次ウェーブレット係数の順に送信される。

6次スケーリング係数しか受信できなかつた場合は、原データの距離解像度の

1/2⁶= 1/64のデータが復元できる。 6次ウエーブレット係数まで受信できたときは、受信済みデータ（この場合は 6次スケーリング係数）と組み合わせて I DWTを行うことにより、原データの距離解像度の 1 2⁵= 1 Z 3 2のデータが復元できる。

5次ウェーブレツト係数まで受信できたときは、受信済みデータと組み合わせて I D WTを行うことにより、原データの距離解像度の 1ノ 2⁴= 1 / 1 6のデータが復元できる。

4次ウェーブレツト係数まで受信できたときは、受信済みデータと組み合わせて I DWTを行うことにより、原データの距離解像度の 1 / 2³= 1 / 8のデータ、即ち、図 2 0の長い線分の点線で示すようなデータが復元できる。

3次ウェーブレット係数まで受信できたときは、受信済みデータと組み合わせて I DWTを行うことにより、原データの距離解像度の 1ノ2²= 1 / 4のデータ、即ち、図 2 0の一点鎖線で示すようなデータが復元できる。

2次ウエーブレツト係数まで受信できたときは、受信済みデータと組み合わせて I DWTを行うことにより、原データの距離解像度の 1 Z 2のデータ、即ち、図 1 9の点線で示すようなデータが復元できる。

1次ウェーブレット係数まで受信できたときは、受信済みデータと組み合わせて I DWTを行うことにより、原データの距離解像度のデータが復元できる。交通情報反映部 64は、複号化された交通情報を自システムのリンクコスト等に反映させる（ステップ 4 8 ) 。こうした処理が全ての交通情報提供区間について実行される（ステップ 4 9、 5 0 ) 。情報活用部 67は、提供された交通情報を活用して所要時間表示やルートガイダンスを実行する（ステップ 5 1 ) 。このように、 D WTを施したデータは階層†生を有しており、受信側で一部データの欠損した情報しか受信できない場合でも、低分解能の情報を復元させることができる。送信側が、通信環境や受信性能を意識することなく、階層別に優先順位を設定して、スケーリング係数→次数の高いウェーブレット係数→次数の低いウエーブレット係数の順に送信すれば、受信側は、受信できたデータに応じて、詳細に、または、粗く、交通情報を再現することができる。即ち、通信速度の低いメディアや処理性能の低い受信機では、次数の高い（すなわち粗い）解像度で交通情報を復元し、通信速度の高いメディアや処理性能の高い受信機では、全データを受信して細かい解像度で交通情報を復元する。

また、一部の階層のデータから復元したデータは、 DWTの場合、拡張された距離量子化単位に含まれる元のデータの平均値を示すものとなるため、元のデータより大きくなるオーバーシュートや、元のデータより小さくなるアンダーシュートが発生しないと言う特質がある。図 2 7は、原データを DWTで圧縮し、圧縮データの一部を用いてデータを復元した場合を示している。速度及び渋滞レべルの原データを実線で示し、速度の復元データを点線で、渋滞レベルの復元データを一点鎖線で示している。一方、図 2 8は、原データを D C Tで圧縮し、圧縮データの一部を用いてデータを復元した場合を示している。図 2 7と同様に、速度及ぴ渋滞レベルの原データを実線で示し、速度の復元データを点線で、渋滞レベルの復元データを一点鎖線で示している。この図を比較して分かるように、 D C Tで圧縮した場合は、オーバーシユートゃアンダーシユートが発生しているが、 DWTで圧縮した場合には、それがない。

また、交通情報を有料でサービスする場合には、料金に応じて、解読できるデータの階層に差を持たせ、低額な料金では、粗い交通情報しか入手できず、高額な料金を支払えば詳細な交通情報の入手が可能になるようにシステム化することもできる。

< DWTを使用する利点 >

交通情報の圧縮に DWTを使用する場合、次のような利点がある。

•渋滞レベルのように粗い情報にも、プローブカー情報のように詳細な交通情報にも適用できる。

•全ての階層のデータを用いてロスレス（可逆変換）圧縮を行うこともできれば、一部の階層のデータだけを用いてロッシ一（不可逆変換）圧縮を行うこともできる。可逆変換/不可逆変換の両方を選択できる。

'交通情報の複雑度に応じて、 DWTの次数を変更し、スケーリング係数の数を変化させることができる。

•データの特性に合わせて、ウエーブレツトの基底を変更することが可能であり, 情報に適した基底関数を用いて変換ができる。 • DWTを多重に掛けることにより、偏りのあるデータを生成し、符号化をしやすくすることができる。

•交通情報を複数の解像度レベルに分解し、順次情報を合成していくことが可能である。受信側では、データを kX 2ⁿ個ずつ取り出し、順次情報を合成していくことにより、徐々に解像度の高い交通情報を生成していくことが可能である ₍ また、データの送り方次第で、画像のプログレッシブモードのように情報を表示していくことも可能である。

なお、ここでは DWTの 2 X 2フィルタを使用する場合について説明したが、本発明では、 5X 3フィルタ（5つの入力から 1つのウェーブレット係数を生成し、 3つの入力から一つのスケーリング係数を生成するフィルタ）や 9 X 7フィルタ (9つの入力から 1つのウェーブレツト係数を生成し、 7つの入力から一つのスケーリング係数を生成するフィルタ）等を用いて DWTを実施することも可能である。

く道路区間参照データの種類 >

これまで、対象道路区間を知らせるために、形状べクトルデータ列を受信側に伝え、受信側が、この形状ベクトルデータ列を参照して交通情報の対象道路区間を識別する場合について説明したが、道路区間を識別するためのデータ（道路区間参照データ）には、形状ベクトルデータ列以外の使用も可能である。例えば、図 29 (a) に示すように、統一的に定めた道路区間識別子（リンク番号）や交差点識別子（ノード番号）を用いても良い。

また、提供側及び受信側の双方が同一地図を参照する場合には、提供側が緯度 -経度データを受信側に伝え、受信側が、このデータによって道路区間を特定することができる。

また、図 29 (b) に示すように、交差点部やリンク途中の道路から抜き出した間欠的なノード Ρ 1 · Ρ 2 · Ρ 3 · Ρ4の位置参照用の緯度 ·経度データ（名称、道路種別等の属性情報も保有するもの）を受信側に送信して対象道路を伝えるようにしてもよい。ここで、 P l==リンク中点、 Ρ 2=交差点部、 Ρ 3 =リンク中点、 Ρ 4 =リンク中点である。この場合、受信側は、図 29 (c) に示すように、まず、 P l、 P 2、 P 3、 P 4の各々の位置を特定し、次に各々の区間を経路探索で繋いで、対象道路区間を特定する。

また、対象道路を特定する道路区間参照データとして、前述する形状ベクトルデータ列や道路区間識別子、交差点識別子だけでなく、道路地図をタイル状に区分してその各々に付した識別子や、道路に設けたキロポスト、道路名、住所、郵便番号等を用い、これらの道路区間参照データによって、交通情報の対象道路区間を特定してもよい。

(第 2の実施形態）

本発明の第 2の実施形態では、データの送信時にビットプレーン分解を行う交通情報提供システムについて説明する。

ビットプレーン分解は、画像圧縮に使用されている符号化方式であり、この方式を用いることにより、受信側では、画像のプログレッシブモードのように、粗いデータを早い段階で取得することが可能になる。

例えば、（10、 1、 3、 -7) と言う数列を送信する場合、図 30に示すように、二進数で

10=1010

1=0001

3 = 0011

-7 = 0-11 1

と表されるため、通常は「1010 0001 001 1 0—11 1」とレヽぅ数列を送信することになるが、ビットプレーン分解では、図 30の矢印で示すように、各数の MSB、 2ビット目、 3ビット目、 L S Bと言う順序で「1000 000-1 101 1 011 1」と言う数列を送信する。

受信側は、「1000」を受信した時点で、

1000=8

0000=0

0000=0 が送られて来たものと識別し、「000-1」を受信した時点で、

1000=8

0000=0

0 - 100=— 4

が送られて来たものと識別し、「101 1」を受信した時点で、

1010 = 10

0000 = 0

0010=2

0-110 =- 6

が送られて来たものと識別し、最後の「01 1 1」を受信した時点で、

1010 = 10

0001=1

001 1=3

0-11 1 =- 7

が送られて来たものと識別する。このように、ビットプレーン分解を行って、全てのデータについて、桁の大きい情報から順次送信することにより、受信側では, 情報の受信途中で、大まかな状況を表現することが可能になる。

このシステムの交通情報送信部 30は、図 21 (g) の送信データに対してビットプレーン分解を行い、 2値化したデータに対して可変長符号化などの算術符号化を実施する。

図 31は、ビットプレーン分解の処理を含む交通情報送信部 30の送信データの生成 ·送信手順を示している。 DWTで生成したデータを形状情報の種類単位にブロック分割し（ステップ 61) 、各ブロックのデータに対してビットプレーン分割を行い（ステップ 62) 、 2値ィヒしたデータの算術符号ィ匕を実施した後

(ステップ 63) 、データを送信する（ステップ 65) 。なお、データ容量に応じて、データの切捨て（ステップ 60) や、ビットの切捨て（ステップ 64) を実施して符号量を制御してもよい。また、ビットプレーン分解したデータには、電子透かし技術を適用して著作権 (コピーライト）情報を埋め込むことが容易である。また、ビットプレーン分解したデータの下位のビットレイヤを暗号ィ匕することにより、復号鍵を持つ会員のみが細密なデータを復元できる交通情報を提供することができる。また、上位のビットレイヤを暗号化することにより、復号鍵を持たずに復元できる交通情報を一層粗くすることができ、最上位のビットレイヤを暗号ィヒすることにより、復号鍵を持たない人に対して、交通情報自体を秘密化できる。

図 3 2は、 DWT及ぴビットプレーン分解を使用した交通情報を FM多重放送の放送型メディアで提供するシステムにおいて、情報の差別化や違法コピーの防御を図るための方法を示している。一般会員や特別会員には、会員レベルに応じて、暗号ィヒされた交通情報を解くための鍵が事前に配布される。また、一般会員や特別会員には、コピーライト情報が埋め込まれた交通情報の復元の仕方が事前に通知される。

( 1 ) 提供センターは、提供する交通情報の N次スケーリング係数や N次ゥエーブレツト係数、（N— 1 ) 次ウェーブレツト係数などの下位ビットにコピーライト情報を埋め込んだ交通情報を提供する。

一般会員や特別会員は、コピーライト部を削除してから交通情報を復元することにより、交通情報を正確に復元できる。し力し、違法コピーでは、著作権表示部の存在を知らないため、コピーライト部を削除せずに復元するので、交通情報が崩れる。

( 2 ) また、提供センターは、提供する交通情報の 2次ウエーブレット係数の上位ビットを暗号化する。

この復号鍵を有する一般会員や特別会員は、暗号化されている 2次ウェーブレット係数を復号化し、この 2次ウェーブレツト係数を加えて交通情報を再現することができる。し力し、違法コピーでは、暗号ィヒされている情報をそのまま加えて交通情報の復元を図るため、交通情報が再現できない。

( 3 ) また、提供センターは、提供情報の差別ィヒを図るため交通情報の 1次ゥヱーブレツト係数の上位ビットを喑号化する。この復号鍵を有する特別会員は、暗号化されている 1次ウェーブレツト係数を複号化することにより、交通情報を正確に再現でき、一般会員より詳細な交通情報を得ることができる。

提供センターは、上記（1 ) ( 2 ) ( 3 ) の処理の一または複数を施した交通情報を提供することにより、違法コピーに対する防御を固め、また、会員レベルに応じた情報提供サービスの差別化を図ることが可能になる。

(第 3の実施形態）

本発明の第 1及び第 2の実施形態では、センターである交通情報提供装置が、車載機などの交通情報利用装置に交通情報を提供する場合について説明したが、走行データを提供するプローブカーの車載機が交通情報提供装置となり、プロ一ブカーの情報を収集するセンターが交通情報利用装置となるシステムにおいても. 本発明の交通情報提供方法の適用は可能である。本努明の第 3の実施形態では、このシステムについて説明する。

このシステムは、図 3 3に示すように、走行時のデータを計測して提供するプローブカー車載機 90と、このデータを収集するプローブカー収集システム 80とから成り、プローブカー車載機 90は、送信データの符号化に用いる符号表をプローブカー収集システム 80から受信する符号表受信部 94と、速度を検知するセンサ A106や動力出力を検知するセンサ B 107、燃料消費を検知するセンサ 108 の検知情報を収集するセンサ情報収集部 98と、 G P Sアンテナ 101での受信情報やジャィ口 102の情報を用いて自車位置を判定する自車位置判定部 93と、自車の走行軌跡やセンサ A、 B、 Cの計測情報を蓄積する走行軌跡計測情報蓄積部 96と、計測情報のサンプリングデータを生成する計測情報データ変換部 97と、計測情報のサンプリングデータに DWTを施してスケーリング係数とウエーブレット係数とに変換し、このスケーリング係数及びウエーブレツト係数や走行軌跡データを、受信した符号表データ 95を用いて符号ィヒする DWT符号ィヒ処理部 92 と、符号化されたデータをプローブカー収集システム 80に送信する走行軌跡送信部 91とを備えている。

3 一方、プローブカー収集システム 80は、プローブカー車載機 90から走行データを受信する走行軌跡受信部 83と、符号表データ 86を用いて受信データの復号化を行う符号化データ復号部 82と、スケーリング係数及ぴウェーブレツト係数に I DWTを施して計測情報を復元する計測情報データ逆変換部 87と、復元された計測情報や走行軌跡のデータを活用する走行軌跡計測情報活用部 S1と、プロープカーの現在位置に応じてプローブカー車載機 90に与える符号表を選出する符号表選出部 85と、選出された符号表をプローブカーに送信する符号表送信部 84とを備えている。

プローブカー車載機 90の自車位置判定部 93は、 G P Sァンテナ 101での受信情報やジャイロ 102の情報を用いて自車位置を識別する。また、センサ情報収集部 98は、センサ A 106で検知された速度情報やセンサ B 107で検知されたェンジン負荷、センサ C 108で検知されたガソリン消費量等の計測値を収集する。センサ情報収集部 98で集められた計測情報は、自車位置判定部 93が識別した自車位置と対応付けて走行軌跡計測情報蓄積部 96に格納される。

計測情報データ変換部 97は、走行軌跡計測情報蓄積部 96に蓄積された計測情報を走行道路の計測開始地点（基準位置）力らの距離の関数で表し、計測情報のサンプリングデータを生成する。 DWT符号化処理部 92は、このサンプリングデータに DWTを施して、計測情報をスケーリング係数とウエーブレツト係数とに変換し、走行軌跡データや変換したスケーリング係数及びゥヱーブレット係数を、受信した符号表データ 95を用いて符号化する。符号化された走行軌跡データ及び計測情報は、プローブカー収集システム 80に送られる。このとき、プロープカー車载機 90は、計測情報を、スケーリング係数→次数の高いウェーブレット係数→次数の低いウェーブレツト係数の順に送信する。

データを受信したプローブカー収集システム 80では、符号化データ復号部 82 力符号化されている走行軌跡データ及び計測情報を、符号表データ 86を用いて複号化する。計測情報データ逆変換部 87は、復号化されたスケーリング係数及ぴウエーブレツト係数に I DWTを施して計測情報を復元する。走行軌跡計測情報活用部 81は、復元された計測情報を、

プローブカーが走行した道路の交通情報の作成に利用する。このように、 DWTは、プローブカー車載機からアップロードする情報の圧縮にも用いることができる。プローブカー車載機のデータ処理能力や伝送容量が不足し、プローブカー車載機から、スケーリング係数及び一部のウェーブレット係数しか送信できない場合でも、プローブカー収集システムは、受信できた情報から、大まかな計測情報を復元することができる。

(第 4の実施形態）

先の第 3の実施形態では、プローブカー車載機が速度等の計測情報を道路上の基準位置からの距離の関数で表し、このデータを DWT変換して送信するプロ一プカーシステムについて説明したが、本発明の第 4の実施形態では、プローブ力一車載機が計測情報を固定時間ピツチで計測し、時間の関数で表した計測情報を DWT変換して送信するプローブカーシステムについて説明する。

図 3 9に示すように、プローブカーが移動しながら計測した計測情報は、時空間における軌跡上に点在している。この計測情報は、第 1の実施形態で説明したように、空間軸（基準点からの距離）を基軸とする座標上で表すこともできれば、時間軸を基軸に用いて、

時間の関数として表すこともできる。そして、時間の関数で表した計測情報から一定時間間隔のサンプリングデータを生成すれば、このサンプリングデータに対して、第 1〜第 3の実施形態で説明した DWTがそのまま適用できる。

また、プローブカーが固定時間ピッチで計測した計測情報は、そのまま、この一定時間間隔のサンプリングデータとして用いることができる。

例えば、プローブカー車載機が、交通情報として速度情報をセンターに送信する場合は、固定時間ピッチ（例えば、 2〜4秒単位）でプローブカーの移動距離を計測し、そのデータを DWT変換してセンターに送信する。

図 3 4は、このときにプローブカー車載機が計測した計測情報の軌跡を、縦軸に時間を取り、横軸に移動距離を取った時空間平面上に表している。この時空間平面上の軌跡情報は、この軌跡を空間軸のみから成る平面上に投影して表示する場合（図 4 0 ) と違って、速度 0の状態、即ち、固定時間ピッチ内の移動距離が

0の状態を表現できる。そのため、この計測情報と道路区間参照データとの情報提供を受けたセンターでは、再現した情報から車両の停止位置や停止回数、停止時間、停止間の走行速度等を簡単に求めることができ、得られた情報から詳細な渋滞情報を生成したり、得られた情報を交通信号の制御に反映させたりすることができる。また、この情報から、固定地点間（地点 Aから地点 Bまで）の旅行時間も容易に算出できる。

図 3 5は、このプローブカー車載機の送信データの生成 ·送信手順を示している。サンプリングデータの設定手順を表すステップ 2 6 1 0〜ステップ 2 6 9に関しては、基本的に図 1 5のステップ 2 6 1〜ステップ 2 7 0と同じであり、ただ、交通情報（計測情報）を時間の関数で表し（ステップ 2 6 1 0 ) 、時間の分解能（固定時間ピッチ）またはデータ数を定義して（ステップ 2 6 2 0 ) 、交通情報を、定義した分解能で等時間間隔にサンプリングする（ステップ 2 6 3 0 ) 点だけが違っている。なお、前述するように、プローブカーが、定義された固定時間ピッチで計測情報を計測する場合は、得られたデータをそのままサンプリングデータとすることができる。

また、 DWTの手順を表すステップ 2 7 1 0〜ステップ 2 7 9に関しては、基本的に図 1 8のステップ 2 7 1〜2 7 9と同じであり、ただ、レベルシフトして DWTを行うデータが、等時間間隔でサンプリングされたデータである点（ステップ 2 7 1 0 ) だけが違っている。

また、 DWTの処理の後、データの切捨てやビットプレーン分解を行ってデータを送信するステップ 6 0〜ステップ 6 5の手順に関しては、図 3 1に示したものと同じである。

図 3 6は、プローブカー車載機から計測情報を受信したセンター装置で行われる I DWTの手順を示している。このステップ 4 6 1〜ステップ 4 6 8の手順は、基本的に図 2 3の手順と同じであり、ただ、 I DWT処理の制限時間が過ぎたときに、 I DWTを終了し、得られた交通情報データを用いて解像度を落とした交通情報を表示するため、時間分解能を 2 n倍に設定する（ステップ 4 6 7 0 ) 点だけが違っている。

図 3 7は、実際に 4秒の固定時間ピッチで計測した移動距離のデータ（原デ一タ）を DWT変換し、復元した後、累積距離を求めて時空間軌跡を再現したダラフである。図中、細点線は、 DWT変換で得られたデータの全て（1次ウェーブレット係数まで）を用いて復元した時空間軌跡を示し、実線は、 DWT変換で得られたデータの 1 4のデータ（3次ゥヱーブレット係数まで）を用いて復元した時空間軌跡を示している。これらの軌跡は、グラフ上では重なって表示され、判然と区別できない。また、このグラフ上に表示した原データは、これらの軌跡と一致している。また、一点鎖線は、 DWT変換で得られたデータの l Z l 6のデータ（5次ウェーブレット係数まで）を用いて復元した時空間軌跡を示し、線部分が長い点線は、 DWT変換で得られたデータの 1 Z 6 4のデータ（6次ゥ一ブレット係数まで）を用いて復元した時空間軌跡を示している。このグラフを見る限り、情報量を 1 Z 4程度に削減しても、停止位置がほぼ再現できることが明らかである。なお、図 3 7の横軸と縦軸との関係を交換し、図 3 8のように表すこともできる。

このように、プローブカーシステムでは、プローブカー車載機が計測情報を時間の関数で表し、このデータを DWT変換してセンターに送信することが可能である。この方法を採ることにより、センターでは、プローブカーの速度が 0であるときの状態（停止位置や停止時間等）を的確に把握することができる。

(第 5の実施形態）

<離散ウエーブレツト変換 >

本発明の交通情報提供方法では、送信側が、提供する速度情報（V) を逆数 ( 1 /V) に変換した後、離散ウェーブレット（Wavelet) 変換（DWT) を施して圧縮し、送信する。受信側は、受信した速度情報を逆離散ウエーブレット変換（I DWT) で解凍し、その逆数への変換を行った後、表示または利用する。

DWTは、画像圧縮や音声圧縮に使用されているデータ圧縮方式である。ゥェ一ブレット変換の一般式は、図 1に示したとおりであり、また、具体的なゥエーブレツト変換方法等については、第 1の実施形態において述べたとおりである。

<速度データの逆数化の意義 >

本実施形態においては、「交通情報」に含まれる速度情報の逆数を利用する。図 4 3は、原データ（実線）と、この原データに 1回の DWTを施して得られる 1次のスケーリング係数（点線）とを示しており、また、図 4 4は、この 1次のスケーリング係数（点線）とともに、さらに DWTを繰り返したときの 2次のスケーリング係数 (一点鎖線）と、 3次のスケーリング係数（線部分が長い点線）とを示している。

このように原データの変化を平滑ィ匕したものがスケーリング係数であり、 DW Tを繰り返し、スケーリング係数が高次になる程、その平滑化は進行する。このスケーリング係数は、原データを近似的に表しており、スケーリング係数により原データの大まかな状態を知ることができる。そのため、受信側は、受信容量や伝送容量が不足する場合に、送信側が送出した全てのデータを受信できなくても. あるレベルのスケーリング係数が復元できるデータを取得すれば、そのスケーリング係数を復元することによって、原データの変化を大まかに再現することがでさる。

この 1次のスケーリング係数の距離量子化単位は、原データの距離量子化単位の 2倍であり、このスケーリング係数の値は、その距離量子化単位に含まれる原データの値を平均化したものとなっている。また、 2次のスケーリング係数の距離量子化単位は、 1次のスケーリング係数の距離量子化単位の 2倍であり、 2次のスケーリング係数の値は、その距離量子化単位に含まれる 1次のスケーリング係数の値を平均化したものとなっている。つまり、 n次のスケーリング係数の距離量子化単位は、（n— 1 ) 次のスケーリング係数の距離量子化単位の 2倍であり、 n次のスケーリング係数の値は、その距離量子化単位に含まれる（n _ l ) 次のスケーリング係数の値を平均化したものとなっている。

しかし、原データが速度データだとすると、前述するように、速度データを単純に算術平均した値は、ドライバーの体感する混雑度からかけ離れたものとなつてしまう。

そこで、本発明では、速度データ（V) の逆数（1 /V) を取り、逆数に対して DWTを施すことにしている。この場合、速度データの逆数（1 /V) は、単位距離当たりの旅行時間を表わすことになるため、算術平均が妥当性を持つことになる。く交通情報提供システム >

本実施形態における交通情報提供システムの構成は、第 1の実施形態において参照した図 5とほぼ同様であるが、情報送信部 35は、速度情報データ及び形状ベクトルデータを送信する。

また、受信側装置 60は、交通情報送信部 30から提供された交通情報を受信する情報受信部 61と、受信情報を複号化して速度情報及び形状べクトルを復元する復号化処理部 62と、デジタル地図データベース 65のデータを用いて形状べクトルのマップマツチングを行い、速度情報の対象区間を決定するマップマツチング及ぴ区間確定部 63と、受信した速度情報をリンクコストテーブル 66の対象区間のデータに反映させる交通情報反映部 64と、 G P Sアンテナ 69やジャイロ 70を用いて自車位置を判定する自車位置判定部 68と、自車位置から目的地までのルート探索等にリンクコストテーブル 66を活用する情報活用部 67と、ルート探索結果に基づいて音声での案内を行うガイダンス装置 71とを備えている。

交通情報計測装置 10の構成については、第 1の実施形態と同様である。

図 4 5のフロー図は、本実施形態におけるシステムの符号表作成部 50、交通情報送信部 30及び受信側装置 60の動作を示している。

符号表作成部 50の符号表算出部 51は、交通情報計測装置 10から送られて来る交通情報の交通状況パターンを解析し、パターン別に交通情報を整理する。

符号表を作成するときは、過去の交通状況パターン Lの交通情報（速度情報）を集計し（ステップ 1 1 ) 、距離量子化単位パラメータテーブル 54に記載されている距離方向の量子化単位（距離量子化単位）の中から、使用する距離量子化単位 Mを設定し（ステップ 1 2 ) 、交通情報量子化テーブル 53の中から、スケ一リング係数及ぴウエーブレツト係数の量子化に用いる交通情報量子化テーブル Nを設定する（ステップ 1 3 ) 。次に、交通状況パターン Lの交通情報から間隔

Mごとの各標本化点における値（本実施形態におちては、速度データ）を算出し、この値の逆数を算出し、さらに、この逆数に対し DWTを施してスケーリング係数及ぴウェーブレット係数を求める（ステップ 3 1 4 ) 。この詳細は、交通情報送信部 30の手順のところで詳しく説明する。次に、交通情報量子化テーブル Nに規定された値を用いて、スケーリング係数及ぴゥヱーブレツト係数を量子化し、スケーリング係数及ぴウェーブレツト係数の量子化係数を算出する（ステップ 15) 。次に、この量子化係数の分布を計算し（ステップ 16) 、量子化係数やランレングスの分布（同一値の連続分布）を基に、スケーリング係数及ぴウエーブレット係数の量子化係数を可変長符号化するための符号表 52を作成する（ステップ 17) 、（ステップ 18) 。

一方、交通情報送信部 30は、交通情報を収集し、交通情報提供区間を決定する（ステップ 21) 。 1つの交通情報提供区間 Vを対象として（ステップ 22) その交通情報提供区間 Vの周辺の形状べクトルを生成し、基準ノードを設定する (ステップ 23) 。次いで、形状ベクトルの不可逆符号化圧縮を行う（ステップ 24) 。

量子化単位決定部 32は、交通状況を判定し、位置分解能を規定する標本化点間の単位区画長やデータ数、また、交通情報（速度情報）の分解能を規定する交通情報量子化テーブル 53や符号表 52などを決定する（ステップ 25) 。

なお、位置分解能を決める場合には、次の点に留意する。

'既存システムにおいて、旅行時間などの情報の収集単位として決められている分解能（例えば 10 m) を利用してもよ、。

•情報送信位置から遠い路線は、重要度に応じて距離分解能を予め粗くしておくことも可能である。

•プローブカーから収集した速度情報は、その生データ自体に交通情報としての重要な情報（渋滞の末尾 ·先頭など）が表現されている訳ではないので、位置分解能はデータ数に依存して決めてもよい。

•データ数は、 FFT (高速フーリエ変換）でデータ圧縮を行う場合には、データ数を 2^N個に設定する必要があるが、 DWTを行う場合もデータ数は 2^N個、または、 2^Nの倍数個であること（即ち、 kX 2^N個： k、 Nは正の整数）が望ましい。（なお、距離分解能から、データが k X 2 ^N個にならないときは、

「0」値、または適当な値（例：有効データの最後の値）を、データ数が k x 2 ^N個になるまで挿入する。

また、速度情報の分解能を決める場合には、次の点に留意する。

·速度の計測精度を考慮し、精度の整数倍になるように分解能を設定する。

•重要度の低い路線は、重要な路線より、予め分解能を粗くしておくことも可能である。

'サンプリングする際は、分解能に応じてデータの丸め処理を行う。

最終的な位置分解能及び速度情報の分解能は、送信側のデータの重要度に応じた送信順序や送信容量、及び、受信側のデータ受信量や処理速度などに応じて決定する。

交通情報変換部 33は、量子化単位決定部 32が決定した距離量子化単位の単位区画長に基づいて速度情報のサンプリングデータを決定する（ステップ 2 6 ) 。図 4 6は、速度情報のサンプリングデータの詳しい設定手順を示しており、図 4 7は、プローブカーが収集した速度情報（実線）力、ら決定されるサンプリングデータ（点線）を示している。

速度情報は、交通情報算出部 14で距離の関数に表現され（ステップ 3 2 6 1 ) 、距離量子化単位の単位区画長（位置の分解能）またはデータ数が、量子化単位決定部 32により定義される（ステップ 3 2 6 2 ) 。交通情報変換部 33は、距離の関数で表現された速度情報を、定義された分解能により、等間隔にサンプリングする（ステップ 3 2 6 3 ) 。

量子化単位決定部 32は、交通状況等から、速度情報の表現の粗さ（例えば、速度情報を 1 0 k m/ h単位で表現するか、 1 k m/ h単位で表現するか）を決める速度情報の分解能を定義する（ステップ 3 2 6 4 ) 。交通情報変換部 33 は、ステップ 3 2 6 3でサンプリングしたデータに着目し（ステップ 3 2 6 5 ) 、計測精度が速度情報の分解能と一致しているか否かを識別し（ステップ 3 2 6 6 ) 、一致していない場合（定義された速度情報分解能が 1 0 k m/ h単位であり、速度データが 1 k m/ h単位で表されている場合など）には、交通情報の丸め処理を行う（ステップ 3 2 6 7 ) 。図 47は、原データを四捨五入（丸め処理）して 10 kmZh単位のサンプリングデータを得る場合を示している。

次に、交通情報変換部 33は、サンプリングデータ数が k X 2^N個か否かを識別し（ステップ 3268) 、 k X 2^N個でない場合には、 0値または最後の数値を追加して、サンプリングデータ数を k X 2^N個に設定する（ここでは、 k =lの場合について説明する）（ステップ 3269) 。交通情報変換部 3³は、こうして生成したサンプリングデータを DWT符号ィヒ処理部 34に送る（ステップ 32 70) 。

図 47の場合、データ数が 8 (=2³) であるため、サンプリングデータの追加は行わない。

図 45に戻り、 DWT符号化処理部 34は、このサンプリングデータの逆数を算出し、この逆数に対して DWTを行う（ステップ 327) 。

図 48は、 DWTの詳しい手順を示している。また、図 49は、実際の速度データに DWT及ぴ I DWTを適用した例を示している。図 49では、図 49

(a) に示すように、 24. 1 lm間隔で計測された 64 (= 2⁶) 個の速度データがサンプリングデータとして抽出されており、その原データを図 49 (b) に示している。また、図 50には、この原データのグラフを実線で示している。まず、このサンプリングデータを逆数に変換し、この逆数が 1以上の値を取るように、定数を乗算する（ステップ 270) 。定数の乗算は、後の処理で小数点以下を四捨五入したときに整数値となり得るようにするためであり、定数として例えば 1000、あるいは 5000を乗算する。この定数が大きければ大きい程、情報の劣化は小さくなり、どんな速度でも表現可能になる。この定数が小さいと、高速域の情報が粗くなる。図 49 (c) には、逆数に⁵000を乗算したサンプリングデータを示している。また、図 51には、この定数を乗算した逆数のダラフを実線で示している。

次に、この逆数に変換したデータの絶対値を小さくするため、データの最大値と最小値との間の中間値を基準（0) に設定して、全てのデータのレベルを中間値分だけシフトする（ステップ 271) 。図 49では、中間値として 1700を設定し、図 49 (c) の値から 1700を減算している（図 49 ( ）。次に、 DWTを施す次数 Nを決定する。サンプリングデータの個数が 2 ^m個の場合には、次数 Nは最大で mまで設定することができる（ステップ 2 7 2 ) 。図 4 9の場合、サンプリングデータが 2⁶個であるため、次数の最大は 6とすることができる。

次いで、 n = 0に設定し（ステップ 2 7 3 ) 、サンプリングデータ数 2 ⁿにより入力データ数を決定し (ステップ 2 7 4 ) 、サンプリングデータに対し、前述する（数 8 ) 及ぴ（数 9 ) による DWTを適用して、入力データから 1次のスケーリング係数と 1次のウェーブレット係数とを生成する（ステップ 2 7 5 ) 。図 4 9の場合、 n = 0としたときの入力データ数は 6 4個であり、この 6 4個のデータに DWTを施すことにより、入力データ数の 1 / 2である 3 2個の 1次スケーリング係数と、 3 2個の 1次ウェーブレツト係数とが生成される。

得られたスケーリング係数をデータの前方に、ウェーブレツト係数をデータの後方に格納する（ステップ 2 7 6 ) 。図 4 9に示すように、 6 4個のデータを縦に配列する場合では、上位 3 2個のデータが 1次スケーリング係数、下位 3 2個のデータが 1次ウエーブレット係数となる。

nと Nとを比べて、 n < Nである場合は (ステップ 2 7 7 ) 、ステップ 2 7 4 に戻り、次数を 1つ上げて、データ数 / 2 ⁿにより入力データ数を決定する。このとき、ステップ 2 7 6で前方に格納されたスケーリング係数だけが次の入力データとなる。図 4 9の場合、 2次の DWTでは、 3 2個の 1次（n = l ) のスケ一リング係数が入力データとなり、これらのデータから 2次の DWTにより、 1 6個の 2次スケーリング係数と、 1 6個の 2次ウエーブレツト係数とが生成され、スケーリング係数がデータの前方に、ウェーブレツト係数がその後方に格納される。

ステップ 2 7 4〜ステップ 2 7 6の処理は、 n = Nに達するまで繰り返される (ステップ 2 7 7 ) 。図 4 9の場合、 N = 6に設定すると、 3次の DWTでは、

1 6個の 2次スケーリング係数が入力データとなり、このデータから 3次の DW

Tにより、 8個の 3次スケーリング係数と、 8個の 3次ウェーブレット係数と力 S 生成され、 4次の DWTでは、 8個の 3次スケーリング係数が入力データとなり、このデータから 4次の DWTにより、 4個の 4次スケーリング係数と、 4個の 4 次ウェーブレット係数とが生成され、 5次の DWTでは、 4個の 4次スケーリング係数が入力データとなり、このデータから 5次の DWTにより、 2個の 5次スケーリング係数と、 2個の 5次ウェーブレット係数とが生成され、 6次の DWT では、 2個の 5次スケーリング係数が入力データとなり、このデータから 6次の DWTにより、 1個の 6次スケーリング係数と、 1個の 6次ウェーブレット係数とが生成される。

図 4 9 ( e ) は、 6次までの D C Tによって生成されたデータを示しており、上から順に、 1個の 6次スケーリング係数、 1個の 6次ウエーブレット係数、 2 個の 5次ゥヱーブレット係数、 4個の 4次ウェーブレット係数、 8個の 3次ゥヱ一ブレット係数、 1 6個の 2次ウエーブレット係数及び 3 2個の 1次ウェーブレット係数が並んでいる。

次いで、 DWT符号化処理部 34は、生成したスケーリング係数及ぴウェーブレツト係数を、量子化決定部 32が決定した交通情報量子化テーブル 53を用いて量子化する（ステップ 2 7 8 ) 。交通情報量子化テーブル 53には、スケーリング係数を除する値 p及びウェーブレット係数を除する値 q ( p ) が規定されており、量子化処理では、スケーリング係数を pで、ウェーブレット係数を qで割り算し、四捨五入してデータを丸める (ステップ 2 7 9 ) 。なお、この量子化を省略し（p = q = 1とした場合に相当する）、丸め処理だけを行うようにしても良い。また、量子化の代わりに、スケーリング係数及ぴウェーブレツト係数に所定の整数を乗算する逆量子化を行っても良い。

図 4 9では、図 4 9 ( a ) に規定された量子化サンプル値 1でスケーリング係数及ぴウェーブレット係数を除し、小数点以下を丸め処理して、図 4 9 ( f ) の整数値を得ている。ステップ 2 7 0においてサンプリングデータの逆数に乗算した定数が小さいと、この整数値が小さくなり、丸めによる影響が大きく現れるため、情報の精度が低下する。

ただ、定数が大き過ぎると、伝送データ量が多くなる。この丸めに依る影響は、整数値が小さい場合、つまり、速度が大きい場合に大きく現れるが、一般道など元々制限速度が 4 0 k mZ hに設定されている道路では、 4 0 k m/ h以上のデータを正確に把握する必要はない。こうした点を考慮して、速度の逆数に乗算する定数を決める必要がある。また、高速道路では、制限速度が 8 OkmZhと高速になるので、道路種別や道路規制に応じて、この定数値を変化させるようにしても良い。

図 45に戻り、 DWT符号化処理部 34は、量子化（または逆量子化）したデータを、量子化決定部 32が決定した符号表 52を用いて可変調符号化する（ステップ 29) 。なお、この可変長符号化も、省略することができる。

DWT符号化処理部 34は、これらの処理を交通情報提供区間の全てについて実行する（ステップ 30、ステップ 31) 。

情報送信部 35は、符号ィヒされたデ一タを送信データに変換し（ステップ 3 2) 、符号表とともにデータ送信する（ステップ 33) 。

図 52は、交通情報送信部 30から送信されるデータのデータ構成例を示している。図 52 (a) は、交通情報の対象道路区間を表す形状ベクトルデータ列である。図 52 (b) は、各対象道路区間のスケーリング係数だけを集めた交通情報データ列であり、 DWT最終次数 Nにおける N次スケーリング係数が記述されている（なお、サンプリングデータ数が k X 2^N個の場合、 N次スケーリング係数は k個となる）。

図 52 (c) は、各対象道路区間のウェーブレット係数だけを集めた交通情報データ列であり、 DWTの各次数におけるウエーブレツト係数が記述されている。情報送信部 35は、形状ベクトルデータ列の情報（図 52 (a) ) とともに、各対象道路区間のスケーリング係数を記述した交通情報（図 52 (b) ) を送信し、次いで、ウェーブレット係数に関する交通情報（図 52 (c) ) を DWTの次数が高い順に送信する。

一方、受信側装置 60は、図 45に示すように、情報受信部 61がデータを受信すると（ステップ 41) 、各交通情報提供区間 Vについて（ステップ 42) 、復号化処理部 62が、形状ベクトルを復号化し、マップマッチング及び区間確定部 63が、自己のデジタル地図データベース 65に対するマップマッチングを行い、対象道路区間を特定する（ステップ 43) 。また、復号化処理部 62は、符号表を参照して、速度情報データの可変長復号ィヒ（ステップ 44) や逆量子化（送信側で逆量子化を行っている場合には量子化）を行う（ステップ 4 5 ) 。図 4 9 ( g ) は、受信側で逆量子化した速度情報のデータを示している。

復号化処理部 62は、逆量子化で得られたデータに I DWTを実施する（ステップ 4 6 ) 。

図 5 3は、 I DWTの詳しい手順を示している。受信した速度情報のデータから DWTの次数 Nを読み取り（ステップ 4 6 1 ) 、 nを N— 1に設定し（ステツプ 4 6 2 ) 、データ数 / 2 ⁿにより入力データ数を決定する（ステップ 4 6 3 ) 次いで、入力データの前方をスケーリング係数とし、入力データの後方をゥエーブレット係数として、（数 1 0 ) 及び（数 1 1 ) によってデータを再構成する (ステップ 4 6 4 ) 。

図 4 9の場合、 N = 6であるため、入力データ数は、 6 4ノ 2⁵により 2個となり、受信した 1個の 6次スケーリング係数と 1個の 6次ウェーブレツト係数とから、 2個の 5次スケーリング係数が再構成される。

n〉0である場合、または制限時間内である場合は、ステップ 4 6 3に戻り、 nを 1減算して、ステップ 4 6 3、ステップ 4 6 4の手順を繰り返す（ステップ 4 6 5 ) 。図 4 9の場合、時間による制限が無いものとすると、生成された 2個の 5次スケーリング係数と、受信した 2個の 5次ウェーブレツト係数とから 4個の 4次スケーリング係数を生成し、この 4個の 4次スケーリング係数と、受信した 4個の 4次ウェーブレツト係数とから 8個の 3次スケーリング係数を生成し、この 8個の 3次スケーリング係数と、受信した 8個の 3次ウェーブレット係数とから 1 6個の 2次スケーリング係数を生成し、この 1 6個の 2次スケーリング係数と、受信した 1 6個の 2次ウェーブレツト係数とから 3 2個の 1次スケーリング係数を生成し、この 3 2個の 1次スケーリング係数と、受信した 3 2個の 1次ウェーブレット係数とから 6 4個のデータを復元する。図 4 9 ( h ) は、 6回の I DWTを繰り返して復元された速度データを示している。

n = 0となり、 I D WTが終了したときは、送信側がレベルシフトした分だけデータを逆シフトする（ステップ 4 6 8 ) 。図 4 9 ( i ) は、逆シフトを終えた復元データを示している。また、図 5 1には、この復元データのグラフを点線で示している。復元データは原データと殆ど重なっている。また、予め規定された制限時間が過ぎたときは、 n〉0であっても I DWTを終了し、それまでに得られた速度データを用いて解像度を落とした速度情報を表示するため、距離量子化単位の単位長（距離分解能）を 2ⁿ倍に設定し（ステツプ 467) 、さらに、送信側がレベルシフトした分だけデータを逆シフトする (ステップ 468) 。

受信側装置 60は、制限時間を超えたために、図 49 (f ) の送信データの一部しか受信できなかった場合でも、解像度を落とした速度情報を復元することができる。 6次スケーリング係数しか受信できなかった場合は、原データの距離解像度の 1Z2⁶= 1/64のデータが復元できる。

それに加えて 6次ウェーブレット係数が受信できたときは、受信済みデータと組み合わせて I DWTを行うことにより、 5次スケーリング係数が復元できるため、原データの距離解像度の 1/2⁵=1/32のデータが再現できる。

それに加えて 5次ウェーブレツト係数が受信できたときは、受信済みデータと組み合わせて I DWTを行うことにより、 4次スケーリング係数が復元できるため、原データの距離解像度の 1Z2⁴= 1/16のデータが再現できる。

それに加えて 4次ウエーブレツト係数が受信できたときは、受信済みデータと組み合わせて I DWTを行うことにより、 3次スケーリング係数が復元できるため、原データの距離解像度の 1 2³= 1/8のデータが再現できる。

それに加えて 3次ウェーブレツト係数が受信できたときは、受信済みデータと組み合わせて I DWTを行うことにより、 2次スケーリング係数が復元できるため、原データの距離解像度の 1/2²= 1/4のデータが再現できる。

それに加えて 2次ウェーブレツト係数まで受信できたときは、受信済みデータと組み合わせて I DWTを行うことにより、 1次スケーリング係数が復元できるため、原データの距離解像度の 1/2のデータが再現できる。

それに加えて 1次ウエーブレット係数が受信できたときは、受信済みデータと組み合わせて I DWTを行うことにより、原データの距離解像度のデータが復元できる。こうした受信側での復元を容易にするため、送信側は、スケーリング係数、次数の高いウェーブレツト係数、次数の低いウエーブレツト係数の順にデータを送信する。

復号化処理部 62は、復元したデータの逆数を取り、送信側で乗算された定数を乗算して速度情報を再生する（ステップ 3 4 7 ) 。図 4 9 ( j ) は、復元した速度データを示している。図 5 0には、この復元した速度データのグラフを「ゥエーブレット変換（1 ) 速度」と表示して示しているが、原データに重なり、区別できない。また、図 5 0には、 N次〜 1次の階層のデータを用いて復元した復元データを「ウェーブレット変換（2 ) 速度」と表示して点線で示し、 N次〜 2 次の階層のデータを用いて復元した復元データを「ウエーブレット変換（3 ) 速度」と表示して一点鎖線で示している。

交通情報反映部 64は、復元された速度情報を自システムのリンクコスト等に反映させる（ステップ 4 8 ) 。こうした処理が全ての交通情報提供区間について実行される（ステップ 4 9、 5 0 ) 。情報活用部 67は、提供された速度情報を活用して所要時間表示やルート検索などを実行する（ステップ 5 1 ) 。

このように、 DWTを施したデータは階層性を有しており、受信側では、一部の階層のデータしか利用できない場合でも、低分解能の速度情報を復元することができる。また、この場合、速度情報の原データの逆数を取り、これに定数を乗算して DWT処理を施しているため、一部の階層のデータのみを利用した速度情報であっても、ドライバーが体感する混雑状況にマッチした値を復元することができる。

図 4 3及ぴ図 4 4に示すグラフは、比較のため、速度情報の原データに、逆数への変換を行わずに DWT処理を施した場合の復元データを示している。図 5 0 と図 4 3及ぴ図 4 4とを比較して明らかなように、速度情報の逆数を取って DW Tを施した場合（図 5 0 ) は、逆数への変換を行わない場合（図 4 3及び図 4

4 ) に比べて、一部の階層のデータだけで復元した復元データが、低い値を取る _c この傾向は、図 5 0の楕円領域 Aに良く現れている。このように、速度情報の逆数を取って DWT処理を行うことにより、平均速度は低い値に引っ張られるが、この平均速度はドライバーが体感する速度に、より近いものとなる。

また、図 5 4は、原データの逆数に乗算する定数を、図 5 0の場合の 5 0分の 1 (即ち、 1 0 0 ) に設定した場合の原データと復元データとを示している。原データの逆数に乗算する定数を小さくすると、楕円領域 B及び Cで示す高速域の情報は非常に粗くなるが、楕円領域 Aで示す低速域の復元データは原データと良く一致している。交通混雑情報として関心が高いのは、走行速度が遅い場合であつて、一般道の制限速度に近い速度、あるいはそれ以上の速度についての詳しい情報は、必ずしも必要としない。こうした点を考慮すると、原データの逆数に乗算する定数を 1 0 0にしても、十分実用的な速度情報を復元できる。また、前述するように、道路種別や道路規制に応じて、この定数値を変化させるようにしても良い。

このように、 DWTを施したデータは階層性を有しており、全ての階層のデータを用いてロスレス圧縮（可逆変換）を行うこともできれば、一部の階層のデータだけを用いてロッシ一圧縮（不可逆変換）を行うこともできる。また、受信側で一部データの欠損した情報しか受信できない場合でも、低分解能の情報を復元させることが可能である。送信側は、通信環境や受信性能を意識することなく、階層別に優先順位を設定して、スケーリング係数→次数の高いウェーブレツト係数→次数の低いウェーブレット係数の順に送信すれば、受信側が、受信できたデータに応じて、詳細に、または、粗く、速度情報を再現することができる。また、速度データを逆数に変換して DWTを実施しているため、一部の階層のデータから速度情報を復元する際に算術平均処理が行われても、復元した速度情報とドライバーの体感混雑度との間にずれは発生しない。

なお、これまで、対象道路区間を知らせるために、形状ベクトルデータ列を受信側に伝え、受信側が、この形状ベクトルデータ列を参照して交通情報の対象道路区間を識別する場合について説明したが、道路区間を識別するためのデータ (道路区間参照データ）には、形状ベクトルデータ列以外の使用も可能である。例えば、図 5 5 ( a ) に示すように、統一的に定めた道路区間識別子（リンク番号）や交差点識別子（ノード番号）を用いても良い。

また、提供側及び受信側の双方が同一地図を参照する場合には、提供側が緯度 ·経度データを受信側に伝え、受信側が、このデータによって道路区間を特定することができる。

また、図 5 5 ( b ) に示すように、交差点部やリンク途中の道路から抜き出した間欠的なノード P 1 · P 2 · P 3 · P 4の位置参照用の緯度 ·経度データ（名称、道路種別等の属性情報も保有するもの）を受信側に送信して対象道路を伝えるようにしてもよレ、。ここで、 P l =リンク中点、 P 2 =交差点部、 P 3 =リンク中点、 P 4 =リンク中点である。この場合、受信側は、図 5 5 ( c ) に示すように、まず、 P l、 P 2、 P 3、 P 4の各々の位置を特定し、次に各々の区間を経路探索で繋いで、対象道路区間を特定する。

(第 6の実施形態）

本発明の第 6の実施形態では、交通情報に含まれるノイズを除去する方法について説明する。

交通情報では、渋滞や混雑の発生状況を知らせる低速域の状態量の詳しい情報は有用であるが、高速域の状態量に関する詳しい情報は、不要であり、伝送データ量を徒に増やすだけのノィズでしかない。

高分解能で交通情報を表現する生データには、こうしたノイズが含まれる。このノイズは、データの送信側で除去し、受信側ではノイズの有無を考慮せずに復号処理ができるようにする。

この実施形態の方法では、速度データを逆数に変換し、 DWTを施してスケーリング係数とウエーブレツト係数とを生成し、これらのデータを受信側に送信す 2004/000483

る際に、絶対値の小さいウェーブレット展開係数をノイズ成分と見做し、 0値として扱う。

この絶対値の小さいウェーブレツト展開係数の 0値化で影響を受けるのは高速域の速度データだけであり、低速域の速度データは影響を受けない。

図 5 6は、このノイズ除去の手順を含めた速度情報の DWT圧縮のフローチヤートを示している。図 4 8のステップ 2 7 0からステップ 2 7 9の手順により、逆数に変換した速度データに DWTを施してスケーリング係数及ぴウエーブレット係数を生成し、この内、絶対値の小さいウェーブレット係数を切り捨てる（ステツプ 2 8 0 ) 。

ステップ 2 8 0でのデータの切捨て（0値化）は、速度データの逆数を表示した図 5 7のグラフにおいて、楕円領域 D、 E、 Fに含まれる高速域の細かな速度の動きをノイズとして除くものであり、そのため高速域のデータは、影響を受ける。しかし、楕円領域 Gで示す低速域のデータは、全く影響を受けない。

図 5 8には、原データの速度情報を実線で示し、絶対値の小さいウェーブレツト係数を除去（0値化）したデータを用いて復元した速度情報を点線で示している。この図から明らかなように、高速域のデータの精度は粗くなるが、交通混雑情報として関心が高い低速域のデータは、原データを忠実に再現している。

一方、伝送データ量について見ると、絶対値の小さいウェーブレット係数をすベて 0値化することにより、図 4 5のステップ 2 9での可変調符号化で、データ量は大幅に削減される。

このように、速度データを逆数に変換して DWT処理を行う交通情報提供方法では、絶対値の小さいゥヱーブレット展開係数を 0値ィ匕することにより、ノイズ成分を除去し、データ量の削減を図ることができる。 (第 7の実施形態）

本発明の第 5及び第 6の実施形態では、センターである交通情報提供装置が、車載機などの交通情報利用装置に交通情報を提供する場合について説明したが、走行データを提供するプローブカーの車載機が交通情報提供装置となり、プロ一プカーの情報を収集するセンターが交通情報利用装置となるシステムにおいても. 本発明の交通情報提供方法の適用は可能である。本発明の第 7の実施形態では、このシステムについて説明する。

このシステムは、図 5 9に示すように、走行時のデータを計測して提供するプローブカー車載機 90と、このデータを収集するプローブカー収集システム 80とから成り、プローブカー車載機 90は、送信データの符号ィヒに用いる符号表をプロープカー収集システム 80から受信する符号表受信部 94と、速度を検知するセンサ A106と、センサ A106の検知情報を収集するセンサ情報収集部⁹⁸と、 G P Sアンテナ 101での受信情報やジャィ口 102の情報を用いて自車位置を判定する自車位置判定部 93と、自車の走行軌跡ゃセンサ A 106が検知した速度情報を蓄積する走行軌跡計測情報蓄積部 96と、速度情報のサンプリングデータを生成する計測情報データ変換部 97と、速度データの逆数に DWTを施してスケーリング係数とウェーブレツト係数とに変換し、このスケーリング係数及ぴウエーブレット係数や走行軌跡データを、受信した符号表データ 95を用いて符号化する D WT符号化処理部 92と、符号化されたデータをプローブカー収集システム 80に送信する走行軌跡送信部 91とを備えている。

—方、プローブカー収集システム 80は、プローブカー車載機 90から速度情報や走行軌跡情報を受信する走行軌跡受信部 83と、符号表データ 86を用いて受信データの複号化を行う符号化データ復号部 82と、スケーリング係数及びゥエーブレツト係数に I DWTを施し、逆数変換処理して速度情報を復元する計測情報データ逆変換部 87と、復元された速度情報や走行軌跡のデータを活用する走行軌跡計測情報活用部 81と、プローブカーの現在位置に応じてプローブカー車載機 90に与える符号表を選出する符号表選出部 85と、選出された符号表をプロ一プカーに送信する符号表送信部 84とを備えている。

プローブカー車載機 90の自車位置判定部 93は、 G P Sアンテナ 101での受信情報やジャイロ 102の情報を用いて自車位置を識別する。また、センサ情報収集部 98は、センサ A106で検知された速度情報の計測値を収集する。集められた速度情報は、自車位置判定部 93が識別した自車位置と対応付けて走行軌跡計測情報蓄積部 96に格納される。計測情報データ変換部 97は、走行軌跡計測情報蓄積部 96に蓄積された速度情報を走行道路の計測開始地点（基準位置）力らの距離の関数で表し、速度情報のサンプリングデータを生成する。 DWT符号化処理部 92は、このサンプリングデータの逆数に DWTを施して、速度情報をスケーリング係数とウェーブレツト係数とに変換し、走行軌跡データや変換したスケーリング係数及ぴゥヱーブレツト係数を、受信した符号表データ 95を用いて符号ィ匕する。符号化された走行軌跡データ及ぴ速度情報は、プローブカー収集システム 80 に送られる。このとき、プローブカー車載機 90は、速度情報を、スケーリング係数→次数の高ぃゥエープレツト係数→次数の低いウェーブレツト係数の順に送信する。

データを受信したプローブカー収集システム 80では、符号化データ復号部 82 ヽ符号化されている走行軌跡データ及ぴ速度情報を、符号表データ 86を用いて復号化する。計測情報データ逆変換部 87は、復号化されたスケーリング係数及ぴウェーブレツト係数に I DWTを施し、逆数に変換して速度情報を復元する ₍ 走行軌跡計測情報活用部 81は、復元された速度情報を、プローブカーが走行した道路の交通情報の作成に利用する。

このように、本発明の交通情報提供方法は、プローブカー車載機からアップ口一ドする情報に対しても適用することができる。車載機のデータ処理能力や伝送容量が不足し、プローブカー車載機から、スケーリング係数及び一部のウェーブレット係数しか送信できない場合でも、プローブカー収集システムは、受信できた情報から、プローブカーが走行した道路での大まかな速度情報を復元することができる。

なお、各実施形態のシステムでは、提供する交通情報のデータをビットプレーン分解して送信するようにしても良い。ビットプレ^ "ン分解は、データを二進数で表し、全てのデータの M S B、 2ビット目、 3ビット目、 L S Bと言う順序で桁の大きいビットデータから順次送信する。この場合、受信側では、情報の受信途中で大まかな交通状況を表示することが可能になる。

5 以上、本発明を詳細に、また、特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、様々な変更や修正を加えることができることは、当業者にとって明らかである。

本出願は、 2 0 0 3年 1月 2 2日出願の日本特許出願（特願 2 0 0 3 - 0 1 3 7 4 6号）、 2 0 0 3年 1月 2 3日出願の日本特許出願（特願 2 0 0 3 - 0 1 4 8 0 2号）、及び 2 0 0 3年 8月 1 5日出願の日本特許出願（特願 2 0 0 3 - 2 8 6 7 4 8号）に基づくものであり、その内容は、ここに参照して取り込まれる,

<産業上の利用可能性 >

上記のとおり、本発明の交通情報提供方法は、受信側が、通信環境や受信能力力ら、提供する情報の一部し力受信できない場合でも、また、送信側の送信能力の不足から一部の階層のデータしか送られて来ない場合でも、交通情報を近似的に復元することが可能である。また、その場合、復元時のオーバーシュートゃァンダーシュートが発生しない。そのため、交通情報の収集データが粗い場合でも密な場合でも、適切な近似が可能になる。

また、本発明の交通情報提供システムでは、交通情報の提供側が、交通情報を提供する際に、通信環境や受信状況を意識しなくても、受信側で、受信できた情報の範囲で粗い情報や詳細な情報を復元することができる。

従って、本発明の交通情報提供方法、交通情報提供システム及び装置は、センターから渋滞情報や旅行時間などの交通情報を提供する場合、プローブカーから計測情報をセンターに提供する場合など、各種情報の提供に際して適用することができ、受信側での情報の復元を容易にする。

さらに、以上の説明から明らかなように、本発明の交通情報提供方法は、通信環境や受信能力により、提供された速度情報の一部しか受信側で受信できない場合でも、また、送信側の送信能力の不足から一部の階層のデータしか送られて来ない場合でも、受信側において、速度情報を粗い分解能で近似的に再現することを可能にする。そして、この場合に、ドライパーが体感する混雑度とずれが無い速度情報を復元することができる。

また、速度情報から、情報価値が無いノイズを減らして、速度情報のデータ量を削減することができる。

また、本発明の交通情報提供システムでは、速度情報の提供側が、通信環境や受信状況などを意識せずに速度情報を提供しても、受信側で、受信できた情報の範囲で粗い速度情報や詳細な速度情報を復元することができる。また、提供側は、ノィズを削減した速度情報を提供することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 道路上の基準位置からの距離の関数で表した交通情報に離散ウェーブレット変換を施し、前記交通情報をスケーリング係数とウェーブレツト係数とに変換して提供することを特徴とする交通情報提供方法。

2. 前記基準位置からの距離の関数で表した前記交通情報からサンプリングデータを生成し、前記サンプリングデータに離散ゥヱーブレツト変換を施すことを特徴とする請求項 1に記載の交通情報提供方法。

3 . 時間の関数で表した交通情報に離散ウェーブレット変換を施し、前記交通情報をスケーリング係数とウェーブレツト係数とに変換して提供することを特徴とする交通情報提供方法。

4. 固定時間ピッチで標本ィヒした前記交通情報をサンプリングデータとし、前記サンプリングデータに離散ウェーブレツト変換を施すことを特徴とする請求項 3に記載の交通情報提供方法。

5. 前記サンプリングデータに対して、 1回または複数回の離散ウェーブレット変換を施すことを特徴とする請求項 2または請求項 4に記載の交通情報提供方法。

6 . 前記スケーリング係数を前記ウェーブレツト係数より先に提供し、前記ウェーブレツト係数の中では、次数の高いウエーブレツト係数を次数の低いゥェーブレツト係数よりも先に提供することを特徴とする請求項 1から請求項 5のいずれかに記載の交通情報提供方法。

7. 前記スケーリング係数及びウエーブレット係数をビットプレーン分解して提供することを特徴とする請求項 1から請求項 6のいずれかに記載の交通情報提供方法。

8 . 前記ビットプレーン分解した前記スケーリング係数またはウェーブレツト係数の下位ビットに著作権情報を付加して提供することを特徴とする請求項 7 に記載の交通情報提供方法。

9 . 前記ビットプレーン分解した前記スケーリング係数またはウェーブレツト係数の一部のビットプレーンを暗号ィ匕して提供することを特徴とする請求項 7 に記載の交通情報提供方法。

1 0 . 道路上の基準位置からの距離の関数で表した交通情報からサンプリングデータを生成し、前記サンプリングデータに離散ウェーブレツト変換を 1回または複数回施して、前記交通情報をスケーリング係数とウェーブレツト係数とに変換して提供する交通情報提供装置と、

前記交通情報提供装置から受信した前記スケーリング係数及びウェーブレツト係数に逆離散ウエーブレツト変換を 1回または複数回施して前記交通情報を復元する交通情報利用装置と

を備えることを特徴とする交通情報提供システム。

1 1 . 固定時間ピッチで標本ィ匕した交通情報をサンプリングデータとし、前記サンプリングデータに離散ウェーブレツト変換を 1回または複数回施して、前記交通情報をスケーリング係数とウエーブレツト係数とに変換して提供する交通情報提供装置と、

前記交通情報提供装置から受信した前記スケーリング係数及びウェーブレツト係数に逆離散ウェーブレツト変換を 1回または複数回施して前記交通情報を復元する交通情報利用装置と

を備えることを特徴とする交通情報提供システム。

1 2 . 前記交通情報提供装置は、前記スケーリング係数を前記ゥ-ーブレツト係数より先に提供し、前記ウエーブレット係数の中では、次数の高いウエーブレット係数を次数の低いウェーブレツト係数よりも先に提供し、前記交通情報利用装置は、前記スケーリング係数と、受信ができた前記ウェーブレット係数とに逆離散ウエーブレツト変換を施して前記交通情報を復元することを特徴とする請求項 1 0または請求項 1 1に記載の交通情報提供システム。

1 3 . 前記交通情報提供装置は、前記スケーリング係数及びウェーブレツト係数をビットプレーン分解して提供し、前記交通情報利用装置は、ビットプレーン分解された前記スケーリング係数及びウエーブレツト係数の一部のビット情報を受信した段階で前記交通情報の復元を開始することを特徴とする請求項 1 2に記載の交通情報提供システム。

1 4 . 前記交通情報提供装置は、前記スケーリング係数及びゥヱープレツト係数をビットプレーン分解し、前記スケーリング係数またはウェーブレツト係数の下位ビットに著作権情報を付加して提供し、前記交通情報利用装置は、前記スケ一リング係数またはウェーブレツト係数に付加されている前記著作権情報を削除してから前記逆離散ウェーブレット変換を行うことを特徴とする請求項 1 0または請求項 1 1に記載の交通情報提供システム。

1 5 . 前記交通情報提供装置は、前記スケーリング係数及ぴウェーブレツト係数をビットプレーン分解し、前記スケーリング係数またはウェーブレツト係数の一部のビットプレーンを暗号化して提供し、前記交通情報利用装置は、暗号化されている前記スケーリング係数またはウェーブレツト係数を復号化してから前記逆離散ウェーブレツト変換を行うことを特徴とする請求項 1 0または請求項 1 1 に記載の交通情報提供システム。

1 6 . 収集された交通情報のデータからサンプリングデータを生成する交通情報変換手段と、

前記サンプリングデータに離散ウエーブレツト変換を 1回または複数回施してスケーリング係数とウェーブレツト係数とに変換する交通情報符号化手段と、前記スケーリング係数を前記ウェーブレツト係数より先に送出し、前記ゥエーブレツト係数の中では、次数の高いウエーブレツト係数を次数の低いウェーブレット係数よりも先に送出する交通情報送出手段と

を備えることを特徴とする交通情報提供装置。

1 7 . 交通情報提供装置から交通情報の対象道路を表す道路区間参照データと前記交通情報としてスケーリング係数とウエーブレツト係数とを受信する交通情報受信手段と、

前記道路区間参照データを用いて前記交通情報の対象道路を特定する対象道路判定手段と、

前記スケーリング係数及びウエーブレツト係数に逆離散ゥヱーブレツト変換を

1回または複数回施して前記交通情報を復元する交通情報複号化手段とを備えることを特徴とする交通情報利用装置。

1 8 . 道路上の基準位置からの距離の関数で表した速度情報の逆数に離散ゥェーブレツト変換を施し、前記速度情報の逆数をスケーリング係数とウェーブレツト係数とに変換して提供することを特徴とする交通情報提供方法。

1 9 . 前記基準位置からの距離の関数で表した前記速度情報から 2の N乗個、または、 2の N乗個の倍数のサンプリングデータを生成し、前記サンプリングデータの逆数に離散ウエーブレツト変換を施すことを特徴とする請求項 1 8に記載の交通情報提供方法。

2 0 . 前記サンプリングデータの逆数に定数を乗算し、前記定数を乗算した前記逆数に離散ウェーブレツト変換を施してスケーリング係数とウエーブレツト係数とに変換し、前記スケーリング係数及びウェーブレツト係数を整数に変換して提供することを特徴とする請求項 1 8に記載の交通情報提供方法。

2 1 . 前記定数の大きさを、対象道路の制限速度または車両の平均走行速度に応じて切り換えることを特徴とする請求項 2 0に記載の交通情報提供方法。

2 2 . 前記定数を乗算した前記逆数に対して、 1回以上、 N回以下の回数の離散ウェーブレツト変換を施すことを特徴とする請求項 3に記載の交通情報提供方法。

2 3 . 絶対値が所定値以下の前記ウェーブレツト係数を 0値化して提供することを特徴とする請求項 1から請求項 2 2のいずれかに記載の交通情報提供方法。

2 4 . 前記スケーリング係数を前記ゥヱーブレツト係数より先に提供し、前記ウェーブレツト係数の中では、次数の高いウェーブレツト係数を次数の低いゥェーブレツト係数よりも先に提供することを特徴とする請求項 1 8から請求項 2 3 のいずれかに記載の交通情報提供方法。

2 5 . 道路上の基準位置からの距離の関数で表した速度情報からサンプリングデータを生成し、前記サンプリングデータの逆数に離散ゥヱーブレツト変換を 1 回または複数回施して、前記速度情報の逆数をスケーリング係数とウェーブレツト係数とに変換して提供する交通情報提供装置と、

前記交通情報提供装置から受信した前記スケーリング係数及びウエーブレツト係数に逆離散ウエーブレツト変換を 1回または複数回施し、得られた値を逆数に変換して前記速度情報を復元する交通情報利用装置とを備えることを特徴とする交通情報提供システム。

2 6 . 前記交通情報提供装置は、前記サンプリングデータの逆数に定数を乗算し、前記定数を乗算した前記逆数に離散ウエーブレツト変換を施してスケーリング係数とウエーブレツト係数とに変換し、前記スケーリング係数及ぴウェーブレット係数を整数に変換して前記交通情報利用装置に提供し、前記交通情報利用装置は、前記交通情報提供装置から受信した前記スケーリング係数及びウエーブレット係数に逆離散ウェーブレツト変換を施し、得られた値の逆数に前記定数を乗算して前記速度情報を復元することを特徴とする請求項 2 5に記載の交通情報提供システム。

2 7 . 前記交通情報提供装置は、前記スケーリング係数を前記ウエーブレット係数より先に提供し、前記ウェーブレット係数の中では、次数の高いウェーブレット係数を次数の低いウェーブレツト係数よりも先に提供し、前記交通情報利用装置は、前記スケーリング係数と、受信ができた前記ウェーブレット係数とに逆離散ウエーブレツト変換を施し、得られた値を逆数に変換して前記速度情報を復元することを特徴とする請求項 2 5または請求項 2 6に記載の交通情報提供システム。

2 8 . 前記交通情報提供装置は、前記定数の大きさを、対象道路の制限速度または車両の平均走行速度に応じて切り換えることを特徴とする請求項 2 7に記載の交通情報提供システム。

2 9 . 前記交通情報提供装置は、絶対値が所定値以下の前記ウェーブレツト係数を 0値化して提供することを特徴とする請求項 2 5から請求項 2 8のいずれかに記載の交通情報提供システム。

3 0 . 収集された速度情報のデータから 2の N乗個、または、 2の N乗個の倍数のサンプリングデータを生成する交通情報変換手段と、

前記サンプリングデータの逆数に離散ウェーブレツト変換を 1回または複数回施してスケーリング係数とウェーブレツト係数とに変換する交通情報符号ィヒ手段と、

前記スケーリング係数を前記ウエーブレツト係数より先に送出し、前記ゥエーブレツト係数の中では、次数の高いウエーブレツト係数を次数の低いゥヱープレット係数よりも先に送出する交通情報送出手段とを備えることを特徴とする交通

3 1 . 交通情報提供装置から速度情報の対象道路を表す道路区間参照データと前記速度情報としてスケーリング係数とウエーブレツト係数とを受信する交通情報受信手段と、

前記道路区間参照データを用いて前記速度情報の対象道路を特定する対象道路判定手段と、

前記スケーリング係数及ぴウエーブレツト係数に逆離散ゥヱーブレツト変換を 1回または複数回施し、得られた値を逆数に変換して前記速度情報を復元する交通情報復号化手段とを備えることを特徴とする交通情報利用装置。