JPH0773311A - Image processor and recording and reproducing device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain high parallelism not depending on the number of pixels and to accelerate arithmetic speed. CONSTITUTION:An image processor 100 is provided with a numerator calculation part 102 for full curvature to define the pixel value of a certain picture element as '1' when the value of the numerator of the full curvature calculated by using an image information signal sent from an image information input part 101 is positive and to define the pixel value of that pixel as '0' when that numerator value is not positive, numerator calculation part 103 for average curvature to define the pixel value of a certain pixel as '1' when the value of the numerator of the average curvature calculated by using an image information signal sent from the image information input part 101 is negative and to define the pixel value of that pixel as '0' when the numerator value is not negative, AND arithmetic part 104 for ANDing the output signal of the numerator calculation part 102 for full curvature and the output signal of the numerator calculation part 103 for average curvature for each pixel, and median filter 105 for removing an isolate point contained in the output signal of the AND arithmetic part 104.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、画像処理装置および記
録再生装置に関し、特に、プローブ電極を記録媒体に対
して相対的に二次元走査させながら、記録媒体とプロー
ブ電極との間に生じる物理相互作用による信号を利用し
て、記録媒体に情報を記録するとともに、記録された情
報を画像情報として再生する記録再生装置および該記録
再生装置に好適な画像処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image processing apparatus and a recording / reproducing apparatus, and more particularly, to a physics generated between a recording medium and a probe electrode while two-dimensionally scanning the probe electrode with respect to the recording medium. The present invention relates to a recording / reproducing apparatus that records information on a recording medium and reproduces the recorded information as image information using a signal resulting from the interaction, and an image processing apparatus suitable for the recording / reproducing apparatus.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、記録再生装置に要求されるデータ
の記録容量は大きくなる傾向があり、そのためには、記
録単位の大きさを小さくして記録単位密度を向上させる
ことが必須要件となる。たとえば、光記録によるデジタ
ル・オーディオ・ディスクにおいては、記録単位の大き
さは１μｍ² 程度にまで及んでいる。2. Description of the Related Art In recent years, the recording capacity of data required for a recording / reproducing apparatus tends to increase, and for that purpose, it is an essential requirement to reduce the size of the recording unit and improve the recording unit density. . For example, in a digital audio disc by optical recording, the size of a recording unit reaches about 1 μm ² .

【０００３】一方、最近、物質の表面および表面近傍の
電子構造を直接観察できる走査型トンネル顕微鏡（ＳＴ
Ｍ）が開発され、以下に示す利点を有することから、広
範囲な応用が期待されている。 （１）単結晶および非晶質を問わずに、実空間像の高い
分解能の測定ができる。 （２）記録媒体に電流による損傷を与えずに、低電力で
観察できる。 （３）超高真空中のみならず大気中および溶液中でも動
作する。 （４）種々の材料に対して用いることができる。On the other hand, recently, a scanning tunneling microscope (ST
Since M) has been developed and has the advantages described below, a wide range of applications are expected. (1) It is possible to measure a real space image with high resolution regardless of whether it is single crystal or amorphous. (2) It can be observed at low power without damaging the recording medium due to current. (3) Operates not only in ultra-high vacuum but also in air and solution. (4) It can be used for various materials.

【０００４】走査型トンネル顕微鏡は、プローブ電極
（金属の探針）と導電性物質との間に電圧を加えた状態
で、プローブ電極を導電性物質に対して１ｎｍ程度の距
離まで近づけたときに、プローブ電極と導電性物質との
間にトンネル電流（プローブ電極と導電性物質との間に
生じる物理相互作用による信号）が流れることを利用す
るものである。トンネル電流は、プローブ電極と導電性
物質との間の距離変化に対して非常に敏感であるため、
プローブ電極と導電性物質との間の平均的な距離または
トンネル電流を一定に保つように、プローブ電極を導電
性物質の表面に対して相対的に二次元走査することによ
り、導電性物質の実空間の表面情報を得ることができ
る。このときの導電性物質の面内方向の分解能は、１０
ｎｍ以下である。A scanning tunneling microscope is used when a probe electrode (metal probe) and a conductive substance are applied with a voltage, and the probe electrode is brought closer to the conductive substance by a distance of about 1 nm. It utilizes that a tunnel current (a signal due to a physical interaction generated between the probe electrode and the conductive material) flows between the probe electrode and the conductive material. The tunnel current is very sensitive to changes in the distance between the probe electrode and the conductive material,
The probe electrode is scanned two-dimensionally relative to the surface of the conductive material so that the average distance between the probe electrode and the conductive material or the tunnel current is kept constant. The surface information of the space can be obtained. The in-plane resolution of the conductive material at this time is 10
nm or less.

【０００５】このような走査型トンネル顕微鏡の原理を
応用すれば、記録媒体として、電圧電流のスイッチング
特性に対してメモリ効果をもつ材料（たとえば、π電子
系有機化合物やカルコゲン化物類の薄膜層など）を用い
ることにより、０．０１μｍ ² 以下の記録単位で情報の
記録再生が可能となる。また、電子ビームや光などの電
磁波を用いて記録媒体の表面形状態を変化させる手法を
用いれば、電子ビームなどの集束度の限界などから記録
単位は大きくなるが、現状の光記録と同等の記録密度で
の情報の記録再生が可能となる。The principle of such a scanning tunneling microscope is
If applied, it can be used as a recording medium for switching voltage and current.
A material that has a memory effect on its properties (for example, π electrons
Thin film layers of organic compounds and chalcogenides)
0.01 μm ² Information in the following recording units
Recording and reproduction becomes possible. In addition, an electron beam or light
A method of changing the surface shape of the recording medium using magnetic waves
If used, record due to the limit of focusing degree of electron beam etc.
The unit is large, but at the same recording density as the current optical recording
It becomes possible to record and reproduce the information.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
述した走査型トンネル顕微鏡の原理を応用した従来の記
録再生装置では、所定の面積を有する記録媒体の表面
（記録面）全体に渡って高密度な情報の記録再生を行う
場合には、記録面に存在する凹凸により、再生時の信号
のＳＮ比や誤り率などを悪化させるため、記録容量の高
密度化の達成に大きな障害となっている。However, in the conventional recording / reproducing apparatus to which the principle of the scanning tunneling microscope described above is applied, high-density information is recorded over the entire surface (recording surface) of the recording medium having a predetermined area. When recording / reproducing, the unevenness present on the recording surface deteriorates the SN ratio and error rate of the signal at the time of reproduction, which is a major obstacle to achieving a high recording capacity.

【０００７】記録媒体の表面の物理的な凹凸を低減させ
るための一方法として、マイカなどのヘキ開面にＡｕ薄
膜を単結晶成長させて平滑面とする方法を応用すること
ができる。しかし、かかる方法による記録媒体を用いた
場合でも、通常、直径１０ｎｍ以下の記録ビットサイズ
と同程度の凹凸が発生することはほとんどないが、原子
オーダーのステップや尾根などによって記録ビットの形
状が変化して、再生時の信号のＳＮ比や誤り率を低下さ
せるという問題が残る。As a method for reducing the physical unevenness of the surface of the recording medium, a method of growing an Au thin film as a single crystal on a cleaved surface of mica to obtain a smooth surface can be applied. However, even when a recording medium according to such a method is used, irregularities of the same size as the recording bit size with a diameter of 10 nm or less rarely occur, but the shape of the recording bit changes due to atomic steps or ridges. Then, there remains a problem that the SN ratio and error rate of the signal during reproduction are reduced.

【０００８】また、再生信号の雑音を除去する方法とし
て、線形フィルタに属する周波数領域においてフィルタ
リングする方法があるが、この方法は、再生時の信号と
雑音の周波数帯域が既知でかつ線形分離可能な場合にの
み有効である。しかし、記録ビットに関しては、個々の
形状に対する周波数帯域は既知だとしても、それらがど
の位置に存在するかは既知ではない。また、ステップや
尾根には空間座標に関する微係数の大きい箇所（すなわ
ち、エッジ）があり、このため、これらの周波数成分は
周波数領域全域に渡ってしまうとともに、空間的にコン
パクトな記録ビットの周波数成分も全域に渡ってしまう
ため、これらを周波数空間上で帯域分離することはでき
ない。さらに、記録ビット，ステップおよび尾根の位置
が特定できないため、パワースペクトラムのテンプレー
トマッチングによる抽出も困難である。Further, as a method of removing the noise of the reproduced signal, there is a method of filtering in the frequency domain belonging to a linear filter. In this method, the frequency band of the signal and noise at the time of reproduction is known and linear separation is possible. Only valid if. However, regarding recorded bits, even if the frequency bands for individual shapes are known, it is not known where they are located. In addition, there are locations (that is, edges) where the differential coefficient with respect to spatial coordinates is large in steps and ridges, so these frequency components are spread over the entire frequency domain, and the spatially compact frequency components of recorded bits are also included. However, these cannot be band-separated in the frequency space because they also cover the entire area. Furthermore, since the positions of recorded bits, steps and ridges cannot be specified, it is difficult to extract the power spectrum by template matching.

【０００９】一方、空間的相関を重視した従来の画像処
理技術として、画像からステップや尾根だけを抽出した
抽出画像を作成し、この抽出画像をもとの画像から引く
ことによってステップや尾根を除去する、非線形フィル
タに属するものがある。しかし、画像からステップや尾
根だけを抽出する方式は、たとえば細線化アルゴリズム
や黒画素の連結数を計算するアルゴリズムのように、処
理様式が反復的または直列的であり、画素数に強く依存
する方式であるため、読出し速度が最も重要な機能であ
る記録再生装置においては非常に不利である。On the other hand, as a conventional image processing technique that emphasizes spatial correlation, an extracted image is created by extracting only steps and ridges from an image, and the extracted image is subtracted from the original image to remove steps and ridges. Yes, some belong to non-linear filters. However, the method of extracting only steps or ridges from an image is a method in which the processing mode is iterative or serial, and strongly depends on the number of pixels, such as an algorithm for thinning or an algorithm for calculating the number of connected black pixels. Therefore, it is very disadvantageous in the recording / reproducing apparatus in which the reading speed is the most important function.

【００１０】本発明の目的は、原子オーダーのステップ
や尾根による、再生時の誤り率低下を軽減することがで
きる記録再生装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a recording / reproducing apparatus capable of reducing a reduction in error rate during reproduction due to atomic steps or ridges.

【００１１】本発明の他の目的は、画素数に依存しない
高い並列性を有するとともに、演算速度の向上が図れる
画像処理装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide an image processing apparatus which has high parallelism independent of the number of pixels and can improve the operation speed.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の画像処理装置
は、画像情報の各画素における全曲率の分子の値を計算
する全曲率の分子計算手段と、前記画像情報の各画素に
おける平均曲率の分子の値を計算する平均曲率の分子計
算手段と、前記全曲率の分子計算手段の出力信号と前記
平均曲率の分子計算手段の出力信号との論理積を演算す
る論理積演算手段と、該論理積演算手段の出力信号が入
力されるメディアンフィルタとを含む。An image processing apparatus according to the present invention comprises a total curvature numerator calculating means for calculating a numerator value of total curvature in each pixel of image information, and an average curvature of each pixel of the image information. A mean value numerator calculation means for calculating a numerator value; a logical product operation means for calculating a logical product of an output signal of the total curvature numerator calculation means and an output signal of the mean curvature numerator calculation means; And a median filter to which the output signal of the product calculation means is input.

【００１３】本発明の記録再生装置は、プローブ電極を
記録媒体の記録面に対して相対的に二次元走査させなが
ら、該プローブ電極と該記録媒体との間に生じる物理相
互作用による信号を利用して、該記録媒体に情報を記録
するとともに、該記録された情報を画像情報として再生
する記録再生装置において、前記物理相互作用による信
号から再生された画像情報の各画素における全曲率の分
子の値と平均曲率の分子の値とをそれぞれ計算して新た
な画像情報を作成する画像情報作成手段を含む。The recording / reproducing apparatus of the present invention utilizes the signal due to the physical interaction generated between the probe electrode and the recording medium while two-dimensionally scanning the probe electrode with respect to the recording surface of the recording medium. Then, in a recording / reproducing apparatus that records information on the recording medium and reproduces the recorded information as image information, the numerator of the total curvature in each pixel of the image information reproduced from the signal due to the physical interaction is recorded. An image information creating means for creating new image information by respectively calculating the value and the numerator value of the average curvature is included.

【００１４】ここで、前記画像情報作成手段が、前記物
理相互作用による信号から再生された画像情報の各画素
における全曲率の分子の値を計算する全曲率計算手段
と、前記画像情報の各画素における平均曲率の分子の値
を計算する平均曲率計算手段と、前記全曲率の分子計算
手段の出力信号と前記平均曲率の分子計算手段の出力信
号との論理積を演算する論理積演算手段と、該論理積演
算手段の出力信号が入力されるメディアンフィルタとを
含んでもよい。Here, the image information creating means calculates the numerator value of the total curvature in each pixel of the image information reproduced from the signal by the physical interaction, and the total curvature calculating means, and each pixel of the image information. An average curvature calculating means for calculating the numerator value of the average curvature in, and a logical product calculating means for calculating a logical product of the output signal of the total curvature numerator calculating means and the output signal of the average curvature numerator calculating means, A median filter to which the output signal of the logical product calculating means is input may be included.

【００１５】[0015]

【作用】本発明の画像処理装置は、二次元的な広がりを
もつ画像情報を二次元平面上に定義された関数とみな
し、二次元平面の各点における関数（画像情報の各画
素）の全曲率を求めることにより、全曲率の値が正であ
る点は楕円的点であり、全曲率の値が正でない点は放物
的点および双曲的点であることがわかること、および、
二次元平面の各点における関数の平均曲率を求めること
により、平均曲率の値が負である楕円的点は記録面に対
して凸であり、平均曲率の値が正である楕円的点は記録
面に対して凹であることがわかることを利用するもので
あるが、演算処理の向上を図るために、以下の処理を施
す。The image processing apparatus of the present invention regards image information having a two-dimensional spread as a function defined on a two-dimensional plane, and all functions of each function (each pixel of image information) at each point on the two-dimensional plane. By obtaining the ratio, it can be seen that the points with a positive total curvature value are elliptic points, and the points with a non-positive total curvature value are parabolic and hyperbolic points, and
By calculating the average curvature of the function at each point on the two-dimensional plane, the elliptic point with a negative average curvature value is convex with respect to the recording surface, and the elliptic point with a positive average curvature value is recorded. The fact that the surface is concave is used, but the following processing is performed in order to improve the arithmetic processing.

【００１６】一般的に、二次元平面の各点における関数
の全曲率および平均曲率はそれぞれ、後述するように、
分数で表わされ、しかも、分母は常に正の値をもつ。し
たがって、全曲率の値が正であるか否かは、全曲率の分
子の値を求めるだけで分かり、また、平均曲率の値が負
であるか否かは、平均曲率の分子の値を求めるだけで分
かるため、全曲率の値および平均曲率の値の代わりに、
全曲率の分子の値および平均曲率の分子の値をそれぞれ
求める。すなわち、記録面に対して凸の曲面上の楕円的
点が必要な情報を示すことが予めわかっている場合に
は、全曲率の分子計算手段で全曲率の分子の値を求め、
平均曲率の分子計算手段で平均曲率の分子の値を求め、
全曲率の分子計算手段の出力信号と平均曲率の分子計算
手段の出力信号との論理積を演算することにより、画像
情報に含まれている誤情報を排除して、必要な情報のみ
を抽出することができる。また、論理積演算手段の出力
信号をメディアンフィルタに入力することにより、空間
座標の離散化による誤差に起因する誤情報を排除するこ
とができる。Generally, the total curvature and the average curvature of the function at each point of the two-dimensional plane are, respectively, as described below.
It is expressed as a fraction, and the denominator always has a positive value. Therefore, whether or not the value of the total curvature is positive can be known only by obtaining the value of the numerator of the total curvature, and whether or not the value of the average curvature is negative is obtained by obtaining the value of the numerator of the average curvature. Instead of the total and mean curvature values,
The numerator value of total curvature and the numerator value of average curvature are obtained, respectively. That is, when it is known in advance that an elliptic point on a convex curved surface with respect to the recording surface shows the necessary information, the numerator value of the total curvature is obtained by the numerator of the total curvature,
Calculate the value of the numerator of average curvature by means of numerator of average curvature,
By calculating the logical product of the output signal of the numerator calculation means of total curvature and the output signal of the numerator calculation means of average curvature, erroneous information included in the image information is eliminated and only necessary information is extracted. be able to. Further, by inputting the output signal of the logical product calculating means to the median filter, it is possible to eliminate erroneous information due to an error due to discretization of spatial coordinates.

【００１７】本発明の記録再生装置は、物理相互作用に
よる信号から再生された画像情報の各画素における全曲
率の分子の値と平均曲率の分子の値とをそれぞれ計算し
て新たな画像情報を作成する画像情報作成手段を含むこ
とにより、記録ビットは記録面に対して凸の曲面上の楕
円的点となるため、画像情報に含まれている放物的点，
双曲的点および記録面に対して凹の曲面上の楕円的点を
排除して、記録ビットのみを抽出した新たな画像情報を
得ることができる。The recording / reproducing apparatus of the present invention calculates new numerator image information by calculating the numerator value of the total curvature and the numerator value of the average curvature in each pixel of the image information reproduced from the signal due to physical interaction. Since the recording bit becomes an elliptical point on the curved surface which is convex with respect to the recording surface by including the image information generating means for generating, a parabolic point included in the image information,
It is possible to eliminate hyperbolic points and elliptical points on a curved surface that is concave with respect to the recording surface to obtain new image information in which only recording bits are extracted.

【００１８】なお、各画素の全曲率の分子の値と平均曲
率の分子の値とはそれぞれ、各画素近傍の第一基本量と
第二基本量を計算することにより求めることができる。
ここで、第一基本量と第二基本量は局所的な量であるた
め、処理様式は画素数に依存しない高い並列性を有する
ことになる。The numerator value of the total curvature and the numerator value of the average curvature of each pixel can be obtained by calculating the first basic amount and the second basic amount near each pixel.
Here, since the first basic quantity and the second basic quantity are local quantities, the processing mode has high parallelism independent of the number of pixels.

【００１９】[0019]

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００２０】図１は、本発明の画像処理装置の一実施例
を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the image processing apparatus of the present invention.

【００２１】画像処理装置100 は、画像情報入力部101
と、全曲率の分子計算部102 と、平均曲率の分子計算部
103 と、論理積演算部104 と、メディアンフィルタ105
とを含む。ここで、全曲率の分子計算部102 は、画像情
報入力部101 から送られてくる画像情報信号を用いて各
画素の全曲率の分子の値を計算し、全曲率の分子の値が
正のときにはその画素の画素値を”１”とし、全曲率の
分子の値が正でないときにはその画素の画素値を”０”
とすることにより、画像情報信号に対して各画素ごとに
非線形２値化処理を施すためのものである。平均曲率の
分子計算部103は、画像情報入力部101 から送られてく
る画像情報信号を用いて各画素の平均曲率の分子の値を
計算し、平均曲率の分子の値が負のときにはその画素の
画素値を”１”とし、平均曲率の分子の値が負でないと
きにはその画素の画素値を”０”とすることにより、画
像情報信号に対して各画素ごとに非線形２値化処理を施
すためのものである。論理積演算部104 は、全曲率の分
子計算部102 の出力信号と平均曲率の分子計算部103 の
出力信号との論理積を各画素ごとに演算するためのもの
である。メディアンフィルタ105 は、論理積演算部104
の出力信号に含まれる孤立点を除去するためのものであ
る。The image processing apparatus 100 includes an image information input unit 101.
And the total curvature numerator calculator 102 and the mean curvature numerator calculator
103, AND operation unit 104, and median filter 105
Including and Here, the total curvature numerator calculation unit 102 calculates the total curvature numerator value of each pixel by using the image information signal sent from the image information input unit 101, and the total curvature numerator value is positive. Sometimes the pixel value of that pixel is "1", and when the numerator value of the total curvature is not positive, the pixel value of that pixel is "0".
By doing so, the non-linear binarization process is performed for each pixel on the image information signal. The average curvature numerator calculation unit 103 calculates the numerator value of the average curvature of each pixel using the image information signal sent from the image information input unit 101, and when the numerator value of the average curvature is negative, the pixel is calculated. The pixel value of "1" is set to "1", and when the numerator value of the average curvature is not negative, the pixel value of that pixel is set to "0", thereby performing non-linear binarization processing for each pixel on the image information signal. It is for. The logical product calculation unit 104 is for calculating the logical product of the output signal of the numerator calculation unit 102 of total curvature and the output signal of the numerator calculation unit 103 of average curvature for each pixel. The median filter 105 includes an AND operation unit 104.
This is for removing the isolated points included in the output signal of.

【００２２】次に、画像処理装置100 における画像処理
方法の原理について説明する。Next, the principle of the image processing method in the image processing apparatus 100 will be described.

【００２３】（１）全曲率と平均曲率 記録媒体の記録面に存在する原子オーダーの尾根やステ
ップはそれぞれ、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、あ
る一方向に対してのみ段差を有するとすると、放物的点
から構成されていると考えられる。一方、走査型トンネ
ル顕微鏡の原理を応用して記録媒体の表面形状を変化さ
せる方法であれ、電子ビームや光などの電磁波を用いて
記録媒体の表面形状態を変化させる方法であれ、記録ビ
ットは、図２（Ｃ）に示すように、単峰性の形状をして
いると考えられるため、少なくとも極大値の周辺におい
ては、楕円的点によって構成されていると考えられる。
なお、「単峰性の形状」とは、具体的には、唯一存在す
る極大値の位置から離れるに従って高さが単調減少をす
る形状をいう。(1) Total Curvature and Average Curvature Atom-order ridges and steps existing on the recording surface of a recording medium are stepped only in one direction, as shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B). Is considered to be composed of parabolic points. On the other hand, whether the method of changing the surface shape of the recording medium by applying the principle of the scanning tunneling microscope or the method of changing the surface shape state of the recording medium by using an electromagnetic wave such as an electron beam or light, the recording bit is As shown in FIG. 2 (C), since it is considered to have a unimodal shape, it is considered that it is constituted by elliptical points at least around the maximum value.
The “unimodal shape” specifically means a shape in which the height decreases monotonically with increasing distance from the position of the maximum value that exists.

【００２４】したがって、全曲率Ｋと楕円的点(eliptic
point)，放物的点(parabolic point)および双曲的点(h
yperbolic point)とは、 （ａ）Ｋ＞０のとき楕円的点 （ｂ）Ｋ＝０のとき放物的点 （ｃ）Ｋ＜０のとき双曲的点 という関係を有するため、記録媒体の記録面上の各点
（すなわち、画像情報の各画素）における全曲率Ｋを求
めることにより、全曲率Ｋの符号が正（Ｋ＞０）のとき
には記録ビット領域に属する点であり、全曲率Ｋが”
０”または全曲率Ｋがの符号が負（Ｋ＞０）のときには
記録ビット領域に属さない点であることがわかる。ま
た、記録面に対して凸の曲面上の楕円的点における平均
曲率Ｈの符号は負（Ｈ＜０）であるのに対して、記録面
に対して凹の曲面上の楕円的点における平均曲率Ｈの符
号は正（Ｈ＞０）であることから、記録ビット領域に属
する点の平均曲率Ｈを求めることにより、記録ビットの
向きを検出することができる。Therefore, the total curvature K and the elliptic point (eliptic
point), parabolic point and hyperbolic point (h
yperbolic point) has the relationship of (a) elliptic point when K> 0, (b) parabolic point when K = 0, and (c) hyperbolic point when K <0. By calculating the total curvature K at each point on the recording surface (that is, each pixel of the image information), when the sign of the total curvature K is positive (K> 0), the point belongs to the recording bit area, and the total curvature K But"
If the sign of 0 ″ or the total curvature K is negative (K> 0), it means that the point does not belong to the recording bit area. Further, the average curvature H at an elliptic point on a curved surface which is convex with respect to the recording surface. Is negative (H <0), the average curvature H at an elliptic point on a curved surface concave to the recording surface is positive (H> 0). The direction of the recording bit can be detected by obtaining the average curvature H of the points belonging to.

【００２５】（２）全曲率Ｋと平均曲率Ｈの計算 全曲率Ｋと平均曲率Ｈとは、（１）式および（２）式で
それぞれ表される。(2) Calculation of Total Curvature K and Average Curvature H The total curvature K and average curvature H are expressed by equations (1) and (2), respectively.

【００２６】[0026]

【数１】 ここで、Ｅ，ＦおよびＧは第一基本量を示し、Ｐ，Ｑお
よびＲは第二基本量を示し、（３）式〜（８）式でそれ
ぞれ表される。[Equation 1] Here, E, F, and G indicate the first basic amount, and P, Q, and R indicate the second basic amount, which are represented by the equations (3) to (8), respectively.

【００２７】[0027]

【数２】 ここで、たとえばｘ_vvはｖによるｘの２階微係数を表
し，たとえばｘ_u はｕによるｘの１階微係数を表す。[Equation 2] Here, for example, x _vv represents the second derivative of x by v, and, for example, x _u represents the first derivative of x by u.

【００２８】いま、記録媒体の記録面（二次元平面）上
に定義された関数としての画像を扱う場合には、ｘ＝
ｕ，ｙ＝ｖおよびｚ＝ｆ（ｘ，ｙ）としてよいため、各
第一基本量Ｅ，Ｆ，Ｇおよび各第二基本量Ｐ，Ｑ，Ｒ
は、（９）式〜（１４）式でそれぞれ表される。Now, when handling an image as a function defined on the recording surface (two-dimensional plane) of the recording medium, x =
Since u, y = v and z = f (x, y) may be set, each first basic amount E, F, G and each second basic amount P, Q, R
Are respectively expressed by equations (9) to (14).

【００２９】[0029]

【数３】 したがって、全曲率Ｋと平均曲率Ｈとは、（１５）式お
よび（１６）式よりそれぞれ求めることができる。[Equation 3] Therefore, the total curvature K and the average curvature H can be obtained from the equations (15) and (16), respectively.

【００３０】[0030]

【数４】 （３）演算を簡素化するための方法 上記演算をハードウエアで実現しようとすると、べき乗
演算が困難である。ところで、上記（１５）式および上
記（１６）式より、全曲率Ｋの分母（１＋ｆ_X ²＋ｆ_y ²）
² および平均曲率Ｈの分母（１＋ｆ_X ²＋ｆ_y ²）^3/2 はと
もに常に正の値をとるので、全曲率Ｋおよび平均曲率Ｈ
の符号だけに着目すれば、全曲率Ｋの分子の値および平
均曲率Ｈの分子の値だけを計算すればよいことになる。
そうすると、全曲率Ｋの分子の値および平均曲率Ｈの分
子の値は、四則演算だけで得られることになるため、回
路の簡素化が図れる。[Equation 4] (3) Method for simplifying calculation If the above calculation is to be realized by hardware, exponentiation calculation is difficult. By the way, from the above equations (15) and (16), the denominator of the total curvature K (1 + f _X ² + f _y ² )
² and the denominator (1 + f _X ² + f _y ² ) ^3/2 of the average curvature H are always positive values, so the total curvature K and the average curvature H
If only the sign of is noted, it is necessary to calculate only the numerator value of the total curvature K and the numerator value of the average curvature H.
Then, the numerator value of the total curvature K and the numerator value of the average curvature H can be obtained only by the four arithmetic operations, so that the circuit can be simplified.

【００３１】実際の計算では、二次元平面上の画像デー
タは、二次元空間を差分化して、ｆ＝｛ｆ_ij｝で与えら
れることが多い。この場合において、縦３画素および横
３画素の範囲で近似計算するときには、たとえば画素ｆ
_ijの曲率を計算するために必要な上記（１５）式および
（１６）式の各微係数ｆ_u，ｆ_v，ｆ_uu，ｆ_vvおよびｆ _uv
は、（１７）式〜（２１）式よりそれぞれ求めることが
できる。In the actual calculation, the image data on the two-dimensional plane is
The difference of the two-dimensional space is f = {f_ij} Given in
It is often done. In this case, the vertical 3 pixels and the horizontal
When performing an approximate calculation in the range of 3 pixels, for example, pixel f
_ijEquation (15) necessary to calculate the curvature of
Each differential coefficient f of equation (16)_u, F_v, F_uu, F_vvAnd f _uv
Can be obtained from equations (17) to (21).
it can.

【００３２】 ｆ_u＝ｆ_x＝（ｆ_i+1,j−ｆ_i-1,j）／２ （１７） ｆ_v＝ｆ_y＝（ｆ_i,j+1−ｆ_i,j-1）／２ （１８） ｆ_uu ＝ｆ_xx ＝（ｆ_i+1,j＋ｆ_i-1,j−２ｆ_i,j）／２ （１９） ｆ_vv ＝ｆ_yy ＝（ｆ_i,j+1＋ｆ_i,j-1−２ｆ_i,j）／２ （２０） ｆ_uv ＝ｆ_xy ＝（ｆ_i+1,j+1＋ｆ_i-1,j-1−ｆ_i+1,j-1−ｆ_i-1,j+1）／４ （２１） したがって、全曲率の分子の値Ｋ₁ は、（２１）式より
求めることができる。[0032] _{f u = f x = (f} i + 1, j -f i-1, j) / 2 (17) f v = f y = (f i, j + 1 -f i, j-1) / 2 (18) f _uu = f _xx = (f _{i + 1, j} + f _{i-1, j} -2f _{i, j} ) / 2 (19) f _vv = f _yy = (f _{i, j + 1} + f _{i , j-1 -2f i, j} ) / 2 (20) f uv = f xy = (f i + 1, j + 1 + f i-1, j-1 -f i + 1, j-1 -f i _{-1, j + 1} ) / 4 (21) Therefore, the numerator value K ₁ of the total curvature can be obtained from the equation (21).

【００３３】 Ｋ₁ ＝ｆ_xxｆ_yy−ｆ_xy ² ＝（ｆ_i+1,j＋ｆ_i-1,j−２ｆ_i,j）（ｆ_i,j+1＋ｆ_i,j-1−２ｆ_i,j）／４ −（ｆ_i+1,j+1＋ｆ_i-1,j-1−ｆ_i+1,j-1−ｆ_i-1,j+1）²／１６ ＝Ｋ₁₁＋Ｋ₁₂＋Ｋ₁₃＋Ｋ₁₄＋Ｋ₁₅ （２１） ここで、 Ｋ₁₁＝（ｆ_i+1,jｆ_i,j+1＋ｆ_i+1,jｆ_i,j-1＋ｆ_i-1,jｆ_i,j+1＋ｆ_i-1,jｆ_{i ,j-1} ）／４ （２２） Ｋ₁₂＝−（ｆ_i+1,jｆ_i,j＋ｆ_i-1,jｆ_i,j＋ｆ_i,j+1ｆ_i,j＋ｆ_i,j-1ｆ_i,j） ／２ （２３） Ｋ₁₃＝(ｆ_i,j)² （２４） Ｋ₁₄＝−（(ｆ_i+1,j+1)²＋(ｆ_i+1,j-1)²＋(ｆ_i-1,j+1)²＋(ｆ_i-1,j-1)²） ／１６ （２５） Ｋ₁₅＝−（ｆ_i+1,j+1ｆ_i-1,j-1＋ｆ_i+1,j-1ｆ_i-1,j+1−ｆ_i+1,j+1ｆ_{i+1,j -1} −ｆ_i+1,j+1ｆ_i-1,j+1−ｆ_i+1,j-1ｆ_i-1,j-1−ｆ_i-1,j+1ｆ_i-1,j-1）／８ （２６） また、平均曲率の分子の値Ｈ₁ は、（２７）式より求め
ることができる。K ₁ = f _xx f _yy −f _xy ² = (fi _{+ 1, j} + fi _{-1, j-} 2fi _{, j} ) (fi _{, j + 1} + fi _{, j-} 1-2fi _{) , j) / 4 - (f} i + 1, j + 1 + f i-1, j-1 -f i + 1, j-1 -f i-1, j + 1) 2/16 = K 11 + K 12 + K ₁₃ + K ₁₄ + K ₁₅ (21) Here, K ₁₁ = (f _{i + 1, j} f _{i, j + 1} + f _{i + 1, j} f _{i, j-1} + f _{i-1, j} f _{i, j +1 + f i-1, j} f i, j-1) / 4 (22) K 12 = - (f i + 1, j f i, j + f i-1, j f i, j + f i, j + ₁ f _{i, j} + f _{i, j-1} f _{i, j} ) / 2 (23) K ₁₃ = (f _{i, j} ) ² (24) K ₁₄ = − ((f _{i + 1, j + 1} ) ² + (F _{i + 1, j-1} ) ² + (f _{i-1, j + 1} ) ² + (f _{i-1, j-1} ) ² ) / 16 (25) K ₁₅ =-(f _{i + 1, j + 1} f _{i-1, j-1} + f _{i + 1, j-1} f _{i-1, j + 1} −f _{i + 1, j + 1} f _{i + 1, j −1} −f _{i + 1, j + 1} fi _{-1, j + 1-} fi _{+ 1, j-1} fi _{-1, j-1} -fi _{-1, j + 1} fi _{-1, j-1} ) / 8 (26) the value H ₁ molecule of mean curvature can be obtained from (27) .

【００３４】 Ｈ₁ ＝（１＋(ｆ_y)²）ｆ_xx＋（１＋(ｆ_x)²）ｆ_yy−２ｆ_xｆ_yｆ_xy ＝Ｈ₁₁＋Ｈ₁₂＋Ｈ₁₃ （２７） ここで、 Ｈ₁₁＝（１＋(ｆ_y)²）ｆ_xx ＝〔１＋｛（ｆ_i,j+1−ｆ_i,j-1）／２｝²〕（ｆ_i+1,j＋ｆ_i-1,j−２ ｆ_i,j）／２ （２８） Ｈ₁₂＝（１＋(ｆ_x)²）ｆ_yy ＝〔１＋｛（ｆ_i+1,j−ｆ_i-1,j）／２｝²〕（ｆ_i,j+1＋ｆ_i,j-1−２ ｆ_i,j）／２ （２９） Ｈ₁₃＝−２ｆ_xｆ_yｆ_xy ＝−（ｆ_i+1,j−ｆ_i-1,j）（ｆ_i,j+1−ｆ_i,j-1）（ｆ_i+1,j+1＋ｆ_{i-1 ,j-1} −ｆ_i+1,j-1−ｆ_i-1,j+1）／８ （３０） 次に、上記（２１）式で表わされる全曲率の分子の値Ｋ
₁ を求めるための図１に示した全曲率の分子計算部102
の具体的構成について、図３を参照して説明する。H ₁ = (1+ (f _y ) ² ) f _xx + (1+ (f _x ) ² ) f _yy −2f _{x fy} f _xy = H ₁₁ + H ₁₂ + H ₁₃ (27) Here, H ₁₁ = (1+ (f _y ) ² ) f _xx = [1 + {(f _{i, j + 1} −f _{i, j-1} ) / 2} ² ] (f _{i + 1, j} + f _{i-1, j} −2 f _{i, j) / 2 (28} ) H 12 = (1+ (f x) 2) f yy = _{[1 + {(f i + 1} , j -f i-1, j) / 2} 2 ] (f _{i, j + 1} + f _{i, j-1} -2 f _{i, j} ) / 2 (29) H ₁₃ = -2f _{x fy} f _xy =-(f _{i + 1, j} -f _{i-1, j} ) (f _{i, j + 1-} fi _{, j-1} ) (fi _{+ 1, j + 1} + fi _{-1 , j-1-} fi _{+ 1, j-1-} fi _{-1, j + 1} ) / 8 (30) Next, the value K of the numerator of the total curvature expressed by the above equation (21)
Molecular computer 102 of the total curvature shown in Figure 1 for obtaining the ₁
A specific configuration of the above will be described with reference to FIG.

【００３５】全曲率の分子計算部102 は、第１乃至第９
のシフトレジスタ111₁〜111₉と、上記（２２）式で表わ
される変数Ｋ₁₁を演算する第１の演算ブロックと、上記
（２３）式で表わされる変数Ｋ₁₂を演算する第２の演算
ブロックと、上記（２４）式で表わされる変数Ｋ₁₃を演
算する第３の演算ブロックと、上記（２５）式で表わさ
れる変数Ｋ₁₄を演算する第４の演算ブロックと、上記
（２６）式で表わされる変数Ｋ₁₅を演算する第５の演算
ブロックと、第１乃至第５の演算ブロックの出力信号よ
り上記（２１）式で表わされる全曲率の分子の値Ｋ₁ を
演算する第６の演算ブロックと、全曲率の分子の値Ｋ₁
の符号化を行う第１の符号化ブロックとからなる。The total curvature numerator calculation unit 102 includes first to ninth
Second computing block for computing a shift register 111 ₁ to 111 ₉ of a first calculation block for calculating the variable K ₁₁ represented by the equation (22), a variable K ₁₂ represented by the equation (23) And a third calculation block for calculating the variable K ₁₃ represented by the above formula (24), a fourth calculation block for calculating the variable K ₁₄ represented by the above formula (25), and a formula (26) above. A fifth calculation block for calculating the variable K ₁₅ represented and a sixth calculation for calculating the numerator value K ₁ of the total curvature represented by the above equation (21) from the output signals of the first to fifth calculation blocks. Block and numerator value of total curvature K ₁
And a first coding block for coding

【００３６】ここで、第１乃至第９のシフトレジスタ11
1₁〜111₉には、画素ｆ_i-1,j-1 ，画素ｆ_i,j-1 ，画素ｆ
_i+1,j-1 ，画素ｆ_i-1,j ，画素ｆ_i,j ，画素ｆ_i+1,j ，
画素ｆ_i-1,j+1 ，画素ｆ_i,j+1 および画素ｆ_i+1,j+1 の
画素値がそれぞれ格納される。Here, the first to ninth shift registers 11
1 _{1 to 11 19} include pixels f _{i-1, j-1} , pixels f _{i, j-1} , and pixel f
_{i + 1, j-1} , pixel f _{i-1, j} , pixel f _{i, j} , pixel f _{i + 1, j} ,
The pixel values of the pixel f _{i-1, j + 1} , the pixel f _{i, j + 1,} and the pixel f _{i + 1, j + 1} are stored, respectively.

【００３７】変数Ｋ₁₁を演算する第１の演算ブロック
は、画素ｆ_i+1,j の画素値と画素ｆ_{i, j+1} の画素値との
乗算を行う第１の乗算回路112₁と、画素ｆ_i+1,j の画素
値と画素ｆ_i,j-1 の画素値との乗算を行う第２の乗算回
路112₂と、画素ｆ_i-1,j の画素値と画素ｆ_i,j+1 の画素
値との乗算を行う第３の乗算回路112₃と、画素ｆ_i-1,j
の画素値と画素ｆ_i,j-1 の画素値との乗算を行う第４の
乗算回路112₄と、第１の乗算回路112₁の出力信号，第２
の乗算回路112₂の出力信号，第３の乗算回路112₃の出力
信号および第４の乗算回路112₄の出力信号の加算を行う
第１の加算回路113₁と、第１の加算回路113₁の出力信号
の値を１／４にする第１の除算回路114₁とからなる。The first calculation block for calculating the variable K ₁₁ is the first multiplication circuit 112 ₁ for multiplying the pixel value of the pixel f _{i + 1, j by} the pixel value of the pixel f _{i, j + 1.} , A second multiplication circuit 112 ₂ for multiplying the pixel value of the pixel f _{i + 1, j and} the pixel value of the pixel f _{i, j−1} , and the pixel values of the pixels f _{i−1, j} and the pixel f _{i. , j + 1} pixel value, and a third multiplication circuit 112 ₃ and a pixel f _{i-1, j}
Pixel value and the pixel f _i, and a fourth multiplier circuit 112 ₄ for multiplying the pixel values of _j-1, the first multiplying circuit 112 ₁ of the output signal, the second
Multiplier circuit 112 and _second output signals, a first adder circuit 113 ₁ for adding the third multiplier circuit 112 _third output signal and the fourth multiplication circuit 112 ₄ of the output signal, the first adder circuit 113 ₁ And a first division circuit 114 ₁ for reducing the value of the output signal of 1/4.

【００３８】変数Ｋ₁₂を演算する第２の演算ブロック
は、画素ｆ_i+1,j の画素値と画素ｆ_{i, j} の画素値との乗
算を行う第５の乗算回路112₅と、画素ｆ_i-1,j の画素値
と画素ｆ_i,j の画素値との乗算を行う第６の乗算回路11
2₆と、画素ｆ_i,j+1 の画素値と画素ｆ_i,j の画素値との
乗算を行う第７の乗算回路112₇と、画素ｆ_i,j-1 の画素
値と画素ｆ_i,j の画素値との乗算を行う第８の乗算回路
112₈と、第５の乗算回路112₅の出力信号，第６の乗算回
路112₆の出力信号，第７の乗算回路112₇の出力信号およ
び第８の乗算回路112₈の出力信号の加算を行う第２の加
算回路113₂と、第２の加算回路113₂の出力信号の値を１
／２にする第２の除算回路114₂と、第２の除算回路114₂
の出力信号の符号を反転して負の値とする第１の符号反
転回路115₁とからなる。The second calculation block for calculating the variable K ₁₂ is a fifth multiplication circuit 112 ₅ for multiplying the pixel value of the pixel f _{i + 1, j by} the pixel value of the pixel f _{i, j} , Sixth multiplication circuit 11 for multiplying the pixel value of f _{i-1, j by} the pixel value of pixel f _{i, j
26} , a seventh multiplication circuit 112 ₇ that multiplies the pixel value of the pixel f _{i, j + 1 and} the pixel value of the pixel f _{i, j} , and the pixel value of the pixel f _{i, j−1} and the pixel f Eighth multiplication circuit for multiplying pixel values of _{i and j}
112 ₈ is added to the output signal of the fifth multiplication circuit 112 ₅ , the output signal of the sixth multiplication circuit 112 ₆ , the output signal of the seventh multiplication circuit 112 _{7 and} the output signal of the eighth multiplication circuit 112 _8. a second adder circuit 113 ₂ for performing the value of the second adder circuit 113 _{and second} output signal 1
Second division circuit 114 ₂ and the second division circuit 114 ₂
The first sign inverting circuit 115 ₁ which inverts the sign of the output signal of 1 to obtain a negative value.

【００３９】変数Ｋ₁₃を演算する第３の演算ブロック
は、画素ｆ_i,j の画素値の２乗演算を行う第９の乗算回
路112₉からなる。The third calculation block for calculating the variable K ₁₃ comprises a ninth multiplication circuit 112 ₉ for performing the square calculation of the pixel value of the pixel f _{i, j} .

【００４０】変数Ｋ₁₄を演算する第４の演算ブロック
は、画素ｆ_i+1,j+1 の画素値の２乗演算を行う第１０の
乗算回路112₁₀ と、画素ｆ_i+1,j-1 の画素値の２乗演算
を行う第１１の乗算回路112₁₁ と、画素ｆ_i-1,j+1 の画
素値の２乗演算を行う第１２の乗算回路112₁₂ と、画素
ｆ_i-1,j-1 の画素値の２乗演算を行う第１３の乗算回路
112₁₃ と、第９の乗算回路112₉の出力信号，第１０の乗
算回路112₁₀ の出力信号，第１１の乗算回路112₁₁ の出
力信号および第１２の乗算回路112₁₂ の出力信号の加算
を行う第３の加算回路113₃と、第３の加算回路113₃の出
力信号の値を１／１６にする第３の除算回路114₃と、第
３の除算回路114₃の出力信号の符号を反転して負の値と
する第２の符号反転回路115₂とからなる。[0040] The fourth computing block for computing a variable K _14, pixel f _{i + 1,} the first 10 multiplication circuit 112 ₁₀ which performs the square operation _{j + 1} pixel values, pixel f _{i + 1, j An} eleventh multiplication circuit 112 ₁₁ for performing a square operation of a pixel value of _−1, a twelfth multiplication circuit 112 ₁₂ for performing a square operation of a pixel value of pixels f _{i-1, j + 1} , and a pixel f _i Thirteenth multiplication circuit for performing a square operation of pixel values of _{-1, j-1}
112 ₁₃ and the output signal of the _ninth multiplying circuit 112 ₉ , the output signal of the 10th multiplying circuit 112 ₁₀ , the output signal of the 11th multiplying circuit 112 _{11 and} the output signal of the 12th multiplying circuit 112 ₁₂ are added together. The third adder circuit 113 ₃ to perform, the third divide circuit 114 ₃ that reduces the value of the output signal of the third adder circuit 113 ₃ to 1/16, and the sign of the output signal of the _third divide circuit 114 ₃ It is composed of a _second sign inversion circuit 115 ₂ which inverts to a negative value.

【００４１】変数Ｋ₁₅を演算する第５の演算ブロック
は、画素ｆ_i+1,j+1 の画素値と画素ｆ _i-1,j-1 の画素値
との乗算を行う第１３の乗算回路112₁₃ と、画素ｆ
_i+1,j-1 の画素値と画素ｆ_i-1,j+1 の画素値との乗算を
行う第１４の乗算回路112₁₄ と、画素ｆ_i+1,j+1 の画素
値と画素ｆ_i+1,j-1 の画素値との乗算を行う第１５の乗
算回路112₁₅ と、画素ｆ_i+1,j+1 の画素値と画素ｆ
_i-1,j+1 の画素値との乗算を行う第１６の乗算回路112
₁₆ と、画素ｆ_i+1,j-1 の画素値と画素ｆ_i-1,j-1 の画
素値との乗算を行う第１７の乗算回路112₁₇ と、画素ｆ
_i-1,j+1 の画素値と画素ｆ_{i- 1,j-1} の画素値との乗算を
行う第１８の乗算回路112₁₈ と、第１５の乗算回路112
₁₅ の出力信号，第１６の乗算回路112₁₆ の出力信号，
第１７の乗算回路112₁₇の出力信号および第１８の乗算
回路112₁₈ の出力信号の加算を行う第４の加算回路113₄
と、第４の加算回路113₄の出力信号の符号を反転して負
の値とする第３の符号反転回路115₃と、第１３の乗算回
路112₁₃ の出力信号，第１４の乗算回路112₁₄ の出力信
号および第３の符号反転回路115₃ の出力信号の加算を
行う第５の加算回路113₅と、第５の加算回路113₅の出力
信号の値を１／８にする第４の除算回路114₄と、第４の
除算回路114₄の出力信号の符号を反転して負の値とする
第４の符号反転回路115₄とからなる。Variable K₁₅Fifth calculation block for calculating
Is the pixel f_{i + 1, j + 1} Pixel value and pixel f _{i-1, j-1} Pixel value of
Thirteenth multiplication circuit 112 that performs multiplication with₁₃ And pixel f
_{i + 1, j-1} Pixel value and pixel f_{i-1, j + 1} Multiplication with the pixel value of
Fourteenth multiplication circuit 112 to perform₁₄ And pixel f_{i + 1, j + 1} Pixel
Value and pixel f_{i + 1, j-1} Fifteenth power for multiplication with the pixel value of
Arithmetic circuit 112₁₅ And pixel f_{i + 1, j + 1} Pixel value and pixel f
_{i-1, j + 1} Sixteenth multiplication circuit 112 that performs multiplication with the pixel value of
₁₆ And pixel f_{i + 1, j-1} Pixel value and pixel f_{i-1, j-1} Picture of
Seventeenth multiplication circuit 112 that performs multiplication with prime values₁₇ And pixel f
_{i-1, j + 1} Pixel value and pixel f_{i- 1, j-1} Multiplication with the pixel value of
18th multiplication circuit 112₁₈ And the fifteenth multiplication circuit 112
₁₅ Output signal of the 16th multiplication circuit 112₁₆ Output signal of
Seventeenth multiplication circuit 112₁₇Output signal and eighteenth multiplication
Circuit 112₁₈ Fourth adder circuit 113 for adding output signals of_Four
And the fourth adder circuit 113_FourInverts the sign of the output signal of
Value of the third sign inversion circuit 115₃And the thirteenth multiplication
Road 112₁₃ Output signal of the fourteenth multiplication circuit 112₁₄ Output signal of
And third sign inversion circuit 115₃ Of the output signals of
Fifth addition circuit 113 to perform_FiveAnd the fifth adder circuit 113_FiveOutput
Fourth division circuit 114 for reducing signal value to 1/8_FourAnd the fourth
Division circuit 114_FourInvert the sign of the output signal of to make it a negative value
Fourth sign inversion circuit 115_FourConsists of.

【００４２】全曲率の分子Ｋ₁ を演算する第６の演算ブ
ロックは、第１の符号反転回路115₁の出力信号，第１の
符号反転回路115₁ の出力信号，第２の符号反転回路115
₂の出力信号および第４の符号反転回路115₄ の出力信号
の加算を行う第６の加算回路113₆ からなる。The sixth calculation block for calculating the numerator K _{1 of the} total curvature is the output signal of the first sign inverting circuit 115 ₁ , the output signal of the first sign inverting circuit 115 ₁ , and the second sign inverting circuit 115 1.
The sixth adder circuit 113 ₆ adds the output signal of _{2 and} the output signal of the fourth sign inversion circuit 115 ₄ .

【００４３】全曲率の分子の値Ｋ₁ の符号化を行う第１
の符号化ブロックは、第６の加算回路113₆ の出力信号
の値（全曲率の分子の値Ｋ₁ ）が正のときには画素ｆ
_i,j の画素値を”１”とするとともに、第６の加算回路
113₆ の出力信号の値（全曲率の分子の値Ｋ₁ ）が正で
ないときには画素ｆ_i,j の画素値を”０”とする第１の
比較器116₁ からなる。 _First coding for the numerator value K ₁ of the total curvature
When the value of the output signal of the sixth adder circuit 113 ₆ (the numerator value K ₁ of the total curvature) is positive, the encoding block of
The pixel value of _{i, j} is set to "1" and the sixth addition circuit
The first comparator 116 ₁ sets the pixel value of the pixel f _{i, j} to “0” when the value of the output signal of 113 ₆ (the numerator value K ₁ of the total curvature) is not positive.

【００４４】次に、上記（２７）式で表わされる平均曲
率の分子Ｈ₁ を求める図１に示した平均曲率の分子計算
部103 の具体的構成について、図４を参照して説明す
る。Next, a specific configuration of the average curvature numerator calculation unit 103 shown in FIG. 1 for obtaining the average curvature numerator H ₁ expressed by the above equation (27) will be described with reference to FIG.

【００４５】平均曲率の分子計算部103 は、上記（２
８）式で表わされる変数Ｈ₁₁を演算する第７の演算ブロ
ックと、上記（２９）式で表わされる変数Ｈ₁₂を演算す
る第８の演算ブロックと、上記（３０）式で表わされる
変数Ｈ₁₃を演算する第９の演算ブロックと、第７乃至第
９の演算ブロックの出力信号より上記（２７）式で表わ
される平均曲率の分子の値Ｈ₁ を演算する第１０の演算
ブロックと、平均曲率の分子の値Ｈ₁ の符号化を行う第
２の符号化ブロックとからなる。なお、図４には、説明
の都合上、第１乃至第９のシフトレジスタ111₁〜111₉も
記載している。The mean curvature numerator calculation unit 103 uses the above (2
A seventh calculation block for calculating the variable H ₁₁ represented by the formula (8), an eighth calculation block for calculating the variable H ₁₂ represented by the formula (29), and a variable H represented by the formula (30). _A ninth calculation block for calculating ₁₃ ; a tenth calculation block for calculating the numerator value H ₁ of the average curvature represented by the above equation (27) from the output signals of the seventh to ninth calculation blocks; And a second coding block for coding the numerator value H ₁ of the curvature. Incidentally, in FIG. 4, for convenience of description, the first to ninth shift register 111 ₁ to 111 ₉ also described.

【００４６】変数Ｈ₁₁を演算する第７の演算ブロック
は、画素ｆ_i,j-1 の画素値の符号を反転して負の値とす
る第５の符号反転回路115₅と、画素ｆ_i,j+1 の画素値お
よび第５の符号反転回路115₅の出力信号の加算を行う第
７の加算回路113₇と、第７の加算回路113₇の出力信号の
値を１／２にする第５の除算回路114₅と、第５の除算回
路114₅の出力信号の値の２乗演算を行う第１９の乗算回
路112₁₉ と、第１９の乗算回路112₁₉ の出力信号の値
に”１”を加算する第８の加算回路113₈と、画素ｆ _i,j
の画素値の符号を反転して負の値とする第６の符号反転
回路115₆と、第６の符号反転回路115₆の出力信号の値を
２倍にする第２０の乗算回路112₂₀ と、画素ｆ_i+1,j の
画素値，画素ｆ_i-1,j の画素値および第２０の乗算回路
112₂₀ の出力信号の値の加算を行う第９の加算回路113₉
と、第９の加算回路113₉の出力信号の値を１／２にする
第６の除算回路114₆と、第８の加算回路113₈の出力信号
の値と第６の除算回路114₆の出力信号の値との乗算を行
う第２０の乗算回路112₂₀ とからなる。Variable H₁₁Computation block for computing
Is the pixel f_{i, j-1} Invert the sign of the pixel value of to make it a negative value
Fifth sign inversion circuit 115_FiveAnd pixel f_{i, j + 1} The pixel value of
And the fifth sign inversion circuit 115_FiveAdd the output signals of
7 adder circuit 113₇And the seventh adder circuit 113₇Output signal of
Fifth division circuit 114 for halving the value_FiveAnd the fifth division times
Road 114_FiveNineteenth multiplication time for performing the square operation of the value of the output signal of
Road 112₁₉ And the nineteenth multiplication circuit 112₁₉ Output signal value of
Eighth adder circuit 113 for adding "1" to₈And pixel f _{i, j} 
Sign inversion that inverts the sign of the pixel value of to obtain a negative value
Circuit 115₆And the sixth sign inversion circuit 115₆Output signal value of
20th multiplication circuit 112 for doubling₂₀ And pixel f_{i + 1, j} of
Pixel value, pixel f_{i-1, j} Pixel value and twentieth multiplication circuit
112₂₀ Ninth adder circuit 113 for adding the values of the output signals of₉
And the ninth adder circuit 113₉Halves the value of the output signal of
Sixth division circuit 114₆And the eighth addition circuit 113₈Output signal of
Value and the sixth division circuit 114₆Multiply with the value of the output signal of
20th multiplication circuit 112₂₀ Consists of.

【００４７】変数Ｈ₁₂を演算する第８の演算ブロック
は、画素ｆ_i-1,j の画素値の符号を反転して負の値とす
る第７の符号反転回路115₇と、画素ｆ_i+1,j の画素値お
よび第６の符号反転回路115₆の出力信号の加算を行う第
１０の加算回路113₁₀ と、第１０の加算回路113₁₀ の出
力信号の値を１／２にする第７の除算回路114₇と、第７
の除算回路114₇の出力信号の値の２乗演算を行う第２１
の乗算回路112₂₁ と、第２１の乗算回路112₂₁ の出力信
号の値に”１”を加算する第１１の加算回路113_{1 1} と、
画素ｆ_i,j+1 の画素値，画素ｆ_i,j-1 の画素値と第２０
の乗算回路112₂₀の出力信号の値との加算を行う第１２
の加算回路113₁₂ と、第１２の加算回路１３₁₂の出力信
号の値を１／２にする第８の除算回路114₈と、第１１の
加算回路113₁₁ の出力信号の値と第８の除算回路114₈の
出力信号の値との乗算を行う第２２の乗算回路112₂₂と
からなる。The eighth calculation block for calculating the variable H ₁₂ has a seventh sign inverting circuit 115 ₇ for inverting the sign of the pixel values of the pixels f _{i-1, j} to obtain a negative value, and the pixel f _{i. + 1,} and the 10 adder circuit 113 ₁₀ which performs addition of _j pixel value and the sixth sign inversion circuit 115 ₆ output signals of the, the value of the output signal of the tenth adder circuit 113 ₁₀ 1/2 The seventh division circuit 114 ₇ and the seventh division circuit
No. 21 that performs the square operation of the value of the output signal of the division circuit 114 ₇ of
A multiplication circuit 112 _21, and the 11 adder circuit 113 _{1 1} of which adds "1" to the value of the output signal of the 21 multiplication circuit 112 _21,
The pixel value of the pixel f _{i, j + 1,} the pixel value of the pixel f _{i, j−1} , and the 20th pixel
12th multiplying circuit 112 and the value of the output signal of ₂₀
The adder circuit 113 _12, a divider circuit 114 ₈ of the eighth to the value of the output signal of the first 12 adder circuit 13 ₁₂ of the half, the output signal of the eleventh adder circuit 113 ₁₁ values and the eighth It is composed of a _22nd multiplication circuit 112 ₂₂ which performs multiplication with the value of the output signal of the division circuit 114 ₈ .

【００４８】変数Ｈ₁₃を演算する第９の演算ブロック
は、画素ｆ_i+1,j-1 の画素値と画素ｆ _i-1,j+1 の画素値
との加算を行う第１３の加算回路113₁₃ と、第１３の加
算回路113₁₃ の出力信号の値の符号を反転して負の値と
する第８の符号反転回路115₈と、画素ｆ_i+1,j+1 の画素
値，画素ｆ_i-1,j-1 の画素値および第１３の加算回路11
3₁₃ の出力信号の値の加算を行う第１４の加算回路113
₁₄ と、第１４の加算回路113₁₄ の出力信号の値を１／
２にする第９の除算回路114₉と、第７の除算回路114₇の
出力信号の値と第８の除算回路114₈の出力信号の値と第
９の除算回路114₉の出力信号の値との乗算を行う第２３
の乗算回路112₂₃ と、第２３の乗算回路112_{2 3} の出力信
号の値の符号を反転して負の値とする第９の符号反転回
路115₉とからなる。Variable H₁₃Calculation block for calculating
Is the pixel f_{i + 1, j-1} Pixel value and pixel f _{i-1, j + 1} Pixel value of
13th addition circuit 113 for performing addition with₁₃ And the 13th addition
Arithmetic circuit 113₁₃ Inverts the sign of the output signal value of
Eighth sign inverting circuit 115₈And pixel f_{i + 1, j + 1} Pixel
Value, pixel f_{i-1, j-1} Pixel value and thirteenth addition circuit 11
3₁₃ Fourteenth adder circuit 113 for adding the values of the output signals of
₁₄ And the fourteenth addition circuit 113₁₄ Output signal value of 1 /
9th division circuit 114 to 2₉And the seventh division circuit 114₇of
Output signal value and eighth division circuit 114₈The value of the output signal of
9 division circuit 114₉23. Multiplying with the value of the output signal of
Multiplication circuit 112_{twenty three} And the 23rd multiplication circuit 112_{2 3} Output signal of
Sign inversion for inverting the sign of the value of the
Road 115₉Consists of.

【００４９】平均曲率の分子の値Ｈ₁ を演算する第１０
の演算ブロックは、第２０の乗算回路112₂₀ の出力信号
の値，第２２の乗算回路112₂₂ の出力信号の値および第
９の符号反転回路115₉の出力信号の値の加算を行う第１
５の加算回路113₁₅ からなる。The tenth value for calculating the numerator value H ₁ of the mean curvature
The operation block of No. 1 performs the addition of the value of the output signal of the twentieth multiplying circuit 112 ₂₀ , the value of the output signal of the 22nd multiplying circuit 112 ₂₂ and the value of the output signal of the ninth sign inverting circuit 115 ₉ .
5 adder circuit 113 ₁₅ .

【００５０】平均曲率の分子の値Ｈ₁ の符号化を行う第
２の符号化ブロックは、第１５の加算回路113₁₅ の出力
信号の値（平均曲率の分子の値Ｈ₁ ）が負のときには画
素ｆ _i,j の画素値を”１”とするとともに、第１５の加
算回路113₁₅ の出力信号の値（平均曲率の分子の値Ｈ
₁ ）が負でないときには画素ｆ_i,j の画素値を”０”と
する第２の比較器116₂からなる。Average curvature numerator value H₁ The encoding of the
The second coding block is the fifteenth addition circuit 113.₁₅ Output
Signal value (mean curvature numerator value H₁ ) Is negative, the image
Element f _{i, j} The pixel value of is set to "1" and the 15th addition
Arithmetic circuit 113₁₅ Output signal value (mean curvature numerator value H
₁ ) Is not negative, the pixel f_{i, j} The pixel value of "0"
Second comparator 116₂Consists of.

【００５１】次に、画像処理装置100 を用いた一実験結
果について、図５を参照して説明する。Next, the result of one experiment using the image processing apparatus 100 will be described with reference to FIG.

【００５２】画像情報入力部101 により入力された、等
高線で表示された原画像200 は、記録ビットを示す楕円
的点領域201 と、ステップまたは尾根を示す放物的点領
域202 との組み合わせからなるが、楕円的点領域201 と
放物的点領域202 との組み合わせによって、また、画像
の定義域としての空間座標を離散化したことによって、
双曲的点領域203 も存在する。原画像200 を示す画像信
号を全曲率の分子計算部102 に入力することにより、放
物的点領域202 と双曲的点領域203 とが孤立点となった
全曲率の分子計算部出力画像210 が得られる。また、原
画像200 を示す画像信号を平均曲率の分子計算部103 に
入力することにより、凹の領域と平坦な領域とが孤立点
となった平均曲率の分子計算部出力画像220 が得られ
る。したがって、全曲率の分子計算部102 の出力信号と
平均曲率の分子計算部103 の出力信号とを論理積演算部
104 にそれぞれ入力することにより、記録ビットを示す
楕円的点領域201 が抽出された論理積演算部出力画像23
0 が得られる。しかし、論理積演算部出力画像230 に
は、記録ビットを示す楕円的点領域201 のほか、空間座
標の離散化による誤差に起因する楕円的点領域も抽出さ
れている。そこで、論理積演算部104 の出力信号をメデ
ィアンフィルタ105 に入力することにより、記録ビット
を示す楕円的点領域201 のみが抽出された楕円的点抽出
画像240 が得られる。The original image 200 displayed by contour lines, which is input by the image information input unit 101, is composed of a combination of an elliptic point region 201 indicating a recording bit and a parabolic point region 202 indicating a step or a ridge. By the combination of the elliptic point region 201 and the parabolic point region 202, and by discretizing the spatial coordinates as the domain of the image,
There is also a hyperbolic point region 203. By inputting an image signal representing the original image 200 to the molecular calculation unit 102 of total curvature, the parametric point region 202 and the hyperbolic point region 203 are isolated points, and the output image 210 of the molecular calculation unit of total curvature is shown. Is obtained. Further, by inputting an image signal showing the original image 200 to the average curvature numerator calculation unit 103, an average curvature numerator calculation image 220 in which the concave region and the flat region are isolated points is obtained. Therefore, the output signal of the numerator calculation unit 102 for total curvature and the output signal of the numerator calculation unit 103 for average curvature are
By inputting them into 104, respectively, the elliptic point area 201 indicating the recording bit is extracted and the output image 23
You get 0. However, in the logical product calculation unit output image 230, in addition to the elliptic point region 201 indicating the recording bit, an elliptic point region due to an error due to discretization of the spatial coordinates is also extracted. Therefore, by inputting the output signal of the logical product calculation unit 104 to the median filter 105, an elliptic point extraction image 240 in which only the elliptic point region 201 indicating the recording bit is extracted is obtained.

【００５３】図６は、画像処理装置100 による記録ビッ
トの認識マップの一実験例を示すグラフである。同図に
おいて、横軸は、高さに関するＳＮＲ_h の対数値（＝ｌ
ｏｇ(記録ビットの高さ／リッジの高さ)）を示し、縦軸
は、直径に関するＳＮＲ_W の対数値（＝ｌｏｇ(記録ビ
ットの直径／リッジの幅)）を示している。また、境界
線Ｌ₁ は、記録ビットの高さが２５５レベルで、記録ビ
ットの直径が５画素の場合の認識境界線を示しており、
境界線Ｌ₂ は、記録ビットの高さが２５５レベルで、記
録ビットの直径が７画素の場合の認識境界線を示してお
り、境界線Ｌ₃ は、記録ビットの高さが２５５レベル
で、記録ビットの直径が９画素の場合の認識境界線を示
している。なお、各境界線Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃ の右側の条件
で、記録ビットが１００％認識される。FIG. 6 is a graph showing an experimental example of a recording bit recognition map by the image processing apparatus 100. In the figure, the horizontal axis represents the logarithmic value (= 1) of SNR _h related to height.
log (height of recording bit / height of ridge)), and the vertical axis represents the logarithmic value of SNR _W related to diameter (= log (diameter of recording bit / width of ridge)). Further, the boundary line L ₁ indicates a recognition boundary line when the height of the recording bit is 255 and the diameter of the recording bit is 5 pixels.
The boundary line L ₂ indicates the recognition boundary line when the recording bit height is 255 levels and the recording bit diameter is 7 pixels, and the boundary line L ₃ is the recording bit height of 255 levels, The recognition boundary line when the diameter of the recording bit is 9 pixels is shown. It should be noted that 100% of recorded bits are recognized under the condition on the right side of each boundary line L ₁ , L ₂ , L ₃ .

【００５４】図６に示す結果より、ある高さと幅をもっ
たリッジ（ステップも同様）に対して、高さに関するＳ
ＮＲ_h の対数値および直径に関するＳＮＲ_W の対数値が
各境界線Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃ の右側にくるように記録ビット
の高さと直径を選ぶことにより、記録ビットを１００％
認識することができる。From the results shown in FIG. 6, S for height is determined for a ridge having a certain height and width (same for steps).
By selecting the height and diameter of the recording bit so that the logarithmic value of NR _{h and} the logarithmic value of SNR _W with respect to the diameter are on the right side of each boundary line L ₁ , L ₂ , L ₃ , the recording bit is 100%.
Can be recognized.

【００５５】図７は、本発明の記録再生装置の一実施例
を示す概略構成図である。FIG. 7 is a schematic block diagram showing an embodiment of the recording / reproducing apparatus of the present invention.

【００５６】記録再生装置１０は、記録媒体１１と、粗
動制御機構１２と、構造体１３と、大粗動機構１４と、
除震台１５と、プローブ電極１６と、微動制御機構１７
と、ＸＹコントローラ１８と、電圧印加装置１９と、プ
ローブ電流増幅器２０と、演算装置２１とを含む。記録
再生装置１０の各構成要素について、以下詳細に説明す
る。The recording / reproducing apparatus 10 comprises a recording medium 11, a coarse movement control mechanism 12, a structure 13, a large coarse movement mechanism 14,
Anti-vibration table 15, probe electrode 16, and fine movement control mechanism 17
And an XY controller 18, a voltage application device 19, a probe current amplifier 20, and an arithmetic device 21. Each component of the recording / reproducing apparatus 10 will be described in detail below.

【００５７】（１）記録媒体１１ 記録媒体１１は、スクアリリウム−ビス−６−オクチル
アズレンをグラファイト基板上にＬＢ法を用いて８層累
積したものからなる。ここで、スクアリリウム−ビス−
６−オクチルアズレンは、電圧電流のスイッチング特性
に対してメモリ効果を有する。なお、記録媒体１１は、
初期状態では、非記録状態（オフ状態）になっている。
また、記録媒体１１の記録面は、図８に示すように、４
つの１一般記録領域（第１乃至第４の一般記録領域３０
₁〜３０₄）に分割されており、第１乃至第４の一般記録
領域３０₁〜３０₄の同図示左側には、第１乃至第４の位
置基準パターン領域３１₁〜３１₄が確保されている。(1) Recording Medium 11 The recording medium 11 is composed of eight layers of squarylium-bis-6-octylazulene accumulated on a graphite substrate by the LB method. Where squarylium-bis-
6-octylazulene has a memory effect on the switching characteristics of voltage and current. The recording medium 11 is
In the initial state, it is in a non-recording state (off state).
In addition, the recording surface of the recording medium 11 is, as shown in FIG.
One general recording area (first to fourth general recording areas 30
₁ to 30 ₄ ) and the _first to _fourth position reference pattern areas 31 _{1 to} 31 ₄ are secured on the left side of the _first to _fourth general recording areas 30 ₁ to 30 ₄ in the figure. ing.

【００５８】（２）粗動制御機構１２，構造体１３，大
粗動機構１４および除震台１５ 記録媒体１１が載置された粗動制御機構１２は、弾性ヒ
ンジを用いた平行バネを有するものであり、記録媒体１
１の図示Ｘ軸方向およびＹ軸方向への粗動制御を行うた
めのものである。構造体１３は、記録再生装置１０の各
構造部分を支えるためのインバー（Ｉｎｂａｒ）からな
るものである。大粗動機構１４は、粗動制御機構１２の
制御範囲外において、記録再生装置１０を図示Ｘ軸方向
およびＹ軸方向へ粗動制御するためのものである。大粗
動機構１４が載置された除震台１５は、外部の震動が記
録再生装置１０に伝わることを防止して、外部の震動に
よる記録再生装置１０の誤動作を防止するためのもので
ある。(2) Coarse motion control mechanism 12, structure 13, large coarse motion mechanism 14 and vibration isolation table 15 The coarse motion control mechanism 12 on which the recording medium 11 is placed has a parallel spring using an elastic hinge. Recording medium 1
1 for performing coarse movement control in the X-axis direction and the Y-axis direction in the figure. The structure 13 is composed of an Inbar for supporting each structural portion of the recording / reproducing device 10. The large coarse movement mechanism 14 is for controlling the coarse movement of the recording / reproducing device 10 in the X-axis direction and the Y-axis direction in the figure, outside the control range of the coarse movement control mechanism 12. The seismic isolation table 15 on which the large coarse movement mechanism 14 is mounted is for preventing external vibration from being transmitted to the recording / reproducing apparatus 10 and for preventing malfunction of the recording / reproducing apparatus 10 due to external vibration. .

【００５９】（３）プローブ電極１６，微動制御機構１
７およびＸＹコントローラ１８ プローブ電極１６は、情報の記録および再生に用いられ
るものである。なお、プローブ電極１６の先端は、記録
および再生の分解能を上げるために、タングステン針の
先端を機械的研磨，電解研磨したものである。ただし、
プローブ電極１６の材料としては、Ｐｔ−ＩｒやＰｔな
どでもよく、加工法も何らこれに限定されるものではな
い。プローブ電極１６が取り付けられている微動制御機
構１７は、円筒形圧電素子を用いて構成されており、プ
ローブ電極１６を図示Ｚ軸方向に移動させてプローブ電
極１６と記録媒体１１との間の距離を微調させるととも
に、プローブ電極１６を図示Ｘ軸方向およびＹ軸方向に
移動させてプローブ電極１６を記録媒体１１の表面（記
録面）に対して二次元走査させるものである。ＸＹコン
トローラ１８は、演算装置２１の指令に従って粗動制御
機構１２および微動制御機構１７を駆動制御するもので
あり、粗動制御機構１２および微動制御機構１７の駆動
量を示す各操作電圧を粗動制御機構１２および微動制御
機構１７へそれぞれ出力する。(3) Probe electrode 16, fine movement control mechanism 1
7 and XY controller 18 The probe electrode 16 is used for recording and reproducing information. The tip of the probe electrode 16 is formed by mechanically polishing and electrolytically polishing the tip of a tungsten needle in order to improve the recording and reproducing resolution. However,
The material of the probe electrode 16 may be Pt-Ir, Pt, or the like, and the processing method is not limited to this. The fine movement control mechanism 17 to which the probe electrode 16 is attached is configured by using a cylindrical piezoelectric element, and moves the probe electrode 16 in the Z-axis direction in the figure to move the distance between the probe electrode 16 and the recording medium 11. Is finely adjusted, and the probe electrode 16 is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction in the drawing to two-dimensionally scan the surface (recording surface) of the recording medium 11 with the probe electrode 16. The XY controller 18 drives and controls the coarse movement control mechanism 12 and the fine movement control mechanism 17 in accordance with a command from the arithmetic device 21, and coarsely adjusts the operating voltage indicating the drive amount of the coarse movement control mechanism 12 and the fine movement control mechanism 17. It outputs to the control mechanism 12 and the fine movement control mechanism 17, respectively.

【００６０】 （４）電圧印加装置１９およびプローブ電流増幅器２０ 電圧印加装置１９は、演算装置２１の指令に従って、プ
ローブ電極１６と記録媒体１１との間に、記録用電圧，
再生用電圧および消去用電圧をそれぞれ印加するもので
ある。なお、電圧印加装置１９は、プローブ電極１６と
記録媒体１１との間に−１０Ｖ〜＋１０Ｖまでの任意の
バイアス電圧を与えることもできる。プローブ電流増幅
器２０は、プローブ電極１６と記録媒体１１との間に流
れる電流を検出し、検出した電流を増幅するものであ
る。なお、増幅された電流は、プローブ電流増幅器２０
で電圧に変換されたのち、プローブ電流増幅器２０から
演算装置２１へ出力される。(4) Voltage Applying Device 19 and Probe Current Amplifier 20 The voltage applying device 19 follows the command of the arithmetic unit 21 to apply the recording voltage between the probe electrode 16 and the recording medium 11,
A reproducing voltage and an erasing voltage are applied respectively. The voltage applying device 19 can also apply an arbitrary bias voltage of −10 V to +10 V between the probe electrode 16 and the recording medium 11. The probe current amplifier 20 detects a current flowing between the probe electrode 16 and the recording medium 11 and amplifies the detected current. The amplified current is used as the probe current amplifier 20.
After being converted into a voltage by, the probe current amplifier 20 outputs the voltage to the arithmetic unit 21.

【００６１】（５）演算装置２１ 演算装置２１は、プローブ電流増幅器２０から送られて
くる電圧をデジタル信号化するＡ／Ｄ変換回路と、ＸＹ
コントローラ１８および電圧印加装置１９をそれぞれ制
御するマイクロプロセッサと、記録媒体１１上の位置基
準が格納された位置基準メモリと、記録すべき情報をパ
ターン認識してコード化するプロセッサと、Ａ／Ｄ変換
回路から出力されるデジタル信号より画像情報を作成す
るとともに、作成した画像情報から記録ビット領域だけ
を抽出する画像処理回路とを含むものである。なお、こ
の画像処理回路における画像処理は、図１に示した画像
処理装置100 と同様にして行われる。(5) Arithmetic unit 21 The arithmetic unit 21 includes an A / D conversion circuit for converting the voltage sent from the probe current amplifier 20 into a digital signal, and XY.
A microprocessor for controlling each of the controller 18 and the voltage applying device 19, a position reference memory in which a position reference on the recording medium 11 is stored, a processor for recognizing and coding information to be recorded, and an A / D conversion. An image processing circuit that creates image information from the digital signal output from the circuit and extracts only the recording bit area from the created image information. The image processing in this image processing circuit is performed in the same manner as the image processing device 100 shown in FIG.

【００６２】次に、記録再生装置１０における記録媒体
１１上の位置基準パターンと記録信号領域とについて、
図８を参照して説明する。Next, regarding the position reference pattern and the recording signal area on the recording medium 11 in the recording / reproducing apparatus 10,
This will be described with reference to FIG.

【００６３】記録再生装置１０では、記録媒体１１の第
１乃至第４の一般記録領域３０₁〜３０₄に情報が記録さ
れる前に、位置基準パターンが、以下に示す手順に従っ
て、第１乃至第４の位置基準パターン領域３１₁〜３１₄
にそれぞれ記録される。In the recording / reproducing apparatus 10, before the information is recorded in the _first to _fourth general recording areas 30 ₁ to 30 4 of the recording medium 11, the position reference pattern is changed to the first to the fourth in accordance with the procedure described below. Fourth position reference pattern areas 31 _{1 to} 31 ₄
Are recorded in each.

【００６４】構造体１３の機械精度により、記録媒体１
１上のプローブ電極１６の先端は、記録媒体１１のホー
ムポジションＨ_P から図７図示Ｚ軸方向に約２００μｍ
離れた位置に、±１０μｍの精度で位置される。３００
ｍＶのバイアス電圧が、プローブ電極１６と記録媒体１
１との間に電圧印加装置１９から印加される。プローブ
電極１６と記録媒体１１との間に流れる電流がプローブ
電流増幅器２０で検出され増幅されたのち電圧に変換さ
れる。演算装置２１では、プローブ電流増幅器２０から
送られてくる電圧よりプローブ電極１６と記録媒体１１
との間に流れている電流の値が検出され、検出された電
流の値が１ｐＡとなるまで、粗動制御機構１２が演算装
置２１によって駆動される。その結果、最終的には、プ
ローブ電極１６と記録媒体１１との間に流れる電流の値
が１ｐＡとなる距離まで、プローブ電極１６の先端が記
録媒体１１の記録面に近づけられる。微動制御機構１７
が演算装置２１によって同様にして駆動されることによ
り、プローブ電極１６と記録媒体１１との間に流れる電
流の値が１ｎＡとなる距離まで、プローブ電極１６の先
端が記録媒体１１の記録面に近づけられる。その後、記
録媒体１１の図８の点線で囲まれた領域内において、プ
ローブ電極１６が演算装置２１によって二次元走査され
る。Due to the mechanical accuracy of the structure 13, the recording medium 1
Tip of the probe electrode 16 on one is a home position approximately 200μm from H _P in FIG. 7 the Z-axis direction of the recording medium 11
It is located at a distant position with an accuracy of ± 10 μm. 300
A bias voltage of mV is applied to the probe electrode 16 and the recording medium 1.
1 is applied from the voltage applying device 19. A current flowing between the probe electrode 16 and the recording medium 11 is detected by the probe current amplifier 20, amplified, and then converted into a voltage. In the arithmetic unit 21, the probe electrode 16 and the recording medium 11 are detected from the voltage sent from the probe current amplifier 20.
The value of the current flowing between and is detected, and the coarse motion control mechanism 12 is driven by the arithmetic unit 21 until the value of the detected current becomes 1 pA. As a result, finally, the tip of the probe electrode 16 is brought close to the recording surface of the recording medium 11 until the distance at which the value of the current flowing between the probe electrode 16 and the recording medium 11 becomes 1 pA. Fine movement control mechanism 17
Are similarly driven by the arithmetic unit 21 to bring the tip of the probe electrode 16 close to the recording surface of the recording medium 11 to a distance where the value of the current flowing between the probe electrode 16 and the recording medium 11 is 1 nA. To be After that, the probe electrode 16 is two-dimensionally scanned by the arithmetic unit 21 in the area surrounded by the dotted line in FIG. 8 of the recording medium 11.

【００６５】プローブ電極１６が第１の位置基準パター
ン領域３１₁ の記録位置まで走査されてくると、記録媒
体１１のオン／オフ情報のしきい値より大きい＋１０Ｖ
のバイアス電圧が、プローブ電極１６と記録媒体１１と
の間に電圧印加装置１９から印加される。これにより、
記録媒体１１のこの部分が記録状態（オン状態）とされ
て、位置基準パターンが記録される。なお、位置基準パ
ターンの記録時には、プローブ電極１６と記録媒体１１
との間の距離制御への影響をなくするため、プローブ電
極１６と記録媒体１１との間に流れる電流の平均値が
０．９ｎＡとなるように、微動制御機構１７が演算装置
２１によって制御されることより、プローブ電極１６と
記録媒体１１との間の平均的な距離が一定にされる。When the probe electrode 16 is scanned up to the recording position of the _first position reference pattern area 31 ₁ , it is + 10V larger than the threshold value of the on / off information of the recording medium 11.
Is applied from the voltage applying device 19 between the probe electrode 16 and the recording medium 11. This allows
This portion of the recording medium 11 is brought into a recording state (ON state), and the position reference pattern is recorded. When recording the position reference pattern, the probe electrode 16 and the recording medium 11 are recorded.
The fine movement control mechanism 17 is controlled by the arithmetic unit 21 so that the average value of the current flowing between the probe electrode 16 and the recording medium 11 becomes 0.9 nA in order to eliminate the influence on the distance control between the probe electrode 16 and the recording medium 11. As a result, the average distance between the probe electrode 16 and the recording medium 11 is made constant.

【００６６】以上の動作が繰り返されることにより、第
１乃至第４の位置基準パターン領域３１₁〜３１₄に、位
置基準パターンが順次記録されていく。なお、このと
き、第１乃至第４の位置基準パターン領域３１₁〜３１₄
には、方向用パターンと位置用パターン３６₁〜３６₄と
がそれぞれ記録される。ここで、第１の位置基準パター
ン領域３１₁ に記録される３つの方向用パターン３５₁₁
〜３５₁₃と、第３の位置基準パターン領域３１₁，３１₃
に記録される３つの方向用パターン３５₃₁〜３５ ₃₃と
は、互いに対応する位置にそれぞれ記録される。また、
第２の位置基準パターン領域３１₂ に記録される３つの
方向用パターン３５₂₁〜３５₂₃と、第４の位置基準パタ
ーン領域３１₄に記録される３つの方向用パターン３５
₄₁〜３５₄₃とは、互いに対応する位置にそれぞれ記録さ
れる。さらに、各一般記録領域３０₁〜３０₄と各位置基
準パターン３１₁〜３１₄との間には、第１乃至第４の同
期パターン３７₁〜３７₄もそれぞれ記録される。By repeating the above operation,
First to fourth position reference pattern areas 31₁~ 31_FourTo the place
The placement reference pattern is sequentially recorded. In addition, with this
The first to fourth position reference pattern areas 31₁~ 31_Four
Includes the direction pattern and the position pattern 36.₁~ 36_FourWhen
Are recorded respectively. Where the first position reference pattern
Area 31₁ Pattern 35 for three directions recorded in₁₁
~ 35₁₃And the third position reference pattern area 31₁, 31₃
Pattern 35 for three directions recorded in₃₁~ 35 ₃₃When
Are recorded at positions corresponding to each other. Also,
Second position reference pattern area 31₂ Recorded in
Directional pattern 35_{twenty one}~ 35_{twenty three}And the fourth position reference pattern
Area 31_FourPattern 35 for three directions recorded in
₄₁~ 35₄₃Are recorded at the positions corresponding to each other.
Be done. Furthermore, each general recording area 30₁~ 30_FourAnd each position group
Semi-pattern 31₁~ 31_FourBetween the first and fourth
Period pattern 37₁~ 37_FourIs also recorded.

【００６７】次に、記録再生装置１０における各一般記
録領域３０₁〜３０₄への情報の記録動作および各一般記
録領域３０₁〜３０₄からの情報の再生動作についてそれ
ぞれ説明する。Next, description each operation for reproducing information from the general recording area 30 ₁ to 30 information recording operation and the general recording area 30 ₁ to 30 ₄ to ₄ in a recording and reproducing apparatus 10.

【００６８】まず、次の手順に従って、プローブ電極１
６の位置決めが行われる。記録媒体１１のオン／オフ状
態（記録／非記録状態）のしきい値より小さい＋５Ｖの
バイアス電圧が、プローブ電極１６と記録媒体１１との
間に電圧印加装置１９から印加される。この状態で、プ
ローブ電極１６が記録媒体１１の記録面全体に渡って二
次元走査される。このときにプローブ電極１６と記録媒
体１１との間に流れる電流の値を検出して、記録媒体１
１のオン／オフ状態を検出することにより、位置基準パ
ターンの検出が行われる。First, according to the following procedure, the probe electrode 1
6 positioning is performed. A bias voltage of +5 V, which is smaller than the threshold value of the on / off state (recording / non-recording state) of the recording medium 11, is applied from the voltage applying device 19 between the probe electrode 16 and the recording medium 11. In this state, the probe electrode 16 is two-dimensionally scanned over the entire recording surface of the recording medium 11. At this time, the value of the current flowing between the probe electrode 16 and the recording medium 11 is detected to detect the recording medium 1
The position reference pattern is detected by detecting the on / off state of 1.

【００６９】位置基準パターンは、一般記録領域３０₁
〜３０₄に記録される情報の記録単位よりも広い記録単
位で記録されているため、各位置基準パターン領域３１
₁〜３１₄において検出される電流は、各一般記録領域３
０₁〜３０₄において検出される電流よりも周波数の低い
ものとなる。したがって、検出された電流を帯域通過フ
ィルタに通すことにより、位置基準パターンと情報とを
近似的に分離することができる。分離した各位置基準パ
ターンの二次元情報に基づいて、プローブ電極１６が、
４つある位置基準パターン領域３１₁〜３１₄のうちの１
つの位置基準パターン領域周辺に移動される。続いて、
位置基準パターン領域よりも少し広い範囲に渡ってプロ
ーブ電極１６が二次元走査され、このとき演算装置２１
で得られるデジタル信号が、二次元情報としてメモリに
格納される。The position reference pattern is the general recording area 30 ₁
30 ₄ because it is recorded in a wide recording unit than the recording unit of information recorded in the respective position reference pattern area 31
_{1-31 4} current detected in each general recording area 3
The frequency is lower than the current detected at 0 ₁ to 30 ₄ . Therefore, the position reference pattern and the information can be approximately separated by passing the detected current through the bandpass filter. Based on the two-dimensional information of each separated position reference pattern, the probe electrode 16
One of the four position reference pattern areas 31 _{1 to} 31 ₄
It is moved around one position reference pattern area. continue,
The probe electrode 16 is two-dimensionally scanned over a range slightly wider than the position reference pattern area.
The digital signal obtained in step 2 is stored in the memory as two-dimensional information.

【００７０】前述したように、第１および第３の位置基
準パターン領域３１₁，３１₃の互いに対応する位置に
は、３つの方向用パターン３５₁₁〜３５₁₃，３５₃₁〜３
５₃₃がそれぞれ記録されており、また、第２および第４
の位置基準パターン領域３１₂，３１₄の互いに対応する
位置には、３つの方向用パターン３５₂₁〜３５₂₃，３５
₄₁〜３５₄₃がそれぞれ記録されているため、プローブ電
極１６の走査方向が、各方向用パターン３５₁₁〜３
５₁₃，３５₃₁〜３５₃₃，３５₂₁〜３５₂₃，３５₄₁〜３５
₄₃を検出することによりわかる。また、第１乃至第４の
位置基準パターン領域３１₁〜３１₄には、位置用パター
ン３６₁〜３６₄がそれぞれ記録されているため、各位置
用パターン３６₁〜３６₄を検出することにより、プロー
ブ電極１６の相対的な位置がわかる。すなわち、各位置
基準パターンは方向情報と位置情報とを含んでいるた
め、一般に行われている画像処理の手法を用いて、プロ
ーブ電極１６の走査方向の情報と位置情報とが得られ
る。さらに、各位置基準パターンの位置関係から、次に
走査する一般記録領域の位置基準パターンの大まかな位
置の情報が得られる。[0070] As described above, the first and third position reference pattern area 31 _1, 31 to one another corresponding position of the _3, three directions patterns 35 _{11-35 13,} 35 _31-3
5 ₃₃ are recorded respectively, and the 2nd and 4th
Of the three direction patterns 35 _{21 to} 35 ₂₃ , 35 at positions corresponding to each other in the position reference pattern areas 31 ₂ , 31 _{4.
Since 41 to} 35 ₄₃ are recorded respectively, the scanning direction of the probe electrode 16 is set to the patterns 35 _{11 to} 3 for each direction.
5 ₁₃ , 35 _{31 to} 35 ₃₃ , 35 _{21 to} 35 ₂₃ , 35 _{41 to} 35
It can be found by detecting ₄₃ . Further, since the position patterns 36 _{1 to} 36 ₄ are recorded in the first to fourth position reference pattern areas 31 _{1 to} 31 ₄ , respectively, by detecting each position pattern 36 _{1 to} 36 _4. , The relative position of the probe electrode 16 is known. That is, since each position reference pattern includes the direction information and the position information, the information of the scanning direction and the position information of the probe electrode 16 can be obtained by using a commonly used image processing method. Further, from the positional relationship of each position reference pattern, information about the rough position of the position reference pattern in the general recording area to be scanned next can be obtained.

【００７１】情報の記録は、次の手順に従って行われ
る。得られた位置情報に基づいて、プローブ電極１６が
たとえば第１の一般記録領域３０₁ の周辺に移動され
る。続いて、第１の一般記録領域３０₁ よりも広い範囲
に渡って、プローブ電極１６が二次元走査される。第１
の位置基準パターン領域３６₁ に記録された第１の同期
パターン３７₁ の同期信号を検出したのち、得られた位
置情報に基づいて、第１の一般記録領域３０₁ の所定の
記録位置に、情報が圧電素子の精度で記録される。Information recording is performed according to the following procedure. Based on the obtained position information, the probe electrode 16 is moved to the periphery of the _first general recording area 30 ₁ , for example. Then, the probe electrode 16 is two-dimensionally scanned over a wider area than the first general recording area 30 ₁ . First
After detecting the synchronization signal of the first synchronization pattern 37 ₁ recorded in the position reference pattern area 36 ₁ of the above, based on the obtained position information, at a predetermined recording position of the first general recording area 30 ₁ , Information is recorded with the accuracy of the piezoelectric element.

【００７２】また、たとえば第１の一般記録領域３０₁
に記録された情報の再生は、第１の同期パターン３７₁
の同期信号以後の領域全体に渡ってプローブ電極１６が
二次元走査され、このとき得られた二次元情報が、別に
入力された圧電素子のもつヒステリシスおよび記録媒体
１１の温湿度伸縮などの情報を考慮して、図２（Ａ）〜
（Ｃ）にそれぞれ示したような記録単位（単位情報領
域）に領域分けされ、記録単位ごとに画像処理が施され
ることにより行われる。第１の一般記録領域３０ ₁ に記
録された情報の再生が終わると、得られた位置情報に基
づいて、プローブ電極１６が第２の一般記録領域３０₂
の周辺に移動される。Further, for example, the first general recording area 30₁ 
The reproduction of the information recorded in the first synchronization pattern 37₁ 
Of the probe electrode 16 over the entire area after the synchronization signal of
Two-dimensional scanning is performed, and the two-dimensional information obtained at this time is separately
Hysteresis of input piezoelectric element and recording medium
2 (A)-
Recording units (unit information area) such as those shown in (C)
Area, and image processing is performed for each recording unit.
It is done by First general recording area 30 ₁ In
When the recorded information is played back, it will be based on the obtained position information.
Then, the probe electrode 16 is moved to the second general recording area 30.₂ 
Will be moved around.

【００７３】[0073]

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次の効果を奏する。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【００７４】請求項１記載の発明（本発明の画像処理装
置）は、記録面に対して凸の曲面上の楕円的点が必要な
情報を示すことが予めわかっている場合には、全曲率の
分子計算手段の出力信号と平均曲率の分子計算手段の出
力信号との論理積を演算することにより、画像情報に含
まれている誤情報を排除して、必要な情報のみを抽出す
ることができるとともに、論理積演算手段の出力信号を
メディアンフィルタに入力することにより、空間座標の
離散化による誤差に起因する誤情報を排除することがで
きるため、画素数に依存しない高い並列性をもたせるこ
とができるとともに、全曲率の分子の値および平均曲率
の分子の値を求めれば足りるため、演算速度の向上が図
れる。In the invention according to claim 1 (the image processing apparatus of the present invention), when it is known in advance that an elliptic point on a convex curved surface with respect to the recording surface indicates necessary information, the total curvature By calculating the logical product of the output signal of the numerator calculation unit and the output signal of the average curvature numerator calculation unit, it is possible to eliminate erroneous information included in the image information and extract only necessary information. In addition, by inputting the output signal of the logical product calculation means to the median filter, it is possible to eliminate erroneous information due to an error due to discretization of the spatial coordinates, and thus to have high parallelism independent of the number of pixels. In addition, it is sufficient to obtain the numerator value of the total curvature and the numerator value of the average curvature, so that the calculation speed can be improved.

【００７５】請求項２および請求項３記載の発明（本発
明の記録再生装置）は、画像情報に含まれている放物的
点，双曲的点および記録面に対して凹の曲面上の楕円的
点を排除して、記録面に対して凸の曲面上の楕円的点と
なっている記録ビットのみを抽出した新たな画像情報を
得ることができるため、原子オーダーのステップや尾根
による、再生時の誤り率低下を軽減することができる。According to the second and third aspects of the present invention (recording / reproducing apparatus of the present invention), a parabolic point, a hyperbolic point included in the image information and a curved surface concave to the recording surface are included. Since it is possible to obtain new image information by eliminating only elliptic points and recording bits that are elliptical points on a curved surface that is convex with respect to the recording surface, it is possible to use atomic steps or ridges. It is possible to reduce a decrease in error rate during reproduction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の画像処理装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an image processing apparatus of the present invention.

【図２】記録媒体の記録面に存在する原子オーダーの尾
根，ステップおよび記録ビットの形状を示す図であり、
（Ａ）は尾根の形状を示す図、（Ｂ）はステップの形状
を示す図、（Ｃ）は記録ビットの形状を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing shapes of atomic-order ridges, steps, and recording bits existing on a recording surface of a recording medium,
(A) is a diagram showing the shape of a ridge, (B) is a diagram showing the shape of steps, and (C) is a diagram showing the shape of recording bits.

【図３】図１に示した全曲率の分子計算部の具体的構成
を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a specific configuration of a total curvature numerator calculation unit shown in FIG. 1. FIG.

【図４】図１に示した平均曲率の分子計算部の具体的構
成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a specific configuration of a numerator calculation unit for average curvature shown in FIG.

【図５】図１に示した画像処理装置を用いた一実験結果
を説明するための図である。5A and 5B are views for explaining the results of one experiment using the image processing apparatus shown in FIG.

【図６】図１に示した画像処理装置による記録ビットの
認識マップの一実験例を示すグラフである。6 is a graph showing an experimental example of a recognition map of recording bits by the image processing apparatus shown in FIG.

【図７】本発明の記録再生装置の一実施例を示す概略構
成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a recording / reproducing apparatus of the present invention.

【図８】図７に示した記録再生装置における記録媒体上
の位置基準パターンと記録信号領域とを説明するための
図である。8 is a diagram for explaining a position reference pattern and a recording signal area on a recording medium in the recording / reproducing apparatus shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ 記録再生装置 １１ 記録媒体 １２ 粗動制御機構 １３ 構造体 １４ 大粗動機構 １５ 除震台 １６ プローブ電極 １７ 微動制御機構 １８ ＸＹコントローラ １９ 電圧印加回路 ２０ プローブ電流増幅器 ２１ 演算装置 ３０₁〜３０₄ 一般記録領域 ３１₁〜３１₄ 第１乃至第４の位置基準パターン領域 ３５₁₁〜３５₁₃，３５₂₁〜３５₂₃，３５₃₁〜３５₃₃，３
５₄₁〜３５₄₃ 方向用パターン ３６₁〜３６₄ 位置用パターン ３７₁〜３７₄ 同期パターン 100 画像処理装置 101 画像情報入力部 102 全曲率の分子計算部 103 平均曲率の分子計算部 104 論理積演算部 105 メディアンフィルタ 111₁〜111₉ シフトレジスタ 112₁〜112₂₂ 乗算回路 113₁〜113₁₅ 加算回路 114₁〜114₉ 除算回路 115₁〜115₉ 符号反転回路 116₁，116₂ 比較器 200 原画像 201 楕円的点領域 202 放物的点領域 203 双曲的点領域 210 全曲率の分子計算部出力画像 220 平均曲率の分子計算部出力画像 230 論理積演算部出力画像 240 楕円的点抽出画像 Ｋ₁ 全曲率の分子の値 Ｈ₁ 平均曲率の分子の値 Ｋ₁₁〜Ｋ₁₅，Ｈ₁₁〜Ｈ₁₃ 変数 ｆ_i-1,j-1 ，ｆ_i,j-1 ，ｆ_i+1,j-1 ，ｆ_i-1,j ，ｆ
_i,j ，ｆ_i+1,j ，ｆ_{i-1,j+ 1} ，ｆ_i,j+1 ｆ_i+1,j+1
画素 Ｘ，Ｙ，Ｚ 軸 Ｈ_P ホームポジション10 recording / reproducing apparatus 11 recording medium 12 coarse movement control mechanism 13 structure 14 large coarse movement mechanism 15 seismic table 16 probe electrode 17 fine movement control mechanism 18 XY controller 19 voltage application circuit 20 probe current amplifier 21 arithmetic unit 30 ₁ to 30 ₄ General recording areas 31 _{1 to} 31 ₄ First to fourth position reference pattern areas 35 _{11 to} 35 ₁₃ , 35 _{21 to} 35 ₂₃ , 35 _{31 to} 35 ₃₃ , 3
5 _{41-35 43} direction patterns 36 ₁ to 36 ₄ for position patterns 37 ₁ to 37 ₄ synchronization pattern 100 image processing apparatus 101 the image information input unit 102 molecular computer 104 of the total curvature molecular computer 103 the mean curvature of the logical AND operation Part 105 Median filter 111 ₁ ~ 111 ₉ Shift register 112 ₁ ~ 112 ₂₂ Multiplier circuit 113 ₁ ~ 113 ₁₅ Adder circuit 114 ₁ ~ 114 ₉ Divider circuit 115 ₁ ~ 115 ₉ Sign inversion circuit 116 ₁ , 116 ₂ Comparator 200 Original image 201 Elliptic point region 202 Parabolic point region 203 Hyperbolic point region 210 Output image of numerator calculation section of total curvature 220 Output image of numerator calculation section of average curvature 230 Output image of AND operation section 240 Elliptic point extraction image K ₁ Value of numerator of total curvature H ₁ Value of numerator of average curvature K _{11 to} K ₁₅ , H _{11 to} H ₁₃ variables f _{i-1, j-1} , f _{i, j-1} , f _{i + 1, j-1} , F _{i-1, j} , f
_{i, j} , f _{i + 1, j} , f _{i-1, j + 1} , f _{i, j + 1} f _{i + 1, j + 1}
Pixels X, Y, Z axis H _P home position

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 紫藤 俊一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 酒井 邦裕 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shunichi Shito 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Kunihiro Sakai 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Within the corporation

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 画像情報の各画素における全曲率の分子
の値を計算する全曲率の分子計算手段と、 前記画像情報の各画素における平均曲率の分子の値を計
算する平均曲率の分子計算手段と、 前記全曲率の分子計算手段の出力信号と前記平均曲率の
分子計算手段の出力信号との論理積を演算する論理積演
算手段と、 該論理積演算手段の出力信号が入力されるメディアンフ
ィルタとを含む画像処理装置。1. A total curvature numerator calculating means for calculating a total curvature numerator value in each pixel of image information, and an average curvature numerator calculating means for calculating an average curvature numerator value in each pixel of the image information. A logical product calculating means for calculating a logical product of the output signal of the numerator calculating means of the total curvature and the output signal of the numerator calculating means of the average curvature; and a median filter to which the output signal of the logical product calculating means is inputted. An image processing apparatus including: 【請求項２】 プローブ電極を記録媒体の記録面に対し
て相対的に二次元走査させながら、該プローブ電極と該
記録媒体との間に生じる物理相互作用による信号を利用
して、該記録媒体に情報を記録するとともに、該記録さ
れた情報を画像情報として再生する記録再生装置におい
て、 前記物理相互作用による信号から再生された画像情報の
各画素における全曲率の分子の値と平均曲率の分子の値
とをそれぞれ計算して新たな画像情報を作成する画像情
報作成手段を含むことを特徴とする記録再生装置。2. The recording medium, wherein the probe electrode is two-dimensionally scanned relative to the recording surface of the recording medium, and a signal resulting from physical interaction between the probe electrode and the recording medium is used. In a recording / reproducing apparatus for recording information on the image recording medium and reproducing the recorded information as image information, the value of the numerator of the total curvature and the numerator of the average curvature in each pixel of the image information reproduced from the signal by the physical interaction. And a value for each of which is calculated to create new image information. 【請求項３】 前記画像情報作成手段が、 前記物理相互作用による信号から再生された画像情報の
各画素における全曲率の分子の値を計算する全曲率計算
手段と、 前記画像情報の各画素における平均曲率の分子の値を計
算する平均曲率計算手段と、 前記全曲率の分子計算手段の出力信号と前記平均曲率の
分子計算手段の出力信号との論理積を演算する論理積演
算手段と、 該論理積演算手段の出力信号が入力されるメディアンフ
ィルタとを含む請求項２記載の記録再生装置。3. The total curvature calculating means for calculating the numerator value of the total curvature in each pixel of the image information reproduced from the signal by the physical interaction, the image information generating means, and the total curvature calculating means in each pixel of the image information. An average curvature calculating means for calculating a numerator value of average curvature; an AND calculating means for calculating a logical product of an output signal of the total curvature numerator calculating means and an output signal of the average curvature numerator calculating means; The recording / reproducing apparatus according to claim 2, further comprising a median filter to which an output signal of the logical product calculating means is input.