(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）カットオフ周波数が異なり遅延時間が等しくかつ同一のディジタル信号を入力される複数個のディジタルローパスフィルタ（２２，２３）、
（ｂ）前記ディジタルローパスフィルタ（２２，２３）と等しい遅延時間をもち前記ディジタルローパスフィルタ（２２，２３）と同一のディジタル信号を入力される遅延手段（２１）、及び
（ｃ）各ディジタルローパスフィルタ（２２，２３）の出力と前記遅延手段（２１）の出力とを対比し出力差が第１の所定値以下となっているディジタルローパスフィルタ（２２，２３）の出力を、アナログ信号に変換される再生用ディジタル信号として選択する出力選択手段（３０）、
を有していることを特徴とするディジタル信号処理装置。
【請求項２】
前記出力選択手段（３０）は、出力差が第１の所定値以下となっているディジタルローパスフィルタ（２２，２３）が複数個あるときは、そのディジタルローパスフィルタ（２２，２３）の内で、カットオフ周波数の最も低いディジタルローパスフィルタ（２３）の出力を選択することを特徴とする請求項１記載のディジタル信号処理装置。
【請求項３】
前記出力選択手段（３０）は、出力差が第１の所定値以下となっているディジタルローパスフィルタ（２２，２３）が１個もないときは、前記遅延手段（２１）の出力を選択することを特徴とする請求項１又は２記載のディジタル信号処理装置。
【請求項４】
（ａ）カットオフ周波数が異なり遅延時間が等しくかつ同一のディジタル信号を入力される複数個のディジタルローパスフィルタ（２２，２３）、
（ｂ）前記ディジタルローパスフィルタ（２２，２３）と等しい遅延時間をもち前記ディジタルローパスフィルタ（２２，２３）と同一のディジタル信号を入力される遅延手段（２１）、
（ｃ）サンプリング時間に同期する時間間隔で各ディジタルローパスフィルタ（２２，２３）の出力と前記遅延手段（２１）の出力との差が第１の所定値以下であるか否かをそれぞれ「正」及び「否」と判定し、各ディジタルローパスフィルタ（２２，２３）ごとに、「正」の判定が連続する回数を連続回数として検出する連続検出手段（３４，３５）、及び
（ｄ）前記連続検出手段（３４，３５）が検出した連続回数が第２の所定値以上であるディジタルローパスフィルタ（２２，２３）の出力を、アナログ信号に変換される再生用ディジタル信号として選択する出力選択手段（３０）、
を有していることを特徴とするディジタル信号処理装置。
【請求項５】
前記出力選択手段（３０）は、前記連続検出手段（３４，３５）が検出した連続回数が第２の所定値以上であるディジタルローパスフィルタ（２２，２３）が複数個あるときは、そのディジタルローパスフィルタ（２２，２３）の内で、カットオフ周波数の最も低いディジタルローパスフィルタ（２３）の出力を選択することを特徴とする請求項４記載のディジタル信号処理装置。
【請求項６】
前記出力選択手段（３０）は、前記連続検出手段（３４，３５）が検出した連続回数が第２の所定値以上であるディジタルローパスフィルタ（２２，２３）の出力を前記再生用ディジタル信号として選択する場合に、該第２の所定値を、カットオフ周波数の低いディジタルローパスフィルタ（２２，２３）程、大きい値にすることを特徴とする請求項５記載のディジタル信号処理装置。
【請求項７】
前記出力選択手段（３０）は、前記連続検出手段（３４，３５）が検出した連続回数が第２の所定値以上であるディジタルローパスフィルタ（２２，２３）が１個もないときは、前記遅延手段（２１）の出力を選択することを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載のディジタル信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、オーディオディジタル信号の音質等を改善するディジタル信号処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
オーディオディジタル信号の音質改善のための有効策として、オーディオディジタル信号の入力に基づいて複数の適応型フィルタを切替えることが一般に行われている。図１は音質改善のための従来のオーディオディジタル信号処理装置10のブロック図である。オーディオディジタル信号入力端子16には、所定のサンプリング時間でサンプリングされて量子化されたオーディオディジタル信号が入力される。遅延器11、第１及び第２のディジタルローパスフィルタ12，13、及びデータ連続検出器14は、入力側をオーディオディジタル信号入力端子16に共通に接続され、出力側をセレクタ15の各入力端子へ接続されている。遅延器11、第１及び第２のディジタルローパスフィルタ12，13は、等しい遅延時間を有し、カットオフ周波数は第２のディジタルローパスフィルタ13の方が第１のディジタルローパスフィルタ12より低く設定されている。データ連続検出器14は、サンプリング時間と等しい時間間隔でオーディオディジタル信号入力端子16の出力が前回のものと等しいか否かを対比し、等しいと判断した対比の連続回数を検出する。そして、セレクタ15は、その連続回数に基づいて遅延器11、第１及び第２のディジタルローパスフィルタ12，13のいずれかの出力を選択して、再生用ディジタル信号として次段のＤ／Ａ（ディジタル／アナログ）変換器へ出力している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のオーディオディジタル信号処理装置10では、オーディオディジタル入力信号の連続性に基づいて遅延器11、第１のディジタルローパスフィルタ12，又は第２のディジタルローパスフィルタ13が選択されるものの、オーディオディジタル入力信号の連続性と特性の異なる遅延器11、第１のディジタルローパスフィルタ12、又は第２のディジタルローパスフィルタ13の選択との根拠性が不明確であり、オーディオディジタル信号の音質改善が不十分である。
【０００４】
この発明の目的は、上述の問題点を克服するディジタル信号処理装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明のディジタル信号処理装置(20)は次の（ａ）〜（ｃ）を有している。
（ａ）カットオフ周波数が異なり遅延時間が等しくかつ同一のディジタル信号を入力される複数個のディジタルローパスフィルタ(22,23)
（ｂ）ディジタルローパスフィルタ(22,23)と等しい遅延時間をもちディジタルローパスフィルタ(22,23)と同一のディジタル信号を入力される遅延手段(21)
（ｃ）各ディジタルローパスフィルタ(22,23)の出力と遅延手段(21)の出力とを対比し出力差が基準内となっているディジタルローパスフィルタ(22,23)の出力を再生用ディジタル信号として選択する出力選択手段(30)
【０００６】
「各ディジタルローパスフィルタ(22,23)の出力と遅延手段(21)の出力とを対比し出力差が基準内となっている」とは、換言すると、各ディジタルローパスフィルタ(22,23)の出力と前記遅延手段(21)の出力とを対比し出力差が第１の所定値以下となっていることである。ディジタル信号には、少なくともオーディオディジタル信号を含む。オーディオディジタル信号は、放送用、電話用、ＣＤやＭＤ等の記録媒体用等に使用される。ディジタルローパスフィルタ(22,23)の個数は、２個に限定されず、３個以上であってもよい。遅延手段(21)、誤差検出手段(26,27)、出力選択手段(30)等、「〜手段」として表現されているものには、ハード素子だけでなく、ソフトウェア処理による機能実現手段も含むことを意味している。出力差についての基準は、全部のディジタルローパスフィルタ(22,23)に等しい値を設定しなくてもよく、ディジタルローパスフィルタ(22,23)ごとに適切な値を設定してもよい。
【０００７】
カットオフ周波数の高いディジタルローパスフィルタ(22,23)の出力程、高周波数成分が含まれる。一方、遅延手段(21)の出力とディジタルローパスフィルタ(22,23)の出力との出力差が基準内であるときは、遅延手段(21)の出力よりディジタルローパスフィルタ(22,23)の出力の方が、歪み原因である高周波数成分が除外されているので、良好である。こうして、入力されるディジタル信号の連続性ではなく、遅延手段(21)の出力と各ディジタルローパスフィルタ(22,23)の出力との出力差が対比されて、出力差が基準内となっているディジタルローパスフィルタ(22,23)の出力が選択されるので、歪み成分を排除して、再生用ディジタル信号として良好なディジタル信号を得ることができる。
【０００８】
この発明のディジタル信号処理装置(20)によれば、出力選択手段(30)は、出力差が基準内のディジタルローパスフィルタ(22,23)が複数個あるときは、そのディジタルローパスフィルタ(22,23)の内で、カットオフ周波数の最も低いディジタルローパスフィルタ(23)の出力を選択する。
【０００９】
出力差が基準内のディジタルローパスフィルタ(22,23)が複数個あるときは、そのディジタルローパスフィルタ(22,23)の内で、カットオフ周波数の最も低いディジタルローパスフィルタ(23)の出力を選択することにより、歪み成分を排除して、再生用ディジタル信号として良好なディジタル信号を得ることができる。
【００１０】
この発明のディジタル信号処理装置(20)によれば、出力選択手段(30)は、出力差が基準内のディジタルローパスフィルタ(22,23)が１個もないときは、遅延手段(21)の出力を選択する。
【００１１】
原信号が高周波数成分を含む場合は、遅延手段(21)の出力とディジタルローパスフィルタ(22,23)の出力との出力差が基準を越える。したがって、出力差が基準内のディジタルローパスフィルタ(22,23)が１個もないときは、どのディジタルローパスフィルタ(22,23)の出力も選択せず、遅延手段(21)の出力を選択することにより、原信号に忠実なディジタル信号を再生用ディジタル信号として抽出できる。
【００１２】
この発明のディジタル信号処理装置(20)は次の（ａ）〜（ｄ）を有している。
（ａ）カットオフ周波数が異なり遅延時間が等しくかつ同一のディジタル信号を入力される複数個のディジタルローパスフィルタ(22,23)
（ｂ）ディジタルローパスフィルタ(22,23)と等しい遅延時間をもちディジタルローパスフィルタ(22,23)と同一のディジタル信号を入力される遅延手段(21)
（ｃ）サンプリング時間に同期する時間間隔で各ディジタルローパスフィルタ(22,23)の出力と遅延手段(21)の出力とを対比し各ディジタルローパスフィルタ(22,23)について出力差が基準内にある対比の連続回数を検出する連続検出手段(34,35)
（ｄ）連続検出手段(34,35)が検出した連続回数が基準内にあるディジタルローパスフィルタ(22,23)の出力を再生用ディジタル信号として選択する出力選択手段(30)
【００１３】
「サンプリング時間に同期する時間間隔で各ディジタルローパスフィルタ(22,23)の出力と遅延手段(21)の出力とを対比し各ディジタルローパスフィルタ(22,23)について出力差が基準内にある対比の連続回数を検出する」とは、換言すると、サンプリング時間に同期する時間間隔で各ディジタルローパスフィルタ(22,23)の出力と前記遅延手段(21)の出力との差が第１の所定値以下であるか否かをそれぞれ「正」及び「否」と判定し、各ディジタルローパスフィルタ(22,23)ごとに、「正」の判定が連続する回数を連続回数として検出することである。「連続検出手段(34,35)が検出した連続回数が基準内にある」とは、換言すると、連続検出手段(34,35)が検出した連続回数が第２の所定値以上であることである。連続回数についての基準は、好ましくはディジタルローパスフィルタ(22,23)ごとに適切な値を設定するが、場合によっては全部のディジタルローパスフィルタ(22,23)に等しい値を設定してもよい。対比を行なうためのサンプリング時間に同期する時間間隔は、通常はサンプリング時間であるが、それに限定しない。
【００１４】
カットオフ周波数の高いディジタルローパスフィルタ(22,23)の出力程、高周波数成分が含まれる。一方、遅延手段(21)の出力とディジタルローパスフィルタ(22,23)の出力との出力差が基準内でありかつそれが長いとき程、原信号は高周波数成分を含んでおらず、逆に、入力されるディジタル信号の高周波数成分が再生用ディジタル信号として歪み原因になることが予想される。したがって、連続回数が基準内にあるディジタルローパスフィルタ(22,23)の出力を選択することにより、歪み成分を排除して、再生用ディジタル信号として良好なディジタル信号を得ることができる。
【００１５】
この発明のディジタル信号処理装置(20)によれば、出力選択手段(30)は、連続回数が基準内にあるディジタルローパスフィルタ(22,23)が複数個あるときは、そのディジタルローパスフィルタ(22,23)の内で、カットオフ周波数の最も低いディジタルローパスフィルタ(23)の出力を選択する。
【００１６】
出力差が基準内にある対比の連続回数が基準内にあるディジタルローパスフィルタ(22,23)が複数個あるときは、そのディジタルローパスフィルタ(22,23)の内で、カットオフ周波数の最も低いディジタルローパスフィルタ(23)の出力を選択することにより、歪み成分を排除して、再生用ディジタル信号として良好なディジタル信号を得ることができる。
【００１７】
この発明のディジタル信号処理装置(20)によれば、前記出力選択手段(30)は、前記連続検出手段(34,35)が検出した連続回数が第２の所定値以上であるディジタルローパスフィルタ(22,23)の出力を再生用ディジタル信号として選択する場合に、該第２の所定値を、、カットオフ周波数の低いディジタルローパスフィルタ(22,23)程、大きい値にする。
【００１８】
原信号の低周波数成分は、入力されるディジタル信号に反映される。また、ディジタル信号の低周波成分の存否を検出するためには、高周波数の存否の検出に比して、通常、長い時間を要する。したがって、連続回数の基準を大きくして、低周波数の存否の検出精度を保証することできる。
【００１９】
この発明のディジタル信号処理装置(20)によれば、出力選択手段(30)は、連続回数が基準内にあるディジタルローパスフィルタ(22,23)が１個もないときは、遅延手段(21)の出力を選択する。
【００２０】
原信号が高周波数成分を含むときは、ディジタルローパスフィルタ(22,23)の出力は、高周波数成分をカットしてしまうので、連続回数が基準内に収まらなくなる。したがって、連続回数が基準内にあるディジタルローパスフィルタ(22,23)が１個もないときは、遅延手段(21)の出力を選択して、原信号の高周波数成分を反映させる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図２は音質改善用のオーディオディジタル信号処理装置20のブロック図である。遅延器21、第１及び第２のディジタルローパスフィルタ22，23は、共通のオーディオディジタル信号入力端子31よりオーディオディジタル信号を入力される。遅延器21、第１及び第２のディジタルローパスフィルタ22，23のｚ変換式（それぞれＤＥＬＡＹ，ＦＩＬＴＥＲ１，ＦＩＬＴＥＲ２）は図３のように表わされる。遅延器21、第１及び第２のディジタルローパスフィルタ22，23の遅延時間は共に３サンプリング時間となる。第１の誤差検出器26は、遅延器21及び第１のディジタルローパスフィルタ22の出力を入力され、遅延器21及び第１のディジタルローパスフィルタ22の出力差が所定値以下か（以下、第１及び第２の誤差検出器26，27について、このときの出力を「アクティブ」と言う。）否か（以下、第１及び第２の誤差検出器26，27についてこのときの出力を「ノンアクティブ」と言う。）を検出する。第２の誤差検出器27は、遅延器21及び第２のディジタルローパスフィルタ23の出力を入力され、遅延器21及び第２のディジタルローパスフィルタ23の出力差がアクティブかノンアクティブかを検出する。この例では、図７で後述されるように、出力差と対比する第１及び第２の誤差検出器26，27における所定値は、共に同一の＋−０．５に設定されているが、相違していてもよい。セレクタ30は、遅延器21、第１及び第２のディジタルローパスフィルタ22，23、第１及び第２の誤差検出器26，27の出力を入力され、第１及び第２の誤差検出器26，27の出力に基づいて遅延器21、第１及び第２のディジタルローパスフィルタ22，23のどれかの出力を選択して、次段のＤ／Ａ（ディジタル／アナログ）変換器（図示せず）へ再生用のオーディオディジタル信号として出力する。
【００２２】
図４は図２のオーディオディジタル信号処理装置20の発展型のブロック図である。図２との相違点についてのみ説明すると、第１及び第２の誤差検出器26，27の出力はそれぞれ第１及び第２の連続検出器34，35へ送られる。第１及び第２の連続検出器34，35は、オーディオディジタル信号入力端子31のオーディオディジタル信号のサンプリング時間ごとに第１及び第２の誤差検出器26，27の出力がアクティブかノンアクティブかを調べ、さらに、アクティブが連続する回数が所定値以上となったか否か（以下、第１及び第２の連続検出器34，35について、この所定値以上の条件が満たされたとき及び満たされないときをそれぞれ「アクティブ」及び「ノンアクティブ」と言う。）を検出し、その検出値をセレクタ30へ送る。セレクタ30は、第１及び第２の連続検出器34，35の出力に基づいて遅延器21、第１及び第２のディジタルローパスフィルタ22，23の何れかの出力を選択して、次段のＤ／Ａ（ディジタル／アナログ）変換器（図示せず）へ再生用のオーディオディジタル信号として出力する。ここでは、第１及び第２の連続検出器34，35が、第１及び第２の誤差検出器26，27のアクティブの連続する回数を比較する所定値は、第１及び第２のディジタルローパスフィルタ22，23の伝達関数のｚの項数かそれぞれ３，５であるので、それぞれ３，５とする。この３，５はあくまで例示であり、４，６や５，１０等、伝達関数の係数や項数に応じて最適な数値が選択される。こうして、第１の連続検出器34は、所定時点とそれを中心に挟んで１回前及び１回後の時点とを含む連続する計３回の時点で第１の誤差検出器26の出力がアクティブであれば、アクティブを出力し、そうでなければノンアクティブを出力する。第２の連続検出器35は、所定時点とそれを中心に挟んで２及び１回前及び１及び２回後の時点とを含む連続する計５回の時点で第１の誤差検出器26の出力がアクティブであれば、アクティブを出力し、そうでなければノンアクティブを出力する。
【００２３】
図５は図２及び図４ののオーディオディジタル信号処理装置20において所定のオーディオディジタル入力信号（＝オーディオディジタル信号入力端子31におけるオーディオディジタル信号）に対して遅延器21、第１及び第２のディジタルローパスフィルタ22，23の出力（それぞれＳＡＭＰＬＥＤ，ＦＩＬ１，ＦＩＬ２）の時間変化を示している。図６は図５と同じオーディオディジタル入力信号に対して遅延器21（ＳＡＭＰＬＥＤ）、図２のセレクタ30の出力（出力１）、及び図４のセレクタ30の出力（出力２）の時間変化を対比して示している。図５及び図６において、横軸は時間、縦軸は出力値をそれぞれ示している。図６において、連続検出器１，２の検出範囲とは、第１及び第２の連続検出器34，35が、第１及び第２の誤差検出器26，27のアクティブの連続する回数を比較する所定値３，５に対応する時間である。
【００２４】
図７は図５及び図６のグラフの数値を示した表である。図７において、時点は１〜１５までしか記入されていないが、各時点の時間間隔はサンプリング時間に一致し、時間は上から下へ経過している。第１及び第２の誤差検出器26，27におけるスレッショルドは共に＋−０．５とされ、オーディオディジタル入力信号（ＳＡＭＰＬＥＤ）に対するスレッショルドの上限及び下限がスレッショルド上限及びスレッショルド下限として示されている。第１及び第２のディジタルローパスフィルタ22，23の出力はＦＩＬ１及びＦＩＬ２として示されている。第１及び第２の誤差検出器26，27の出力はそれぞれ誤差検出器１の出力及び誤差検出器２の出力として示され、０はアクティブ、ｘはノンアクティブをそれぞれ示している。図２のセレクタ30により選択された出力はセレクタ出力（連続検出なし）として示され、図４のセレクタ30により選択された出力はセレクタ出力（連続検出あり）として示される。
【００２５】
図２のセレクタ30の選択基準は次のとおりである。
（ａ）第１及び第２の誤差検出器26，27の出力が共にアクティブであるならば、カットオフ周波数の低い第２のディジタルローパスフィルタ23の出力が選択される。
（ｂ）第１及び第２の誤差検出器26，27の出力の一方のみがアクティブであるならば、アクティブである方の第１のディジタルローパスフィルタ22又は第２のディジタルローパスフィルタ23の出力が選択される。
（ｃ）第１及び第２の誤差検出器26，27の出力が共にノンアクティブであるならば、遅延器21の出力が選択される。
【００２６】
図４のセレクタ30の選択基準は次のとおりである。
（ａ）第１及び第２の連続検出器34，35の出力が共にアクティブであるならば、カットオフ周波数の低い第２のディジタルローパスフィルタ23の出力が選択される。
（ｂ）第１及び第２の連続検出器34，35の出力の一方のみがアクティブであるならば、アクティブである方の第１のディジタルローパスフィルタ22又は第２のディジタルローパスフィルタ23の出力が選択される。
（ｃ）第１及び第２の連続検出器34，35の出力が共にノンアクティブであるならば、遅延器21の出力が選択される。
【００２７】
図２及び図４のセレクタ30は、上記選択基準に従って、遅延器21、第１及び第２のディジタルローパスフィルタ22，23の出力の１個を選択し、それぞれ図７においてセレクタ出力（連続検出なし）及びセレクタ出力（連続検出あり）で示される出力を選択する。
【００２８】
図８は図２及び図４のオーディオディジタル信号処理装置20において図５とは別の所定のオーディオディジタル入力信号（＝オーディオディジタル信号入力端子31におけるオーディオディジタル信号）に対する遅延器21、第１及び第２のディジタルローパスフィルタ22，23の出力（それぞれＳＡＭＰＬＥＤ，ＦＩＬ１，ＦＩＬ２）との関係を示している。図９は図８の場合において図２のセレクタ30の出力（連続検出器なし）及び図４のセレクタ30の出力（連続検出器あり）を対比して示している。図２及び図４のオーディオディジタル信号処理装置20は、原信号には含まれず量子化に起因する歪みとしてのオーディオディジタル信号入力端子31のオーディオディジタル信号の微小な変化（時点３から４まで）に対しては、カットオフ周波数の低い方の第２のディジタルローパスフィルタ23の出力が選択されて、高周波成分を除去して、低歪み化を図っている。また、原信号が高周波数成分を含んでいる場合（時点８から９まで）、その期間を含む時間範囲（時点７から１０）において、遅延器21又はカットオフ周波数の高い方の第１のディジタルローパスフィルタ22の出力が選択され、原信号に対する忠実性を保証している。
【図面の簡単な説明】
【図１】音質改善のための従来のオーディオディジタル信号処理装置のブロック図である。
【図２】音質改善用のオーディオディジタル信号処理装置のブロック図である。
【図３】遅延器、第１及び第２のディジタルローパスフィルタ，のｚ変換式を示す図である。
【図４】図２のオーディオディジタル信号処理装置の発展型のブロック図である。
【図５】図２及び図４ののオーディオディジタル信号処理装置において所定のオーディオディジタル入力信号に対して遅延器、第１及び第２のディジタルローパスフィルタ，の出力の時間変化を示す図である。
【図６】図５と同じオーディオディジタル入力信号に対して遅延器、図２のセレクタ30の出力、及び図４のセレクタの出力の時間変化を対比して示す図である。
【図７】図５及び図６のグラフの数値を示した表である。
【図８】別の所定のオーディオディジタル入力信号に対する遅延器、第１及び第２のディジタルローパスフィルタ，の出力との関係を示す図である。
【図９】図８の場合において図２のセレクタの出力及び図４のセレクタの出力を対比して示す図である。
【符号の説明】
２０    オーディオディジタル信号処理装置（ディジタル信号処理装置）
２１    遅延器（遅延手段）
２２    第１のディジタルローパスフィルタ（ディジタルローパスフィルタ）
２３    第２のディジタルローパスフィルタ（ディジタルローパスフィルタ）
２６    第１の誤差検出器（誤差検出手段）
２７    第２の誤差検出器（誤差検出手段）
３０    セレクタ（出力選択手段）
３４    第１の連続検出器（連続検出手段）
３５    第２の連続検出器（連続検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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