(57)【要約】【課題】送信側が、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システムを提供する。【解決手段】送信側３０が、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、このデータの逆数にＤＷＴを施し、得られたスケーリング係数とウェーブレット係数とを提供する。受信側６０は、各係数にＩＤＷＴを施し、得られた値を逆数に変換して速度情報を復元する。送信側が、通信環境や受信状況を意識せずに速度情報を提供しても、受信側は、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でき、また、復元した速度情報は、ドライバーが体感する混雑度とも良く一致している。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ェーブレット変換を施し、前記速度情報の逆数をスケーリング係数とウェーブレッ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。
【請求項２】
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ェーブレッ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。
【請求項３】
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ット変換を施してスケーリング係数とウェーブレット係数とに変換し、前記スケーリング係数及びウェーブレッ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２に記載の交通情報提供方法。
【請求項４】
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３に記載の交通情報提供方法。
【請求項５】
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ッ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。
【請求項６】
絶対値が所定値以下の前記ウェーブレット係数を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５のいずれかに記載の交通情報提供方法。
【請求項７】
前記スケーリング係数を前記ウェ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ッ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６のいずれかに記載の交通情報提供方法。
【請求項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ウェーブレット変換を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ッ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ッ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、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。
【請求項９】
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ェーブレット変換を施してスケーリング係数とウェーブレット係数とに変換し、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ェーブレット係数に逆離散ウェーブレット変換を施し、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８に記載の交通情報提供システム。
【請求項１０】
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ェ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ッ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ェーブレット変換を施し、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８または請求項９に記載の交通情報提供システム。
【請求項１１】
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１０に記載の交通情報提供システム。
【請求項１２】
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ット係数を０値化して提供することを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれかに記載の交通情報提供システム。
【請求項１３】
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ット変換を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ッ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ット係数より先に送出し、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。
【請求項１４】
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ェーブレッ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びウェーブレッ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、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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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び装置に関し、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。
【０００２】
【従来の技術】
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ＶＩＣＳ（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多重放送やビーコンを通じて、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（下記特許文献１参照）。
現行のＶＩＣＳ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：≦１０ｋｍ／ｈ・高速道：≦２０ｋｍ／ｈ）、混雑（一般道：１０〜２０ｋｍ／ｈ・高速道：２０〜４０ｋｍ／ｈ）、閑散（一般道：≧２０ｋｍ／ｈ・高速道：≧４０ｋｍ／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、ＶＩＣＳリンク（ＶＩＣＳ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、
「ＶＩＣＳリンク番号＋状態（渋滞／混雑／閑散／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、
「ＶＩＣＳ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０ｘｆｆ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、
「ＶＩＣＳ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／低減傾向／変化なし／不明」の４状態を表す増減傾向フラグが、現在情報に付して表示される。
【０００３】
ＶＩＣＳ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ＶＩＣＳ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（下記特許文献２）。
【０００４】
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２６（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：５０〜５００ｍ）で等間隔に区切って標本化し、図２６（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２６（ｂ）では、標本化点の間の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。
このシステムでは、このように道路に沿って変化する状態量を、交通情報として受信側に伝える。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、状態量を量子化し、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、このデータを可変長符号化する。
【０００５】
あるいは、道路に沿って変化する交通情報の状態量（図２６（ｂ））を基準ノードからの距離の関数と見て、直交変換で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）から、（数２１）（フーリエ変換）によりフーリエ係数Ｃ（ｋ）を得ることができる。
Ｃ（ｋ）＝（１／ｎ）Σｆ（ｊ）・ω−ｊｋ    （ｋ＝０，１，２，‥，ｎ−１）
（Σ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）＝ΣＣ（ｋ）・ωｊｋ    （ｊ＝０，１，２，‥，ｎ−１）
（Σ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２６（ｂ））を、（数２１）を用いてｎ（＝２Ｎ）個の係数に変換し、この係数を量子化する。この量子化では、低周波の係数を１で除算し、高周波の係数ほど、大きい値で除算し、その商の小数点以下を四捨五入する。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２７（ｂ）に示している。この交通情報と、図２７（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、係数を復号化・逆量子化した後、（数２２）を用いて交通情報の状態量を再生する。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１９４１７号公報
【０００７】
【特許文献２】
ＷＯ  ０１／１８７６９  Ａ１
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
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。
（２）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。
【０００９】
例えば、１００ｋｍの区間のうち、９０ｋｍを１００ｋｍ／ｈで走行し、１０ｋｍを４ｋｍ／ｈ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２９．４ｋｍ／ｈ［＝１００÷３．４］となる。
一方、この区間の速度の値を単純に平滑化（平均化）すると、９０．４ｋｍ／ｈ［＝（１００×９０＋４×１０）÷（９０＋１０）］となる。この平均速度で１００ｋｍの区間を走行した場合の所要時間は、１．１１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。
【００１０】
本発明は、こうした課題に応えるものであり、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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
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速度情報の逆数に離散ウェーブレット変換を施し、速度情報の逆数をスケーリング係数とウェーブレッ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。離散ウェ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）を取っ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、ドライバーの体感する混雑度から外れない速度情報を再現できる。
【００１２】
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ウェーブレッ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ッ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、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、ドライバーが体感する混雑度とも良く一致している。
【００１３】
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ット変換を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ッ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ッ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、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。
【００１４】
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ッ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、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化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ップマッチングなどで特定し、その速度情報を逆離散ウェーブレット変換及び逆数変換を実施して復元する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
＜離散ウェーブレット変換＞
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ェーブレット変換（ＩＤＷＴ）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。ウェーブレット変換の一般式を図１に示している。
【００１６】
ウェーブレットとは、基本ウェーブレッ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Ψ（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、パラメータａ、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。
ウェーブレット変換には、連続ウェーブレット変換と離散ウェーブレット変換（ＤＷＴ）とが存在する。連続ウェ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＝２ｊｋ（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（ＩＤＷＴ）は（数６）のように表される。
【００１７】
このＤＷＴ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、ＩＤＷＴ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に間引かれて次の回路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（０）；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）をウェーブレット係数（またはハイパスフィルタ）と言う。
【００１８】
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＋１）  −  ［｛ｆ（２ｔ）＋ｆ（２ｔ＋２）｝／２］          （数８）
ステップ２：ｓ（ｔ）  ＝  ｆ（２ｔ）  ＋  ［｛ｗ（ｔ）＋ｗ（ｔ−１）＋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）及び（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の構成を図４（ａ）に示している。図中の「Ｒｏｕｎｄ」は、丸め処理を示している。
【００１９】
また、図２（ｂ）はＩＤＷＴのフィルタ回路を示している。ＩＤＷＴ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、ＩＤＷＴ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）とウェーブレット係数Ｗｋ（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）とウェーブレット係数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（１）とウェーブレット係数Ｗｋ（１）とが加算されてＳｋ（０）（≡ｆ（ｔ））が生成される。
【００２０】
次の（数１０）（数１１）は、本発明の実施形態で用いるＩＤＷＴの変換式を示している。
ステップ１：ｆ（２ｔ）  ＝  ｓ（ｔ）  ＋  ［｛ｗ（ｔ）＋ｗ（ｔ−１）＋２｝／４］          （数１０）
ステップ２：ｆ（２ｔ＋１）  ＝  ｗ（ｔ）  −  ［｛ｆ（２ｔ）＋ｆ（２ｔ＋２）｝／２］      （数１１）
第ｎ次の逆変換は、第（ｎ＋１）次のＩＤＷＴ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１１）のステップによる変換を行う。また、この変換を実現するＩＤＷＴ回路の各回路１９４、１９５、１９６の構成を図４（ｂ）に示している。
【００２１】
＜速度データの逆数化の意義＞
図５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６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化したものがスケーリング係数であり、ＤＷＴ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きる。
【００２２】
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−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。
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ってしまう。
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。
【００２３】
＜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７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（ＡＶＩ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。
【００２４】
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ッ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ッ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、速度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、速度情報の逆数化処理及びＤＷＴ処理、並びに、対象区間の形状ベクトルの符号化処理を行うＤＷＴ符号化処理部３４と、符号化された速度情報データ及び形状ベ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。
【００２５】
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、受信情報を復号化して速度情報及び形状ベ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ベクトルのマップマッチングを行い、速度情報の対象区間を決定するマップマッチング及び区間確定部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、ＧＰＳ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。
【００２６】
交通情報計測装置１０のセンサ処理部Ａ１１及びセンサ−処理部Ｂ１２は、道路上の各所に設置されたセンサの情報を収集し、センサ処理部Ｃ１３は、プローブカー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８には、プローブカー２３の計測地点を丸印で示し、また、図９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１０に示すように、速度を基準点からの距離に変換し、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。
【００２７】
図１１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１１）、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び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、この値の逆数を算出し、この逆数に対しＤＷＴを施してスケーリング係数及びウェ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。
【００２８】
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ェーブレット係数を量子化し、スケーリング係数及びウェーブレッ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びウェ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）。
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。
【００２９】
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の周辺の形状ベクトルを生成し、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）。
【００３０】
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１０ｍ）を利用してもよい。
・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２Ｎ個に設定する必要があるが、ＤＷＴを行う場合もデータ数は２Ｎ個、または、２Ｎの倍数個であること（即ち、ｋ×２Ｎ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×２Ｎ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×２Ｎ個になるまで挿入する）
【００３１】
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。
【００３２】
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２６）。
図１２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１３は、プローブカーが収集した速度情報（実線）か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２６３）。
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１０ｋｍ／ｈ単位で表現するか、１ｋｍ／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２６６）、一致していない場合（定義された速度情報分解能が１０ｋｍ／ｈ単位であり、速度データが１ｋｍ／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２６７）。
図１３は、原データを四捨五入（丸め処理）して１０ｋｍ／ｈ単位のサンプリングデータを得る場合を示している。
【００３３】
次に、交通情報変換部３３は、サンプリングデータ数がｋ×２Ｎ個か否かを識別し（ステップ２６８）、ｋ×２Ｎ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×２Ｎ個に設定する（ここでは、ｋ＝１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符号化処理部３４に送る（ステップ２７０）。
図１３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。
【００３４】
図１１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２７）。
図１４は、ＤＷＴの詳しい手順を示している。また、図１５は、実際の速度データにＤＷＴ及びＩＤＷＴを適用した例を示している。図１５では、図１５（ａ）に示すように、２４．１１ｍ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１５（ｂ）に示している。また、図１６には、この原データのグラフを実線で示している。
【００３５】
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１５（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１７には、この定数を乗算した逆数のグラフを実線で示している。
【００３６】
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１５では、中間値として１７００を設定し、図１５（ｃ）の値から１７００を減算している（図１５（ｄ））。
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２ｍ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２７２）。図１５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。
【００３７】
次いで、ｎ＝０に設定し（ステップ２７３）、サンプリングデータ数／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）及び（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２７５）。図１５の場合、ｎ＝０としたときの入力データ数は６４個であり、この６４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３２個の１次スケーリング係数と、３２個の１次ウェーブレット係数とが生成される。
【００３８】
得られたスケーリング係数をデータの前方に、ウェーブレット係数をデータの後方に格納する（ステップ２７６）。図１５に示すように、６４個のデータを縦に配列する場合では、上位３２個のデータが１次スケーリング係数、下位３２個のデータが１次ウェ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。図１５の場合、２次のＤＷＴでは、３２個の１次（ｎ＝１）のスケー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、１６個の２次スケーリング係数と、１６個の２次ウェーブレッ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、ウェーブレット係数がその後方に格納される。
【００３９】
ステップ２７４〜ステップ２７６の処理は、ｎ＝Ｎに達するまで繰り返される（ステップ２７７）。図１５の場合、Ｎ＝６に設定すると、３次のＤＷＴでは、１６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ＤＷＴ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が生成され、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。
【００４０】
図１５（ｅ）は、６次までのＤＣＴ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次ウェーブレット係数、２個の５次ウェーブレット係数、４個の４次ウェーブレット係数、８個の３次ウェーブレット係数、１６個の２次ウェーブレット係数及び３２個の１次ウェーブレット係数が並んでいる。
【００４１】
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２７８）。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２７９）。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び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っても良い。
【００４２】
図１５では、図１５（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び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１５（ｆ）の整数値を得ている。ステップ２７０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４０ｋｍ／ｈに設定されている道路では、  ４０ｋｍ／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８０ｋｍ／ｈ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。
【００４３】
図１１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、符号化されたデータを送信データに変換し（ステップ３２）、符号表とともにデータ送信する（ステップ３３）。
【００４４】
図１８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１８（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１８（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×２Ｎ個の場合、Ｎ次スケーリング係数はｋ個となる）。
図１８（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１８（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１８（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１８（ｃ））をＤＷＴの次数が高い順に送信する。
【００４５】
一方、受信側装置６０は、図１１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化（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４５）。図１５（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。
【００４６】
復号化処理部６２は、逆量子化で得られたデータにＩＤＷＴを実施する（ステップ４６）。
図１９は、ＩＤＷＴ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４６１）、ｎをＮ−１に設定し（ステップ４６２）、データ数／２ｎ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ウェーブレット係数として、（数１０）及び（数１１）によってデータを再構成する（ステップ４６４）。
【００４７】
図１５の場合、Ｎ＝６であるため、入力データ数は、６４／２５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次ウェーブレット係数とから、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）。図１５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次ウェーブレット係数とから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次ウェーブレット係数とから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１６個の２次スケーリング係数を生成し、この１６個の２次スケーリング係数と、受信した１６個の２次ウェーブレット係数とから３２個の１次スケーリング係数を生成し、この３２個の１次スケーリング係数と、受信した３２個の１次ウェーブレット係数とから６４個のデータを復元する。図１５（ｈ）は、６回のＩＤＷＴを繰り返して復元された速度データを示している。
【００４８】
ｎ＝０となり、ＩＤＷＴ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）。図１５（ｉ）は、逆シフトを終えた復元データを示している。また、図１７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ＩＤＷＴ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）。
【００４９】
受信側装置６０は、制限時間を超えたために、図１５（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１／２６＝１／６４のデータが復元できる。
それに加えて６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ＩＤＷＴ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ＩＤＷＴ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１／２４＝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ＩＤＷＴ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ＩＤＷＴ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、受信済みデータと組み合わせてＩＤＷＴ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ＩＤＷＴ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ット係数、次数の低いウェーブレット係数の順にデータを送信する。
【００５０】
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４７）。図１５（ｊ）は、復元した速度データを示している。図１６には、この復元した速度データのグラフを「ウェーブレット変換（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１６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「ウェーブレット変換（３）速度」と表示して一点鎖線で示している。
【００５１】
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４８）。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４９、５０）。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５１）。
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。
【００５２】
図５及び図６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１６と図５及び図６とを比較して明らかなように、速度情報の逆数を取ってＤＷＴを施した場合（図１６）は、逆数への変換を行わない場合（図５及び図６）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。この傾向は、図１６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。
【００５３】
また、図２０は、原データの逆数に乗算する定数を、図１６の場合の５０分の１（即ち、１００）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って、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１００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。
【００５４】
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ー圧縮（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ット係数→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。
【００５５】
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２１（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。
【００５６】
また、図２１（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Ｐ１・Ｐ２・Ｐ３・Ｐ４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、Ｐ１＝リンク中点、Ｐ２＝交差点部、Ｐ３＝リンク中点、Ｐ４＝リンク中点である。この場合、受信側は、図２１（ｃ）に示すように、まず、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４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。
【００５７】
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。
【００５８】
（第２の実施形態）
本発明の第２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イズでしかない。
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。
【００５９】
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ェーブレット係数とを生成し、これらのデータを受信側に送信する際に、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ット展開係数の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。
【００６０】
図２２は、このノイズ除去の手順を含めた速度情報のＤＷＴ圧縮のフローチャートを示している。図１４のステップ２７０からステップ２７９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びウェ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（ステップ２８０）。
ステップ２８０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２３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。
【００６１】
図２４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ット係数を除去（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べて０値化することにより、図１１のステップ２９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、絶対値の小さいウェーブレット展開係数を０値化することにより、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。
【００６２】
（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、プロー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。本発明の第３の実施形態では、このシステムについて説明する。
【００６３】
このシステムは、図２５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、ＧＰＳ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判定する自車位置判定部９３と、自車の走行軌跡やセンサＡ１０６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ット係数とに変換し、このスケーリング係数及びウェ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ＤＷＴ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。
【００６４】
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びウェーブレット係数にＩＤＷＴ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ーブカーに送信する符号表送信部８４とを備えている。
【００６５】
プローブカー車載機９０の自車位置判定部９３は、ＧＰＳ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）か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ット係数とに変換し、走行軌跡データや変換したスケーリング係数及びウェーブレット係数を、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→次数の高いウェーブレット係数→次数の低いウェーブレット係数の順に送信する。
【００６６】
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が、符号化されている走行軌跡データ及び速度情報を、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びウェーブレット係数にＩＤＷＴ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ロー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。
【００６７】
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。ビットプレーン分解は、データを二進数で表し、全てのデータのＭＳＢ、２ビット目、３ビット目、ＬＳＢ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。
【００６８】
【発明の効果】
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、ドライバ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。
【００６９】
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、ノイズを削減した速度情報を提供することができる。
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】ウェーブレット変換の一般式を示す図
【図２】ＤＷＴを実現するフィルタ回路を示す図
【図３】ＤＷＴでの信号の分離（ａ）と、ＩＤＷＴでの信号の再構成（ｂ）とを示す図
【図４】本発明の第１の実施形態におけるＤＷＴ及びＩＤＷＴを実現するフィルタ回路を示す図
【図５】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６】高次ＤＷＴで生成されるスケーリング係数を示す図
【図７】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構成を示すブロック図
【図８】プローブカーの計測地点を示す図
【図９】プローブカーの計測データを示す図
【図１０】距離の関数で表した速度を示す図
【図１１】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１２】本発明の第１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１３】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１４】本発明の第１の実施形態における速度情報のＤＷＴ手順を示すフロー図
【図１５】本発明の第１の実施形態におけるＤＷＴ及びＩＤＷＴを適用した具体例を示す図
【図１６】本発明の第１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１７】本発明の第１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１８】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１９】本発明の第１の実施形態における速度情報のＩＤＷＴ手順を示すフロー図
【図２０】本発明の第１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２１】道路区間参照データの説明図
【図２２】本発明の第２の実施形態におけるＤＷＴ手順を示すフロー図
【図２３】本発明の第２の実施形態における交通情報提供方法で除去するノイズを説明する図
【図２４】本発明の第２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２５】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２６】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２７】提供される交通情報のデータ構造を示す図
【符号の説明】
１０  交通情報計測装置
１１  センサ処理部Ａ
１２  センサ処理部Ｂ
１３  センサ処理部Ｃ
１４  交通情報算出部
２１  センサＡ（超音波車両センサ）
２２  センサＢ（ＡＶＩセンサ）
２３  センサ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  ＧＰＳ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  プローブカー車載機
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  ＧＰＳアンテナ
１０２  ジャイロ
１０６  センサＡ
１８１  低域通過フィルタ
１８２  高域通過フィルタ
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  フィルタ回路
１９２  フィルタ回路
１９３  フィルタ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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