(57)【要約】  【課題】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。  【解決手段】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。  【選択図】図５
2004245821.tif 000002
【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】
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４】
固定時間ピッチで標本化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。
【請求項６】
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及びウェ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。
【請求項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ッ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。
【請求項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ット係数の一部のビットプレーンを暗号化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。
【請求項１０】
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ット変換を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。
【請求項１１】
固定時間ピッチで標本化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ット変換を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。
【請求項１２】
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て前記交通情報を復元することを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の交通情報提供システム。
【請求項１３】
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ッ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ェーブレッ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１２に記載の交通情報提供システム。
【請求項１４】
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ッ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ッ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、前記スケーリング係数またはウェーブレッ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１０または請求項１１に記載の交通情報提供システム。
【請求項１５】
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ッ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ッ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ット係数を復号化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１０または請求項１１に記載の交通情報提供システム。
【請求項１６】
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１７】
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て前記交通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】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【０００４】
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２参照）。
【０００５】
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４１（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４１（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４１（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、標本化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、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。
【０００６】
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４１（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。
【特許文献１】特開２００１−１９４１７０号公報
【特許文献２】ＷＯ ０１／１８７６９ Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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か得られない道路では、交通情報状態量の収集は粗いものになる。
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。
しかし、ＤＣＴやＦＦＴ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。
【０００８】
（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。
しかし、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。
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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ッ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ェ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、交通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ため、原データを超えて近似するオーバーシュートや、原データ以下に近似するアンダーシュートは発生しない。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。
【００１１】
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ット変換を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い情報や詳細な情報を復元することが可能である。
【００１２】
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、この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、近似的な交通情報を復元できる。
【００１３】
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。
【発明の効果】
【００１４】
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やア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。
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（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ウェーブレット（Wavelet）変換（ＤＷＴ）を用いて、道路に沿って変化する状態量（図４１（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２×２フィルタ（２つの入力から１つのウェーブレット係数を生成し、２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）を用いた例について説明する。２×２フィルタでは、サンプリングデータを１／２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。
【００１６】
ウェーブレット変換の一般式を図１に示している。
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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（２×２フィルタ）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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【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（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。
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。
【００２４】
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、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、符号化された交通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から提供された情報を受信する情報受信部61と、受信情報を復号化して交通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、交通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、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６には、プローブカー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、図９に示すように、道路区間の渋滞ランクや、図１０に示すように、各地点間の旅行時間を求める。図１１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１２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及び符号表作成部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１３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。
【００２７】
図１４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、これに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）。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。
・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１０ｍ）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、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、２×２フィルタを用いるＤＷＴの場合もデータ数は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）
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／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。
【００３１】
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、及び、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１７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。
【００３２】
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１０ｋｍ単位で表現するか、１ｋｍ単位で表現するか）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１０ｋｍ単位であり、データが１ｋｍ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）。
【００３３】
図１６は、原データを四捨五入して１０ｋｍ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×２N個か否かを識別し（ステップ２６９）、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）。
【００３４】
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−２０、地点２のデータを２０、地点３のデータを０、‥にそれぞれレベルシフトする。
【００３５】
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ｍ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）及び（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ェ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。
【００３６】
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）。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。
【００３７】
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。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。
【００３８】
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及びウエ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、ウエーブレット係数を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。
【００３９】
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）。
【００４０】
図２１は、６４（＝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２１（ｂ））は、図２１（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び第１次ウエーブレット係数を図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を行って、第２次スケーリング係数と第２次ウエーブレッ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。
【００４１】
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×２N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、ウェ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。
【００４２】
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、交通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）を行い（ステップ４５）、その後、ＩＤＷＴを実施する（ステップ４６）。
【００４３】
図２３は、ＩＤＷＴ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）。
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、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）。
【００４４】
また、制限時間が過ぎたときは、ｎ＞０であってもＩＤＷＴ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）。
【００４５】
図２４は、図２１の送信データ（図２１（ｇ））に対して６回のＩＤＷＴ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、３３８、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った場合に、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次ウエーブレット係数、５次ウエーブレット係数、４次ウエーブレット係数、３次ウエーブレット係数、２次ウエーブレット係数、１次ウエーブレット係数の順に送信される。
【００４６】
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。
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ＩＤＷＴを行うことにより、原データの距離解像度の１／２5＝１／３２のデータが復元できる。
５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、原データの距離解像度の１／２4＝１／１６のデータが復元できる。
４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、原データの距離解像度の１／２3＝１／８のデータ、即ち、図２０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、原データの距離解像度の１／２2＝１／４のデータ、即ち、図２０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、原データの距離解像度の１／２のデータ、即ち、図１９の点線で示すようなデータが復元できる。
１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、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、復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５１）。
【００４７】
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→次数の低いウェ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。
【００４８】
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２７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。一方、図２８は、原データをＤＣＴ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２７と同様に、速度及び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、ＤＣＴで圧縮した場合は、オーバーシュートやアンダーシュ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。
【００４９】
＜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ー（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、ウェーブレッ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 ｋ×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。
【００５０】
なお、ここではＤＷＴの２×２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、５×３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９×７フィルタ（９つの入力から１つのウェーブレット係数を生成し、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。
【００５１】
＜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。
【００５２】
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２９（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。
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。
【００５３】
（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。
【００５４】
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＝０-1１１
と表されるため、通常は「１０１０  ０００１  ００１１  ０-1１１」という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、ＬＳＢと言う順序で「１０００  ０００-1  １０１１  ０１１１」と言う数列を送信する。
【００５５】
受信側は、「１０００」を受信した時点で、
１０００＝８
００００＝０
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
００００＝０
０-1００＝−４
が送られて来たものと識別し、「１０１１」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「０１１１」を受信した時点で、
１０１０＝１０
０００１＝１
００１１＝３
０-1１１＝−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。
【００５６】
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値化したデータの算術符号化を実施した後（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。
【００５７】
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化することにより、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化することにより、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。
【００５８】
図３２は、ＤＷＴ及び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、暗号化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次ウエーブレット係数、（Ｎ−１）次ウェーブレッ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。しかし、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次ウェ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次ウエーブレット係数を復号化し、この２次ウェーブレット係数を加えて交通情報を再現することができる。しかし、違法コピーでは、暗号化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。
【００５９】
（３）また、提供センターは、提供情報の差別化を図るため交通情報の１次ウェ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特別会員は、暗号化されている１次ウェーブレット係数を復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。
【００６０】
（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。
【００６１】
このシステムは、図３３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Ｂ107、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、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。
【００６２】
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びウェーブレット係数にＩＤＷＴ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。
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やセンサＢ107で検知されたエンジン負荷、センサＣ108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。
【００６３】
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）か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、プローブカー車載機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ット係数の順に送信する。
【００６４】
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計測情報を、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。
【００６５】
（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ーブ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、プローブカー車載機が計測情報を固定時間ピッチで計測し、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。
【００６６】
図３９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。
【００６７】
図３４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４０）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。
【００６８】
図３５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２６１０〜ステップ２６９に関しては、基本的に図１５のステップ２６１〜ステップ２７０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２６１０）、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２６２０）、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２６３０）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２７１０〜ステップ２７９に関しては、基本的に図１８のステップ２７１〜２７９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２７１０）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６０〜ステップ６５の手順に関しては、図３１に示したものと同じである。
【００６９】
図３６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ＩＤＷＴの手順を示している。このステップ４６１〜ステップ４６８の手順は、基本的に図２３の手順と同じであり、ただ、ＩＤＷＴ処理の制限時間が過ぎたときに、ＩＤＷＴ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２n倍に設定する（ステップ４６７０）点だけが違っている。
図３７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（原データ）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グラフである。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１／１６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１／６４のデータ（６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ている。このグラフを見る限り、情報量を１／４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３７の横軸と縦軸との関係を交換し、図３８のように表すこともできる。
【００７０】
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。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【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】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６】プローブカーの計測地点を示す図
【図７】プローブカーの計測データを示す図
【図８】距離の関数で表した速度を示す図
【図９】センサ情報から生成した渋滞ランクを示す図
【図１０】センサ情報から生成した旅行時間情報を示す図
【図１１】渋滞ランクを表示した地図を示す図
【図１２】距離の関数で表した渋滞ランクを示す図
【図１３】距離の関数で表した旅行時間を示す図
【図１４】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１５】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１６】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】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】本発明の第１の実施形態における交通情報のＤＷＴ手順を示すフロー図
【図１９】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】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】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】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】本発明の第１の実施形態における交通情報のＩＤＷＴ手順を示すフロー図
【図２４】本発明の第１の実施形態におけるＩＤＷＴによるデータ復元過程を示す図
【図２５】本発明の第１の実施形態におけるＤＷＴ／ＩＤＷＴによる原データと復元データとを示す図
【図２６】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】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】ＤＣＴでの復元データを説明する図
【図２９】道路区間参照データの説明図
【図３０】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】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】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３３】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３４】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３５】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３６】本発明の第４の実施形態における交通情報のＩＤＷＴ手順を示すフロー図
【図３７】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３８】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３９】時空間における軌跡情報を説明する図
【図４０】空間平面上に表示した軌跡情報を示す図
【図４１】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４２】提供される交通情報のデータ構造を示す図
【符号の説明】
【００７３】
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（ＡＶＩ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  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
107  センサＢ
108  センサＣ
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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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
2004245821.tif 000038
【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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