(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して、例示的に詳しく説明記載する。ただし、以下の実施の形態に記載されている、構成、数値、処理の流れ、機能要素などは一例に過ぎず、その変形や変更は自由であって、本発明の技術範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。
【0015】
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態としての情報処理装置100について、
図1を用いて説明する。情報処理装置100は、端末から受信した圧縮データから復号されたデータの統計情報に基づいて第2圧縮符号化情報を決定する装置である。
図1に示すように、情報処理装置100は、圧縮データ受信部101と圧縮符号化情報生成部102と送信部103とを含む。圧縮データ受信部101は、端末が取得したデータを第1圧縮符号化情報に基づいて圧縮符号化した圧縮データを端末から受信する。圧縮符号化情報生成部は、受信した圧縮データから復号されたデータの統計情報に基づいて第2圧縮符号化情報を生成する。送信部103は、圧縮符号化情報生成部102で生成した第2圧縮符号化情報を端末に送信する。本実施形態によれば、圧縮データから復号されたデータの統計情報に基づいて第2圧縮符号化情報を生成できるので、端末からサーバへ送信する送信データの圧縮符号化を動的に適正化することができる。
【0016】
[第2実施形態]
次に本発明の第2実施形態に係る情報処理装置200について、
図2を用いて説明する。
図2は、本実施形態に係る情報処理装置200を含むネットワークシステムの適用例を説明するための図である。情報処理装置200は、ネットワーク220を介してセンサ端末240と接続されている。
【0017】
センサ端末240は、数値データを計測する計測デバイスと計測したデータをネットワーク240を介して情報処理装置200へ送信するネットワークインターフェースを備えている。センサ端末240は、収集したセンサデータをネットワーク220を介して情報処理装置200へ送信する際に、センサデータを圧縮して送信する。そして、情報処理装置200は、センサ端末240がセンサデータを圧縮する際に用いる圧縮パラメータを適宜更新してセンサ端末240へ送信する。
【0018】
図3は、本実施形態に係る情報処理装置200の動作の概略を示すシーケンス図である。センサ端末240は、ステップS310において、センサ端末240で収集したセンサデータを圧縮して情報処理装置200へ送信する。情報処理装置200は、ステップS301において、圧縮センサデータを受信し、受信した圧縮センサデータの符号長や復号したセンサデータをデータベース210に保存する。
【0019】
情報処理装置200は、ステップS303において、データ保存手段であるデータベース210から新たな圧縮パラメータ生成用のセンサデータを読み出して、そのセンサデータの統計情報を分析する。この統計情報に基づいて新たな圧縮パラメータを決定し、新たな圧縮パラメータをセンサ端末240に送信する。センサ端末240は、ステップS312において、新たな圧縮パラメータに基づいてセンサデータを圧縮する。センサ端末240は、ステップS314において、新たな圧縮パラメータに基づいて圧縮したセンサデータを情報処理装置200へ送信する。
【0020】
なお、ここでは情報処理装置200がセンサ端末240がどのような圧縮方式で圧縮を行なっているかを把握している場合について説明した。しかし、情報処理装置200がセンサ端末240の圧縮符号化方式を把握していない場合には、ステップS307において、情報処理装置200は、センサ端末240に対して圧縮符号化方式の問い合わせを行なう。そして、ステップS309において、センサ端末240は圧縮符号化方式を情報処理装置200に返答する。情報処理装置200は、センサ端末240の圧縮符号化方式に適した圧縮パラメータを生成する。
【0021】
図4は、本実施形態に係る情報処理装置200の構成を示すブロック図である。情報処理装置200は、圧縮データ復号部401とデータベース登録部403とセンサデータ読み出し保存部405と圧縮パラメータ生成部407とセンサデータ圧縮部409とデータ圧縮性能比較判定部411と圧縮パラメータ更新部413とを有する。
【0022】
圧縮データ復号部401は、センサ端末240から送信されてくる圧縮されたセンサデータである圧縮センサデータ421を受信する。圧縮データ復号部401は、受信した圧縮センサデータ421を復号して、センサデータ423を得る。ここで、センサ端末240は、情報処理装置200から送信された圧縮パラメータ422を用いてセンサデータ423を圧縮する。したがって、情報処理装置200は、センサ端末240に送信した圧縮パラメータ422を用いることにより圧縮センサデータ421を正しく復号することができる。
【0023】
そして、圧縮データ復号部401は、復号したセンサデータ423をセンサデータ分析処理部へ供給する。これにより、情報処理装置200は、センサネットワークシステムで通常行なわれるセンサデータ423の分析処理を実行する。
【0024】
データベース登録部403は、センサデータ423およびセンサデータ423を復号する前の圧縮センサデータ421の符号長を関連付けた関連付けデータ424を生成してセンサデータDB(センサデータデータベース)415に登録する。
【0025】
センサデータ読み出し保存部405は、センサデータDB415に保存されているセンサデータ423のうち、新たな圧縮パラメータを生成するために有用となる時間分のセンサデータ425を選択して読み出す。時間分は、全データのうち、ある程度出現確率が高いデータを把握できる程度であればよい。また、全データの出現確率が把握できる程度の時間であってもよい。センサデータ読み出し保存部405は、読み出したセンサデータ425を圧縮パラメータ生成部407に供給する。
【0026】
圧縮パラメータ生成部407は、センサデータ読み出し保存部405から供給される、圧縮パラメータ422生成用のセンサデータ426の統計情報を分析する。そして、現在用いている圧縮パラメータ422よりも高い圧縮効率を達成する新たな圧縮パラメータ427を生成する。圧縮パラメータ生成部407は、生成した新たな圧縮パラメータ427をセンサデータ圧縮部409へ供給する。
【0027】
センサデータ圧縮部409は、センサデータDB415から、所定量のセンサデータの関連付けデータ424を読み出す。そして、センサデータ圧縮部409は、圧縮パラメータ生成部407で生成した新たな圧縮パラメータ427を用いて、読み出したセンサデータを圧縮する。センサデータの圧縮は、1つのセンサデータまたは所定の期間内に受信した複数のセンサデータに対して行なってもよい。
【0028】
センサデータ圧縮部409は、新たな圧縮パラメータ427に基づいて圧縮されたセンサデータの符号長428と関連付けデータ424に含まれる現行の圧縮パラメータで圧縮されたセンサデータの符号長429とをデータ圧縮性能比較判定部411に供給する。センサデータ圧縮部409は、新たな圧縮パラメータ427の圧縮性能を検証する一定量の関連付けデータ424を選択してセンサデータDB415から読み出す。センサデータ圧縮部409は、センサデータDB415から読み出すセンサデータの種別、変動条件などを加味して性能検証対象を決定する。
【0029】
データ圧縮性能比較判定部411は、センサデータ圧縮部409から供給される新たな圧縮パラメータ427で圧縮されたセンサデータの符号長428と現行(または過去)の圧縮パラメータ422で圧縮されたセンサデータの符号長429とに基づいて圧縮性能を比較する。比較は、符号長428の総和と符号長429の総和とに基づいて行なわれる。具体的には、(符号長429の総和)−(符号長428の総和)>=閾値、に基づいて行なわれる。この関係を満足する場合には、圧縮の改善効果有りと判定する。なお、圧縮の改善効果の有無を判定せずに、新たな圧縮パラメータ427で現行の圧縮パラメータ422を更新してセンサ端末240に送信してもよい。
【0030】
ここで、閾値は、新たな圧縮パラメータ427に更新する(切り替える)ための通信コストやセンサ端末240での置換演算コスト等の条件を適切に判断して、コストに見合う利得が得られているか否かで決定する。期待した圧縮の改善効果が得られない場合には、圧縮パラメータ生成部407に戻り、再び圧縮パラメータ427を生成する操作を繰り返す。この操作は所定の回数を経たら終了する。
【0031】
圧縮パラメータ更新部413は、データ圧縮性能比較判定部411での判定結果が圧縮効果有りであれば、圧縮パラメータ422を新たな圧縮パラメータ427に更新する。圧縮パラメータ更新部413は、新たな圧縮パラメータ427をセンサ端末240と圧縮データ復号部401とへ送信する。
【0032】
図5は、本実施形態に係るセンサ端末240の構成を示すブロック図である。センサ端末240は、センシングデータ取得部501とセンシングデータ圧縮部503とセンサ圧縮情報送信部505と圧縮パラメータ受信部507とを備える。センシングデータ取得部501は、センサ端末240に取り付けられた測定機器などのセンシングデバイスにより測定されたセンシングデータ521を取得する。センシングデータ取得部501は、取得したセンシングデータ521をセンシングデータ圧縮部503へ供給する。
【0033】
圧縮パラメータ受信部507は、情報処理装置200から送信された圧縮パラメータ427を受信して、センシングデータ圧縮部503へ供給する。センシングデータ圧縮部503は、圧縮パラメータを更新して圧縮パラメータ427をセンシングデータ圧縮部503へ供給する。
【0034】
センシングデータ圧縮部503は、圧縮パラメータ427を用いてセンシングデータ521を圧縮符号化し、圧縮されたセンシングデータである圧縮センシングデータ523をセンサ圧縮情報送信部505へ送る。センサ圧縮情報送信部505は、圧縮センシングデータ523を圧縮センサデータ421として情報処理装置200へ送信する。
【0035】
本実施形態によれば、高機能な情報処理装置200側で圧縮パラメータ427を生成して、センサ端末240へ送信するので、センサ端末240の処理負荷を増大させず、またリソースの消耗を最小化することができる。よって低機能なセンサ端末240が接続されたシステムに対しても適用可能である。また、時々刻々変化するセンサデータに対して、圧縮パラメータ427を適応的に更新可能なので、圧縮効率の低下を防止することができる。
【0036】
[第3実施形態]
次に本発明の第3実施形態に係る情報処理装置300について、
図6A〜
図10Bを用いて説明する。本実施形態に係る情報処理装置300は、上記第2実施形態と比べると、圧縮パラメータ生成部607およびセンサデータ圧縮部609の構成が異なる。その他の構成および動作は、第2実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【0037】
図6Aは、本実施形態に係る情報処理装置300の圧縮パラメータ生成部607の構成を説明するための図である。圧縮パラメータ生成部607は、センサデータ発生頻度解析部611とハフマン符号生成部612とを備える。センサデータ発生頻度解析部611は、センサデータ読み出し保存部405から供給されるセンサデータ426の発生頻度を統計情報として解析する。
【0038】
センサデータ発生頻度解析部611は、解析した結果得られたセンサデータ426の発生頻度情報621をハフマン符号生成部612に送信する。ハフマン符号生成部612は、発生頻度情報621に基づいて、可変長符号化を行なうためのハフマン符号を生成する。そして、このハフマン符号を更新のための新たな圧縮パラメータ427として出力する。
【0039】
図6Bは、本実施形態に係る情報処理装置300のセンサデータ圧縮部609の構成を説明するための図である。センサデータ圧縮部609は、圧縮パラメータ取得部621と可変長符号テーブル展開部613とセンサデータ取得部615とセンサデータ分離部617と可変長符号化部619とを備える。
【0040】
圧縮パラメータ取得部621は、圧縮パラメータ生成部607で生成された新たな圧縮パラメータ427を受信する。圧縮パラメータ取得部621は、受信した新たな圧縮パラメータ427を可変長符号テーブル613に供給する。可変長符号テーブル展開部613は、受信した圧縮パラメータ427から可変長符号テーブルを展開して保存する。保存した可変長符号テーブルに基づいて可変長コード621を生成して、可変長符号化部619に供給する。
【0041】
センサデータ受信部615は、センサデータDB415から一定量のセンサデータの関連付けデータ424を受信する。受信した関連付けデータ622をセンサデータ分離部617に供給する。
【0042】
センサデータ分離部617は、関連付けデータ622から、センサデータ623とこのセンサデータ623を圧縮した際の符号長429とに分離する。そして、センサデータ623は可変長符号化部619へ供給され、符号長429はデータ圧縮性能比較判定部411へ供給される。
【0043】
可変長符号化部619は、可変長符号テーブル展開部613から供給された可変長コード621に基づいてセンサデータ623に可変長符号化処理を施す。そして、この可変長符号化処理後のセンサデータ623の符号長428をデータ圧縮性能比較判定部411へ供給する。
【0044】
図7は、本実施形態に係るセンサ端末740の構成を示すブロック図である。センサ端末740は、圧縮パラメータ427を圧縮符号化情報受信手段である圧縮パラメータ受信部507で受信する。情報処理装置300から送信された圧縮パラメータ427に基づいてセンサデータを圧縮して、情報処理装置300へ送信する。
【0045】
センサ端末740は、センシングデータ取得部501とセンシングデータ圧縮部703とセンサ圧縮情報送信部505と圧縮パラメータ受信部507とを備える。さらに、センシングデータ圧縮部703は、可変長符号テーブル展開部731と可変長符号化部732とを有する。可変長符号テーブル713は、圧縮パラメータ427に基づいて可変長符号テーブルを展開する。
【0046】
可変長符号化部732は、可変長符号テーブルに基づいてセンシングデータ521に可変長符号化を施し圧縮する。可変長符号化部732は、得られた可変長符号化されたセンシングデータ523をセンサ圧縮情報送信部505へ送信する。
【0047】
図8Aは、本実施形態に係る情報処理装置300のハードウェア構成を示すブロック図である。情報処理装置300は、CPU(Central Processing Unit)801、ROM(Read Only Memory)802およびRAM(Random Access Memory)803を備えている。さらに、情報処理装置300は、ストレージ804と通信制御部805とを備えている。
【0048】
CPU801は、演算処理用のプロセッサであり、プログラムを実行することにより情報処理装置300の各機能構成部を実現する。なお、CPU801は1つに限定されず、複数であってもよく、また、画像処理用のGPU(Graphics Processing Unit)を含んでもよい。ROM802は、リードオンリメモリであり、ファームウェアなどのプログラムを記憶する。通信制御部805は、例えば、情報処理装置300とセンサ端末240などとの間の通信を制御する。
【0049】
RAM803は、CPU801が一時記憶用のワークエリアとして使用するランダムアクセスメモリである。RAM803には、本実施形態の実現に必要なデータを記憶する領域がある。このようなデータとして、RAM803は、受信した圧縮センサデータ421、圧縮パラメータ422、登録データ423、圧縮パラメータ生成テーブル831、読み出しセンサデータ424および読み出し符号長429を一時的に記憶する。
【0050】
登録データ423には、復号センサデータと受信データの符号長とが含まれている。さらに、RAM803は、可変長符号テーブル832、更新パラメータ符号長428、圧縮性能比較フラグ833および閾値決定テーブル834を一時的に記憶する。
【0051】
情報処理装置200は、受信した圧縮センサデータ421を圧縮パラメータ422に基づいて復号する。復号されたセンサデータは、データベース登録部403へ供給され、登録データ423として、復号センサデータと受信データ(圧縮センサデータ)の符号長とを関連付けてセンサデータDB415に登録される。圧縮パラメータ生成部407は、圧縮パラメータ生成テーブル831に基づいて新たな圧縮パラメータ427を生成する。センサデータ圧縮部409は、新たな圧縮パラメータ427に基づいて可変長符号テーブル832を生成し、この可変長符号テーブル832に基づいて読み出しセンサデータ424を圧縮する。
【0052】
センサデータ圧縮部409は、新たな圧縮パラメータ427に基づいて圧縮された読み出しセンサデータ424の符号長428をデータ圧縮性能比較判定部411に供給する。データ圧縮性能比較判定部411は、符号長428と読み出し符号長429とを比較することにより新たな圧縮パラメータ427による圧縮性能を判定する。圧縮改善効果が所定の閾値を超えた場合には、圧縮性能比較フラグ833が立ち、圧縮パラメータ422を新たな圧縮パラメータ427に更新する。所定の閾値は、閾値決定テーブル834に基づいて決定される。
【0053】
ストレージ804は、本実施形態の実現に必要なプログラムやデータベースなどを記憶する記憶デバイスである。ストレージ804は、センサデータDB415とセンサ端末DB841と圧縮パラメータ設定プログラム842とセンサデータ管理モジュール843と圧縮パラメータ生成モジュール844と圧縮パラメータ更新決定モジュール845とを格納する。センサデータDB415は、センサデータID(識別子:identifier)と復号データと復号前のセンサデータの符号長とを関連付けて保存する。
【0054】
センサ端末DB841は、センサ端末240のIDとそのセンサ端末240で採用している圧縮方式を関連付けて保存している。圧縮パラメータ設定プログラム842は、現行の圧縮パラメータ422を設定するプログラムである。センサデータ管理モジュール843は、センサ端末240から送信されるセンサデータを管理するモジュールである。
【0055】
圧縮パラメータ生成モジュール844は、新たな圧縮パラメータ427を生成するためのモジュールである。圧縮パラメータ更新決定モジュール845は、新たな圧縮パラメータ427に基づく圧縮の改善効果が所定の閾値を超えるか否か判定し、超えると判定した場合には現行の圧縮パラメータ422の更新を決定するモジュールである。
【0056】
図8Bは、本実施形態に係る情報処理装置300の圧縮パラメータ生成テーブル831および閾値決定テーブル834の構成を示す図である。圧縮パラメータ生成テーブル831は、センサデータ列425と発生頻度解析情報852とハフマン符号(更新用圧縮パラメータ)427とを項目として備えている。また、閾値決定テーブル834は、通信コスト861、パラメータ置換・演算コスト862、利得863および閾値864を項目として備えている。
【0057】
図9は、本実施形態に係る情報処理装置300の処理手順を示すフローチャートである。ステップS901において、センサデータ読み出し保存部405は、新たな圧縮パラメータ427を生成するために用いるセンサデータ425をセンサデータDB415から読み出す。
【0058】
ステップS903において、圧縮パラメータ生成部407は、読み出したセンサデータに基づいて新たな圧縮パラメータ427を生成する。ステップS905において、センサデータ圧縮部409は、新たな圧縮パラメータ427を用いてセンサデータを圧縮する。
【0059】
ステップS907において、データ圧縮性能比較判定部411は、新たな圧縮パラメータ427で圧縮したセンサデータの符号長とセンサデータDB415に保存されている現在の圧縮パラメータ422で圧縮したセンサデータの符号長とを比較する。ステップS909において、データ圧縮性能比較判定部411は、圧縮効果有りと判定した場合には、ステップS911において、新たな圧縮パラメータ427をセンサ端末240に送信する。圧縮効果無しと判定した場合には、ステップS903に戻って新たな圧縮パラメータ427を再度生成し、以降のステップを所定の回数を経るまで繰り返す。
【0060】
図10Aは、本実施形態に係る圧縮パラメータ生成部607の処理手順を示すフローチャートである。ステップS1001において、センサデータ発生頻度解析部611は、センサデータ読み出し保存部405から供給されるセンサデータ426の統計情報として発生頻度を解析する。ステップS1003において、ハフマン符号生成部612は、ステップS1001で解析した発生頻度に基づいてハフマン符号を生成する。ステップS1005において、生成したハフマン符号を新たな圧縮パラメータ427として出力する。
【0061】
図10Bは、本実施形態に係るセンサデータ圧縮部609の処理手順を示すフローチャートである。ステップS1011において、圧縮パラメータ受信部711は、圧縮パラメータ生成部607で生成された新たな圧縮パラメータ427を受信する。
【0062】
ステップS1013において、可変長符号テーブル展開部713は、受信した圧縮パラメータ427に基づいて可変長符号テーブルを展開して保存する。展開した可変長符号テーブルに基づいて可変長コード721を生成して、可変長符号化部719に送信する。
【0063】
ステップS1015において、センサデータ受信部715は、一定量のセンサデータの関連付けデータ424受信する。ステップS1017において、センサデータ分離部717は、関連付けデータ722からセンサデータ723とこのセンサデータ723を圧縮した際の符号長725とを取り出す。
【0064】
ステップS1019において、センサデータ分離部717は、センサデータ723を可変長符号部719に送信し、符号長725をデータ圧縮性能比較判定部411に送信する。ステップS1021において、可変長符号化部719は、可変長コード721に基づいてセンサデータ723に可変長符号化処理を実行する。
【0065】
本実施形態によれば、統計情報として発生頻度に基づく圧縮パラメータ427の生成を演算資源、電源の制約のない情報処理装置300で実施することができるので、センサ端末240の小型・軽量化を図ることができる。センサ端末240は、情報処理装置300から送信された圧縮効率の高い圧縮パラメータ427に基づいてセンサデータの圧縮符号化を実施できるので、送信するセンサデータのデータ量を削減できる。また、送信データのデータ量の削減が可能なので、センサデータの通信時間が短縮され、通信の高速化や消費電力の低減が実現できる。
【0066】
[第4実施形態]
次に本発明の第4実施形態に係る情報処理装置1100について、
図11A〜
図13Bを用いて説明する。本実施形態に係る情報処理装置1100は、上記第2実施形態と比べると、圧縮パラメータ生成部1107およびセンサデータ圧縮部1101の構成が異なる。その他の構成および動作は、第2実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【0067】
図11Aは、本実施形態に係る圧縮パラメータ生成部1107の構成を示すブロック図である。圧縮パラメータ生成部1107は、センサデータ自己相関解析部1111と予測関数生成部1112とを備える。センサデータ自己相関解析部1111は、センサデータ426の統計情報として自己相関の解析を行ない、解析したセンサデータ自己相関情報1121を予測関数生成部1112に供給する。予測関数生成部1112は、センサデータ自己相関情報1121に基づきセンサデータ426に対して予測誤差の少ない予測値を得るための予測関数を生成する。生成した予測関数を更新のための新たな圧縮パラメータ427として出力する。
【0068】
図11Bは、本実施形態に係るセンサデータ圧縮部1101の構成を示すブロック図である。センサデータ圧縮部1101は、圧縮パラメータ受信部1111と可変長符号テーブル展開部1112と予測関数展開部1113と予測信号生成部1114とセンサデータ受信部1115とを備える。センサデータ圧縮部1101は、さらに、センサデータ分離部1116と予測誤差信号生成部1117と可変長符号化部1118とを備える。
【0069】
圧縮パラメータ受信部1111は、圧縮パラメータ生成部407から供給される更新用の新たな圧縮パラメータ427を受信する。受信した圧縮パラメータ427に基づいて、可変長符号テーブルデータ1121を可変長符号テーブル展開部1112へ、予測関数係数1122を予測関数展開部1113へと送信する。可変長符号テーブル展開部1112は、更新用の圧縮パラメータ427に基づいて可変長符号テーブルデータ1121を展開して保存する。そして、展開した可変長符号テーブルデータ1121に基づいて、可変長コード1123を生成して、可変長符号化部1118へ送信する。
【0070】
予測関数展開部1113は、予測関数係数1122を保存する。保存した予測関数係数1122から、予測効率が向上する予測係数1124を適応的に選択して、予測信号生成部1114に供給する。センサデータ受信部1115は、センサデータDB415から一定量のセンサデータの関連付けデータ424を受信する。受信した関連付けデータ1125をセンサデータ分離部1116に供給する。
【0071】
センサデータ分離部1116は、関連付けデータ1125から、センサデータ1126とこのセンサデータ1126を圧縮した際の符号長429とを取得する。そして、センサデータ1126は予測誤差信号生成部1117へ供給され、符号長429はデータ圧縮性能比較判定部411へ供給される。
【0072】
予測信号生成部1114は、センサデータ1126と予測関数展開部1113から供給される予測係数1124とからセンサデータ予測値1127を算出し、予測誤差信号生成部1117へ送信する。予測誤差信号生成部1117は、センサデータ1126とセンサデータ予測値1127との差分演算を行ない予測誤差信号1128を生成し、可変長符号化部1118へ送信する。可変長符号化部1118は、可変長コード1123に基づいて予測誤差信号1128を可変長符号化する。そして、可変長符号化された予測誤差信号1128の符号長427をデータ圧縮性能比較判定部411へ送信する。
【0073】
図12は、本実施形態に係るセンサ端末1240の構成を示すブロック図である。センサ端末1240は、情報処理装置1100から送信された圧縮パラメータ427に基づいてセンサデータを圧縮して、情報処理装置1100へ送信する。
【0074】
センサ端末1240は、センシングデータ取得部501とセンシングデータ圧縮部1203とセンサ圧縮情報送信部505と圧縮パラメータ受信部507とを備える。さらに、センシングデータ圧縮部1203は、可変長符号テーブル展開部1231と可変長符号化部1232と予測関数展開部1233と予測信号生成部1234と予測誤差信号生成部1235とを備える。
【0075】
可変長符号テーブル展開部1231は、可変長符号テーブルデータ1221に基づいて可変長コード1223を生成して、可変長符号化部1232へ送る。予測関数展開部1233は、予測関数係数1222に基づいて予測係数1224を生成し、予測信号生成部1234へ送る。予測信号生成部1234は、予測係数1224に基づいてセンサデータ1226の予測値であるセンサデータ予測値1227を算出する。
【0076】
予測誤差信号生成部1235は、センサデータ1226とセンサデータ予測値1227との差分演算を行ない予測誤差信号1228を生成し可変長符号化部1232へ送る。可変長符号化部1232は、可変長コード1223に基づいて予測誤差信号1228を可変長符号化する。
【0077】
図13Aは、本実施形態に係る圧縮パラメータ生成部1107の処理手順を示すフローチャートである。ステップS1301において、圧縮パラメータ生成部1107は、センサデータ426の統計情報として自己相関の解析を行ない、解析したセンサデータ自己相関情報1121を予測関数生成部1112に供給する。ステップS1303において、予測関数生成部1112は、センサデータ自己相関情報1121に基づいてセンサデータ426に対して予測誤差の少ない予測値を得るための予測関数を生成する。ステップS1105において、予測関数生成部1112は、生成した予測関数を更新のための新たな圧縮パラメータ427として出力する。
【0078】
図13Bは、本実施形態に係るセンサデータ圧縮部1101の処理手順を示すフローチャートである。ステップS1311において、圧縮パラメータ受信部1111は、受信した圧縮パラメータ427に基づいて可変長符号テーブルデータ1121と予測関数係数1122とを取得する。取得した可変長符号テーブルデータ1121と予測関数係数1122とをそれぞれ、可変長符号テーブル展開部1112と予測関数展開部1113とへ送信する。
【0079】
ステップS1313において、予測関数展開部1113は、予測関数係数1122から予測効率が向上する予測係数1124を適応的に選択して、予測信号生成部1114へ供給する。ステップS1315において、センサデータ受信部1115は、センサデータDB415から所定量のセンサデータの関連付けデータ424を取得して、関連付けデータ1125をセンサデータ分離部1116へ供給する。
【0080】
ステップS1317において、センサデータ分離部1116は、関連付けデータ1125から、センサデータ1126とこのセンサデータ1126を現在の圧縮パラメータに基づいて圧縮した場合の符号長429とを取り出す。取り出したセンサデータ1126を予測誤差信号生成部1117へ送信し、符号長429をデータ圧縮性能比較判定部411へ送信する。
【0081】
ステップS1319において、予測信号生成部1114は、センサデータ1126と予測係数1124とからセンサデータ予測値1127を算出し、予測誤差信号生成部1117へ送信する。ステップS1321において、予測誤差信号生成部1117は、センサデータ1126とセンサデータ予測値1127との差分演算を行ない予測誤差信号1128を生成し、可変長符号化部1118へ送信する。ステップS1323において、可変長符号化部1118は、予測誤差信号1128に対して可変長符号化処理を実行して、圧縮したセンサデータの符号長428をデータ圧縮性能比較判定部411へ送信する。
【0082】
本実施形態によれば、センサ端末1240は情報処理装置1100から与えられる圧縮パラメータ427に基づいてセンサデータのデータ量の削減を図ることができ、通信時間の短縮も図ることができる。なお、本実施形態単独でも圧縮率を向上させる効果があるが、実際には予測誤差を符号化して使うため、上記第2実施形態と本実施形態とを組み合わせて使用するとさらに高い効果が得られる。
【0083】
[第5実施形態]
次に本発明の第5実施形態に係る情報処理装置1400について、
図14を用いて説明する。
図14は、本実施形態に係る情報処理装置1400を含むネットワークシステムの他の適用例を説明するための図である。本実施形態に係る情報処理装置1400を含むシステムは、上記第2実施形態と比べると、センサ端末同士がマルチホップ通信する点で異なる。その他の構成および動作は、第2実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【0084】
情報処理装置1400は、N個のセンサ端末(S#1、S#2、S#3、S#4、S#5、S#6、・・・、S#N)と同一ネットワークに接続されてネットワークシステムを構成している。センサ端末同士は、隣接するセンサ端末間で無線ネットワークを介して接続されるマルチホップ通信により接続されている。情報処理装置1400は、個々のセンサ端末に最適な圧縮パラメータをマルチホップ通信を介して送信する。個々のセンサ端末は、送信された圧縮パラメータ(b#1、b#2、b#3、・・・)に基づいてセンサデータを圧縮して、マルチホップ通信を介して圧縮したセンサデータ(a#1、a#2、a#3・・・)を情報処理装置1400に送信する。
【0085】
ここでは個々のセンサ端末に対して個別に最適な圧縮パラメータ(b#1、b#2、・・・)を送信しているが、全てのセンサ端末に同一の圧縮パラメータを送信してもよい。例えば、センサ端末でばらつきが生じる要因(センサ設置状況に応じた情報の偏り、電池残量など)に対応して、ネットワークシステム全体として最適化を図った共通の圧縮パラメータを情報処理装置1400が生成する。全体最適化を実現する共通の圧縮パラメータを生成する一例として、データ圧縮性能比較判定部411において、個々のセンサ端末の重み付け量を判定評価に用いることができる。センサ端末(S#N)に対して、圧縮したセンサデータの符号長の総和(J#N)、重み付け量(α#N)とした場合のネットワークシステム全体の判定評価値を次式で決定する。
【0086】
ネットワークシステム全体の評価値=(センサ端末(S#1)の圧縮センサデータの符号長の総和*センサ端末(S#1)の重み付け量)+(センサ端末(S#2)の圧縮センサデータの符号長の総和*センサ端末(S#2)の重み付け量)+・・・+(センサ端末(S#N)の圧縮センサデータの符号長の総和*センサ端末(S#N)の重み付け量)=(J#1)*(α#1)+(J#2)*(α#2)+・・・+(J#N)*(α#N)とする。
【0087】
一方、センサ端末(S#N)の更新された圧縮パラメータによる圧縮センサデータの符号長の総和(H#N)および重み付け量(β#N)に基づいて、圧縮パラメータの更新により圧縮率が改善する度合いの評価値を次式で決定する。
【0088】
ネットワークシステム全体の改善評価値=(H#1)*(β#1)+(H#2)*(β#2)+・・・+(H#N)*(β#N)とする。改善度合いが所定の閾値以上である場合、つまり、(ネットワークシステム全体の評価値)−(ネットワークシステム全体の改善評価値)>=閾値である場合、圧縮パラメータを更新する。
【0089】
このように共通の圧縮パラメータを算出して送信することにより、ネットワークシステム全体の最適化を実現することができる。全てのセンサ端末において共通の圧縮パラメータを用いるので、センサ端末の回路構成や装置構成の簡略化を実現できる。また、センサデータの伝送効率の向上を実現することができる。
【0090】
なお、上述の説明ではマルチホップ通信を例にして説明したが、本実施形態は、マルチホップ通信に限られず、複数の(例えば、グループ化した)センサ端末に対して適用してもよい。この場合、本実施形態のように、複数のセンサ端末のセンサデータに基づき圧縮パラメータを決定してもよい。また、1つのセンサ端末のセンサデータに基づき圧縮パラメータを決定して、その圧縮パラメータを他の複数のセンサ端末に送信してもよい。
【0091】
[他の実施形態]
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。
【0092】
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する情報処理プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるWWW(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)は本発明の範疇に含まれる。
【0093】
[実施形態の他の表現]
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
端末が取得したデータを第1圧縮符号化情報に基づいて圧縮符号化した圧縮データを前記端末から受信する圧縮データ受信手段と、
前記圧縮データから復号されたデータの統計情報に基づいて第2圧縮符号化情報を生成する圧縮符号化情報生成手段と、
前記第2圧縮符号化情報を前記端末へ送信する送信手段と、
を有する情報処理装置。
(付記2)
前記復号されたデータを保存するデータ保存手段をさらに有し、
前記圧縮符号化情報生成手段は、前記データ保存手段に保存されたデータに基づく統計情報に基づいて、前記第2圧縮符号化情報を生成する付記1に記載の情報処理装置。
(付記3)
前記データ保存手段は、前記復号されたデータに関連付けて前記圧縮データの符号長を保存し、
前記第2圧縮符号化情報を用いて前記復号されたデータを圧縮符号化する圧縮符号化手段と、
前記圧縮符号化手段により圧縮符号化された前記データの符号長と前記データ保存手段に保存された前記圧縮データの符号長との比較に基づいて、前記送信手段により前記第2圧縮符号化情報を送信するか否かを判定する判定手段と、
をさらに有する付記2に記載の情報処理装置。
(付記4)
マルチホップ通信により複数の端末が接続され、
前記符号長は、前記複数の端末に対応するデータの符号長を前記端末のそれぞれに割り振られた重み付け量で重み付けされた値である付記3に記載の情報処理装置。
(付記5)
前記統計情報は、前記データの発生頻度情報であって、
前記圧縮符号化情報生成手段は、前記発生頻度情報に基づいてハフマン符号を前記第2圧縮符号化情報として生成する付記1乃至4のいずれか1項に記載の情報処理装置。
(付記6)
前記統計情報は、前記データの自己相関情報であって、
前記圧縮符号化情報生成手段は、前記自己相関情報に基づいて予測関数を前記第2圧縮符号化情報として生成する付記1乃至5のいずれか1項に記載の情報処理装置。
(付記7)
前記端末に圧縮符号化方式を問い合わせる問い合わせ手段をさらに有し、
前記圧縮符号化情報生成手段は、前記圧縮符号化方式に対応して前記第2圧縮符号化情報を生成する付記1乃至6のいずれか1項に記載の情報処理装置。
(付記8)
端末が取得したデータを第1圧縮符号化情報に基づいて圧縮符号化した圧縮データを前記端末から受信する圧縮データ受信ステップと、
前記圧縮データから復号されたデータの統計情報に基づいて第2圧縮符号化情報を生成する圧縮符号化情報生成ステップと、
前記第2圧縮符号化情報を前記端末へ送信する送信ステップと、
を含む情報処理方法。
(付記9)
端末が取得したデータを第1圧縮符号化情報に基づいて圧縮符号化した圧縮データを前記端末から受信する圧縮データ受信ステップと、
前記圧縮データから復号されたデータの統計情報に基づいて第2圧縮符号化情報を生成する圧縮符号化情報生成ステップと、
前記第2圧縮符号化情報を前記端末へ送信する送信ステップと、
をコンピュータに実行させる情報処理プログラム。
(付記10)
センシングデータを取得するセンシングデータ取得手段と、
圧縮符号化情報に基づいて前記センシングデータを圧縮するセンシングデータ圧縮手段と、
圧縮したセンシングデータを送信するセンサ圧縮情報送信手段と、
前記圧縮したセンシングデータに基づいて生成された圧縮符号化情報を受信する圧縮符号化情報受信手段と、
を有するセンサ端末。
(付記11)
取得したデータを圧縮符号化情報を用いて圧縮符号化したデータを送信する端末と、
受信した圧縮データの符号長より短く圧縮符号化する圧縮符号化情報を生成して前記端末に送信する情報処理装置と、
を有するネットワークシステム。
(付記12)
端末が、取得したデータを圧縮符号化情報を用いて圧縮符号化したデータを送信するステップと、
情報処理装置が、受信した圧縮データの符号長より短く圧縮符号化する圧縮符号化情報を生成して前記端末に送信するステップと、
を含むネットワーク処理方法。