JPH08221817A - Information processor - Google Patents
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- JPH08221817A JPH08221817A JP5661595A JP5661595A JPH08221817A JP H08221817 A JPH08221817 A JP H08221817A JP 5661595 A JP5661595 A JP 5661595A JP 5661595 A JP5661595 A JP 5661595A JP H08221817 A JPH08221817 A JP H08221817A
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- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Details Of Television Scanning (AREA)
- Storing Facsimile Image Data (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、探針と記録媒体を接近
させることによって生じる物理現象を利用した情報処理
装置に係り、特に、入力情報を再生時の必要性に応じた
レベル、例えばその出力装置の解像度レベルに応じて分
類し、その必要領域のみを読みだす情報の記録・再生装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an information processing apparatus utilizing a physical phenomenon generated by bringing a probe and a recording medium close to each other, and particularly to a level according to the necessity of reproducing input information, for example, The present invention relates to an information recording / reproducing device that classifies according to the resolution level of an output device and reads only the necessary area.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、メモリ材料の用途は、コンピュー
タ及びその関連機器、ビデオディスク、ディジタルオー
ディオディスク等のエレクトロニクス産業の中核をなす
ものであり、その材料開発も極めて活発に進んでいる。
メモリ材料に要求される性能は用途により異なるが記録
再生の応答速度が早いことは必要不可欠である。従来ま
では磁性体や半導体を素材とした半導体メモリや磁気メ
モリが主であったが、近年レーザー技術の進展にともな
い、有機色素、フォトポリマーなどの有機薄膜を用いた
光メモリによる安価で高密度な記録媒体が登場してき
た。一方、最近、導体の表面原子の電子構造を直接観察
できる走査型トンネル顕微鏡(以後、STMと略す)が
開発され[G.Binnig et al.Phys.
Rev.Lett,49,57(1982)]、単結
晶、非晶質を問わず実空間像の高い分解能の測定ができ
るようになり、しかも試料に電流による損傷を与えずに
低電力で観測できる利点も有し、更に大気中でも動作
し、種々の材料に対して用いることができるため広範囲
な応用が期待されている。STMは金属の探針(プロー
ブ電極)と導電性物質間に電圧を加えて1nm程度の距
離まで近付けるとトンネル電流が流れることを利用して
いる。この電流は両者の距離変化に指数関数的に応答す
るため非常に敏感である。トンネル電流を一定に保つよ
うに探針を走査することにより実空間の全電子雲に関す
る種々の情報をも読み取ることができる。これによる面
内方向の分解能は0.1nm程度である。したがって、
STMの原理を応用すれば十分に原子オーダー(サブ・
ナノメートル)での高密度記録再生を行うことが可能で
ある。例えば、特開昭61−80536号公報に開示さ
れている情報処理装置では、電子ビーム等によって媒体
表面に吸着した原子粒子を取り除き書き込みを行い、S
TMによりこのデータを再生している。記録層として電
圧電流のスイッチング特性に対してメモリ効果を持つ材
料、例えば共役π電子系をもつ有機化合物やカルコゲン
化合物類の薄膜層を用いて、記録・再生をSTMで行う
方法が提案されている(特開昭63−161552号公
報、特開昭63−161553号公報)。この方法によ
れば、記録のビットサイズを10nmとすれば、1Tb
it/cmもの大容量記録再生が可能である。またプロ
ーブ電極の走査機構としてはカンチレバータイプのもの
(特開昭62−281138号公報)があり、これによ
ると、Si基板上にSiO2からなる長さ100μm、
幅10〜20μm、厚さ0.5μm程度の大きさのカン
チレバー型の機構を複数個作り込むことが可能となって
おり、同一の基板上に書き込み読み出し回路も集積化さ
れている。このような大容量のメモリシステムは、情報
量が非常に大きい画像処理の分野に置いて有意義であ
る。例えば最近になって技術の進歩が甚だしい高品位テ
レビジョンや高解像度スチルビデオ等には不可欠である
といってもよい。2. Description of the Related Art In recent years, the use of memory materials has become the core of the electronics industry for computers and related equipment, video discs, digital audio discs, etc., and the development of such materials is extremely active.
Although the performance required for the memory material varies depending on the application, it is essential that the response speed of recording and reproducing is fast. Until now, semiconductor memories and magnetic memories made of magnetic materials and semiconductors were mainly used, but with the recent advances in laser technology, optical memories using organic thin films such as organic dyes and photopolymers have become inexpensive and high-density. Recording media have appeared. On the other hand, recently, a scanning tunneling microscope (hereinafter abbreviated as STM) has been developed that enables direct observation of the electronic structure of surface atoms of a conductor [G. Binnig et al. Phys.
Rev. Lett, 49, 57 (1982)], high resolution measurement of a real space image can be performed regardless of whether it is a single crystal or an amorphous material. Moreover, there is an advantage that the sample can be observed at a low power without being damaged by an electric current. In addition, it is expected to be applied in a wide range because it can operate in the atmosphere and can be used for various materials. The STM utilizes the fact that a tunnel current flows when a voltage is applied between a metal probe (probe electrode) and a conductive substance to bring them closer to a distance of about 1 nm. This current is very sensitive because it responds exponentially to changes in distance between the two. By scanning the probe so that the tunnel current is kept constant, it is possible to read various kinds of information regarding the whole electron cloud in the real space. As a result, the resolution in the in-plane direction is about 0.1 nm. Therefore,
Applying the principle of STM, the atomic order (sub-
It is possible to perform high-density recording / reproduction in nanometers. For example, in the information processing apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-80536, the atomic particles adsorbed on the surface of the medium are removed by an electron beam or the like, and writing is performed.
This data is reproduced by TM. A method has been proposed in which recording / reproducing is performed by STM using a thin film layer of a material having a memory effect for voltage / current switching characteristics such as an organic compound or chalcogen compound having a conjugated π electron system as a recording layer. (JP-A-63-161552, JP-A-63-161553). According to this method, if the recording bit size is 10 nm, 1 Tb
It is possible to record and reproduce as much as it / cm. There is also a cantilever type scanning mechanism for the probe electrode (Japanese Patent Laid-Open No. 62-281138), according to which a length of 100 μm made of SiO 2 on a Si substrate,
It is possible to fabricate a plurality of cantilever type mechanisms each having a width of 10 to 20 μm and a thickness of about 0.5 μm, and the writing and reading circuits are integrated on the same substrate. Such a large-capacity memory system is meaningful in the field of image processing where the amount of information is very large. For example, it can be said that recent technological advances are indispensable for high-definition television, high-resolution still video, and the like.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな大容量のメモリシステムにおいて、入力された情報
を、常に一定の高品位な解像度で読みだそうとすれば、
読みだしに長時間を要し、無駄となる場合が多い。これ
は、上記のメモリシステムにおいてはカンチレバーの共
振周波数等の物理的条件から走査周波数として数百Hz
が限界であり、そのため、プローブ1本あたりの情報の
転送速度も数百kHz以下に限られることとなり、読み
だしに長時間を要するのが現状であり、また、その出力
の目的や出力装置等により、常に高品位な解像度が必要
とされるものでもない。例えば、検索や頭だし等の場合
には画像の質より処理速度に重点が置かれる。また、例
えば、スチルビデオ等の場合、その画像を電子写真技術
等によってプリントアウトする時には高い解像度が必要
であるが、そのモニタ出力はそれほど解像度は必要では
なく、必ずしも時間をかけて、記録した100パーセン
トの情報を取り出す必要はない。However, in such a large-capacity memory system, if it is attempted to read the input information at a constant high quality resolution,
It takes a long time to read and is often wasted. In the above memory system, this is a scan frequency of several hundred Hz due to physical conditions such as the resonance frequency of the cantilever.
Therefore, the transfer rate of information per probe is also limited to several hundreds kHz or less, and it takes a long time to read it, and the purpose of the output and the output device, etc. Therefore, high-definition resolution is not always required. For example, in the case of retrieval or head search, the processing speed is more important than the image quality. Further, for example, in the case of a still video or the like, a high resolution is required when the image is printed out by an electrophotographic technique or the like, but the monitor output does not require that much resolution, and it is not always necessary to record the image over 100 hours. You don't have to retrieve the percentage information.
【0004】そこで、本発明は、上記STM等を用いた
大容量メモリシステムにおいて、入力情報を再生時の必
要性に応じたレベル、例えばその出力装置の解像度レベ
ルに応じて分類し、その必要領域のみを読みだす情報処
理装置を提供することを目的とするものである。Therefore, in the present invention, in the large-capacity memory system using the STM or the like, the input information is classified according to the level according to the necessity at the time of reproduction, for example, the resolution level of the output device, and the necessary area thereof. An object is to provide an information processing device that reads out only.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、 記録媒体に対し探針を走査してその物理
的相互作用により情報の書き込みと読みだしを行う情報
処理装置において、入力情報を再生時の必要性に応じた
レベルに分類する書き込み制御機構と、その必要領域の
みを読みだす読みだし制御機構とを有する構成としたも
のである。本発明において、前記書き込み制御機構は、
入力情報を所定の規則にしたがって分類するための演算
機構を有する構成を採ることができる。そしてまた、そ
の書き込み制御機構は、前記演算機構により分類された
情報をそれぞれ記録媒体上の所定領域に書き込むための
並べ換え機構を備えた構成とすることができる。また、
前記読みだし制御機構は、副走査方向の移動量を設定
し、所定の記録領域のみを走査することを可能とする走
査設定部を有する構成を採ることができる。そして、そ
の走査設定部は、その移動量の設定が出力装置の切り換
えによって変更できるように構成することができる。さ
らに、前記読みだし制御機構は、前記演算機構によって
分類された情報の一部または全部を合成するためのデー
タ生成機構を有する構成とすることができる。In order to achieve the above object, the present invention provides an information processing apparatus which scans a recording medium with a probe and writes and reads information by its physical interaction. It is configured to have a write control mechanism for classifying information into levels according to the necessity at the time of reproduction and a read control mechanism for reading only the necessary area. In the present invention, the write control mechanism is
A configuration having an arithmetic mechanism for classifying the input information according to a predetermined rule can be adopted. Further, the write control mechanism can be configured to include a rearrangement mechanism for writing the information classified by the arithmetic mechanism in a predetermined area on the recording medium. Also,
The read-out control mechanism can be configured to have a scan setting unit that sets a movement amount in the sub-scanning direction and can scan only a predetermined recording area. The scan setting unit can be configured so that the setting of the movement amount can be changed by switching the output device. Further, the read-out control mechanism may be configured to have a data generation mechanism for synthesizing a part or all of the information classified by the arithmetic mechanism.
【0006】[0006]
【作用】本発明は、上記のように入力情報を再生時の必
要性に応じたレベルに分類し、その必要領域のみを読み
だす制御機構を有することにより、入力情報を使用レベ
ルに応じて分類して並べ換え、その並べ換えた情報を記
録媒体上の異なった領域に記録し、再生時にその必要と
する解像度のレベルに応じて、その必要領域のみにアク
セスし情報の読みだしを行うようにしたものである。According to the present invention, the input information is classified into the levels according to the necessity at the time of reproduction as described above, and the input information is classified according to the usage level by having the control mechanism for reading only the necessary area. Then, the rearranged information is recorded in different areas on the recording medium, and at the time of reproduction, only the necessary area is accessed and the information is read according to the required resolution level. Is.
【0007】[0007]
【実施例】つぎに、本発明の実施例を図面に基づいて具
体的に説明する。図1は本発明の実施例であり、高精細
デジタルスチルカメラに本発明のメモリシステムを使用
した場合についての、情報の入出力を主体にしたブロッ
ク図である。まず画像の取り込み時における動作につい
ての説明を行う。レンズ101を通り入射してくる画像
情報は、絞り、シャッター等の調節機構102によって
後段の撮像素子103に正確なレベルで入力するように
なつている。その後像は電気信号に変換されプリアンプ
104で増幅されA/D変換器105によってデジタル
信号に変換される。もちろん、図示されてはいないがA
/D変換器105にはアンチエリアシング用のフィルタ
が備えられている。デジタル信号に変換された画像情報
は、本発明において特徴的である情報処理装置111に
入力される。入力された情報は書き込み制御回路106
によって、後段のSTMメモリシステムとマッチングし
たデータ列に並べ換えられる。そして並べ換えられたデ
ータはSTMメモリシステムによって記憶される。書き
込み制御回路106については後に詳しく説明する。Embodiments of the present invention will now be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is an embodiment of the present invention, and is a block diagram mainly for information input / output in the case where the memory system of the present invention is used in a high-definition digital still camera. First, the operation at the time of capturing an image will be described. Image information incident through the lens 101 is input to the image pickup element 103 in the subsequent stage at an accurate level by an adjusting mechanism 102 such as a diaphragm and a shutter. After that, the image is converted into an electric signal, amplified by the preamplifier 104, and converted into a digital signal by the A / D converter 105. Of course, although not shown, A
The / D converter 105 is provided with a filter for anti-aliasing. The image information converted into a digital signal is input to the information processing device 111, which is a feature of the present invention. The input information is the write control circuit 106.
Are rearranged into a data string that matches the STM memory system in the subsequent stage. The rearranged data is then stored by the STM memory system. The write control circuit 106 will be described in detail later.
【0008】次に画像出力動作について説明する。読み
出し制御回路108は出力装置に対応した走査制御信号
を出力する。走査制御信号はあらかじめ設定回路110
によって出力装置に応じて設定されている。あるいは、
ユーザーによってマニュアルで設定できるようになって
いる。メモリシステム107は走査制御信号に応じたデ
ータを読み出し制御回路108へ出力する。読み出し制
御回路108は送られてくるデータを整形し、要求のあ
った出力装置109へ送り出すようになっている。な
お、書き込み読み出しは同時に行われないように書き込
み制御回路と読み出し制御回路の間で制御されている。
今日、画像出力装置には様々なものがある。例えばCR
Tのような画像モニタ、プリンタのように画像を紙等に
印刷するもの、あるいは磁気ディスクやコンパクトディ
スク等の別の記憶装置、それに通信機器等である。そし
て、それらの解像度もやはり様々である。一般に使われ
ているCRTのように比較的低い解像度でよいもの、高
品位モニタや高精細プリンタ・印刷機等のように高い解
像度が必要なもの、また、ファックスのように実際は高
精細な画像が望まれるがデータの転送時間等の問題から
解像度がある程度決まってしまっているものなどが挙げ
られる。また、出力には高精細画像が必要だが、検索等
には必ずしも高精細が必要というわけではない場合も多
い。そういった場合、検索時に100%のデータを取り
出すことは検索時間が遅くなるため賢明なことではな
い。そこで、必要に応じたレベルの解像度のデータを容
易に出力できるようにすることが望ましい。本発明では
書き込み制御回路106および読み出し制御回路108
を設けてSTM技術を用いたメモリシステム107に対
するデータ入出力を制御することでそれを実現してい
る。Next, the image output operation will be described. The read control circuit 108 outputs a scan control signal corresponding to the output device. The scanning control signal is preset in the setting circuit 110.
Is set according to the output device. Alternatively,
It can be set manually by the user. The memory system 107 outputs data according to the scan control signal to the read control circuit 108. The read control circuit 108 shapes the sent data and sends it to the output device 109 which has made a request. Note that the writing control and the reading control circuit are controlled so that writing and reading are not performed at the same time.
There are various image output devices today. For example CR
An image monitor such as T, a device for printing an image on paper such as a printer, another storage device such as a magnetic disk or a compact disk, and a communication device. And their resolutions are also various. Relatively low resolution such as commonly used CRT, high resolution such as high-quality monitor and high-definition printer / printing machine, and actually high-definition image such as fax It is desired that the resolution is fixed to some extent due to problems such as data transfer time. In addition, although a high-definition image is required for output, high-definition is not always required for retrieval and the like in many cases. In such a case, it is not advisable to retrieve 100% of the data at the time of search because the search time will be delayed. Therefore, it is desirable to be able to easily output the data of the resolution of the required level. In the present invention, the write control circuit 106 and the read control circuit 108
Is provided to control the data input / output to / from the memory system 107 using the STM technology, thereby realizing it.
【0009】次に、STM技術を用いたメモリシステム
107についての詳細な説明を行う。STMメモリシス
テムは図2に示すような構成によって実現されている。
電極基板210にはある所定のバイアスが、読み出しバ
イアス印加回路により印加されており、Z方向位置制御
回路203によって探針201と記録媒体211あるい
は電極基板210の距離がある特定の距離以下になった
ときに、電極基板210と探針201、あるいは電極基
板上の記録媒体211と探針の間にトンネル電流が検出
されるように構成されている。検出されたトンネル電流
は電流電圧(l−V)変換器204によって電圧信号に
変換されZ方向位置制御回路203およびA/D変換器
205に送られる。Z方向位置制御回路203は検出さ
れるトンネル電流値から電極基板と探針、あるいは記録
媒体と探針との間の距離が一定になるように探針の位置
制御を行っている。一方、A/D変換器にはアンチエリ
アシング用にフィルタが備えられており、そこでA/D
変換されたトンネル電流データはビットデータ抽出回路
206へ送られビットの0、1信号に分離される。具体
的には、例えば記録媒体211の導電率の変化した部分
(図の斜線部分)を1、変化していない部分を0とする
等である。また、データの記録は、探針と電極基板の間
に、書き込みパルス印加回路202により所定の高さの
書き込みパルス電圧を印加することにより行う。一方記
録媒体面内の操作はステージ209によって行われる。
走査制御信号をステージ動作制御回路207が受け、そ
の指示によって主走査、副走査の信号を出力する。その
信号がアンプ208によって増幅され、ステージに取り
付けてある図には示されていない圧電素子等のアクチュ
エータに印加され、ステージは走査制御される。図2に
示した模式図は一つのトンネル電流検出系のみについて
示しているが、実際に使用する場合にはデータの転送速
度を考慮し、複数のプローブセットによって行うように
なっている。図3に示すように、Z方向位置制御には半
導体プロセスにより作製された圧電体を用いたバイモル
フカンチレバー301を用いており、その動作はZ方向
位置制御回路304によって制御されている。トンネル
電流信号はトンネル電流検出回路305によって電流電
圧変換が行われ次段のビット情報抽出回路306に送ら
れる。ビット情報抽出回路306は信号の大小等からビ
ット情報を抽出し、情報はデータバスに流される構成で
ある。また、書き込みは書き込みパルス印加回路307
が、データバスから書き込みデータを受け取って書き込
むようになっている。図に示したものは1つのプローブ
ユニットについての制御系であるが、実際はこれが並列
しておりスイッチ309〜311をそれぞれのプローブ
について開け閉めすることによって、一組の制御系で複
数のプローブをマルチプレックス制御している。このス
イッチの制御はタイミング制御回路303によって行っ
ている。Next, a detailed description will be given of the memory system 107 using the STM technology. The STM memory system is realized by the configuration shown in FIG.
A certain predetermined bias is applied to the electrode substrate 210 by the read bias application circuit, and the distance between the probe 201 and the recording medium 211 or the electrode substrate 210 becomes a certain distance or less by the Z direction position control circuit 203. At this time, a tunnel current is detected between the electrode substrate 210 and the probe 201, or between the recording medium 211 on the electrode substrate and the probe. The detected tunnel current is converted into a voltage signal by the current-voltage (IV) converter 204 and sent to the Z-direction position control circuit 203 and the A / D converter 205. The Z direction position control circuit 203 controls the position of the probe so that the distance between the electrode substrate and the probe or the distance between the recording medium and the probe becomes constant based on the detected tunnel current value. On the other hand, the A / D converter is equipped with a filter for anti-aliasing.
The converted tunnel current data is sent to the bit data extraction circuit 206 and separated into bit 0 and 1 signals. Specifically, for example, a portion where the conductivity of the recording medium 211 has changed (hatched portion in the drawing) is set to 1, and a portion where the conductivity has not changed is set to 0. Further, data recording is performed by applying a write pulse voltage of a predetermined height by the write pulse applying circuit 202 between the probe and the electrode substrate. On the other hand, the operation within the surface of the recording medium is performed by the stage 209.
The stage operation control circuit 207 receives the scan control signal, and outputs a main scan signal and a sub scan signal in accordance with the instruction. The signal is amplified by an amplifier 208 and applied to an actuator such as a piezoelectric element (not shown) attached to the stage, so that the stage is scan-controlled. The schematic diagram shown in FIG. 2 shows only one tunnel current detection system, but when actually used, the data transfer rate is taken into consideration and a plurality of probe sets are used. As shown in FIG. 3, a bimorph cantilever 301 using a piezoelectric body manufactured by a semiconductor process is used for Z-direction position control, and its operation is controlled by a Z-direction position control circuit 304. The tunnel current signal is subjected to current-voltage conversion by the tunnel current detection circuit 305 and sent to the bit information extraction circuit 306 in the next stage. The bit information extraction circuit 306 is configured to extract bit information from the magnitude of the signal and the like, and the information is sent to the data bus. Further, writing is performed by a writing pulse applying circuit 307.
However, it receives write data from the data bus and writes it. Although the one shown in the figure is a control system for one probe unit, it is actually arranged in parallel, and by opening and closing the switches 309 to 311 for each probe, a plurality of probes can be multi-coupled by one set of control system. Have plex control. This switch is controlled by the timing control circuit 303.
【0010】次に本発明の特徴的な部分である書き込み
読み出し手順について図4〜図7を用いて詳細に説明す
る。まず書き込み制御回路106の内部構成を図4に示
す。A/D変換された信号は像情報抽出部401によっ
て画素毎の信号に分離され、原画像としてバッファメモ
リ402に蓄えられる。演算部403はその画像データ
を周波数領域について分解する。たとえば多重解像度に
階層表現化するためにピラミッド変換、サブバンド変
換、更にはウエーブレット変換等を用いるのが良い。本
実施例ではピラミッド変換を用いた。図7にピラミッド
変換の概略を示した。まず、原画像をG0とし、それを
低域通過型フィルタによってG1に変換する。そして、
順々に変換するものとする。 これらの画像の関係から、最も解像度の低いG画像と、
L画像列の和によって、2のべき乗の範囲で任意の解像
度の画像が得られることがわかる。そこで、本実施例で
は図7における画像生成をL4まで広げた場合を示す。
変換によつて生成されたG5画像をレベル1、L4画像
をレベル2、L3をレベル3、L2をレベル4、L1を
レベル5、L0をレベル6のデータと呼ぶ。それぞれの
レベルのデータ数は、レベル1のデータ数を基準として
それぞれ4倍、16倍、64倍、256倍となってい
る。それぞれの領域のデータのSTMメモリシステム記
録媒体上の記録面積は単純にそのデータ個数の比になる
ので、例えば、データはメモリシステム107の媒体上
で図6のように配置するように並べ換え部404により
並べ換えられる。実際には演算部402によってバッフ
ァメモリ上に置かれた画像列のデータから並べ換え部が
ラスタ毎に選択出力することにより並べ換えられたデー
タが出力される。STMメモリシステム107は送られ
てくる信号をそのままデータビット列として媒体上に記
録していく。Next, the writing / reading procedure, which is a characteristic part of the present invention, will be described in detail with reference to FIGS. First, the internal configuration of the write control circuit 106 is shown in FIG. The A / D converted signal is separated into signals for each pixel by the image information extraction unit 401 and stored in the buffer memory 402 as an original image. The calculation unit 403 decomposes the image data in the frequency domain. For example, it is preferable to use pyramid transform, sub-band transform, and further wavelet transform in order to hierarchically represent multiple resolutions. In this embodiment, the pyramid transformation is used. FIG. 7 shows an outline of the pyramid transformation. First, an original image is set to G0, and it is converted to G1 by a low pass filter. And
It shall be converted in order. From the relationship of these images, the G image with the lowest resolution,
It can be seen that an image with an arbitrary resolution can be obtained within the power of 2 by the sum of the L image sequences. Therefore, in this embodiment, the case where the image generation in FIG. 7 is expanded to L4 is shown.
The G5 image generated by the conversion is called level 1, L4 image is called level 2, L3 is called level 3, L2 is called level 4, L1 is called level 5, and L0 is called level 6. The number of data at each level is 4 times, 16 times, 64 times, and 256 times based on the number of level 1 data, respectively. Since the recording area of the data of each area on the STM memory system recording medium is simply the ratio of the number of data, for example, the data is rearranged on the medium of the memory system 107 as shown in FIG. Be sorted by. Actually, the rearrangement unit selects and outputs the image sequence data placed on the buffer memory by the operation unit 402 for each raster, and thus the rearranged data is output. The STM memory system 107 records the transmitted signal as it is on the medium as a data bit string.
【0011】図6のデータ配置について説明する。図6
(1)はレベル1とレベル2のデータの関係を示してい
る。同一ラスタ内には同一レベルのデータのみが記録さ
れている。黒い点列は媒体上のビット列を模式的に表し
たものであり、XY軸は媒体上の空間的な位置を示し、
Xは主走査方向、Yは副走査方向を示している。レベル
1のデータに対してレベル2のデータは4倍あるため、
レベル1が1ラスタに対してレベル2が4ラスタの割合
でセットになって等間隔に配置されている(図の四角中
にレベル2のラスタ4本が等間隔で配置されている)。
次に、図6(1)の隣り合うレベル2間、及び隣り合う
レベル2とレベル1間のデータ配置について示したもの
が図6(2)である。隣り合うレベル2間にはレベル3
が等間隔に配置されているが、前述した通り、レベル2
とレベル3とのデータ個数の比が4倍であるので、この
間には4本のレベル3のラスタが存在している(図の四
角中にレベル3のラスタ4本が等間隔に配置されてい
る)。実際にはレベル2とレベル1を等間隔にした場
合、レベル1のラスタと次のレベル1のラスタまでに図
6(2)に示すようなレベル3の四角で示した領域は5
つあるのではじめの一つを空き領域とした。全体をまと
めると、レベル1のラスタ群はY1の間隔で等間隔に配
置されており、レベル2とレベル1によるラスタ群Y2
の間隔で等間隔に配置されている。また図示されてはい
ないが、このようにし本実施例の場合実際にはレベル6
のデータまで配置してある。The data arrangement of FIG. 6 will be described. Figure 6
(1) shows the relationship between level 1 and level 2 data. Only data of the same level is recorded in the same raster. The black dot sequence is a schematic representation of the bit sequence on the medium, the XY axes indicate the spatial position on the medium,
X indicates the main scanning direction, and Y indicates the sub scanning direction. There are four times as much level 2 data as level 1 data, so
Level 1 is set at a ratio of 1 raster to 4 rasters and arranged at equal intervals (four level 2 rasters are arranged at equal intervals in the square in the figure).
Next, FIG. 6B shows the data arrangement between the adjacent level 2 and the adjacent level 2 and the level 1 in FIG. 6A. Level 3 between adjacent Level 2
Are evenly spaced, but as mentioned above, level 2
Since the ratio of the number of data between the level 3 and the level 3 is four, there are four level 3 rasters in between (the four level 3 rasters are arranged at equal intervals in the squares in the figure). Exist). Actually, when the level 2 and the level 1 are equally spaced, the area indicated by the level 3 rectangle as shown in FIG. 6B is 5 between the level 1 raster and the next level 1 raster.
There is one, so the first one was made empty. As a whole, the level 1 raster groups are arranged at equal intervals of Y1, and the raster groups Y2 of level 2 and level 1 are arranged.
Are arranged at equal intervals. Although not shown in the drawing, in this way, in the case of this embodiment, the level 6 is actually used.
The data of is also arranged.
【0012】次に、読み出し動作について詳細に説明す
る。前述したように、このシステムでは動的な系(ステ
ージやカンチレバー等)を有しており、共振周波数が存
在している。そのため形状や剛性等にある程度工夫を施
しても走査周波数にして数百Hzが限界となる場合が多
い。その場合、ビット径を10nm、主走査範囲を1μ
mとした時でも1プローブあたりの転送速度は数百kb
it/秒が限界である。したがって、データを効率よく
引き出すには必要なデータのみを走査することが大切で
ある。メモリシステム107内の媒体上のデータは先に
示したように図6のように記録されている。読み出し制
御回路の内部は図5に示すようになっている。レベル1
の信号(256分の1圧縮データ)を必要とする出力装
置1の処理をする場合、出力切り換え部502によつて
出力先が出力装置1に切り換えられ、それに応じて走査
設定部501より走査制御信号として、出力装置に対応
してあらかじめ定めてある副走査方向の単位移動量を指
定する信号が出力されるようになっている。これは、出
力装置に対応させてユーザーがマニュアルで設定しても
良いし、ある出力装置を選ぶと自動的にある値に設定さ
れるような切り換え器を有していても良い。実施例では
マニュアル設定信号も入力できるような構成になってい
る。これによって図6に示してある副走査(Y)方向の
単位移動量をY1とすることによってレベル1のみのデ
ータをスキャンすることが可能となり、したがってレベ
ル1の情報のみを抽出できる。ほかのレベルのデータ領
域は走査しないため数百kbit/秒の転送速度の10
0%がレベル1のデータの出力に使われるので非常に高
速になる。また、次にレベル2の情報が必要な出力装置
の場合、同様に副走査方向の単位移動量をY2に設定し
てレベル2(含レベル1)のデータを読み出し、それを
データ生成部503及びバッファメモリ504で、レベ
ル1の波形とレベル2の残りの波形とを加算して出力す
る。この方法によれば、レベル3、4、5、6のデータ
が必要な出力装置に対しても副走査方向の単位移動量の
みの設定によって無駄無くデータ読み出しが行われる。
ただし、空き領域は読み飛ばすように制御する。たとえ
ば実施例では、レベル1のラスタを読んだら距離Y1飛
ばして次のレベル2のラスタからY2の間隔で読むよう
にした。Next, the read operation will be described in detail. As described above, this system has a dynamic system (stage, cantilever, etc.) and a resonance frequency exists. Therefore, even if some modifications are made to the shape and rigidity, the scanning frequency is often limited to several hundred Hz. In that case, the bit diameter is 10 nm and the main scanning range is 1 μm.
Even if m, the transfer rate per probe is several hundred kb
The limit is it / sec. Therefore, it is important to scan only the necessary data in order to extract the data efficiently. The data on the medium in the memory system 107 is recorded as shown in FIG. 6 as described above. The inside of the read control circuit is as shown in FIG. Level 1
When processing the output device 1 that requires the signal of (1/256 compressed data), the output switching unit 502 switches the output destination to the output device 1, and the scan setting unit 501 performs scan control accordingly. As the signal, a signal designating a unit movement amount in the sub-scanning direction which is predetermined corresponding to the output device is output. This may be manually set by the user corresponding to the output device, or may have a switcher that is automatically set to a certain value when a certain output device is selected. In the embodiment, the manual setting signal can be input. As a result, by setting the unit movement amount in the sub-scanning (Y) direction shown in FIG. 6 to Y1, it becomes possible to scan the data of level 1 only, and therefore only the information of level 1 can be extracted. Since the data areas of other levels are not scanned, the transfer rate of several hundred kbit / sec is 10
Since 0% is used for outputting level 1 data, it is very fast. Further, in the case of the output device which needs the information of the level 2 next, similarly, the unit movement amount in the sub-scanning direction is set to Y2 to read the data of the level 2 (including level 1), and the data generation unit 503 and In the buffer memory 504, the level 1 waveform and the remaining level 2 waveform are added and output. According to this method, even for an output device that requires level 3, 4, 5, and 6 data, data can be read without waste by setting only the unit movement amount in the sub-scanning direction.
However, the empty area is controlled so as to be skipped. For example, in the embodiment, when the level 1 raster is read, the distance Y1 is skipped and the next level 2 raster is read at the interval Y2.
【0013】以上のような情報処理装置を用いると、出
力装置に応じた解像度でのデータ読み出しが効率よく行
うことができる。また、上記の解像度の分類としてはピ
ラミッド変換を用いているが、一般的にウェーブレット
変換等によって分けるなど、演算処理によって行うこと
ができる処理であれば特に限定しない。さらに、解像度
で階層化させた画像に対してそれぞれ適当な圧縮操作を
行うことによって、効率よく書き込み読み出しが可能と
なる。たとえば、ラプラシアン画像列に対しては、より
高解像度の画像ほど高周波通過型のフィルタ出力として
帯域の狭いものであるので、点と線といった簡単な情報
しか含まれていないことが多い。そのため、量子化と適
当な可変長符号割り当てを行うことによって6分の1程
度までは容易に圧縮でき、効率の高い画像記録が可能に
なる。その際には、図6に示したレベル間での記録面積
の比率が変化し、さらに読み出し回路108中に復調回
路が必要となる。また、以上はスチルカメラについて示
したが、電子ファイルのような、モニタにより検索を行
い、高精細な画像プリンタ等で出力したりする場合に
は、以上の発明を適応することにより効果的に画像デー
タの入出力ができる。また、上記実施例は静止画のみを
対象として説明したが、高精細な動画(HDTV等)対
応のビデオ等にも同様に適用可能である。そして、図1
等のブロック図においてはモノクロを対象としている
が、もちろん情報としてカラーの輝度信号等を加えても
全く構成上変わるものではない。最後に、以上実施例は
メモリシステムとしてSTM技術をもちいたものについ
て説明してあるが、原子間力顕微鏡や磁気力顕微鏡な
ど、媒体と探針を接近させることによって生じる物理現
象を用いたものならば何でも可能である。By using the information processing apparatus as described above, it is possible to efficiently read data at a resolution suitable for the output apparatus. Further, although the pyramid transform is used as the classification of the above resolution, it is not particularly limited as long as it is a process that can be performed by an arithmetic process, such as generally dividing by a wavelet transform. Furthermore, writing and reading can be efficiently performed by performing an appropriate compression operation on each image hierarchized by resolution. For example, for a Laplacian image sequence, a higher-resolution image has a narrower band as a high-frequency pass filter output, and therefore often contains only simple information such as points and lines. Therefore, by performing quantization and appropriate variable-length code allocation, compression up to about 1/6 can be easily performed, and highly efficient image recording becomes possible. In that case, the ratio of the recording area between the levels shown in FIG. 6 changes, and a demodulation circuit is required in the read circuit 108. Also, the above shows the still camera, but when searching with a monitor and outputting with a high-definition image printer, such as an electronic file, by applying the above invention, an effective image can be obtained. Can input and output data. Further, although the above-described embodiment has been described by taking only a still image as an object, it can be similarly applied to a video corresponding to a high-definition moving image (HDTV etc.). And FIG.
In the block diagrams such as the above, monochrome is targeted, but it goes without saying that the structure does not change even if a color luminance signal or the like is added as information. Lastly, although the embodiments have been described using the STM technology as a memory system, if the physical phenomena such as the atomic force microscope and the magnetic force microscope that are caused by bringing the medium and the probe into close proximity are used. Anything is possible.
【0014】[0014]
【発明の効果】本発明は、以上のように入力情報を再生
時の必要性に応じたレベルに分類整理し、その必要領域
のみを読みだす制御機構を有することにより、入力情報
を使用レベルに応じて分類して並べ換え、その並べ換え
た情報を記録媒体上の異なった領域に記録し、再生時に
その必要とする解像度のレベルに応じて、その必要領域
のみにアクセスし情報の読みだしを行うことができるか
ら、出力装置に応じた解像度でデータを取り出すことが
可能となり、無駄なデータへのアクセスをなくし読み出
し時間の大幅な短縮が可能となる。また、これを画像の
検索等にも用いることによって、一層速やかな画像検索
が可能な情報処理装置を提供することができる。As described above, the present invention classifies the input information into levels according to the necessity at the time of reproduction and arranges the input information to the usage level by having a control mechanism for reading out only the necessary area. According to the level of resolution required at the time of reproduction, access only the required area and read the information. Therefore, it is possible to take out the data with the resolution according to the output device, and it is possible to eliminate unnecessary access to the data and significantly reduce the reading time. Further, by using this also for image search or the like, it is possible to provide an information processing apparatus capable of further rapid image search.
【図1】本発明の情報処理装置を用いたスチルカメラの
実施例の基本構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of an embodiment of a still camera using an information processing device of the present invention.
【図2】STM技術を用いたメモリの基本原理を説明す
るための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the basic principle of a memory using STM technology.
【図3】バイモルフカンチレバーを用いたマルチプロー
ブによるメモリを構成したときの制御切り換えの概念を
示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the concept of control switching when a memory is constructed by a multiprobe using a bimorph cantilever.
【図4】本発明の情報処理装置中の書き込み制御回路の
構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a write control circuit in the information processing apparatus of the present invention.
【図5】本発明の情報処理装置中の読み出し制御回路の
構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a read control circuit in the information processing apparatus of the present invention.
【図6】本発明の情報処理装置を用いたスチルカメラの
実施例における記録情報の配置の一例を示すものであ
る。FIG. 6 shows an example of an arrangement of recorded information in an embodiment of a still camera using the information processing apparatus of the present invention.
【図7】ピラミッド変換を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a pyramid transformation.
101 レンズ 102 シャッター等の調節機構 103 撮像素子 104 プリアンプ 105 A/D変換器 106 書き込み制御回路 107 メモリシステム 108 読み出し制御回路 109 出力装置 110 設定回路 201 探針 202 パルス印加回路 203 Z方向1制御回路 204 電流電圧変換器 205 A/D変換器 206 ビットデータ抽出回路 207 ステージ動作制御回路 208 アンプ 209 ステージ 210 電極基板 211 記録媒体 301 バイモルフカンチレバー 303 タイミング制御回路 304 Z方向位置制御回路 305 トンネル電流検出回路 306 ビット情報抽出回路 307 書き込みパルス印加回路 309〜311 スイッチ 401 像情報抽出部 402 バッファメモリ 403 演算部 404 並べ換え部 501 走査設定部 502 出力切替部 503 データ生成部 504 バッファメモリ Reference numeral 101 lens 102 adjustment mechanism such as shutter 103 image sensor 104 preamplifier 105 A / D converter 106 write control circuit 107 memory system 108 read control circuit 109 output device 110 setting circuit 201 probe 202 pulse application circuit 203 Z direction 1 control circuit 204 Current-voltage converter 205 A / D converter 206 Bit data extraction circuit 207 Stage operation control circuit 208 Amplifier 209 Stage 210 Electrode substrate 211 Recording medium 301 Bimorph cantilever 303 Timing control circuit 304 Z direction position control circuit 305 Tunnel current detection circuit 306 bit Information extraction circuit 307 Write pulse application circuit 309 to 311 Switch 401 Image information extraction unit 402 Buffer memory 403 Operation unit 404 Rearrangement unit 501 Scan setting unit 502 Output switching unit 503 Data generation unit 504 Buffer memory
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山野 明彦 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キャ ノン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akihiko Yamano 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.
Claims (6)
的相互作用により情報の書き込みと読みだしを行う情報
処理装置において、入力情報を再生時の必要性に応じた
レベルに分類する書き込み制御機構と、その必要領域の
みを読みだす読みだし制御機構とを有していることを特
徴とする情報処理装置。1. An information processing apparatus which scans a recording medium with a probe and writes and reads information by a physical interaction of the probe so that input information is classified into levels according to the necessity at the time of reproduction. An information processing apparatus having a control mechanism and a read control mechanism for reading out only a necessary area thereof.
定の規則にしたがって分類するための演算機構を有して
いることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。2. The information processing apparatus according to claim 1, wherein the write control mechanism has an arithmetic mechanism for classifying input information according to a predetermined rule.
により分類された情報をそれぞれ記録媒体上の所定領域
に書き込むための並べ換え機構を有していることを特徴
とする請求項2に記載の情報処理装置。3. The information according to claim 2, wherein the write control mechanism has a rearrangement mechanism for writing the information classified by the operation mechanism in a predetermined area on a recording medium. Processing equipment.
移動量を設定し、所定の記録領域のみを走査することを
可能とする走査設定部を有していることを特徴とする請
求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の情報処理装
置。4. The reading control mechanism includes a scan setting unit that sets a movement amount in the sub-scanning direction and can scan only a predetermined recording area. The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
出力装置の切り換えによって変更できるように構成され
ていることを特徴とする請求項4に記載の情報処理装
置。5. The information processing apparatus according to claim 4, wherein the scan setting unit is configured so that the setting of the movement amount can be changed by switching the output device.
によって分類された情報の一部または全部を合成するた
めのデータ生成機構を有していることを特徴とする請求
項2〜請求項5のいずれか1項に記載の情報処理装置。6. The read control mechanism has a data generation mechanism for synthesizing a part or all of the information classified by the arithmetic mechanism. The information processing apparatus according to any one of 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5661595A JPH08221817A (en) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | Information processor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5661595A JPH08221817A (en) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | Information processor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08221817A true JPH08221817A (en) | 1996-08-30 |
Family
ID=13032178
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5661595A Pending JPH08221817A (en) | 1995-02-20 | 1995-02-20 | Information processor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08221817A (en) |
-
1995
- 1995-02-20 JP JP5661595A patent/JPH08221817A/en active Pending
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