特開 2024-2965 データ完全性をチェックするための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024002965

(43)【公開日】2024-01-11

(54)【発明の名称】データ完全性をチェックするための方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 1/00 20060101AFI20231228BHJP

   H04L 9/32 20060101ALI20231228BHJP

   G06F 21/64 20130101ALI20231228BHJP

【ＦＩ】

H04L1/00 A

H04L9/32 200A

H04L9/32 200E

G06F21/64

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023102376

(22)【出願日】2023-06-22

(31)【優先権主張番号】10 2022 206 380.5

(32)【優先日】2022-06-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】591245473

【氏名又は名称】ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100196508

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 淳一

(74)【代理人】

【識別番号】100161908

【弁理士】

【氏名又は名称】藤木 依子

(72)【発明者】

【氏名】クラウス・シュピツィヒ

(72)【発明者】

【氏名】アンドレアス・フェダー

【テーマコード（参考）】

5K014

【Ｆターム（参考）】

5K014GA03

(57)【要約】

【課題】データ完全性をチェックするための方法を提供すること。
【解決手段】本発明は、車両（１）でのデータ（２１０）の伝送（１３０）時にデータ完全性をチェックするための方法（１００）であって、車両（１）でデータ（２１０）を決定するステップ（１０１）と、決定されたデータ（２１０）の伝送（１３０）のための準備（１１０）を実行するステップであり、少なくとも１つの人工的に生成されて再現可能な置換成分（２３０）が、置換情報（２３１）によって、データ（２１０）のデータ成分（２２０）への近似として定義される、ステップと、データ（２１０）の伝送（１３０）を実行するステップと、置換情報（２３１）に基づいて、伝送されたデータ（２１０）でのデータ完全性のチェックを実行するステップと、が自動的に実行される、方法（１００）に関する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両（１）でのデータ（２１０）の伝送（１３０）時にデータ完全性をチェックするための方法（１００）であって、
前記車両（１）で前記データ（２１０）を決定するステップ（１０１）と、
前記決定されたデータ（２１０）の前記伝送（１３０）のための準備（１１０）を実行するステップであり、少なくとも１つの人工的に生成されて再現可能な置換成分（２３０）が、置換情報（２３１）によって、前記データ（２１０）のデータ成分（２２０）への近似として定義される、ステップと、
前記データ（２１０）の前記伝送（１３０）を実行するステップと、
前記置換情報（２３１）に基づいて、前記伝送されたデータ（２１０）での前記データ完全性の前記チェックを実行するステップと、
が自動的に実行される、方法（１００）。

【請求項2】

前記準備（１１０）が実行されて、データ圧縮（１２０）のために前記データ（２１０）を準備し、このために前記データ（２１０）の前記データ成分（２２０）が除去され、前記伝送（１３０）の前に、
前記準備されたデータ（２１０）の前記データ圧縮（１２０）を実行するステップ
が実行され、
前記伝送されるデータ（２１０）が、前記データ圧縮（１２０）によって圧縮された前記データ（２１０）であり、前記圧縮されたデータ（２１０）の前記伝送（１３０）時に、前記除去されたデータ成分（２２０）の代わりに前記置換情報（２３１）が伝送される
ことを特徴とする請求項１に記載の方法（１００）。

【請求項3】

前記データ成分（２２０）が、前記データ（２１０）のノイズ成分（２２０）であり、前記置換成分（２３０）が、人工的に生成されたノイズ（２３０）、特に疑似ノイズ（２３０）であり、前記置換情報（２３１）、特に乱数発生器（２０）のためのシード鍵が特定されることによって前記置換成分（２３０）が定義され、前記置換成分（２３０）が、前記置換情報（２３１）に基づいて、前記伝送（１３０）の後にビット同一に再現される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法（１００）。

【請求項4】

前記データ圧縮（１２０）によって圧縮された前記データ（２１０）が、前記伝送（１３０）の後にビット同一に再現され、前記データ圧縮（１２０）が、このために可逆データ圧縮（１２０）の形で実行される
ことを特徴とする請求項３に記載の方法（１００）。

【請求項5】

画像データ（２１０）の形での前記データ（２１０）が、前記車両（１）の少なくとも１つのイメージセンサ（１０）によって決定され、前記置換情報（２３１）および／または前記置換成分（２３０）が、前記準備（１１０）のために、前記少なくとも１つのイメージセンサ（１０）のノイズ特性が決定されること、および／または前記決定された画像データ（２１０）のノイズ評価が行われることによって決定され、前記置換成分（２３０）を疑似ノイズの形で前記データ成分（２２０）への近似として定義する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法（１００）。

【請求項6】

前記準備（１１０）の前記実行が、
前記置換成分（２３０）によって前記データ成分（２２０）を置換する、および／または前記置換成分（２３０）を前記伝送されるデータ（２１０）に追加するステップ
を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法（１００）。

【請求項7】

前記データ（２１０）の前記決定（１０１）および／または前記準備（１１０）の前記実行が、
定義されたチェック情報（２３２）を生成するステップと、
特に前記データ（２１０）の少なくとも１つまたは複数の定義されたピクセルを置換することによって、前記データ（２１０）に前記チェック情報（２３２）を追加するステップと、
を含み、
前記データ完全性の前記チェックの前記実行が、
前記置換情報（２３１）に基づいて前記置換成分（２３０）を再現するステップと、
前記再現された置換成分（２３０）を伴う前記データ（２１０）を処理するステップと、
前記処理されたデータ（２１０）内の前記チェック情報（２３２）の変更をチェックするステップと、
を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法（１００）。

【請求項8】

前記準備（１１０）の前記実行が、
前記データ（２１０）に少なくとも１つの透かし（２５０）を導入するステップであって、前記伝送時に前記透かし（２５０）も伝送される、ステップと、
少なくとも１つのメタデータ情報（４４０）を前記データ（２１０）に導入するステップであって、前記伝送時に前記メタデータ情報（４４０）も伝送される、ステップと、
のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の方法（１００）。

【請求項9】

前記準備（１１０）の前記実行が、
少なくとも１つの追加情報（２６０）を前記データ（２１０）に導入するステップであって、前記伝送時に前記追加情報（２６０）も伝送される、ステップ
を含み、
前記追加情報（２６０）が、チェック情報（２３２）として参照マーカ（４８０）を含み、前記参照マーカ（４８０）が、前記データ完全性の前記チェックの前記実行時に前記置換情報（２３１）に基づいて処理され、前記伝送（１３０）時の改竄および／またはエラーを検出する
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の方法（１００）。

【請求項10】

コンピュータによるコンピュータプログラム（４０）の実施時に、前記コンピュータに、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法（１００）を実施させる命令を含む、コンピュータプログラム（４０）。

【請求項11】

請求項１から９のいずれか一項に記載の方法（１００）を実施するように設定されているデータ処理装置（５０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、データ完全性をチェックするための方法に関する。さらに、本発明は、この目的のためのコンピュータプログラムおよび装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来技術から、データ完全性を保証するための様々な方法が知られている。チェックサム計算（例えばＣＲＣ）がよく使用されている。受信側でこの値を再計算し、一緒に伝送されたチェックサムと比較することによって、データ伝送時のエラーを検出することができる。

【0003】

しかし、ビデオデータなど比較的大きいデータの伝送時、大きいデータ量により、そのようなチェックサム計算は、多大な処理能力を必要とし、さらなるエネルギー消費量をもたらす。

【0004】

本発明の主題は、請求項１に記載の特徴を備える方法、請求項１０に記載の特徴を備えるコンピュータプログラム、および請求項１１に記載の特徴を備える装置である。本発明のさらなる特徴および詳細は、それぞれの従属請求項、本明細書、および図面から明らかになる。ここで、本発明による方法に関連して述べる特徴および詳細は、当然、本発明によるコンピュータプログラムおよび本発明による装置に関連しても適用され、またそれぞれその逆も成り立ち、したがって、本発明の個々の態様への開示に関して常に交互に参照が成される、または成され得る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで、本方法は、データの伝送時に、好ましくは車両内でデータ完全性をチェックするのに役立つ。ここで、データ完全性とは、特にエラーのない完全なデータの状態を指し、特に改竄またはエラーがない。

【課題を解決するための手段】

【0006】

特に、以下のステップ：
－例えば車両のセンサ、好ましくは電子イメージセンサからのセンサデータとしてデータを受信することによって、車両でデータを決定するステップと、
－決定されたデータの伝送のための準備を実行するステップであり、少なくとも１つまたは正確に１つの人工的に生成されて再現可能な置換成分が、置換情報によって、好ましくはデータのデータ成分への近似として定義される、ならびに／または置換成分が生成され、および／もしくはデータに追加されるステップと、
－特に置換情報および／または置換成分を伴うデータの伝送を実行するステップであり、好ましくは分散ゾーン制御装置からおよび／またはセンサから車両の中央制御装置に伝送が行われる、ステップと、
－置換情報に基づいて、伝送されたデータでのデータ完全性のチェックを実行するステップであり、好ましくは中央制御装置によって実行される、ステップと
が自動的に、好ましくは指定された順序で順次に、および／または繰り返し実行されることが企図される。

【0007】

このようにして、データ完全性をチェックするために置換情報を使用することによって、データの伝送時のエラーを検出することが可能である。置換情報は、元の決定されたデータに依存するので、置換情報に基づいて、伝送後のデータの破損があるかどうかについて結論を引き出すことができる。例えば、置換情報は、データを決定するためにセンサのノイズ特性を測定することによって決定されたシード鍵である。この具体的な場合には、シード鍵によって、決定されたデータに実際に存在するノイズに非常によく似た疑似ノイズを生成することができる。さらに、疑似ノイズは、実際のノイズとは異なり、置換情報に基づいてビット同一に再現可能である。次いで、場合により、伝送されるデータに疑似ノイズを追加する、すなわち印加することができる。これは、再現可能な疑似ノイズの注入とも呼ぶことができる。伝送時にデータの変更が生じた場合、これは、置換情報に基づいて疑似ノイズを生成し、生成された疑似ノイズを伝送されたデータから除去することによって、例えば少なくとも１つの追加ビットなどデータに事前に追加することができるチェック情報に基づいて、受信側で認識することができる。エラーのない伝送の場合、疑似ノイズは正しく除去され得るはずであり、そうでない場合、伝送時のエラーまたは改竄が検出される。したがって、それに対応して、伝送されるデータの変化が認識可能かどうかをチェックすることができる。

【0008】

準備が実行されて、データ圧縮のためにデータを準備することも本発明の範囲内で企図され得る。このために、データのデータ成分を除去することができ、したがって、結果としてデータの非可逆圧縮と言うことができる。伝送前に、準備されたデータのデータ圧縮の実行を行うことができ、このとき、伝送されるデータは、データ圧縮によって圧縮されたデータである。さらに、圧縮されたデータの伝送時に、除去されたデータ成分の代わりに置換情報を伝送することもできる。このようにして、本発明による方法は、データ完全性のチェック時にデータ圧縮との相乗効果が利用されるという利点を有することができる。データ完全性を保証するための従来型の方法、例えばＣＲＣ（巡回冗長検査）などのチェックサム計算は、ビデオ伝送時などにおける高いデータレートでかなりの処理能力を必要とする。データ圧縮との相乗効果により、大幅に少ない処理能力でこれを実現することができる。ここで、利点は、圧縮によってデータ量を削減することによってだけでなく、一方としての、データ圧縮時のデータ処理ステップと、他方としての、伝送のための準備および／またはデータ完全性チェックの実行時のデータ処理ステップとの組合せによっても達成することができる。さらに、伝送されるデータへの疑似ノイズの追加は、データ圧縮の過程で生じるので、本発明の範囲内で述べるようにデータ完全性のチェックのために疑似ノイズが使用されるとき、データ完全性のチェックとの相乗効果を提供することができる。

【0009】

さらに、本発明の範囲内で、特に第１のデータ成分とも呼ばれるデータ成分は、データのノイズ成分であり、置換成分は、人工的に生成されたノイズ、特に疑似ノイズであることが企図され得る。場合により、置換情報、特に乱数発生器のためのシード鍵が特定されることによって、置換成分が定義され得る。このようにして、伝送後に、置換情報に基づいて置換成分がビット同一に再現され得る。ビット同一再現に関して、例えば、発生器、特に乱数発生器からの置換情報を使用して、２次元行列の形で置換成分を生成する。シード鍵は、例えば、（実際の）イメージセンサのノイズ特性の測定によって決定されてもよい。したがって、この疑似ノイズの統計は、場合により、イメージセンサで実際に発生するノイズの統計に対応するが、ビット同一に再現可能である。

【0010】

伝送後に置換情報に基づいて置換成分をビット同一に再現することができるだけでなく、データ圧縮によって圧縮されたデータが伝送後にビット同一に再現されることも企図され得る。このために、データ圧縮は可逆データ圧縮の形で実施されていてもよい。しかし、準備と組み合わせて、ここで第１のデータ成分が除去され、データの残りの成分にのみ可逆データ圧縮が適用されるので、データの非可逆データ圧縮が生じ得る。「ビット同一」とは、特に、データの各ビットを同一に、したがって可逆に復元することができることを意味する。

【0011】

任意選択で、画像データの形でのデータが、車両の少なくとも１つのイメージセンサによって決定され、置換情報および／または置換成分が、準備のために、少なくとも１つのイメージセンサのノイズ特性が決定されること、および／または決定された画像データのノイズ評価が行われることによって決定され、置換成分を疑似ノイズの形でデータ成分への近似として定義することが企図され得る。これにより、疑似ノイズはイメージセンサの統計に対応し、したがって画像情報を劣化させないので、疑似ノイズの追加を可能にすることができる。

【0012】

データ完全性のチェックのために、決定または準備は、チェック情報の追加を含むことができ、伝送後に置換情報に基づいてチェック情報をチェックすることができる。この追加は、例えば、データ成分の決定および／もしくは除去、ならびに／または置換情報および／もしくは置換成分の追加、ならびに／またはデータ圧縮の前に、またはそれと同時に行うことができ、ここで必要な処理能力をまとめる。それに対応して、準備時に、チェック情報をデータに追加することができ、また、データのデータ成分を除去すること、および／または人工的に生成された再現可能な置換成分を、置換情報によって、除去されたデータ成分への近似として定義すること、ならびに／または置換情報および／もしくは置換成分をデータに追加することもできる。決定時にチェック情報を追加することも可能であり、すなわち、例えばイメージセンサで画像データを記録し、追加ビットと組み合わせることも可能である。チェック情報は、例えば、データ、好ましくは画像データの既知の位置で「０」などの事前定義された値を有する追加ビット、好ましくはピクセルを含むことができる。データへのチェック情報の追加後に置換成分、例えば疑似ノイズの追加を行い、それによりチェック情報を変更することも可能である。伝送後に疑似ノイズが再び生成され、データから差し引かれるとき、それによりチェック情報が同一に復元された場合、エラーのない伝送を検出することができる。代替または追加として、チェック情報もしくは追加ビットのチェックサム、および／または置換成分の追加後に置換成分によって変更されたチェック情報もしくは追加ビットのチェックサムが既知であり、エラーのない伝送を検出するために伝送後に評価されることも可能である。

【0013】

言い換えると、本発明による方法では、圧縮方法に品質指標が埋め込まれることによってデータの品質の保証を可能にすることができる。特に、使用されるセンサのノイズに統計的に対応し、しかしシード鍵によってビット同一に再現することができる疑似ノイズの使用により、時間のかかるチェックサム計算を大幅に簡略化する、またはなくすことができる。したがって、より少ない計算量、したがってエネルギー消費量で、データの伝送をエラーから保護することが可能である。さらに、再現可能な疑似ノイズの使用により、特定のビットに関するチェックサムがどのような値を有するかを受信側が事前に知っておくことができるという利点も得られる。したがって、値を静的に事前計算することができ、したがって計算量がさらに減少する。したがって、疑似ノイズの追加、特に加算と共に働く非可逆圧縮方法との可能な組合せにより、有利な相乗効果が生じる。

【0014】

置換成分は、データのデータ成分への近似であり得る。データ成分および置換成分はそれぞれ、場合によっては各ピクセルの成分を表す画像記録の成分として理解することができる。例えば、データ成分はノイズ成分である。任意選択で、次いで、データ成分をデータから除去することができる。例えば、一方ではデータ成分の後続の除去時のデータ圧縮のために、他方ではデータ完全性のチェックのために、同じデータに対して複数の置換成分が定義されることも企図され得て、このために置換成分がデータに追加される。ここで、本発明の範囲内で、置換成分への言及は、定義された置換成分の１つを個別に示すか、または同じデータに対して定義されたすべての置換成分を示す。

【0015】

さらに、上記のデータ圧縮により、伝送に使用されるデータ接続がより低帯域幅の接続にすぎないとしても、より多くの関連データを伝送することができるという利点がある。ここで、データは、多くの従来の方法において可能なよりもはるかに強く圧縮することができる。同時に、第１のデータ成分が除去されるだけでなく、除去されたデータ成分への近似として置換成分がさらに準備されるので、データの破損を回避することができる。

【0016】

少なくとも１つの置換成分は、人工的に生成されることがある、および／または再現可能であり得る。これは、置換成分が、除去されたデータ成分の修正または変更から得られるのではなく、除去されたデータ成分の知識がなくても、置換情報に基づいて完全に人工的に生成することができることを意味する。このために、例えば乱数発生器などの発生器が使用され、これは、置換情報、例えばシードに基づいて、置換成分を例えば乱数の行列またはベクトルとして生成することができる。これは、データ圧縮に関して、置換成分自体を伝送する必要はなく、置換情報のみを伝送すればよいという利点を有する。例えばデータ完全性のチェックのために置換成分が伝送される場合、これには、伝送される置換成分に基づいて伝送エラーを確定することができるという利点がある。このために、伝送される置換成分を、例えば受信側で再び生成された置換成分と比較することができる。置換情報は、シード鍵などの鍵のみでよく、したがって、置換成分および除去されたデータ成分に比べて大幅に小さい、数ビットのデータサイズを有する。例えば、置換情報は、置換成分および／または除去されたデータ成分のデータサイズの最大で１％を有する。

【0017】

データは、好ましくは画像記録、例えばビデオデータとして実現することができ、したがって一連の画像データを含むことができる。データ圧縮は、データの伝送すべきデータ量を削減することができるという利点を有する。第１のデータ成分は、あらかじめ定められた、特に統計的な基準に従って特徴付けられて選択することができるデータの特定の成分であり得る。第１のデータ成分が除去されると、準備されたデータは、除去後に残ったデータ成分のみを含むことができる（本発明の文脈では、除去されたデータ成分は第１のデータ成分とも呼ばれ、残りの成分は第２のデータ成分とも呼ばれる）。残りの成分は、車両の環境の記録などの関連情報コンテンツを含むことができる。一方、除去されたデータ成分は、より小さく、主としてランダムな情報コンテンツを含むことができ、例えばノイズとして、統計的に分散されたエネルギーのみを表すことができる。

【0018】

後でデータ完全性をチェックするためにデータの置換成分の定義および／または追加を行うことに加えて、データ圧縮の改良を実現するために第１のデータ成分を除去することも可能である。したがって、第１のデータ成分、特にノイズ成分の除去によって、従来の方法の場合よりもはるかに強くデータを圧縮させることができると考えられる。除去された第１のデータ成分は、よりランダムで統計的に分散された情報コンテンツを含むことがあるので、圧縮は非効率的にしか可能でない。その代わり、除去されたデータ成分の主としてランダムなコンテンツにより、これを統計的に近似することができ、したがって人工的に生成された置換成分による置換が可能になる。一方、除去後に残ったデータ成分は、主として非ランダムな情報コンテンツであるので統計的に模倣することができないが、それにもかかわらず、広範な冗長情報により、より良く圧縮することができる。換言すると、決定されたデータは、ランダムな第１のデータ成分、特にノイズと、高い割合の冗長情報を有する第２のデータ成分とからなり得る。データが画像データとして実現されるとき、第１のデータ成分は、画像の（重畳された）ノイズ成分でよく、第２のデータ成分は、ノイズが差し引かれた後の画像の残りの成分でよい。これは、画像の各ピクセルに関しても当てはまり、ピクセルは、第１のデータ成分（ランダム、ノイズ）および第２のデータ成分（冗長）からなり得る。特に可逆のデータ圧縮は、第２の（冗長）データ成分に適用することができる。一方、第１のデータ成分は、特にノイズモデルに基づいて、上記置換成分または置換成分の１つによって置換することができる。

【0019】

好ましくは、本発明の範囲内で、準備の実行は、
－上記置換成分もしくは置換成分の少なくとも１つによってデータ成分を置換する、および／または上記置換成分もしくは少なくとも１つのさらなる置換成分を伝送されるデータに追加するステップ
を含む。

【0020】

また、任意選択で、データの決定および／または準備の実行は、
－定義されたチェック情報、特に参照ビットおよび／または参照マーカを生成するステップと、
－特にデータの少なくとも１つまたは複数の定義されたピクセルを置換することによって、データにチェック情報を追加するステップであって、好ましくは、次いで、上記置換成分または置換成分の少なくとも１つがデータに追加され、好ましくは加算される、ステップと、
を含むことも考えられる。

【0021】

これにより、例えば、そのコンテンツが事前にわかっている少なくとも１つの共に伝送される追加ビットの形式でチェック情報の利用が可能であり、特に、疑似ノイズの除去後に伝送エラーを認識する。さらに、伝送エラーに加えて、本発明による方法によって、伝送時の望ましくない意図的な変更を検出することもできる。さらに、このために、データ完全性のチェックの実行は、
－置換情報に基づいて置換成分を再現するステップと、
－特に、好ましくはチェック情報においてのみデータから置換成分を差し引くことを含め、再現された置換成分を伴うデータを処理するステップと、
－処理されたデータ内のチェック情報の変更をチェックするステップと
を含むことができる。

【0022】

さらに、準備の実行が、
－データに少なくとも１つの透かしを導入するステップであって、伝送時に透かしも伝送される、ステップと、
－少なくとも１つのメタデータ情報をデータに導入するステップであって、伝送時にメタデータ情報も伝送される、ステップと
のうちの少なくとも１つを含むと有利である。

【0023】

データへの透かしの導入は、データの出所を追跡することができるという利点を有することができる。さらに、データに疑似ノイズが印加されている限り、疑似ノイズにより、透かしが直接見えないことがある。データへのメタデータの導入は、さらなる処理ステップ（例えば、画像内で見ることができる注釈）またはデータを、特定の用途に関して無効である（例えば、アルゴリズムの訓練には使用可能であるが、アルゴリズムの妥当性検査には使用可能でない）ものとしてマークすることができるという利点を有することができる。

【0024】

さらに、準備の実行は、
－少なくとも１つの追加情報をデータに導入するステップであって、伝送時に追加情報も伝送される、ステップ
を含むことも考えられる。

【0025】

１つの可能性によれば、追加情報は、チェック情報として参照マーカまたは参照ビットを含むことができる。これは、データ完全性のチェックの実行時に置換情報に基づいて処理されてもよく、伝送時の改竄および／またはエラーを検出する。追加情報は、さらに、例えば、同じ車両で同時に捕捉されたデータへの割り当てを容易にする追加データ（例えば、車両登録番号および／またはタイムスタンプに関する情報）を含むことができる。また、追加情報により、伝送されるデータにフィールドデータを導入することも可能である。これは、例えばイメージセンサの温度またはイメージセンサの使用年数でよい。さらに、追加情報として連続カウンタを導入することもでき、例えば、イメージセンサなどのデータソースでの伝送ギャップまたは障害を検出する。

【0026】

同様に、本発明の主題は、コンピュータによるコンピュータプログラムの実行時に、コンピュータに本発明による方法を実行させる命令を含むコンピュータプログラム、特にコンピュータプログラム製品である。したがって、本発明によるコンピュータプログラムは、本発明による方法を参照して詳細に述べたのと同じ利点をもたらす。

【0027】

本発明のさらなる主題は、本発明による方法を実行するためのデータ処理装置である。したがって、例えば、コンピュータプログラムを実行するデータ処理装置をコンピュータとして提供することができる。コンピュータは、コンピュータプログラムを実行するための少なくとも１つのプロセッサを備えることができる。不揮発性データメモリを設けることもでき、そこにコンピュータプログラムを格納し、そこからコンピュータプログラムを、実行のためにプロセッサによって読み取ることができる。本発明による装置は、いくつかのプロセッサを備えることもでき、および／またはコンピュータシステムとして設計することもできる。例えば、本発明による装置は、車両の中央制御装置および／または車両の１つもしくは複数の分散ゾーン制御装置を含むことができる。本発明による装置は、任意選択で、車両電子機器全体を表すこともできる。

【0028】

本発明によるコンピュータプログラムを含むコンピュータ可読記憶媒体も本発明の主題であり得る。記憶媒体は、例えば、ハードディスクおよび／または不揮発性メモリおよび／またはメモリカードなどのデータメモリとして構成される。記憶媒体は、例えばコンピュータに組み込むことができる。

【0029】

さらに、本発明による方法は、コンピュータ実装方法として実現することもできる。
本発明のさらなる利点、特徴、および詳細は以下の説明から明らかになり、図面を参照して本発明の例示的実施形態を詳細に述べる。ここで、特許請求の範囲および本明細書で言及される特徴はそれぞれ、個別にまたは任意の組合せで本発明の要点となり得る。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明による方法を示すための概略図である。

【図2】本発明による方法を示すためのさらなる詳細を含む概略図である。

【図3】本発明による方法を示すためのさらなる例示的な詳細を含むさらなる概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下の図において、異なる例示的実施形態にあっても、同じ技術的特徴には同じ参照番号が使用される。
図１に、車両１でのデータ２１０の伝送１３０時にデータ完全性をチェックするための本発明による方法１００が示されている。ここで、第１の方法ステップによれば、車両１でのデータ２１０の決定１０１が行われる。このために、データ２１０は、例えばイメージセンサ１０によって捕捉され、その後、分散制御装置５０、特に本発明による装置５０に伝送される。次いで、さらなる方法ステップによれば、決定されたデータ２１０の伝送１３０のための準備１１０の実行が行われ、人工的に生成されて再現可能な置換成分２３０が、置換情報２３１によって、データ２１０のデータ成分２２０への近似として定義される。その後、データ２１０の伝送１３０の実行を行うことができる。伝送後、置換情報２３１に基づいて、伝送されたデータ２１０でのデータ完全性のチェックの実行が行われる。ここで、任意選択で準備１１０を実行することができ、データ圧縮１２０のためにデータ２１０を準備し、このためにデータ２１０のデータ成分２２０が除去される。

【0032】

図２には、定義されたチェック情報２３２を使用して、追加情報２６０に基づいてデータ完全性をチェックすることができることが示されている。ここで、データ２１０の決定１０１および／または準備１１０の実行は、特にデータ２１０の少なくとも１つまたは複数の定義されたピクセルを置換することによる、チェック情報２３２の生成およびデータ２１０への追加５０１を含むことができる。したがって、チェック情報２３２は、対応するピクセルを置換する少なくともそれぞれ１つの参照マーカ４８０および／または追加ビットを含むことができる。追加ビットは、例えば値０を有することができ、データ２３０の特定の位置に導入することができる。置換成分２３０の定義およびデータ２１０への追加５０２は、伝送前に行うことができる。伝送１３０の後、置換情報２３１に基づく置換成分２３０の再現５０３を提供することができる。続いて、再現された置換成分２３０を伴うデータ２１０の処理５０４を実行することができ、これは、特に、好ましくは追加ビットにおいてのみデータ２１０から置換成分２３０が差し引かれることによって行われる。次いで、データ完全性のチェックを実行するために、処理されたデータ２１０内のチェック情報２３２の変更があるかどうかについて確定５０５を行うことができる。これは、例えば、チェック情報２３２のチェックサムの評価によって可能である。

【0033】

任意選択で、伝送１３０の前に、少なくとも１つの透かし２５０および／またはメタデータ情報４４０をデータ２１０に導入することが可能である。さらに、データ２１０のデータ圧縮１２０および解凍１５０も、伝送１３０の前または後に行うことができる。

【0034】

図３に、データ２１０を提供するための本発明による方法１００のステップがさらに詳細に示されている。例としてイメージセンサ１０が示されており、イメージセンサ１０は、定義された解像度、フレームレート、およびノイズ特性を有するチップを含むことができる。ここで、図３では、イメージセンサ１０はまた、車両の複数のイメージセンサ１０を代表している。そのようなイメージセンサ１０によって決定されるデジタル画像は、通常、主としてセンサノイズに起因し得るエントロピーを高レベルで含む。このノイズの存在は、画像に自然な統計的特性を与える重要な態様である。このノイズの除去により、例えばさらなる処理１７０の枠組みで画像に適用される処理アルゴリズムが、このノイズをまだ含む画像の場合とは異なる結果を提供することがあり得る。したがって、データ２１０が破損されることになる。しかし、ノイズの存在は、可逆圧縮によって達成可能なデータ削減を大幅に制限する。

【0035】

以下では、置換成分２３０の使用によって、より高い圧縮率を達成することができ、同時に現実的なノイズプロファイルを維持し、コンテンツの破損を回避することができることをより詳細に説明する。

【0036】

イメージセンサ１０は、車両１の一部でよく、車両１の環境３内または車両１自体で捕捉１４０を実行することができる。データ２１０は、捕捉１４０に基づいて決定することができ、例えばイメージセンサ１０によって出力されるセンサデータ、例えばビデオデータでよい。捕捉１４０は、車両機能に関連するコンテンツ、特に車両１の環境３内の物体の記録を含むことができる。さらに、データ２１０の処理１７０によって、車両機能を実現することができる。

【0037】

第１の方法ステップによれば、車両１でのデータ２１０の決定１０１が行われる。ここで、データは、例えば捕捉１４０の後に一時記憶することができ、後の時点でデータ接続２の存在時にデータを伝送する。このために、場合により、データ接続２が利用可能であるかどうかを繰り返し検出し、次いで方法ステップを開始する。伝送１３０に関して、決定されたデータ２１０の準備１１０を実行することができ、データ２１０のデータ成分２２０が除去され、人工的に生成されて再現可能な置換成分２３０が、置換情報２３１によって、除去されたデータ成分２２０への近似として定義され、１つの特に可逆のデータ圧縮１２０のためのデータ２１０を提供する。ここで、データ成分２２０の除去後、データ２１０は、可逆データ圧縮１２０に特に適した残りの成分２４０を依然として含み得る。除去されたデータ成分２２０は、第１のデータ成分２２０と呼ばれることもあり、残りの成分２４０は、第２のデータ成分２４０と呼ばれることもある。

【0038】

準備１１０のステップは、発生器２０によって少なくとも部分的に実行することができる。さらに、このステップにおいて、任意選択で、データ２１０へのさらなる情報、例えば追加情報２６０および／または透かし２５０の追加を行うことができる。次いで、準備されたデータ２１０のデータ圧縮１２０を実行することができ、データ圧縮１２０によって圧縮されたデータ２１１の伝送１３０を、データ接続２を介して開始および／または実行することができる。ここで、除去されたデータ成分２２０は伝送されず、データ成分２２０の代わりに、置換情報２３１が残りの成分２４０と共に伝送される。ここで、除去されたデータ成分２２０は、データ２１０のノイズ成分２２０でよく、置換成分２３０は、人工的に生成されたノイズ２３０、特に疑似ノイズ２３０でよい。

【0039】

置換成分２３０は、準備１１０時に、置換情報２３１、特に発生器２０または乱数発生器２０のためのシード鍵が特定されることによって定義することができる。次いで、置換情報２３１によって、特にデータ２１０の伝送１３０および解凍１５０後に置換成分２３０を生成し、それにより再現することができる。置換成分２３０の定義および／または発生１６０に関して、置換成分２３０が、発生器２０の使用により疑似ノイズ２３０の形で生成されることも企図され得る。置換成分２３０のビット同一復元を可能にするために、発生器２０は、特にターゲットノイズモデル（略してノイズモデルと呼ばれる）に依存して、定義された初期条件を有して構成され得る。初期条件は、置換情報２３１によって特定して伝送することができる。

【0040】

さらに、図３には、方法ステップを実行するための本発明によるコンピュータプログラム４０および本発明によるデータ処理装置５０が示されている。
データ成分２２０の除去は、例えばノイズリダクションによる、データ２１０、特に画像データ２１０からのノイズの大部分の除去を含むことができる。ここで、場合により、センサ固有のノイズ、固定パターンによるノイズ、または不均一な感光性などの補正を行うこともできる。このステップの後、準備されたデータ２１０が取得され、これは、ノイズ低減データ２１０と呼ぶこともできる。

【0041】

任意選択で、生成された疑似ノイズ２３０を、後の時点でノイズ低減データ２１０、特に画像データ２１０に追加することができ、結果として生じる疑似ノイズ画像が所望のノイズモデルを良く模倣するようになる。所望のノイズモデルは、それぞれのイメージセンサ１０を模倣するのに適したものにすることができる。

【0042】

準備されたデータ２１０は、可逆圧縮して伝送することができる。ここで、データ２１０は、データコンテンツに加えて、少なくとも１つの対応するパラメータ（すなわち、特に置換情報２３１またはシード鍵）を有するノイズモデル、ならびに好ましくはメタデータおよび／またはさらなる追加情報２６０を任意選択で含むことができる。少なくとも１つのパラメータは、例えばステガノグラフィ鍵を使用して、データ２１０自体、またはさらなるデータ、もしくは別個のファイルに格納することができる。好ましくはＪＰＥＧ２０００標準で定義されたまたはユーザ定義の可逆コーデックを用いて、例えば５～１０倍の可逆圧縮を行うことができる。例として、可逆ＪＰＥＧ圧縮もしくはＰＮＧ圧縮、またはＺＩＰ圧縮がある。疑似ノイズの少なくとも１つのパラメータは、任意選択で圧縮データ２１０と共に記憶することができる。解凍１５０は、まず同じ可逆コーデックでデータ２１０を解凍し、次いで少なくとも１つのパラメータに基づいて疑似ノイズを生成してデータ２１０に追加することによって行うことができる。

【0043】

本発明による方法ステップの例示的な変形形態を以下でより詳細に述べる。ここで、決定されたデータ２１０は、それぞれの値ｘ_ｉを有する複数のピクセルｉを備える画像データ２１０として実現することができる。ここで、各ピクセルｉは、第１のデータ成分２２０、すなわちノイズ成分２２０と、一部冗長な情報を有する残りの第２のデータ成分２４０とを有することができる。これは、２つのデータ成分２２０、２４０を重ね合わせることができることを意味する。データ２１０の準備１１０の枠組みでの第１のデータ成分２２０の除去は、例えばノイズ低減によって行うことができる。ノイズ低減には、従来のノイズリダクション技法を使用することができる。このために、通常、ノイズモデルが利用される。その後、準備されたデータ２１０は、残りの成分２４０、したがってノイズ低減データ２１０のみを含むことができる。例えば、ポアソンガウスモデルをノイズモデルとして使用することができ、値ｘ_ｉを有するピクセルｉの推定標準偏差σｉは、

【0044】

【数1】

【0045】

によって与えられる。ここで、このモデルに関するノイズパラメータはａである。これらは、特にイメージセンサ１０での信号増幅と相関する。イメージセンサ１０のブラックレベルは、ｘ_０によって与えることができる。さらに、ｂは、イメージセンサ１０の読み出しノイズに関連するパラメータを表すことができる。このノイズモデルは、好ましくは、生のＣＣＤおよびＣＭＯＳ画像データに適しているが、ピクセル値に依存しない標準偏差σ_０をノイズが有すると想定される単純化されたモデルを使用することもできる。この場合、整数値を有する画像データ２１０に関するピクセルｉ当たりのノイズビット数は、

【0046】

【数2】

【0047】

として計算することができる。この数値は、例えば６～８ビットになり得る。次いで、ノイズリダクション技法によって、ピクセルｉのそれぞれの値ｘ_ｉに関して、ノイズ低減値ｙ_ｉを決定することができる。例えば、ピクセルｉごとに疑似乱数Ｒ_ｉを生成するために、シードＳを有する疑似乱数発生器２０がこのために使用され、ここでＳは整数であり得る。ノイズ低減データ２１０のノイズ低減ピクセル値ｙ_ｉは、例えば以下の式によって計算することができる。

【0048】

【数3】

【0049】

ノイズリダクション技法によるノイズ低減データ２１０の生成時、第１のデータ成分２２０が除去される。それに対応して、第１のデータ成分２２０は、元の決定されたデータ２１０と、準備されたノイズ低減データ２１０との差を表すことができる。ここで、第１のデータ成分２２０は、決定されたデータ２１０内の自然なノイズの最大成分を含むことができる。

【0050】

データ成分２２０の除去後、置換成分２３０を定義することができる。置換成分２３０は疑似ノイズ２３０でよく、これは、除去されたノイズにできるだけ近くすべきである。置換成分２３０は、置換情報２３１、この例ではシード鍵に基づいて生成することができる。このために、ターゲットノイズモデルを利用することができる。最も単純な場合には、シード鍵は、このターゲットノイズモデルに関して任意に事前定義され、本発明による方法に関して永続的に格納され得る。したがって、置換成分２３０の定義は、追加の計算ステップを必要としない。代替として、シード鍵は、例えば除去されたデータ成分２２０でのノイズ評価のための最適化方法を使用して、除去されたデータ成分２２０に基づいて計算することもできる。次いで、置換成分２３０が除去されたデータ成分２２０にできるだけ近くなるようなシード鍵を特定することができる。さらに、シード鍵は、イメージセンサ１０のノイズ特性にも基づいて、そこから生成される置換成分２３０が除去されたデータ成分２２０にできるだけ近くなるように定義することができる。このために、場合により、シード鍵を経験的に、またはモデルに基づいて決定することもできる。

【0051】

その後、残りの成分２４０を圧縮することができ、特に可逆圧縮することができ、置換情報２３を、圧縮された残りの成分２４０と共に受信側３０に伝送することができる。
伝送１３０後、解凍されたデータ２１２を取得するために、まず、残りの成分２４０の解凍１５０を行うことができる。その後、伝送された置換情報２３１に基づいて、例えばピクセル値ｚ_ｉの以下の計算によって、疑似ノイズ２３０を残りの成分２４０に再度印加することができる。

【0052】

【数4】

【0053】

ここで、ノイズモデルおよびそのパラメータが使用され、ノイズモデルは、変換の関数形式であり、パラメータは、σ_０およびｑに関する正確な値である。疑似乱数Ｒ_ｉは発生器２０によって計算することができ、発生器２０はここで、乱数発生のために、伝送された置換情報２３１を受信する。このようにして得られたピクセル値ｚ_ｉを有するデータ２１０は、元の決定されたデータ２１０に非常に近くなり、その後、さらなる処理１７０のためにさらなるデバイス６０に伝送することができる。

【0054】

実施形態の上記の説明は、本発明を例示の文脈でのみ述べている。当然、技術的に意味のある限り、本発明の範囲を逸脱することなく、実施形態の個々の特徴を自由に互いに組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0055】

１ 車両
３ 車両１の環境
１０ イメージセンサ
２０ 乱数発生器、発生器
２３ 置換情報
４０ コンピュータプログラム
５０ データ処理装置、装置
６０ デバイス
１００ 方法
１０１ 決定
１１０ 準備
１２０ データ圧縮
１３０ 伝送
１４０ 捕捉
１５０ 解凍
１６０ 置換成分２３０の発生
１７０ さらなる処理
２１０ データ
２１２ 解凍されたデータ
２２０ データ成分、ノイズ成分
２３０ 置換成分、人工的に生成されたノイズ、疑似ノイズ、データ
２３１ 置換情報
２３２ チェック情報
２４０ 残りの成分、第２のデータ成分
２５０ 透かし
２６０ 追加情報
４４０ メタデータ情報
４８０ 参照マーカ
５０１ チェック情報２３２のデータ２１０への追加
５０２ 置換成分２３０のデータ２１０への追加
５０３ 置換情報２３１に基づく置換成分２３０の再現
５０４ データ２１０の処理
５０５ 確定

【図1】

【図2】

【図3】

【外国語明細書】