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JP7685064B2 - Communication device and data communication method - Google Patents
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JP7685064B2 - Communication device and data communication method - Google Patents

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Description

本発明は、データを圧縮して送受信する通信機器及びデータ通信方法に関する。 The present invention relates to a communication device and a data communication method for compressing and transmitting data.

通信網やインターネットの普及によって、日常的に膨大なデータの送受信が行われている。データを効率よく伝送するために、送信対象となるデータは圧縮されることが一般的である。例えば、画像であればBMP形式からJPEG形式への圧縮、動画像であればRGB形式からYUV形式への色空間での圧縮や、H.264やH.265などのフレーム間での圧縮など、データの種類によって様々な圧縮が適用される。 Due to the spread of communication networks and the Internet, huge amounts of data are sent and received on a daily basis. In order to transmit data efficiently, it is common for the data to be transmitted to be compressed. For example, various compression methods are applied depending on the type of data, such as compression from BMP format to JPEG format for images, compression in color space from RGB format to YUV format for video images, and compression between frames such as H.264 and H.265.

Guilin Liu,外5名,“Image Inpainting for Irregular Holes Using Partial Convolutions”,[online],2018年12月,インターネット<URL: https://arxiv.org/pdf/1804.07723.pdf>Guilin Liu and 5 others, “Image Inpainting for Irregular Holes Using Partial Convolutions”, [online], December 2018, Internet <URL: https://arxiv.org/pdf/1804.07723.pdf> Norihiko Kawai,外2名,“Image inpainting considering brightness change and spatial locality of textures”,[online],2008年1月,インターネット<URL: http://yokoya.naist.jp/paper/datas/1029/visapp_cameraready.pdf>Norihiko Kawai and two others, “Image inpainting considering brightness change and spatial locality of textures”, [online], January 2008, Internet <URL: http://yokoya.naist.jp/paper/data/1029/visapp_cameraready.pdf>

近年では、様々な事象をデータ化するIoT(Internet of Things)の時代が進み、通信するデータ量が増加傾向にある。そこで、通信データ量を減らすために、少しでも効率よくデータを圧縮することが求められている。In recent years, the age of IoT (Internet of Things), in which various phenomena are digitized, has progressed, and the amount of data being communicated is on the rise. Therefore, in order to reduce the amount of data being communicated, there is a demand to compress data as efficiently as possible.

本発明は、上記のような従来の事情に鑑みて為されたものであり、データの圧縮効率を改善し、通信負荷の小さいデータ通信を実現することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned conventional circumstances, and aims to improve data compression efficiency and realize data communication with a low communication load.

上記の目的を達成するために、本発明の一態様である送信側の通信機器は、以下のように構成される。すなわち、データの圧縮通信を行う送信側の通信機器において、送信対象のデータの一部をマスクする機能と、マスクされたデータを可逆圧縮又は不可逆圧縮する機能と、可逆圧縮又は不可逆圧縮されたデータを受信側の通信機器へ送信する機能とを有することを特徴とする。In order to achieve the above object, a transmitting communication device according to one aspect of the present invention is configured as follows. That is, the transmitting communication device that performs data compression communication is characterized by having a function of masking a part of the data to be transmitted, a function of losslessly compressing or lossily compressing the masked data, and a function of transmitting the losslessly or lossily compressed data to a receiving communication device.

ここで、送信側の通信機器は、マスク領域の位置及び大きさを規定した所定のマスクパターンに従って、送信対象のデータに対してマスクを施すように構成され得る。Here, the transmitting communication device may be configured to mask the data to be transmitted according to a predetermined mask pattern that specifies the position and size of the mask area.

また、送信側の通信機器は、マスク領域の位置及び大きさをランダムに定めたマスクパターンに従って、送信対象のデータに対してマスクを施すように構成され得る。 In addition, the transmitting communication device can be configured to mask the data to be transmitted according to a mask pattern in which the position and size of the mask area are randomly determined.

また、送信側の通信機器は、マスクされたデータのマスク領域を修復する機能を有し、修復されたマスク領域の復元度が所定の基準を満たさない場合に、別のマスクパターンに従って、送信対象のデータに対してマスクを施し直すように構成され得る。 In addition, the transmitting communication device may have a function of repairing the mask area of the masked data, and may be configured to re-mask the data to be transmitted according to a different mask pattern if the degree of restoration of the repaired mask area does not satisfy a specified standard.

本発明の別の態様である受信側の通信機器は、以下のように構成される。すなわち、データの圧縮通信を行う受信側の通信機器において、送信対象のデータの一部をマスクして可逆圧縮又は不可逆圧縮したデータを送信する送信側の通信機器から、送信されたデータを受信する機能と、可逆圧縮されている受信データを逆圧縮する機能と、逆圧縮されたデータのマスク領域又は不可逆圧縮されている受信データのマスク領域を修復する機能とを有することを特徴とする。 The receiving communication device, which is another aspect of the present invention, is configured as follows. That is, the receiving communication device performs compressed data communication, and is characterized by having a function of receiving data transmitted from a transmitting communication device that transmits losslessly or lossily compressed data by masking a portion of the data to be transmitted, a function of decompressing the losslessly compressed received data, and a function of repairing a masked area of the decompressed data or a masked area of the lossily compressed received data.

ここで、受信側の通信機器は、修復対象のデータのうち、所定値が格納されたデータ部分をマスク領域と判定するように構成され得る。Here, the receiving communication device can be configured to determine that a data portion of the data to be repaired in which a predetermined value is stored is a mask area.

また、受信側の通信機器は、受信したデータに付随して送信される、マスクパターンを示す情報に基づいて、修復対象のデータにおけるマスク領域を特定するように構成され得る。 The receiving communication device may also be configured to identify a mask area in the data to be repaired based on information indicating a mask pattern that is transmitted along with the received data.

本発明の更に別の態様であるデータ通信方法は、以下のように構成される。すなわち、送信側の通信機器と受信側の通信機器との間でデータの圧縮通信を行うデータ通信方法において、送信側の通信機器が、送信対象のデータの一部をマスクし、マスクされたデータを可逆圧縮又は不可逆圧縮し、可逆圧縮又は不可逆圧縮されたデータを受信側の通信機器へ送信し、受信側の通信機器が、送信側の通信機器から送信されたデータを受信し、受信データが可逆圧縮されている場合には、受信データを逆圧縮し、逆圧縮されたデータのマスク領域を修復し、受信データが不可逆圧縮されている場合には、受信データのマスク領域を修復することを特徴とする。 A data communication method according to yet another aspect of the present invention is configured as follows. That is, in a data communication method for performing compressed data communication between a transmitting communication device and a receiving communication device, the transmitting communication device masks a portion of the data to be transmitted, compresses the masked data losslessly or lossily, and transmits the losslessly or lossily compressed data to the receiving communication device, and the receiving communication device receives the data transmitted from the transmitting communication device, and if the received data is losslessly compressed, decompresses the received data and restores the masked area of the decompressed data, and if the received data is lossily compressed, restores the masked area of the received data.

本発明によれば、データの圧縮効率を改善することができ、通信負荷の小さいデータ通信を実現することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to improve data compression efficiency and realize data communication with a low communication load.

本発明の一実施形態に係る通信機器を用いたデータ通信システムの概要を示す図である。1 is a diagram showing an overview of a data communication system using a communication device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る通信機器の構成例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a communication device according to an embodiment of the present invention; 図2の通信機器におけるデータ送受信部の構成例を示す図である。3 is a diagram illustrating an example of the configuration of a data transmission/reception unit in the communication device of FIG. 2. 図3のデータ送受信部における判定部の構成例を示す図である。4 is a diagram illustrating an example of the configuration of a determination unit in the data transmission/reception unit in FIG. 3 . 本提案に係る圧縮方式による圧縮効率の向上について説明する図である。1A and 1B are diagrams illustrating an improvement in compression efficiency by the compression method according to the present proposal.

本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図1には、本発明の一実施形態に係る通信機器を用いたデータ通信システムの概要を示してある。同図のデータ通信システムでは、複数の通信機器101がネットワークNを介して接続されている。各通信機器101は、互いにデータの送受信を行うことが可能である。通信機器101は、例えば、プロセッサやメモリなどのハードウェア資源を備えたコンピュータであり、本発明に係る各機能に関するプログラムをプロセッサが実行するように構成される。通信機器101の形態としては、例えば、パソコン、タブレット、スマートフォン、無線機器、解析サーバ、IPカメラ、IoTセンサなどが挙げられる。通信機器101が互いに送受信するデータとしては、例えば、動画、画像、音声、文章、センサから得られる数値などのデータが挙げられる。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an overview of a data communication system using a communication device according to an embodiment of the present invention. In the data communication system shown in FIG. 1, a plurality of communication devices 101 are connected via a network N. Each communication device 101 can transmit and receive data to and from each other. The communication device 101 is, for example, a computer equipped with hardware resources such as a processor and a memory, and is configured such that the processor executes a program related to each function according to the present invention. Examples of the form of the communication device 101 include a personal computer, a tablet, a smartphone, a wireless device, an analysis server, an IP camera, and an IoT sensor. Examples of data transmitted and received by the communication devices 101 include video, images, audio, text, and numerical values obtained from a sensor.

図2には、通信機器101の構成例を示してある。同図の通信機器101は、他の通信機器101との間でデータの送受信を行うデータ送受信部201と、通信機器101内でデータの解析や処理を行う解析/処理部202と、データ送受信部201や解析/処理部202の入出力データが格納される記憶装置203とを備えている。ここで、解析/処理部202により実現される機能としては、特に制限はなく、演算機能、映像取得機能、映像表示機能、発報機能、レーザ照射機能などの種々の機能が想定される。 Figure 2 shows an example of the configuration of a communication device 101. The communication device 101 in the figure includes a data transmission/reception unit 201 that transmits and receives data to and from other communication devices 101, an analysis/processing unit 202 that analyzes and processes data within the communication device 101, and a storage device 203 in which input/output data for the data transmission/reception unit 201 and the analysis/processing unit 202 are stored. Here, the functions realized by the analysis/processing unit 202 are not particularly limited, and various functions such as a calculation function, an image acquisition function, an image display function, an alarm function, and a laser irradiation function are envisioned.

図3には、データ送受信部201の構成例を示してある。データ送受信部201は、受信側の通信機器へデータを送信する送信機能と、送信側の通信機器からデータを受信する受信機能とを有している。送信機能は、読込部301と、マスク部302と、判定部303と、圧縮部304と、送信部305と、修復モデル310とを用いて実現される。受信機能は、受信部306と、逆圧縮部307と、修復部308と、書込部309と、修復モデル310とを用いて実現される。 Figure 3 shows an example of the configuration of the data transmission/reception unit 201. The data transmission/reception unit 201 has a transmission function for transmitting data to a receiving communication device, and a reception function for receiving data from a transmitting communication device. The transmission function is realized using a reading unit 301, a masking unit 302, a determination unit 303, a compression unit 304, a transmission unit 305, and a repair model 310. The reception function is realized using a reception unit 306, a decompression unit 307, a repair unit 308, a writing unit 309, and a repair model 310.

まず、通信機器101のデータ送受信部201が有する送信機能について説明する。
送信対象のデータは記憶装置203に記憶されている。読込部301は、記憶装置203から送信対象のデータを読み込み、マスク部302へ出力する。マスク部302は、読込部301から入力されたデータ(送信対象のデータ)に対してマスキングを施すマスク処理を行う。マスク処理では、入力データの一部の値を所定値(例えば、0)に置き換えることで、入力データの一部を欠損させる。入力データにおけるマスク領域は、1箇所に限定されず、複数の箇所であってもよい。
First, the transmission function of the data transmission/reception unit 201 of the communication device 101 will be described.
Data to be transmitted is stored in the storage device 203. The reading unit 301 reads the data to be transmitted from the storage device 203 and outputs it to the masking unit 302. The masking unit 302 performs a masking process to mask the data (data to be transmitted) input from the reading unit 301. In the masking process, a part of the input data is missing by replacing a value of the input data with a predetermined value (for example, 0). The mask area in the input data is not limited to one location, and may be multiple locations.

本例では、マスク部302は、マスク領域の位置及び大きさが規定された所定のマスクパターンに従って、入力データに対してマスクを施す。マスクパターンは、データ形式に応じて他の要素も規定され得る。例えば、画像データについてのマスクパターンには、マスク領域の形状も規定され得る。マスク部302は、予め用意された複数のマスクパターンの中から1つを選択し、入力データに対するマスキングに使用する。また、使用したマスクパターンが適切でない場合には、マスク部302は、別のマスクパターンを使用して、入力データに対してマスクを施し直すことが可能である。なお、マスクパターンを予め用意せずに、マスク処理の際に、マスク領域の位置及び大きさをランダムに定めたマスクパターンを生成するようにしてもよい。In this example, the mask unit 302 applies a mask to the input data according to a predetermined mask pattern in which the position and size of the mask area are specified. Other elements of the mask pattern may also be specified depending on the data format. For example, the shape of the mask area may also be specified for the mask pattern for image data. The mask unit 302 selects one of a plurality of mask patterns prepared in advance and uses it for masking the input data. In addition, if the mask pattern used is not appropriate, the mask unit 302 can re-mask the input data using a different mask pattern. Note that a mask pattern in which the position and size of the mask area are randomly determined may be generated during mask processing without preparing a mask pattern in advance.

判定部303は、マスク部302によりマスクされたデータから、マスクする前の元データを、実用上有効な程度に復元できるか否かを判定する。図4には、判定部303の構成例を示してある。本例の判定部303は、修復部401と、比較部402とを有している。修復部401は、後述する修復部308と同じ方法で(つまり、受信側と同じ修復モデル310を用いて)、マスクされたデータに対してマスク領域の修復を施す修復処理を行う。The determination unit 303 determines whether the original data before masking can be restored to a practically useful level from the data masked by the mask unit 302. FIG. 4 shows an example of the configuration of the determination unit 303. The determination unit 303 in this example has a repair unit 401 and a comparison unit 402. The repair unit 401 performs a repair process on the masked data to repair the masked area in the same manner as the repair unit 308 described below (i.e., using the same repair model 310 as on the receiving side).

比較部402は、修復されたデータと元データとを比較し、比較結果を示す指標値、例えば、マスク領域のみのSN比もしくは類似度を算出する。SN比や類似度は、0に近づくほど比較対象が互いに類似していることを表し、0から離れるほど比較対象が互いに非類似であることを表す。The comparison unit 402 compares the restored data with the original data and calculates an index value indicating the comparison result, for example, the signal-to-noise ratio or similarity of only the masked area. The closer the signal-to-noise ratio or similarity is to 0, the more similar the compared objects are to each other, and the farther away from 0, the more dissimilar the compared objects are to each other.

画像データの場合には、SN比としては、SNR(Signal to Noise Ratio)やPSNR(Peak Signal to Noise Ratio)などの指標を用いることができる。また、類似度としては、SAD(Sum of Abusolute Difference)やSSD(Sum of Squared Difference)、NCC(Normalized Cross-Correlation)、ZNCC(Zero-means Normalized Cross-Correlation)、SSIM(Structual Similarity)などの指標を用いることができる。In the case of image data, the SNR can be expressed as an index such as SNR (Signal to Noise Ratio) or PSNR (Peak Signal to Noise Ratio). The similarity can be expressed as an index such as SAD (Sum of Absolute Difference), SSD (Sum of Squared Difference), NCC (Normalized Cross-Correlation), ZNCC (Zero-means Normalized Cross-Correlation), or SSIM (Structural Similarity).

比較部402は、修復されたデータと元データとの比較結果を示す指標値を算出した後、予め設定された閾値と比較する。閾値は、例えば、送信対象のデータに要求される信頼性に応じて事前に設定される。閾値には、データ形式に応じて異なる値が設定されてもよい。比較部402は、指標値が閾値以下の場合に、元データを復元できると判定し、その旨を圧縮部304へ通知する。また、比較部402は、算出した指標値が閾値を超えている場合には、比較部402は元データを復元できないと判定する。この場合、比較部402は、別のマスクパターンを使用して入力データにマスクを施し直させるために、マスク再実行指示をマスク部302に出力する。そして、マスク再実行を所定回数実行しても元データを復元できると判定されなかった場合には、元データを復元できない旨を圧縮部304へ通知する。The comparison unit 402 calculates an index value indicating the comparison result between the restored data and the original data, and then compares the index value with a preset threshold value. The threshold value is set in advance, for example, according to the reliability required for the data to be transmitted. The threshold value may be set to a different value depending on the data format. If the index value is equal to or less than the threshold value, the comparison unit 402 determines that the original data can be restored, and notifies the compression unit 304 of that effect. If the calculated index value exceeds the threshold value, the comparison unit 402 determines that the original data cannot be restored. In this case, the comparison unit 402 outputs a mask re-execution instruction to the mask unit 302 to re-mask the input data using a different mask pattern. If it is not determined that the original data can be restored even after performing mask re-execution a predetermined number of times, the comparison unit 402 notifies the compression unit 304 that the original data cannot be restored.

圧縮部304は、マスク部302によりマスクされたデータ、又は、マスクする前の元データを、所定の圧縮方式(例えば、ハフマン符号化やランレングス圧縮など)で圧縮する。マスクされたデータ又はマスクする前の元データのどちらを圧縮するかは、比較部402による判定結果に基づいて決定される。すなわち、マスクされたデータから元データを復元できると判定された場合には、圧縮部304は、マスクされたデータの圧縮を行う。一方、マスクされたデータから元データを復元できないと判定された場合には、圧縮部304は、マスクする前の元データの圧縮を行う。圧縮方式としては、データ形式に応じたものが選択される。例えば、BMP形式の画像データの場合には、BMP形式からJPEG形式やPNG形式への圧縮方式が選択される。圧縮方式は、可逆圧縮方式でもよく、不可逆圧縮方式でもよい。The compression unit 304 compresses the data masked by the mask unit 302 or the original data before masking using a predetermined compression method (e.g., Huffman coding, run-length compression, etc.). Whether the masked data or the original data before masking is compressed is determined based on the judgment result by the comparison unit 402. That is, if it is judged that the original data can be restored from the masked data, the compression unit 304 compresses the masked data. On the other hand, if it is judged that the original data cannot be restored from the masked data, the compression unit 304 compresses the original data before masking. The compression method is selected according to the data format. For example, in the case of image data in BMP format, a compression method from BMP format to JPEG format or PNG format is selected. The compression method may be a lossless compression method or a lossy compression method.

送信部305は、圧縮部304により圧縮されたデータを、受信側の通信機器へ送信する。以上のように、マスクされたデータから元データを実質的に復元できることが判定できた場合のみ、マスクされたデータを送受信するように構成することで、データの信頼性を確保することが可能となる。送信部305は、必要に応じて、マスクの位置及び大きさを示すマスク情報(マスクせずに元データを送信する場合は、「マスク領域なし」を示すマスク情報)を付随的に送信してもよい。このようなマスク情報を送信することで、受信側の通信機器は、受信データにおけるマスク部分を容易に特定することが可能となる。The transmitting unit 305 transmits the data compressed by the compressing unit 304 to the receiving communication device. As described above, the masked data is transmitted and received only when it is determined that the original data can be substantially restored from the masked data, thereby ensuring the reliability of the data. If necessary, the transmitting unit 305 may additionally transmit mask information indicating the position and size of the mask (mask information indicating "no mask area" when transmitting the original data without masking). By transmitting such mask information, the receiving communication device can easily identify the masked portion in the received data.

次に、通信機器101のデータ送受信部201が有する受信機能について説明する。
受信部306は、送信側の通信機器から送信されたデータ(及びマスク情報)を受信する。逆圧縮部307は、受信部306による受信データが可逆圧縮されている場合に、受信データを逆圧縮する。修復部308には、逆圧縮部307により逆圧縮されたデータ、又は、不可逆圧縮されている受信データが入力される。修復部308は、入力データに対してマスク領域の修復を施す修復処理を行う。すなわち、受信部306による受信データが可逆圧縮されている場合には、受信データを逆圧縮して得られたデータのマスク領域が修復される。一方、受信部306による受信データが不可逆圧縮されている場合には、受信データのマスク領域が修復される。書込部309は、修復部308により修復されたデータを記憶装置203に書き込む。
Next, the receiving function of the data transmitting/receiving unit 201 of the communication device 101 will be described.
The receiving unit 306 receives data (and mask information) transmitted from the transmitting communication device. The decompression unit 307 decompresses the received data when the data received by the receiving unit 306 is losslessly compressed. The restoration unit 308 receives the data decompressed by the decompression unit 307 or the lossy compressed received data. The restoration unit 308 performs restoration processing to restore the mask area of the input data. That is, when the data received by the receiving unit 306 is losslessly compressed, the mask area of the data obtained by decompressing the received data is restored. On the other hand, when the data received by the receiving unit 306 is lossy compressed, the mask area of the received data is restored. The writing unit 309 writes the data restored by the restoration unit 308 to the storage device 203.

ここで、修復部308による修復処理は、データ形式に応じた任意の修復技術を使用して実行することができる。例えば、画像データを修復する場合には、Inpainting手法を使用することができる。代表的なInpainting手法として、非特許文献1のような修復モデルを用いる機械学習による手法があるが、非特許文献2のように機械学習ベースでない手法を用いてもよい。本例の修復部308は、予め用意されている修復モデル310を用いて、入力データに対してマスク領域の修復を施すものとする。Here, the restoration process by the restoration unit 308 can be performed using any restoration technique according to the data format. For example, when restoring image data, the Inpainting method can be used. A representative Inpainting method is a machine learning method using a restoration model such as that in Non-Patent Document 1, but a method not based on machine learning such as that in Non-Patent Document 2 may also be used. The restoration unit 308 in this example uses a restoration model 310 prepared in advance to perform restoration of a mask area on the input data.

入力データにおけるマスク領域の位置及び大きさは、受信データにマスク情報が付随されている場合には、このマスク情報に基づいて特定することができる。なお、受信データにマスク情報が付随されていない場合には、受信データの内の所定値(例えば、0)が格納されたデータ部分を、マスク領域と判定するようにしてもよい。 If mask information is attached to the received data, the position and size of the mask area in the input data can be identified based on this mask information. If mask information is not attached to the received data, a data portion of the received data in which a predetermined value (e.g., 0) is stored may be determined to be the mask area.

次に、本提案に係る圧縮方式による圧縮効率の向上について、図5を参照して説明する。従来の圧縮方式では、BMP形式の画像データ501を、マスキングせずにJPEG形式やPNG形式の画像データ502に変換(圧縮)している。一方、本提案に係る圧縮方式では、BMP形式の画像データ501に対してマスキングを施し、マスクされた画像データ503をJPEG形式やPNG形式の画像データ504に変換(圧縮)している。Next, the improvement in compression efficiency achieved by the compression method proposed herein will be described with reference to Fig. 5. In conventional compression methods, image data 501 in BMP format is converted (compressed) into image data 502 in JPEG or PNG format without masking. On the other hand, in the compression method proposed herein, masking is performed on image data 501 in BMP format, and the masked image data 503 is converted (compressed) into image data 504 in JPEG or PNG format.

元の画像データ501及びマスクされた画像データ503のデータ容量は、いずれも768KBである。従来の圧縮方式による圧縮後の画像データ502のデータ容量は、JPEG形式の場合は100KBであり、PNG形式の場合は674KBである。本提案に係る圧縮方式による圧縮後の画像データ504のデータ容量は、JPEG形式の場合は91.7KBであり、PNG形式の場合は611KBである。このように、本提案によれば、従来に比べてデータ容量が小さくなり、圧縮効率が向上していることが分かる。これは、同じパターンが多く出現するデータほど圧縮効率が向上することに着目して、データの一部を同じ値(例えば、0)でマスキングすることで、マスク領域すべてを同じパターンとして圧縮処理できるためである。The data capacity of the original image data 501 and the masked image data 503 is both 768 KB. The data capacity of the image data 502 after compression using the conventional compression method is 100 KB for JPEG format and 674 KB for PNG format. The data capacity of the image data 504 after compression using the compression method proposed in this proposal is 91.7 KB for JPEG format and 611 KB for PNG format. Thus, according to this proposal, the data capacity is smaller than before and the compression efficiency is improved. This is because, focusing on the fact that the compression efficiency improves as the same pattern appears more frequently in data, by masking part of the data with the same value (e.g., 0), the entire masked area can be compressed as the same pattern.

以上のように、本例のデータ通信システムでは、送信側の通信機器が、送信対象のデータの一部をマスクするマスク部302と、マスクされたデータを可逆圧縮又は不可逆圧縮する圧縮部304と、可逆圧縮又は不可逆圧縮されたデータを受信側の通信機器へ送信する送信部305とを有しており、受信側の通信機器が、送信側の通信機器から送信されたデータを受信する受信部306と、可逆圧縮されている受信データを逆圧縮する逆圧縮部307と、逆圧縮されたデータのマスク領域又は不可逆圧縮されている受信データのマスク領域を修復する修復部308とを有している。このような構成によれば、送信対象のデータの一部をマスクして圧縮することで、通信データの圧縮効率を向上させることができるため、通信負荷の小さいデータ通信を実現することが可能となる。As described above, in the data communication system of this example, the transmitting communication device has a masking unit 302 that masks a portion of the data to be transmitted, a compression unit 304 that performs lossless or lossy compression on the masked data, and a transmitting unit 305 that transmits the lossless or lossy compressed data to the receiving communication device, and the receiving communication device has a receiving unit 306 that receives data transmitted from the transmitting communication device, a decompression unit 307 that decompresses the losslessly compressed received data, and a restoration unit 308 that restores the masked area of the decompressed data or the masked area of the lossy compressed received data. With this configuration, by masking and compressing a portion of the data to be transmitted, the compression efficiency of the communication data can be improved, making it possible to realize data communication with a small communication load.

また、本例のデータ通信システムでは、送信側の通信機器が、マスクされたデータのマスク領域を修復する修復部401を有しており、修復されたマスク領域の復元度が所定の基準を満たさない場合に、別のマスクパターンに従って、送信対象のデータに対してマスクを施し直すように構成されている。このように、マスクされたデータから元データを実質的に復元できることが判定できた場合のみ、マスクされたデータを送受信するように構成することで、データの信頼性を確保することが可能となる。 In addition, in the data communication system of this example, the transmitting communication device has a repair unit 401 that repairs the masked area of the masked data, and is configured to re-mask the data to be transmitted according to a different mask pattern if the degree of restoration of the repaired masked area does not satisfy a predetermined standard. In this way, by configuring the masked data to be transmitted and received only when it is determined that the original data can be substantially restored from the masked data, it is possible to ensure the reliability of the data.

ここで、上記の説明では、画像データを例にして説明したが、他の形式のデータ、例えば、動画、音声、文章、センサから得られる数値などのデータの送受信にも、本発明を適用することが可能である。また、上記の説明では、通信機器101が、本発明に係る送信側の通信機器としての機能と、本発明に係る受信側の通信機器としての機能を備えているが、これらは別々の機器として構成されてもよい。Here, in the above explanation, image data has been used as an example, but the present invention can also be applied to the transmission and reception of other types of data, such as video, audio, text, and numerical values obtained from a sensor. Also, in the above explanation, the communication device 101 has a function as a transmitting communication device according to the present invention and a function as a receiving communication device according to the present invention, but these may be configured as separate devices.

以上、本発明の実施形態について説明したが、これら実施形態は例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明は、その他の様々な実施形態をとることが可能であると共に、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換等の種々の変形を行うことができる。これら実施形態及びその変形は、本明細書等に記載された発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are merely illustrative and do not limit the technical scope of the present invention. The present invention can take various other embodiments, and various modifications such as omissions and substitutions can be made without departing from the gist of the present invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention described in this specification, etc., and are included in the scope of the invention and its equivalents described in the claims.

また、本発明は、上記の説明で挙げたような装置や、これら装置で構成されたシステムとして提供することが可能なだけでなく、これら装置により実行される方法、これら装置の機能をプロセッサにより実現させるためのプログラム、そのようなプログラムをコンピュータ読み取り可能に記憶する記憶媒体などとして提供することも可能である。 Furthermore, the present invention can be provided not only as devices such as those described above or as systems composed of these devices, but also as methods executed by these devices, programs for causing a processor to realize the functions of these devices, and storage media for storing such programs in a computer-readable format.

本発明は、データを圧縮して送受信する通信機器に利用することが可能である。 The present invention can be used in communication devices that compress and transmit/receive data.

101:通信機器、 201:データ送受信部、 202:解析/処理部、 203:記憶装置、 301:読込部、 302:マスク部、 303:判定部、 304:圧縮部、 305:送信部、 306:受信部、 307:逆圧縮部、 308:修復部、 309:書込部、 310:修復モデル、 401:修復部、 402:比較部

101: Communication device, 201: Data transmission/reception unit, 202: Analysis/processing unit, 203: Storage device, 301: Reading unit, 302: Masking unit, 303: Determination unit, 304: Compression unit, 305: Transmission unit, 306: Reception unit, 307: Decompression unit, 308: Restoration unit, 309: Writing unit, 310: Restoration model, 401: Restoration unit, 402: Comparison unit

Claims (4)

データの圧縮通信を行う送信側の通信機器において、
送信対象のデータの一部をマスクパターンに従ってマスクする機能と、
前記マスクされたデータのマスク領域を修復する機能と、
前記修復されたマスク領域の復元度が所定の基準を満たすか否かを判定する機能と、
前記マスクされたデータ又はマスクする前の前記送信対象のデータを可逆圧縮又は不可逆圧縮する機能と、
前記可逆圧縮又は前記不可逆圧縮されたデータを受信側の通信機器へ送信する機能とを有し、
前記復元度が前記基準を満たさないと判定された場合に、別のマスクパターンに従って、前記送信対象のデータにマスクしてそのマスク領域を修復する処理を再実行し、
前記復元度が前記基準を満たすと判定された場合に、そのマスクパターンでマスクされたデータを可逆圧縮又は不可逆圧縮して前記受信側の通信機器へ送信し、
前記再実行を所定回数繰り返しても前記復元度が前記基準を満たすと判定されなかった場合に、マスクする前の前記送信対象のデータを可逆圧縮又は不可逆圧縮して前記受信側の通信機器へ送信することを特徴とする通信機器。
In a transmitting communication device that performs compressed data communication,
A function to mask a part of the data to be transmitted according to a mask pattern;
repairing a masked area of the masked data;
a function of determining whether the degree of restoration of the repaired mask region satisfies a predetermined criterion;
A function of losslessly compressing or lossily compressing the masked data or the data to be transmitted before being masked;
a function of transmitting the losslessly compressed or losslessly compressed data to a receiving communication device;
if it is determined that the degree of restoration does not satisfy the criterion, re-executing a process of masking the data to be transmitted according to a different mask pattern and repairing the masked area;
If it is determined that the degree of restoration satisfies the criterion, the data masked with the mask pattern is losslessly or lossily compressed and transmitted to the receiving communication device;
A communication device characterized in that if the degree of restoration is not determined to satisfy the criterion even after repeating the re-execution a predetermined number of times, the data to be transmitted before being masked is losslessly or lossily compressed and transmitted to the receiving communication device.
請求項1に記載の通信機器において、
マスク領域の位置及び大きさを規定した所定のマスクパターンに従って、前記送信対象のデータに対してマスクを施すことを特徴とする通信機器。
2. The communication device according to claim 1,
A communication device which masks the data to be transmitted in accordance with a predetermined mask pattern that defines the position and size of a mask area.
請求項1に記載の通信機器において、
マスク領域の位置及び大きさをランダムに定めたマスクパターンに従って、前記送信対象のデータに対してマスクを施すことを特徴とする通信機器。
2. The communication device according to claim 1,
A communication device which masks the data to be transmitted according to a mask pattern in which the position and size of a mask area are randomly determined.
送信側の通信機器と受信側の通信機器との間でデータの圧縮通信を行うデータ通信方法において、
前記送信側の通信機器が、
送信対象のデータの一部をマスクパターンに従ってマスクし、
前記マスクされたデータのマスク領域を修復し、
前記修復されたマスク領域の復元度が所定の基準を満たすか否かを判定し、
前記復元度が前記基準を満たさないと判定された場合に、別のマスクパターンに従って、前記送信対象のデータにマスクしてそのマスク領域を修復する処理を再実行し、
前記復元度が前記基準を満たすと判定された場合に、そのマスクパターンでマスクされたデータを可逆圧縮又は不可逆圧縮し、
前記再実行を所定回数繰り返しても前記復元度が前記基準を満たすと判定されなかった場合に、マスクする前の前記送信対象のデータを可逆圧縮又は不可逆圧縮し、
前記可逆圧縮又は前記不可逆圧縮されたデータを受信側の通信機器へ送信し、
前記受信側の通信機器が、
前記送信側の通信機器から送信されたデータを受信し、
前記受信データが前記可逆圧縮されている場合には、前記受信データを逆圧縮し、前記逆圧縮されたデータのマスク領域を修復し、
前記受信データが前記不可逆圧縮されている場合には、前記受信データを逆圧縮せず、前記受信データのマスク領域を修復することを特徴とするデータ通信方法。
A data communication method for compressing and communicating data between a transmitting communication device and a receiving communication device, comprising:
The transmitting communication device,
A part of the data to be transmitted is masked according to a mask pattern,
Inpainting a masked region of the masked data;
determining whether the degree of restoration of the repaired mask region satisfies a predetermined criterion;
if it is determined that the degree of restoration does not satisfy the criterion, re-executing a process of masking the data to be transmitted according to a different mask pattern and repairing the masked area;
When it is determined that the degree of restoration satisfies the criterion, the data masked with the mask pattern is losslessly compressed or lossily compressed;
When it is not determined that the degree of restoration satisfies the criterion even after the re-execution is repeated a predetermined number of times, the data to be transmitted is losslessly compressed or lossily compressed before being masked;
Transmitting the losslessly compressed or losslessly compressed data to a receiving communication device;
The receiving communication device,
receiving data transmitted from the transmitting communication device;
If the received data is losslessly compressed, decompressing the received data and repairing a masked area of the decompressed data;
A data communication method, comprising the steps of: if the received data has been lossy compressed, restoring a masked area of the received data without decompressing the received data.
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