JPH1013246A - 時系列データ圧縮・復元方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非可逆圧縮の際に、元データとの数値誤差を
明確化できる時系列データ圧縮・復元方法，可逆圧縮と
非可逆圧縮のいずれにも対応できるような統一的な時系
列データ圧縮・復元方法および装置、および、復元の際
に、データの必要な部分だけを取り出し、必要な詳細度
の復元データを得ることが可能な時系列データ圧縮・復
元方法および装置を提供すること。 【解決手段】 許容誤差入力装置(ａ)１０７から入力さ
れた許容誤差の値に応じた圧縮データを、特徴点列生成
装置１０８で生成することにより、誤差を明確にした圧
縮が可能とする。また、複数の許容誤差で圧縮してお
き、復元の際に、許容誤差入力装置(ｂ)１１４から許容
誤差を入力することで、必要な精度の復元データを得
る。また、時間区間入力装置１１５から時間区間を入力
することで、時間区間ごとに異なる許容誤差の出力を得
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、時系列データ圧縮
・復元技術に関し、特に時系列に発生するデータを、許
容誤差を考慮して取り扱うことを可能とした時系列デー
タ圧縮・復元技術に属する。

【０００２】

【従来の技術】データ圧縮には、大きく分けて可逆圧縮
と非可逆圧縮とがあり、その手法は両者で異なってい
る。前者の可逆圧縮に関しては、ＬＺ(Ｌempel-Ｚiv)方
式の記述が、例えば、日経エレクトロニクス、データ圧
縮とディジタル変調 95年版(日経ＢＰ社刊,214〜228
頁、以下、「公知例１」という)にある。これは、文字列
の繰り返しに着目し、これを冗長成分として削除するこ
とにより圧縮を行うものである。また、後者の非可逆圧
縮は、音声や画像の圧縮に多く用いられており、それぞ
れの信号の特徴に応じた符号化がなされている。これに
関する記述は、例えば、情報通信技術ハンドブック(オ
ーム社刊,399〜427頁(1987)、以下、「公知例２」という)
にある。

【０００３】音声処理の分野では、量子化を行うことに
よる符号化，予測を行うことによる符号化，時間や帯域
を分割することによる符号化，周波数変換による符号
化，音声モデルを用いた符号化がある。また、画像処理
の分野では、周波数変換による符号化，予測による符号
化，動き補償による符号化，量子化による符号化，コマ
落としによる符号化技術がある。また、データ圧縮技術
ではないが、与えられた点から滑らかな曲線を発生する
手法としてスプライン補間があり、その記述が Ｇ.Ｅ.
Ｆorsythe他による、計算機のための数値計算法(科学技
術出版社刊,82〜87頁(1978)、以下、「公知例３」という)
にある。３次スプラインは、与えられたｎ個の節点か
ら、内部にあるｎ−２個の節点において、関数およびそ
の１階，２階の微分が連続である滑らかなｎ−１個の３
次曲線群を生成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術には、以
下の如き問題点がある。公知例１に示される可逆圧縮技
術は、プログラムや重要なデータ等、損失がゼロである
ことが必要な分野で必然だが、圧縮率にはおのずと限界
がある。これはデータ依存なので、数値で限界を示すこ
とはできないが、非可逆圧縮の方がより圧縮率を上げら
れる可能性がある。また、工場やプラント等で得られる
数値データを何らかの解析に用いる際、必ずしも数値の
すべての桁が必要ではなく、ある程度の誤差が許容され
るという使い方があり得る。そのような使い方を想定す
れば、可逆圧縮にこだわって圧縮率に必要以上の制限を
加えることは望ましくない。

【０００５】公知例２に示される音声圧縮や画像圧縮で
は、音声や画像の特徴を活かした圧縮を行っている。例
えば、音声信号圧縮技術では、近接サンプル間およびピ
ッチ間の相関が強いことを利用したり、レベル変化が大
きいことを利用したり、周波数に対する聴覚特性を利用
したりしている。また、画像信号圧縮技術には、被写体
の動きに仮定を設けたものや、背景が動かないことを仮
定したものや、映像信号の持つ統計的性質と人間の視覚
特性を利用したものがある。これらは、それぞれの応用
分野で用いる際に効果的であるようにチューニングされ
ているため、これを他の分野にそのまま使っても最適な
結果を得ることはできない。

【０００６】また、これらの音声や画像圧縮技術は、人
間の聴覚や視覚という感覚に頼っており、元データとの
正確な誤差が明らかになっているわけではない。非可逆
な圧縮を行う際、その誤差を定量的に知りたい、という
要求には答えられない。また、上述の公知例１，公知例
２に示される技術は、いずれも、可逆圧縮と非可逆圧縮
の手法が別であり、それらの間を滑らかに移行できるよ
うな技術ではない。与えるパラメータによって、可逆に
なったり非可逆になったりするような融通性は持たな
い。従って、場合によって可逆を必要とするようなアプ
リケーションでは、非可逆の手法で圧縮してはおけな
い。このときには、データ量の多い可逆の状態でデータ
を圧縮・保存しておかなければならず、復元する際もそ
のデータのすべてが必要となる。これは、復元されたデ
ータの使用者が可逆のデータを必ずしも必要としないケ
ースでは、無駄なデータ量となる。

【０００７】また、公知例３に示される技術を用いて、
元データの点列からそれらを滑らかにつなぐスプライン
曲線を発生するという手法を考えた場合、これは、補間
技術としては有用であるが、予め与えられた点での値だ
けが欲しいアプリケーションには無駄な情報が増えるだ
けである。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、従来の技術における上述の如
き諸問題を解消した時系列データ圧縮・復元方法および
装置を提供することにある。

【０００８】より詳細に述べれば、本発明の第１の目的
は、非可逆圧縮の際に、元データとの数値誤差を明確化
できる時系列データ圧縮・復元方法および装置を提供す
ることである。第２の目的は、可逆圧縮と非可逆圧縮の
いずれにも対応できるような統一的な時系列データ圧縮
・復元方法および装置を提供することである。また、本
発明の第３の目的は、復元の際には、データの必要な部
分だけを取り出し、必要な詳細度の復元データを得るこ
とが可能な時系列データ圧縮・復元方法および装置を提
供することである。第４の目的は、元の数値データの点
より少ない点列を用いてスプライン関数等の近似関数を
作ることによって、データを圧縮・復元することが可能
な時系列データ圧縮・復元方法および装置を提供するこ
とである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、時
系列の数値データを圧縮・復元する方法であって、許容
誤差を入力するステップと、入力された許容誤差と時系
列の数値データとから特徴点列を生成するステップと、
生成された特徴点列を格納するステップと、格納された
特徴点列を読み出すステップと、読み出された特徴点列
から元の時系列の数値データを、前記許容誤差の情報を
含む形で復元するステップとを有することを特徴とする
時系列データ圧縮・復元方法、および、そのための装置
によって達成される。

【００１０】なお、本発明に係る時系列データ圧縮・復
元方法および装置における誤差の決め方について、以下
説明する。例えば、工場内のプラントのセンサデータな
どでは、センサの測定誤差があるので、これ以上の細か
いデータは必要がない。そこで、センサ固有の測定誤差
の大きさを許容誤差にすることが考えられる。また、工
場の現場のオペレータが直接見ることができるデータの
値が、表示装置の都合で有効数字何桁と決まっている場
合がある。この場合には、この有効数字に影響しない部
分を許容誤差に相当するものとすることが考えられる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る時系列データ圧縮・
復元方法および装置においては、時系列データに対し
て、それを圧縮する際の許容誤差を指定し、この許容誤
差内に収まる圧縮・復元ができる特徴点列を生成し、格
納する。また、本発明に係る時系列データ圧縮・復元方
法および装置においては、格納された圧縮データに対し
て許容誤差の情報を含む形でデータを復元する。また、
本発明に係る時系列データ圧縮・復元方法および装置に
おいては、時系列データに対して、それを圧縮する際の
許容誤差を２種類以上指定し、許容誤差を大きい順に並
べ替え、その順にその許容誤差内に収まる圧縮・復元が
できる特徴点列を生成し、格納する際には階層的にそれ
らのデータを格納し、復元する際には必要なデータだけ
を読み出して利用する。また、本発明に係る時系列デー
タ圧縮・復元方法および装置においては、元の数値デー
タの点数以下の点数でスプライン関数等の近似関数を生
成し、その誤差が指定された許容誤差より大きい区間を
分割することを繰り返して最終的に全区間において指定
された許容誤差より誤差の小さい近似関数を得る。以
下、本発明の実施例を図面に基づいてより詳細に説明す
る。

【００１２】図１は、本発明の一実施例に係る時系列デ
ータ圧縮・復元装置の構成を示す図である。図１に示す
如く、本実施例に係る時系列データ圧縮・復元装置は、
圧縮装置１０１，復元装置１０２，圧縮データ記憶装置
１０３，時系列データ記憶装置１０４から成る。上記圧
縮装置１０１は、ファイル名入力装置(ａ)１０５，時系
列データ入力装置１０６，許容誤差入力装置(ａ)１０
７，特徴点列生成装置１０８，圧縮データ格納装置１０
９から成る。上記復元装置１０２は、圧縮データ読出装
置１１０，時系列データ復元装置１１１，ファイル名入
力装置(ｂ)１１２，時系列データ出力装置１１３，許容
誤差入力装置(ｂ)１１４，時間区間入力装置１１５から
成る。

【００１３】図４には、本発明を汎用のワークステーシ
ョンやパーソナルコンピュータで実施する場合の具体的
構成例を示す。本構成は、ディスプレイ４０１，コンピ
ュータ本体４０２，マウス４０３，キーボード４０４か
ら成る。図２と図３は、本実施例に係る時系列データ圧
縮・復元装置の動作を示すフローチャートである。以
下、図１，図２および図３を用いて、本実施例に係る時
系列データ圧縮・復元装置の動作をフローチャートに沿
って説明する。まず、時系列データを圧縮する際の手順
は、以下の通りである。 ステップ２０１：ファイル名入力装置(ａ)１０５からフ
ァイル名を入力し、それを時系列データ入力装置１０６
に渡す。

【００１４】ステップ２０２：上記ファイル名に対応す
る時系列データを時系列データ記憶装置１０４から入力
する。 ステップ２０３：許容誤差入力装置(ａ)１０７により、
圧縮・復元に際して許容される誤差を入力する。 ステップ２０４：特徴点列生成装置１０８により、特徴
点列を生成する。ここで、時系列データと許容誤差から
データを圧縮する過程を、図５のフローチャートを用い
て説明する。図５に示す処理を、「折線生成処理」と名付
ける。この折線生成処理は、内部で再帰的に折線生成処
理を呼んでいる。

【００１５】ステップ５０１：与えられた始点と終点を
結ぶ直線を生成する。 ステップ５０２：始点と終点の間のすべての点、すわな
ち、離散時刻における誤差で絶対値が最大のものを求め
る。 ステップ５０３：求められた最大値が許容誤差より大き
いか否かを比較する。大きい場合はステップ５０４に進
み、小さい場合はステップ５０６に進む。 ステップ５０４：新しい始点を元の始点とし、新しい終
点を上記最大値を与えた点として折線生成処理を呼び出
す。 ステップ５０５：新しい始点を上記最大値を与えた点と
し、新しい終点を元の終点として折線生成処理を呼び出
す。 ステップ５０６：始点のｘ，ｙ座標を出力する。

【００１６】図２に戻って、説明を続ける。 ステップ２０５：圧縮データ格納装置１０９により、特
徴点列が圧縮データとして圧縮データ記憶装置１０３に
格納される。このとき、折線生成処理で出力されたすべ
てのｘ座標とすべてのｙ座標とが、許容誤差とともに格
納される。一方、時系列データを復元する際の手順は、
以下のとおりである。 ステップ３０１：ファイル名入力装置(ｂ)１１２によ
り、ファイル名を入力する。 ステップ３０２：圧縮データ読出装置１１０により、フ
ァイル名に対応する圧縮データを圧縮データ記憶装置１
０３から読み出す。

【００１７】ステップ３０３：時系列データ復元装置１
１１により、圧縮データから元の時系列データを復元す
る。上述の折線生成処理で生成された圧縮データでは、
折線の各頂点が圧縮データから得られるので、それぞれ
の時刻に対応する値は容易に算出される。 ステップ３０４：時系列データ出力装置１１３によっ
て、復元された時系列データを出力する。このとき、許
容誤差の値も出力する。図６は、上述の出力結果を摸式
的に表わしたものである。図６(ａ)は、折線そのものを
出力する場合を示している。数値で出力する際には、対
応する時刻の折線上の値を出力する。また、そのとき
に、許容誤差も出力する。

【００１８】また、図６(ｂ)に示す如く、折線を許容誤
差の分だけ上下方向に平行移動したものを出力すること
もできる。数値で出力する際には、対応する時刻の元の
折線の値に許容誤差の値をそれぞれ、足した値と引いた
値を出力する。上記実施例によれば、非可逆圧縮の際
に、元データとの数値誤差を明確化することができる。
また、可逆圧縮と非可逆圧縮のいずれにも対応できるよ
うな統一的な時系列データ圧縮・復元方法および装置を
実現できる。本発明は、以下に説明する如く、更に種々
の変更を加えた形でも実施することができる。第１は、
許容誤差を１種類だけではなく２種類以上与えて、それ
ぞれの許容誤差に対応した圧縮を行う場合である。

【００１９】この場合、圧縮データとして格納する際に
は、許容誤差が小さいものに対しては必要な増分のデー
タ量のみを階層的に格納するようにし、圧縮データを復
元する際には、許容誤差を指定して、それに対応した圧
縮データのみを読み出すことにより、必要な精度の復元
データを得る方法が実施可能である。具体的には、ステ
ップ２０３の許容誤差の入力の際に、複数の許容誤差を
入力する。ステップ２０４では、入力された許容誤差を
大きい順に並べ替え、許容誤差の大きいものから順に特
徴点列の生成を行う。それが終われば、次に許容誤差の
大きいものに移り、特徴点列の生成を行うが、その際に
は、以前の特徴点列の生成で生成されなかった新たな点
のみを出力する。これにより、階層的に圧縮データを格
納することができる。

【００２０】図７のフローチャートを用いて、複数の許
容誤差を圧縮の際に使う場合の復元方法を示す。 ステップ７０１：ファイル名入力装置(ｂ)１１２によ
り、ファイル名を入力する。 ステップ７０２：圧縮データ読出装置１１０により、フ
ァイル名に対応する圧縮データを圧縮データ記憶装置１
０３から読み出す。 ステップ７０３：読み出された圧縮データから、圧縮に
用いられた許容誤差をすべて出力する。 ステップ７０４：出力された許容誤差から一つを選び、
入力する。 ステップ７０５：時系列データ復元装置１１１により、
圧縮データから元の時系列データを復元する。

【００２１】このとき、ステップ７０４で選ばれた許容
誤差に対応した復元を行う。上述の折線生成処理で生成
された圧縮データでは、折線の各頂点が圧縮データから
得られるので、それぞれの時刻に対応する値は容易に算
出される。ステップ７０６：時系列データ出力装置１１
３によって、復元された時系列データを出力する。この
とき、許容誤差の値も出力する。許容誤差の値の出力の
仕方は前述した通り、折線の対応点と許容誤差の値とす
ることもできるし、また、上下限の値で出力することも
できる。この方法では、時系列データを圧縮する際の２
種類以上の許容誤差内に収まる圧縮・復元ができる特徴
点列を生成し、それらのデータを階層的に格納し、復元
する際には必要なデータだけを読み出して利用する。

【００２２】第２は、複数の許容誤差で圧縮を実施する
場合で、以下の実施の形態が可能とる。すなわち、復元
する際に、部分的にある時間区間を指定し、そこだけを
他と異なる許容誤差で出力するということが可能とな
る。図１０に、その概念図を示す。これを行う手続き
を、図８のフローチャートで示す。図８で示すフローチ
ャートは、ステップ７０６を詳細化したものである。 ステップ８０１：出力を終了するか否かを入力し、終了
しない場合には、ステップ８０２に移る。 ステップ８０２：他と異なる許容誤差を指定したい時間
区間を入力する。 ステップ８０３：圧縮する際に用いられた許容誤差の種
類をすべて出力する。 ステップ８０４：上記入力した時間区間に対して許容誤
差を入力する。

【００２３】ステップ８０５：その時間区間においての
み、入力された新たな許容誤差で復元する。 ステップ８０６：復元されたデータを出力する。これ
は、新たな増分の情報のみを出力することも可能である
し、また、指定した時間区間以外では、以前の復元デー
タを出力することも可能である。この方法では、時系列
データを圧縮する際の許容誤差を時間区間毎に指定し、
各許容誤差内に収まる圧縮・復元ができる特徴点列を生
成し、復元する際には時間区間毎のデータを復元・出力
する。この方法は、時間的に許容誤差が変化する場合に
有効である。

【００２４】第３は、圧縮復元に折線の代わりにスプラ
イン関数を用いる場合である。図９に示すフローチャー
トを用いて、ステップ２０４の特徴点列の生成をスプラ
イン関数を用いて実現する方法を述べる。 ステップ９０１：与えられた始点と終点を直線で結ぶ。 ステップ９０２：その直線による近似誤差の絶対値の最
大値を計算し、これが許容誤差以下でなければ、ステッ
プ９０３に移る。許容誤差より小さければ終了する。 ステップ９０３：始点と終点とさらに上記誤差の絶対値
の最大値を与える点の３点を通る２次曲線を生成する。 ステップ９０４：誤差の絶対値の最大値を与える点で２
分割された区間のそれぞれに対して、誤差の絶対値の最
大値を求める。

【００２５】ステップ９０５：誤差の絶対値の最大値を
一つずつ許容誤差と大小比較し、ひとつでも許容誤差よ
り大きいものがあるかどうかで分岐する。ひとつでもあ
れば、ステップ９０６に移る。なければ終了する。 ステップ９０６：今までの点に加えて、誤差の絶対値の
最大値が許容誤差を越えた点をすべて加えた点からスプ
ライン曲線を生成する。スプライン曲線の生成について
は、公知例３にある手法を用いれば容易に生成ができ
る。 ステップ９０７：その時点までに加えられた点によって
分割されたすべての区間において誤差の絶対値の最大値
を求める。 ステップ９０８：誤差の絶対値の最大値を一つずつ許容
誤差と大小比較し、一つでも許容誤差より大きいものが
あるかどうかで分岐する。一つでもあれば、ステップ９
０６に移る。なければ終了する。

【００２６】なお、復元の際には、ステップ３０３で、
点列から時系列データを復元する際にスプライン関数を
用いれば、折線の場合と同様に復元が可能である。ま
た、折線の場合と同様に、出力の際、スプライン関数を
出力し、許容誤差もあわせて出力することも可能である
し、スプライン関数を許容誤差の分だけ上下にずらした
形で出力することも可能である。更に、これらを数値と
して出力することも可能である。また、折線の場合と同
様に、許容誤差を２種類以上にして実施することも可能
である。また、更に、時間区間を指定して、その部分に
ついて異なる許容誤差を指定して復元することも、同様
にして実施可能である。

【００２７】第４は、圧縮時に、許容誤差をマウスやキ
ーボードから入力するのではなく、圧縮後のデータの点
数を指定することによって間接的に許容誤差を指定する
場合である。この場合は、前述の許容誤差の入力を点数
の入力に変更し、圧縮時には点数をカウントしておき、
その点数になったら圧縮を停止することによって実現が
可能である。この方法は、例えば、１年分のデータをパ
ソコン(パーソナルコンピュータ)のハードディスクドラ
イブ(５ＧＢとする)の中に入れておきたいという如きケ
ースに、有効に適用できる。なお、ここでは、許容誤差
は結果として出てくることになるが、許容誤差を持つ圧
縮データということで上と同様の扱いができる。

【００２８】第５は、圧縮時に許容誤差をマウスやキー
ボードから入力するのではなく、与えられた元データか
ら自動的に算出するという方法である。例えば、与えら
れたデータの最大値と最小値の差をある定数で割った商
などで実現できる。具体的には、ディジタルデータを２
５６階調にディジタイズするような処理において、元デ
ータの最大値と最小値を２５６で割った商を許容誤差と
する例を挙げることができる。この場合には、この許容
誤差より小さい変動は、８ビットのディジタル値として
の扱いでは無視できる。第６は、圧縮時に、全区間の全
点を用いたスプライン関数ではなく、全区間を予め、ｎ
個の区間に分け、その区間内の点のみでそれぞれスプラ
イン関数の生成の計算をするように実施する方法であ
る。これにより、計算量が節約される。

【００２９】第７は、上述の疑似的なスプライン関数に
よる近似と折線による近似との二つを、圧縮時に、時間
区間を指定して任意に選べるようにする方法である。こ
の場合には、圧縮装置に、時間区間入力装置と近似方法
入力装置が必要になる。圧縮時には、時間区間に応じて
近似方法の情報も保存しておく必要がある。例えば、工
場のプラントデータには、稼動条件により、ある時間区
間では殆んど変化のない定数の如き状態が続き、別の時
間区間では複雑な変化がある場合がある。本方法は、上
述の如き場合に、変化しない定数の区間では折線近似で
十分であるのでこれを用い、変化の多い区間ではより曲
線的な表現が可能なスプライン関数を用いるという利用
を可能にするものである。

【００３０】一般に、折線よりスプライン関数の方が計
算量が多いので、上述の如く、選択的に利用する如く構
成することにより、精度と計算量のバランスをとること
が可能になる。次に、圧縮時に許容誤差を指定する手段
について、その具体的な構成例を説明する。図１１に、
圧縮装置１０１を汎用のワークステーションやパーソナ
ルコンピュータで実現する例を示す。ここでは、ディス
プレイ装置４０１が使えるので、入力に際して、元の時
系列データのグラフを出力し、それをｘ方向，ｙ方向と
もに自由に縮尺して表示することができる。

【００３１】そこで、その画面に許容誤差の大きさを表
わす線分を重畳して表示し、その大きさをマウスやキー
ボード等の入力装置で変更することによって、許容誤差
の大きさを入力する。なお、直接、キーボード等で数値
として許容誤差をする実施方法も、もちろん可能であ
る。また、復元装置１０２も同様に、汎用のワークステ
ーションやパーソナルコンピュータで実現することが可
能である。次に、復元時に許容誤差の情報を出力する方
法について、その具体的な出力例を説明する。

【００３２】図１２(ａ)は、近似折線とその許容誤差を
画面に重畳表示しており、許容誤差を示す線分は、ｙ軸
の目盛との相対的な大きさを保存したまま位置をマウス
等により変更できる。また、ｘ軸，ｙ軸方向の縮尺も自
由に変更できる。図１２(ｂ)は、許容誤差の分だけ上下
方向に平行移動した二つの折線により、許容誤差を含ん
だ形で復元データを出力した例を示す。次に、復元時に
時間区間を入力して、その部分だけを指定した許容誤差
にする場合について、その具体的な出力例を説明する。
図１３は、図１２(ｂ)の形式で出力している例で説明し
ている。マウスで時間区間を指定し、マウスまたはキー
ボードを用いて許容誤差を入力すると、それに対応した
圧縮データを読み出し、対応した復元データを出力す
る。

【００３３】また、図１２(ａ)の形式で出力する場合
は、重畳表示する許容誤差の線分の長さが、位置に応じ
て、対応する許容誤差の長さになるように表示を変更す
るようにする。なお、許容誤差に対応した圧縮データを
同じ計算機の記憶装置にではなく、ネットワークで接続
されている複数の計算機に分散した形で持つ如く構成す
ることも可能である。これにより、許容誤差の大きなデ
ータ部分はローカルの計算機に持ち、詳細な部分のデー
タをリモートの計算機に置くなどが可能となり、粗いデ
ータの表示だけを望むようなアプリケーションの乗る計
算機での記憶容量を減らすことが可能となる。

【００３４】また、複数の許容誤差のうち、最も詳細な
ものを許容誤差０と置けば、可逆圧縮に対応可能とな
る。これにより、可逆圧縮と非可逆圧縮の両方に対応で
きるような圧縮方法が可能となる。上記実施例によれ
ば、非可逆圧縮の際に、元データとの数値誤差を明確化
することができる。また、可逆圧縮と非可逆圧縮のいず
れにも対応できるような統一的な時系列データ圧縮・復
元方法および装置を実現できる。なお、上記各実施例は
いずれも本発明の一例を示したものであり、本発明はこ
れらに限定されるべきものではないことは言うまでもな
いことである。

【００３５】

【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明によ
れば、非可逆圧縮の際に、元データとの数値誤差を明確
化できる時系列データ圧縮・復元方法および装置，可逆
圧縮と非可逆圧縮のいずれにも対応できるような統一的
な時系列データ圧縮・復元方法および装置を実現するこ
とができる。また、復元の際には、データの必要な部分
だけを取り出し、必要な詳細度の復元データを得ること
が可能な時系列データ圧縮・復元方法および装置，元の
数値データの点より少ない点列を用いてスプライン関数
等の近似関数を作ることによって、データを圧縮・復元
することが可能な時系列データ圧縮・復元方法および装
置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る時系列データ圧縮・復
元装置の構成図である。

【図２】実施例に係る時系列データ圧縮・復元装置のデ
ータ圧縮の動作を示すフローチャートである。

【図３】実施例に係る時系列データ圧縮・復元装置のデ
ータ復元の動作を示すフローチャートである。

【図４】本発明の圧縮・復元を実現する構成の具体的構
成例を示す図である。

【図５】実施例に係る時系列データ圧縮・復元装置の折
線生成処理のフローチャートである。

【図６】実施例に係る時系列データ圧縮・復元装置の折
線生成処理の出力結果を摸式的に表わした図である。

【図７】実施例に係る時系列データ圧縮・復元装置の圧
縮時に複数の許容誤差を入力した場合の復元処理のフロ
ーチャートである。

【図８】実施例に係る時系列データ圧縮・復元装置の部
分的復元処理のフローチャートである。

【図９】実施例に係る時系列データ圧縮・復元装置のス
プライン関数による特徴点列生成処理のフローチャート
である。

【図１０】実施例に係る時系列データ圧縮・復元装置の
部分的復元の概念図である。

【図１１】実施例に係る時系列データ圧縮・復元装置の
圧縮装置の具体的構成例を示す図である。

【図１２】実施例に係る時系列データ圧縮・復元装置の
近似折線と許容誤差による出力結果を摸式的に表わした
図である。

【図１３】実施例に係る時系列データ圧縮・復元装置の
部分的復元による出力結果を摸式的に表わした図であ
る。

【符号の説明】

１０１ 圧縮装置 １０２ 復元装置 １０３ 圧縮データ記憶装置 １０４ 時系列データ記憶装置 １０５ ファイル名入力装置(ａ) １０６ 時系列データ入力装置 １０７ 許容誤差入力装置(ａ) １０８ 特徴点列生成装置 １０９ 圧縮データ格納装置 １１０ 圧縮データ読出装置 １１１ 時系列データ復元装置 １１２ ファイル名入力装置(ｂ) １１３ 時系列データ出力装置 １１４ 許容誤差入力装置(ｂ) １１５ 時間区間入力装置 ４０１ ディスプレイ ４０２ コンピュータ本体 ４０３ マウス ４０４ キーボード

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時系列の数値データを圧縮・復元する方
   法であって、許容誤差を入力するステップと、入力され
   た許容誤差と時系列の数値データとから特徴点列を生成
   するステップと、生成された特徴点列を格納するステッ
   プと、格納された特徴点列を読み出すステップと、読み
   出された特徴点列から元の時系列の数値データを、前記
   許容誤差の情報を含む形で復元するステップとを有する
   ことを特徴とする時系列データ圧縮・復元方法。
2. 【請求項２】 前記許容誤差が２種類以上与えられ、そ
   れぞれの許容誤差に対して、許容誤差の大きいものから
   順に前記特徴点列を生成し、格納する際には必要な増分
   だけを格納し、復元する際には前記各許容誤差に対応し
   た復元を行うことを特徴とする請求項１記載の時系列デ
   ータ圧縮・復元方法。
3. 【請求項３】 前記データを復元するステップは、時間
   区間と許容誤差とを入力し、それに対応した復元を行う
   ものであることを特徴とする請求項１または２記載の時
   系列データ圧縮・復元方法。
4. 【請求項４】 前記特徴点列は、点列を結ぶ折線が、元
   の数値データから前記許容誤差を越えないように生成さ
   れることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
   時系列データ圧縮・復元方法。
5. 【請求項５】 前記特徴点列は、点列から生成されるス
   プライン曲線が、元の数値データから前記許容誤差を越
   えないように生成されることを特徴とする請求項〜３の
   いずれかに記載の時系列データ圧縮・復元方法。
6. 【請求項６】 前記データを復元するステップは、生成
   された折線またはスプライン曲線が、前記許容誤差の大
   きさだけ上下方向にそれぞれずらされた値で出力される
   ことを特徴とする請求項４または５記載の時系列データ
   圧縮・復元方法。
7. 【請求項７】 時系列の数値データを圧縮・復元する装
   置であって、許容誤差を入力する手段と、入力された許
   容誤差と時系列の数値データとから特徴点列を生成する
   手段と、生成された特徴点列を格納する手段と、格納さ
   れた特徴点列を読み出す手段と、読み出された特徴点列
   から元の時系列の数値データを、許容誤差の情報を含む
   形で復元する手段とを有することを特徴とする時系列デ
   ータ圧縮・復元装置。
8. 【請求項８】 前記許容誤差が２種類以上与えられ、そ
   れぞれの許容誤差に対して、許容誤差の大きいものから
   順に特徴点列を生成し、格納する際には必要な増分だけ
   を格納し、復元する際には前記許容誤差に対応した復元
   を行うことを特徴とする請求項７記載の時系列データ圧
   縮・復元装置。
9. 【請求項９】 前記復元を行う手段は、時間区間と許容
   誤差とを入力し、それに対応した復元を行うものである
   ことを特徴とする請求項７または８記載の時系列データ
   圧縮・復元装置。
10. 【請求項１０】 前記特徴点列は、点列を結ぶ折線が、
    元の数値データから前記許容誤差を越えないように生成
    されることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載
    の時系列データ圧縮・復元装置。
11. 【請求項１１】 前記特徴点列は、点列から生成される
    スプライン曲線が、元の数値データから前記許容誤差を
    越えないように生成されることを特徴とする請求項７〜
    ９のいずれかに記載の時系列データ圧縮・復元装置。
12. 【請求項１２】 前記復元を行う手段は、生成された折
    線またはスプライン曲線が、許容誤差の大きさだけ上下
    方向にそれぞれずらされた値で出力されることを特徴と
    する請求項１０または１１記載の時系列データ圧縮・復
    元装置。
13. 【請求項１３】 複数の計算機を有し、時系列データを
    圧縮・復元するシステムであって、ネットワーク上で、
    異なる計算機に圧縮・復元の許容誤差の異なる圧縮デー
    タを分けて保持し、入力された時間区間と許容誤差とに
    応じて必要なデータをそのデータを持つ計算機から取得
    し、復元することを特徴とする時系列データ圧縮・復元
    システム。