(57)【要約】【課題】プロジェクター側で調整を行うことなく、適切な明るさの画像を表示することができる画像表示システムの提供。【解決手段】画像表示システム１は、被写体を撮像して画像情報を取得し、取得した画像情報を送信するカメラ２と、カメラ２にて送信された画像情報を受信し、受信した画像情報に基づく画像を表示するプロジェクター３とを備える。カメラ２は、画像情報を取得する画像取得部２１と、画像情報を補正するための補正情報を受信する補正情報受信部２２と、受信された補正情報に基づいて、画像情報を補正する画像補正部２３と、補正された画像情報をプロジェクター３に送信する画像送信部２４とを備える。プロジェクター３は、画像送信部２４にて送信された画像情報を受信する画像受信部３５と、受信された画像情報に基づいて、補正情報を算出する補正情報算出部３７２と、算出された補正情報をカメラ２に送信する補正情報送信部３６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像して画像情報を取得し、取得した画像情報を送信する撮像手段と、前記撮像手段にて送信された画像情報を受信し、受信した画像情報に基づく画像を表示するプロジェクターとを備える画像表示システムであって、
前記撮像手段は、
前記画像情報を取得する画像取得部と、
前記画像取得部にて取得された画像情報を補正するための補正情報を受信する補正情報受信部と、
前記補正情報受信部にて受信された補正情報に基づいて、前記画像情報を補正する画像補正部と、
前記画像補正部にて補正された画像情報を前記プロジェクターに送信する画像送信部とを備え、
前記プロジェクターは、
前記画像送信部にて送信された画像情報を受信する画像受信部と、
前記画像受信部にて受信された画像情報に基づいて、前記補正情報を算出する補正情報算出部と、
前記補正情報算出部にて算出された補正情報を前記撮像手段に送信する補正情報送信部とを備えることを特徴とする画像表示システム。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示システムにおいて、
前記プロジェクターは、
前記画像情報の送信を要求するための要求情報を前記撮像手段に送信する要求送信部を備え、
前記画像取得部は、前記要求送信部にて送信された前記要求情報を受信したときに１フレームの前記画像情報を取得することを特徴とする画像表示システム。
【請求項３】
請求項２に記載の画像表示システムにおいて、
前記プロジェクターは、
前記画像受信部にて受信された１フレームの画像情報における全画素の輝度の平均値を算出する平均値算出部と、
前記平均値算出部にて算出された平均値を１フレームごとに記憶する記憶部とを備え、
前記補正情報算出部は、前記平均値算出部にて算出された平均値、及び前記記憶部に記憶された１フレーム前の平均値の変化量が所定の閾値よりも大きい場合に前記補正情報を算出することを特徴とする画像表示システム。
【請求項４】
被写体を撮像して画像情報を取得し、取得した画像情報を送信する撮像手段と、前記撮像手段にて送信された画像情報を受信し、受信した画像情報に基づく画像を表示するプロジェクターとを備える画像表示システムに用いられる撮像手段であって、
前記画像情報を取得する画像取得部と、
前記画像取得部にて取得された画像情報を補正するための補正情報を受信する補正情報受信部と、
前記補正情報受信部にて受信された補正情報に基づいて、前記画像情報を補正する画像補正部と、
前記画像補正部にて補正された画像情報を前記プロジェクターに送信する画像送信部とを備えることを特徴とする撮像手段。
【請求項５】
被写体を撮像して画像情報を取得し、取得した画像情報を送信する撮像手段と、前記撮像手段にて送信された画像情報を受信し、受信した画像情報に基づく画像を表示するプロジェクターとを備える画像表示システムに用いられるプロジェクターであって、
前記撮像手段にて送信された画像情報を受信する画像受信部と、
前記画像受信部にて受信された画像情報に基づいて、前記補正情報を算出する補正情報算出部と、
前記補正情報算出部にて算出された補正情報を前記撮像手段に送信する補正情報送信部とを備えることを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示システム、撮像手段、及びプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被写体を撮像して画像情報を取得し、取得した画像情報を送信する撮像手段と、撮像手段にて送信された画像情報を受信し、受信した画像情報に基づく画像を表示するプロジェクターとを備える画像表示システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の電子カメラシステム（画像表示システム）では、電子カメラ（撮像手段）と、プロジェクターとを備え、電子カメラで撮像した画像をプロジェクターに表示させている。
【０００３】
ところで、近年では、被写体を撮像して画像情報を取得し、取得した画像情報をＵＳＢ（Universal Serial Bus）等のインターフェースを介して送信することができるウェブカメラ等の安価なカメラが知られている。そこで、このようなカメラをＵＳＢ等のインターフェースを介してプロジェクターに接続することによって、カメラで撮像した画像をプロジェクターに表示させる画像表示システムを構成することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０２０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ウェブカメラ等の安価なカメラでは、露出が固定されていることが多いので、カメラで撮像した画像をプロジェクターに表示させると、適切な明るさの画像を表示させることができないという問題がある。
また、適切な明るさの画像を表示させるためにプロジェクター側で画像情報の補正を行うことも考えられるが、プロジェクターの使用者が調整することができる明るさの範囲が狭くなるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、プロジェクター側で調整を行うことなく、適切な明るさの画像を表示することができる画像表示システム、撮像手段、及びプロジェクターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像表示システムは、被写体を撮像して画像情報を取得し、取得した画像情報を送信する撮像手段と、前記撮像手段にて送信された画像情報を受信し、受信した画像情報に基づく画像を表示するプロジェクターとを備える画像表示システムであって、前記撮像手段は、前記画像情報を取得する画像取得部と、前記画像取得部にて取得された画像情報を補正するための補正情報を受信する補正情報受信部と、前記補正情報受信部にて受信された補正情報に基づいて、前記画像情報を補正する画像補正部と、前記画像補正部にて補正された画像情報を前記プロジェクターに送信する画像送信部とを備え、前記プロジェクターは、前記画像送信部にて送信された画像情報を受信する画像受信部と、前記画像受信部にて受信された画像情報に基づいて、前記補正情報を算出する補正情報算出部と、前記補正情報算出部にて算出された補正情報を前記撮像手段に送信する補正情報送信部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、撮像手段は、被写体を撮像して取得した画像情報を、補正情報受信部にて受信された補正情報に基づいて補正し、補正した画像情報をプロジェクターに送信する。また、プロジェクターは、撮像手段にて送信された画像情報に基づいて、画像情報を補正するための補正情報を算出し、算出した補正情報を撮像手段に送信する。
したがって、撮像手段としてウェブカメラ等の安価なカメラを採用した場合であっても、撮像手段は、プロジェクター側で算出した補正情報に基づいて、画像情報を補正することができる。すなわち、画像表示システムは、プロジェクター側で調整を行うことなく、適切な明るさの画像を表示することができる。
【０００９】
本発明では、前記プロジェクターは、前記画像情報の送信を要求するための要求情報を前記撮像手段に送信する要求送信部を備え、前記画像取得部は、前記要求送信部にて送信された前記要求情報を受信したときに１フレームの前記画像情報を取得することが好ましい。
【００１０】
このような構成によれば、撮像手段の画像取得部は、プロジェクターの要求送信部にて要求情報が送信されることで１フレームの画像情報を取得するので、撮像手段、及びプロジェクターは同期して画像情報の補正をすることができる。したがって、画像表示システムは、プロジェクター側で調整を行うことなく、適切な明るさの画像を確実に表示することができる。
【００１１】
本発明では、前記プロジェクターは、前記画像受信部にて受信された１フレームの画像情報における全画素の輝度の平均値を算出する平均値算出部と、前記平均値算出部にて算出された平均値を１フレームごとに記憶する記憶部とを備え、前記補正情報算出部は、前記平均値算出部にて算出された平均値、及び前記記憶部に記憶された１フレーム前の平均値の変化量が所定の閾値よりも大きい場合に前記補正情報を算出することが好ましい。
【００１２】
ここで、１フレームごとに画像情報を補正するための補正情報を算出して画像情報を補正すると、プロジェクターにて表示される画像は、１フレームごとに見え方が変わってしまうので、却って見にくくなるという問題がある。
本発明によれば、フレーム間における画像情報の変化量が小さい場合には、補正情報算出部は、画像情報を補正するための補正情報を算出しないので、プロジェクターにて表示される画像を見やすくすることができる。
【００１３】
本発明の撮像手段は、被写体を撮像して画像情報を取得し、取得した画像情報を送信する撮像手段と、前記撮像手段にて送信された画像情報を受信し、受信した画像情報に基づく画像を表示するプロジェクターとを備える画像表示システムに用いられる撮像手段であって、前記画像情報を取得する画像取得部と、前記画像取得部にて取得された画像情報を補正するための補正情報を受信する補正情報受信部と、前記補正情報受信部にて受信された補正情報に基づいて、前記画像情報を補正する画像補正部と、前記画像補正部にて補正された画像情報を前記プロジェクターに送信する画像送信部とを備えることを特徴とする。
このような構成によれば、前述した画像表示システムと同様の作用効果を奏することができる。
【００１４】
本発明のプロジェクターは、被写体を撮像して画像情報を取得し、取得した画像情報を送信する撮像手段と、前記撮像手段にて送信された画像情報を受信し、受信した画像情報に基づく画像を表示するプロジェクターとを備える画像表示システムに用いられるプロジェクターであって、前記撮像手段にて送信された画像情報を受信する画像受信部と、前記画像受信部にて受信された画像情報に基づいて、前記補正情報を算出する補正情報算出部と、前記補正情報算出部にて算出された補正情報を前記撮像手段に送信する補正情報送信部とを備えることを特徴とする。
このような構成によれば、前述した画像表示システムと同様の作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像表示システムの概略構成を示すブロック図。
【図２】前記実施形態における画像表示システムの制御処理を示すフローチャート。
【図３】本発明の第２実施形態に係る画像表示システムの概略構成を示すブロック図。
【図４】前記実施形態における画像表示システムの制御処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔画像表示システムの概略構成〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像表示システム１の概略構成を示すブロック図である。
画像表示システム１は、図１に示すように、被写体を撮像して画像情報を取得し、取得した画像情報を送信する撮像手段としてのカメラ２と、カメラ２にて送信された画像情報を受信し、受信した画像情報に基づく画像をスクリーンＳｃに表示するプロジェクター３と、カメラ２、及びプロジェクター３を接続し、情報の伝送を可能にするＵＳＢインターフェース等の伝送手段４とを備える。
【００１７】
カメラ２は、画像情報の送信を要求するための要求情報を受信したときに１フレームの画像情報を取得する画像取得部２１と、画像取得部２１にて取得された画像情報を補正するための補正情報を受信する補正情報受信部２２と、補正情報受信部２２にて受信された補正情報に基づいて、画像情報を補正する画像補正部２３と、画像補正部２３にて補正された画像情報を符号化してプロジェクター３に伝送手段４を介して送信する画像送信部２４とを備える。なお、画像情報は、ＲＧＢ（Red Green Blue）各８ビットの画像情報として画像取得部２１にて取得され、要求情報、及び補正情報は、プロジェクター３から伝送手段４を介して送信される。
【００１８】
プロジェクター３は、画像投射手段３１と、制御手段３２とを備える。
画像投射手段３１は、光を射出する光源ランプ３１１を有する光源装置３１２と、制御手段３２からの駆動信号に基づいて、液晶セル（図示略）に封入された液晶分子の配列を変化させ、光源ランプ３１１から射出された光を透過若しくは遮断することにより画像情報に応じて変調して光学像を形成して射出する透過型の液晶パネル３１３と、液晶パネル３１３から射出された光学像をスクリーンＳｃに向けて拡大投射する投射光学装置３１４とを備える。これにより、スクリーンＳｃには、画像情報に基づく画像が表示される。
【００１９】
なお、図示は省略したが、画像投射手段３１は、ＲＧＢの３色に対応する３枚の液晶パネル３１３を備えている。また、光源装置３１２は、光源ランプ３１１から射出される光を３色の光に分離する色光分離光学系を備えている。さらに、投射光学装置３１４は、３色の光学像を合成してカラー画像を表す光学像を生成する合成光学系を有している。なお、このような光学系の構成については、種々の一般的なプロジェクターの光学系の構成が利用可能である。
【００２０】
制御手段３２は、例えば、ＣＰＵ等を含んで構成され、プロジェクター３全体を制御するものであり、プログラムやデータ等を記憶するメインメモリー３３と、画像情報の送信を要求するための要求情報をカメラ２に伝送手段４を介して送信する要求送信部３４と、画像送信部２４にて送信された画像情報を、伝送手段４を介して受信して復号化する画像受信部３５と、画像受信部３５にて受信された画像情報に基づいて算出された補正情報をカメラ２に伝送手段４を介して送信する補正情報送信部３６と、画像処理部３７を備える。
これら各構成要素３３〜３７は、図示しないバスにより接続され、必要な情報が伝送可能に構成されている。
【００２１】
画像処理部３７は、例えば、ＧＰＵ(Graphics Processor Unit)等を含んで構成され、画像処理をするものであり、フレームメモリー３７１と、補正情報算出部３７２とを備える。
フレームメモリー３７１は、画像受信部３５にて受信された画像情報を記憶する。なお、画像受信部３５は、カメラ２にて送信された画像情報を受信する他、例えば、ビデオ入力端子などの外部入力端子を介して画像情報を受信することができる。そして、画像処理部３７は、フレームメモリー３７１に記憶された画像情報に基づいて駆動信号を生成し、生成した駆動信号を画像投射手段３１に出力する。
補正情報算出部３７２は、フレームメモリー３７１に記憶された画像情報、すなわち画像受信部３５にて受信された画像情報に基づいて、補正情報を算出する。また、補正情報算出部３７２は、算出した補正情報をメインメモリー３３に記憶させる。
【００２２】
〔画像表示システムの制御処理〕
次に、画像表示システム１の制御処理について、図２を参照して説明する。
図２は、画像表示システム１の制御処理を示すフローチャートである。
なお、図２においては、左側のフローチャートにおけるステップＳ２１〜Ｓ２４をカメラ２が実行し、右側のフローチャートにおけるステップＳ３１〜Ｓ３３をプロジェクター３が実行する。
【００２３】
画像表示システム１の制御処理が実行されると、プロジェクター３の要求送信部３４、及び補正情報送信部３６は、要求情報、及びメインメモリー３３に記憶された補正情報をカメラ２に伝送手段４を介して送信する（Ｓ３１：情報送信ステップ）。なお、画像表示システム１の制御処理が実行された直後は、メインメモリー３３に補正情報の初期値が記憶されている。
情報送信ステップＳ３１にて要求情報、及び補正情報がカメラ２に送信されると、カメラ２の画像取得部２１、及び補正情報受信部２２は、プロジェクター３から送信された要求情報、及び補正情報を受信する（Ｓ２１：情報受信ステップ）。
【００２４】
情報受信ステップＳ２１にて要求情報、及び補正情報が受信されると、カメラ２の画像取得部２１は、１フレームの画像情報を取得する（Ｓ２２：画像情報取得ステップ）。
画像情報取得ステップＳ２２にて画像情報が取得されると、カメラ２の画像補正部２３は、情報受信ステップＳ２１にて受信された補正情報に基づいて、画像情報を補正する（Ｓ２３：画像情報補正ステップ）。
画像情報補正ステップＳ２３にて画像情報が補正されると、カメラ２の画像送信部２４は、補正された画像情報をプロジェクター３に送信する（Ｓ２４：画像送信ステップ）。
【００２５】
画像送信ステップＳ２４にて画像情報が送信されると、カメラ２は、情報受信ステップＳ２１を再度実行する。また、プロジェクター３の画像受信部３５は、送信された画像情報を受信する（Ｓ３２：画像受信ステップ）。
画像受信ステップＳ３２にて画像情報が受信されると、補正情報算出部３７２は、受信された画像情報に基づいて、補正情報を算出し、算出した補正情報をメインメモリー３３に記憶させる（Ｓ３３：補正情報算出ステップ）。
そして、補正情報算出ステップＳ３３にて補正情報が算出されると、プロジェクター３は、情報送信ステップＳ３１を再度実行する。
【００２６】
ここで、補正情報算出部３７２は、画像情報における所定の特徴量を取得し、取得した特徴量に基づいて、補正情報を算出する。例えば、補正情報算出部３７２は、画像情報における最も低い輝度、及び最も高い輝度を特徴量とし、以下の式（１）,（２）によって補正情報を算出することができる。
【００２７】
【数１】
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【００２８】
なお、式（１），（２）では、画像情報における最も低い輝度をＢＰとし、最も高い輝度をＷＰとして補正情報のオフセット（Offset）、及びゲイン（Gain）を算出している。また、画像情報は、ＲＧＢ（Red Green Blue）各８ビットの画像情報として画像取得部２１にて取得されているので、式（２）では、分子を２５５としている。
さらに、ＢＰ，ＷＰを算出するための画像情報における輝度は、以下の式（３−１）〜（３−３）のいずれかの式によって算出することができる。
【００２９】
【数２】
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【００３０】
なお、式（３−１）におけるＶは、ＨＳＶ表色系における輝度であり、式（３−２）におけるＹｃは、ＹＣｂＣｒ表色系における輝度であり、式（３−３）におけるＹｐは、ＹＰｂＰｒ表色系における輝度である。また、ｍａｘは、最大値を返す関数である。
そして、画像補正部２３は、前述の式（１）,（２）によって算出されたオフセット、及びゲインを、式（４−１）〜（４−３）に適用することで画像情報を補正することができる。
【００３１】
【数３】
2010224277.tif 000005
【００３２】
なお、Ｒ´、Ｇ´、Ｂ´は、補正後のＲＧＢの値であり、ｍｉｄは、中央値を返す関数である。
【００３３】
本実施形態に係る画像表示システム１によれば、次のような効果がある。
（１）カメラ２は、プロジェクター３側で算出した補正情報に基づいて、画像情報を補正することができる。したがって、画像表示システム１は、カメラ２としてウェブカメラ等の安価なカメラを採用した場合であっても、プロジェクター３側で調整を行うことなく、適切な明るさの画像を表示することができる。
（２）カメラ２の画像取得部２１は、プロジェクター３の要求送信部３４にて要求情報が送信されることで１フレームの画像情報を取得するので、カメラ２、及びプロジェクター３は同期して画像情報の補正をすることができる。したがって、画像表示システム１は、プロジェクター３側で調整を行うことなく、適切な明るさの画像を確実に表示することができる。
【００３４】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
図３は、本発明の第２実施形態に係る画像表示システム１Ａの概略構成を示すブロック図である。
なお、以下の説明では、既に説明した部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
前記第１実施形態では、画像表示システム１は、補正情報算出部３７２を備え、補正情報算出部３７２は、１フレームごとに補正情報を算出していた。これに対して、本実施形態では、画像表示システム１Ａは、図３に示すように、メインメモリー３３Ａと、補正情報算出部３７２Ａと、平均値算出部３７３とを備え、補正情報算出部３７２Ａは、フレーム間における画像情報の変化量が小さい場合には、補正情報を算出しない点で異なる。
【００３５】
平均値算出部３７３は、画像受信部３５にて受信された１フレームの画像情報における全画素の輝度の平均値を算出する。
記憶部としてのメインメモリー３３Ａは、平均値算出部３７３にて算出された平均値を１フレームごとに記憶する。
補正情報算出部３７２Ａは、平均値算出部３７３にて算出された平均値、及びメインメモリー３３Ａに記憶された１フレーム前の平均値の変化量が所定の閾値よりも大きい場合に補正情報を算出する。
【００３６】
次に、画像表示システム１Ａの制御処理について、図４を参照して説明する。
図４は、画像表示システム１Ａの制御処理を示すフローチャートである。
なお、図４においては、左側のフローチャートにおけるステップＳ２１〜Ｓ２４をカメラ２が実行し、右側のフローチャートにおけるステップＳ３１〜Ｓ３３をプロジェクター３が実行する。
【００３７】
画像受信ステップＳ３２にて画像情報が受信されると、平均値算出部３７３は、画像情報における全画素の輝度の平均値を算出する（Ｓ３２１：平均値算出ステップ）。
平均値算出ステップＳ３２１にて平均値が算出されると、補正情報算出部３７２Ａは、平均値算出部３７３にて算出された平均値、及びメインメモリー３３Ａに記憶された１フレーム前の平均値の変化量が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ３２２：判定ステップ）。その後、プロジェクター３は、算出された平均値を１フレームごとにメインメモリー３３Ａに記憶させる。
そして、判定ステップＳ３２２にて平均値の変化量が所定の閾値以下と判定されると、プロジェクター３は、情報送信ステップＳ３１を再度実行する。
【００３８】
また、判定ステップＳ３２２にて平均値の変化量が所定の閾値よりも大きいと判定されると、補正情報算出部３７２Ａは、画像受信ステップＳ３２にて受信された画像情報に基づいて、補正情報を算出し、算出した補正情報をメインメモリー３３Ａに記憶させる（Ｓ３３：補正情報算出ステップ）。
そして、補正情報算出ステップＳ３３にて補正情報が算出されると、プロジェクター３は、情報送信ステップＳ３１を再度実行する。
【００３９】
このような本実施形態においても、前記第１実施形態と同様の作用、効果を得ることができる他、以下の作用、効果を奏することができる。
（３）補正情報算出部３７２Ａは、フレーム間における画像情報の変化量が小さい場合には、補正情報を算出しないので、プロジェクター３にて表示される画像を見やすくすることができる。
【００４０】
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記各実施形態では、プロジェクター３は、要求送信部３４を備え、カメラ２、及びプロジェクター３は同期して画像情報の補正をしていたが、非同期で補正をしてもよい。要するに、撮像手段は、プロジェクター側で算出した補正情報に基づいて、画像情報を補正することができればよい。
前記各実施形態では、補正情報算出部３７２，３７２Ａは、画像情報における最も低い輝度、及び最も高い輝度を特徴量として補正情報を算出していたが、他の特徴量に基づいて補正情報を算出してもよい。
【００４１】
前記各実施形態では、プロジェクター３は、３つの液晶パネル３１３を備えていたが、液晶パネルを２つ備えるプロジェクターや、液晶パネルを４つ以上備えるプロジェクターとして構成してもよい。
前記各実施形態では、透過型の液晶パネル３１３を採用していたが、これに限らず、反射型の液晶パネルを採用してもよく、あるいは、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を採用してもよい。なお、ＤＭＤは米国テキサスインスツルメンツ社の商標である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、画像表示システム、撮像手段、及びプロジェクターに好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１，１Ａ…画像表示システム、２…カメラ（撮像手段）、３…プロジェクター、２１…画像取得部、２２…補正情報受信部、２３…画像補正部、２４…画像送信部、３３Ａ…メインメモリー（記憶部）、３４…要求送信部、３５…画像受信部、３６…補正情報送信部、３７２，３７２Ａ…補正情報算出部、３７３…平均値算出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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