(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
文書情報を階層構造に分類して保持する文書内容格納手段と、前記各階層上の情報単位間の距離を保持する情報単位間距離格納手段と、指定された階層の情報単位について予め設定された上限を示す閾値よりも大きいあるいは下限を示す閾値よりも小さい距離を持つ情報単位との２項組を検索する特徴距離検索手段と、前記特徴距離検索手段の検索結果として得られる情報単位の２項組のそれぞれを含む前記指定された階層より上位または下位の階層における情報単位の組のうち予め設定された上限を示す閾値よりも大きいあるいは下限を示す閾値よりも小さい距離を持つ情報単位の２項組を検索する特徴情報単位検索手段と、該特徴情報単位検索手段によって検索された情報単位を表示する検索結果表示手段を具備することを特徴とする文書情報検索装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、文書情報を、例えば、単語、文書、文書グループといった階層構造として保持し、検索を行なう文書情報検索装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、単語（キーワード）間、文書間、および文書グループ間に類似度に応じた「距離」を設定することによって、類似単語（キーワード）や類似文書の検索を行なう研究が多くなされている。
【０００３】
この明細書では、単語、文書、文書グループといった距離の設定対象となりうる文書情報の単位を情報単位と呼ぶものとする。また、距離の設定された情報単位の集合を、情報単位の種類に応じて、単語階層、文書階層、文書グループ階層などと呼ぶ。各階層の上下関係は、単語階層を最下位の階層とし、文書、文書グループの順に、より上位の階層と呼ぶこととする。
【０００４】
単語階層における単語間の距離については、例えば、情報処理，Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．１０，１９９３，斉藤，野上，「日本語ワードプロセッサにおける自然言語処理」，ｐｐ．１２４１−１２４８で述べられているように、同一文章中あるいは同一段落中で共起する頻度をもとに距離を決定する方法が広く用いられている。また、単語を階層構造（木構造）で表現する概念辞書を用いて単語間の距離を設定する方法も実現されている。
【０００５】
文書階層における文書間の距離については、例えば、Ｓａｌｔｏｎ，ｇ．ａｎｄ  ＭｃＧｉｌｌ，Ｎ．Ｊ．，“Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  ｍｏｄｅｒｎ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｒｅｔｒｉｅｖａｌ”，１９８３，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌで述べられているように、各文書に付与されたキーワードに従って文書ベクトルを作成し、文書ベクトル間の角度によって文書間の距離を表現する手法が提案されている。
【０００６】
また、この文献には、あらかじめグループ化された文書集合を表現する文書ベクトルの作成手法も提案されており、これにより文書グループ階層上での文書グループ間の距離の決定も可能である。
【０００７】
このような情報単位間の距離計算により、まず、単語間の距離を利用することによって、かな漢字変換の際の同音語判定を行なうことができる。例えば、「こうちゃがあつい」という入力に対して、「暑い」「厚い」「熱い」といった変換候補の中から「紅茶」ともっとも距離の近い「熱い」を選択することができる。さらに、文書間の距離を利用することによって、ある文書と類似する文書を検索する連想検索を行なうことができる。
【０００８】
連想検索の観点から、情報単位間の距離を知ることが重要であるのと同様に、距離の近いあるいは遠い情報単位に含まれる下位階層、あるいは、距離の近いあるいは遠い情報単位を含む上位階層の情報単位のいずれが特徴的距離を持っているかを知ることは重要である。しかし、上述の機能は、単語階層や文書階層といった単一の階層上で距離の近いあるいは遠い情報単位を検索しているにすぎない。従って、これらの従来の技術では、各階層内で距離の近いあるいは遠い情報単位を得ることは可能であるが、例えば、検索の結果得られた情報単位内に含まれる下位階層の情報単位のいずれが特に近いあるいは遠いものであるか、また、特徴的に遠いあるいは近い距離にある下位階層の情報単位が存在するか、あるいは、検索の結果得られた情報単位を含む上位階層の情報単位のいずれが特に近いあるいは遠いものであるか、また、特徴的に遠いあるいは近い距離にある上位階層の情報単位が存在するか、といった他の階層上での特徴的情報単位を検索することは実現できない。
【０００９】
従来の距離を用いた検索の最大の利点は、その検索結果を検索条件と距離の近い順（ユーザにとって検索結果として有効性が高い順）に並べて出力することが可能であるという点にあった。これは、確率的順位付け原理（ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ  ｒａｎｋｉｎｇ  ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ；ＰＲＰ）と呼ばれるもので、この原理に従った研究が多くなされてきた。例えば、Ｄａｖｉｄ  Ｅｌｌｉｓ，細野訳，“Ｎｅｗ  Ｈｏｒｉｚｏｎｓ  ｉｎ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｒｅｔｒｉｅｖａｌ”（「情報検索論」），丸善株式会社，１９９４などに記載されている。距離検索においてＰＲＰ出力が利用できるだけでなく、得られた検索結果が他の階層上でどのような特徴を持っているのかをユーザに提示できれば、検索の精度をさらに向上させることが可能であるが、そのような技術は開発されていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、情報単位間の距離関係を検索するのみならず、得られた情報単位内で特徴的距離関係を持つ下位階層の情報単位、および得られた情報単位を含みかつ特徴的距離関係を持つ上位階層の情報単位を検索することが可能な文書情報検索装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、文書情報検索装置において、文書情報を階層構造に分類して保持する文書内容格納手段と、前記各階層上の情報単位間の距離を保持する情報単位間距離格納手段と、指定された階層の情報単位について予め設定された上限を示す閾値よりも大きいあるいは下限を示す閾値よりも小さい距離を持つ情報単位との２項組を検索する特徴距離検索手段と、前記特徴距離検索手段の検索結果として得られる情報単位の２項組のそれぞれを含む前記指定された階層より上位または下位の階層における情報単位の組のうち予め設定された上限を示す閾値よりも大きいあるいは下限を示す閾値よりも小さい距離を持つ情報単位の２項組を検索する特徴情報単位検索手段と、該特徴情報単位検索手段によって検索された情報単位を表示する検索結果表示手段を具備することを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の文書情報検索装置の実施の一形態を示すブロック図である。図中、１は文書内容格納部、２は情報単位間距離格納部、３は特徴距離検索部、４は特徴情報単位検索部、５は検索結果表示部である。文書内容格納部１には、単語、文書、文書グループ等の文書単位が階層的に分類されて格納されている。また、情報単位間距離格納部２には、各階層ごとにその階層に含まれる２つの文書単位の間の距離が格納されている。特徴距離検索部３は、検索条件に従って指定された階層内で距離の検索を行ない、指定された情報単位と距離の近いあるいは遠い情報単位を得る。特徴情報単位検索部４は、入力された情報単位と特徴距離検索部３の検索結果として得られる情報単位のそれぞれに含まれる下位階層の情報単位と、それぞれを含む上位階層の情報単位を得る。得られた情報単位のうち、同一階層に存在する情報単位の２項間の距離のうち、特に距離の近いあるいは遠い情報単位の組を検索する。検索結果表示部５は、特徴情報単位検索部４から得られる情報単位の組をユーザに対して表示する。
【００１３】
例えば、文書階層においてある文書ａが指定されると、特徴距離検索部３は文書内容格納部１内の文書階層の各文書と文書ａとの距離を情報単位間距離格納部２から得る。そして、距離が予め設定された上限を示す閾値よりも大きい、あるいは、予め設定された下限を示す閾値よりも小さい文書を検索する。
【００１４】
次に、特徴情報単位検索部４は、特徴距離検索部３で検索された文書の下位に展開される単語を得ると共に、特徴距離検索部３で検索された文書を含む文書グループを得る。得られた単語のうち、特に距離の近いあるいは遠い単語の組を検索する。また、得られた文書グループのうち、特に距離の近いあるいは遠い文書グループの組を検索する。このようにして検索された単語の組および文書グループの組は、検索結果表示部５によってユーザに対して表示される。このとき、特徴距離検索部３で検索された文書も表示するようにしてもよい。
【００１５】
図２は、本発明の情報検索装置の実施の一形態を実現する一構成例を示すブロック図である。図中、１１はグループ格納部、１２は著者格納部、１３は文書格納部、１４は単語格納部、１５はグループ間距離格納部、１６は著者間距離格納部、１７は文書間距離格納部、１８は単語間距離格納部、１９は検索条件入力部、２０は距離検索部、２１は階層関係検索部、２２は情報単位検索部、２３は検索結果表示部である。この例では、文書情報の階層関係を具体的に単語階層、文書階層、著者階層、グループ階層の４階層としている。
【００１６】
グループ格納部１１は、同一の作業目的を持つグループの名前を複数格納する。各グループに属する人物名が決定できるように、各グループから著者格納部１２中の人物名へのポインタ（下位階層ＩＤ）を持つ。また、各グループの２項間距離が決定できるようにグループ間距離格納部１５へのポインタ（ＩＤ）をもつ。
【００１７】
著者格納部１２は、グループ格納部１１中に名前の存在するグループに属する人物の名前を格納する。各人物が作成した文書が決定できるように、各人物から文書格納部１３中の文書名へのポインタ（下位階層ＩＤ）を持つ。また、各人物が属するグループ名が決定できるように、各人物からグループ格納部１１中のグループ名へのポインタ（上位階層ＩＤ）を持つ。さらに、各人物の２項間距離が決定できるように著者間距離格納部１６へのポインタ（ＩＤ）を持つ。
【００１８】
文書格納部１３は、著者格納部１２中に名前の存在する人物の作成した文書の名前及びその内容を格納する。各文書中に存在する単語が決定できるように、各文書名から単語格納部１４中の単語へのポインタ（下位階層ＩＤ）を持つ。また、各文書を作成した人物名が決定できるように、各文書名から著者格納部１２中の人物名へのポインタ（上位階層ＩＤ）を持つ。さらに、各文書の２項間距離が決定できるように、文書間距離格納部１７へのポインタ（ＩＤ）を持つ。
【００１９】
単語格納部１４は、文書格納部１３中に存在する文書に含まれる全単語（自立語、キーワード）を格納する。各単語（自立語、キーワード）を含む文書が決定できるように、各単語から文書格納部１３中の文書名へのポインタ（上位階層ＩＤ）を持つ。また、各単語（自立語、キーワード）の２項間距離が決定できるように単語間距離格納部１８へのポインタ（ＩＤ）を持つ。
【００２０】
グループ間距離格納部１５は、グループ格納部１１中に名前が格納されている各グループの２項間距離（類似度）を格納する。著者間距離格納部１６は、著者格納部１２中に名前が格納されている各人物の２項間距離（類似度）を格納する。文書間距離格納部１７は、文書格納部１３中に格納されている各文書の２項間距離（類似度）を格納する。単語間距離格納部１８は、単語格納部１４中に格納されている各単語（自立語、キーワード）の２項間距離（類似度）を格納する。
【００２１】
検索条件入力部１９は、情報単位（単語、文書、人物、グループ）間の距離の検索を行なうための検索条件をユーザが入力するためのユーザインタフェースを有する。ここでは、ユーザが、単語、文書、著者、グループのいずれの階層での検索を行なうかの指定と、指定した階層の情報単位を１つ指定するものとする。例えば、単語階層で、単語「モザイク」に関する特徴を検索するという検索条件や、著者階層で、著者「田中」に関する特徴を検索するといった検索条件を入力することができる。
【００２２】
距離検索部２０は、検索条件入力部１９からの検索条件に従って指定された階層内で距離の検索を行ない、指定された情報単位と距離の近いあるいは遠い情報単位を得る。例えば、検索条件として、単語階層で単語「モザイク」が指定されると、単語階層内で単語「モザイク」と距離の近いあるいは遠い単語を検索する。距離の近いあるいは遠いの判定は、予め設定されている下限を示す閾値あるいは上限を示す閾値と距離を比較することによって行なうことができる。
【００２３】
階層関係検索部２１は、検索条件入力部１９に入力された情報単位と、距離検索部２０の検索結果として得られる情報単位のそれぞれに含まれる（最下位階層に至るまでのすべての）下位階層の情報単位と、それぞれを含む（最上位階層に至るまでのすべての）上位階層の情報単位を得る。
【００２４】
情報単位検索部２２は、階層関係検索部２１から得られる情報単位のうち、同一階層に存在する情報単位の２項間の距離のうち、特に距離の近いあるいは遠い情報単位の組を検索する。距離の近いあるいは遠いの判定は、予め設定されている下限を示す閾値あるいは上限を示す閾値と距離を比較することによって行なうことができる。
【００２５】
検索結果表示部２３は、情報単位検索部２２から得られる情報単位の組をユーザに対して表示するユーザインタフェースを有する。
【００２６】
図３は、グループ、著者、文書、単語（キーワード）の階層に分類した情報単位の一例の説明図である。図中の線分は、情報単位間の包含関係を表わしている。例えば、著者「池城」は文書「形態素解析概説」および文書「形態素解析の応用」の著者であって、情報処理研究グループの一員である。また、文書「形態素解析概説」は単語「有限オートマトン」および単語「形態素解析」を含んでいる。逆に、単語「形態素解析」は文書「形態素解析概説」、「形態素解析の応用」、「自然言語処理と検索」、「活字文字認識技術」に含まれている。
【００２７】
図４〜図７は、それぞれグループ格納部１１、著者格納部１２、文書格納部１３、単語格納部１４に格納されるデータの一例の説明図である。ここでは、図３に示したように階層に分類された情報単位を対象とした例を示している。表中の１行が１つの情報単位に対応している。
【００２８】
各表は、情報単位名とＩＤ、上位階層ＩＤ、下位階層ＩＤの４つのフィールドから構成されている。上位階層ＩＤは、直上の階層でその情報単位を含む情報単位のＩＤを指定している。最上位階層であるグループ階層については、図４に示すように上位階層ＩＤをｎｕｌｌにしている。下位階層ＩＤは、直下の階層でその情報単位が含む情報単位のＩＤを指定している。最下位階層である単語階層については、図７に示すように下位階層ＩＤをｎｕｌｌにしている。上位階層ＩＤ、下位階層ＩＤとも、複数のＩＤが格納されることもある。なお、実際の文書内容は、文書格納部１３中に、表中の各文書名に関係づけられて格納されている。
【００２９】
例えば、図５に示す著者格納部１２の表において、著者「池城」のＩＤは「１」であり、上位階層ＩＤは「１」、下位階層ＩＤは「１、２」である。上位階層ＩＤ「１」から図４に示したグループ格納部１１の表を参照することによって、ＩＤ「１」を有するグループ名「情報処理研究」が得られる。すなわち、著者「池城」は「情報処理研究」グループに属していることがわかる。また、下位階層ＩＤ「１、２」をもとに、図６に示した文書格納部１３の表を参照することによって、ＩＤ「１」を有する文書「形態素解析概説」とＩＤ「２」を有する文書「形態素解析の応用」が得られる。すなわち、著者「池城」は文書「形態素解析概説」および「形態素解析の応用」を含むことがわかる。このように、上位階層ＩＤおよび下位階層ＩＤによって、図３に示したような階層構造の包含関係を構成している。
【００３０】
図８は、グループ間距離格納部１５に格納されているグループ間距離の一例の説明図である。図４中のグループに対応するＩＤを２つ指定することによって、ＩＤに対応する２つのグループ間の距離を表から得ることができる。距離は各階層内のすべての距離を０以上１００以下の実数に正規化したものであるとする。
【００３１】
例えば、図４から「電子デバイスグループ」と「デバイス開発グループ」のＩＤがそれぞれ「２」および「４」と得られ、図８から両グループ間の距離が１１であることがわかる。
【００３２】
著者間距離格納部１６、文書間距離格納部１７、単語間距離格納部１８においても、同様の形式で各階層の情報単位間の距離を格納することができる。各階層での情報端移管の距離の値は、上述した従来の技術を用いて予め設定しておくことができる。
【００３３】
図９は、本発明の文書情報検索装置の実施の一形態の一構成例における検索処理の一例を示すフローチャートである。この例では、検索条件として階層を指定し、その階層内の情報単位を１つ指定するものである。図中のＨ１，Ｈ２は０から１００の間の実数定数でり、上限の閾値を示す。下限の閾値は（１００−Ｈ１）あるいは（１００−Ｈ２）により決定される。下限の閾値より小さい距離を近いとし、上限の閾値より大きい距離を遠いとしている。
【００３４】
Ｓ３１において、検索条件入力部２１から検索条件を受け取る。指定された階層をＬ，情報単位をａとする。距離検索部２０は、Ｓ３２において、階層Ｌ中で情報単位ａとの距離が（１００−Ｈ１）を越えない情報単位のうち、距離が最小のものから順にＧ個を集合Ｐの要素とする。（１００−Ｈ１）を越えない情報単位がＧ個に満たない場合、それらすべての情報単位を集合Ｐの要素とする。同様に、Ｓ３３において、階層Ｌ中で情報単位ａとの距離がＨ１を越える情報単位のうち、距離が最大のものから順にＧ個を集合Ｑの要素とする。Ｈ１を越える情報単位がＧ個に満たない場合、それらすべての情報単位を集合Ｑの要素とする。
【００３５】
Ｓ３４において、階層Ｌの上位階層が存在するか否かを判断する。この判断は、上位階層ＩＤがｎｕｌｌか否かを判断すればよい。上位階層ＩＤがｎｕｌｌではなく、上位階層が存在する場合には、Ｓ３５において、階層関係検索部２１は、階層Ｌの最上位にいたるまでのすべての上位階層において、情報単位ａを含む情報単位と集合Ｐの各要素を含む情報単位の組をすべて検索し、得られた組の集合をＲとする。情報単位ａを含む情報単位と集合Ｑの各要素を含む情報単位の組をすべて検索し、得られた組の集合をＳとする。
【００３６】
Ｓ３６において、階層Ｌの下位階層が存在するか否かを判断する。この判断は、下位階層ＩＤがｎｕｌｌか否かを判断すればよい。下位階層ＩＤがｎｕｌｌではなく、下位階層が存在する場合には、Ｓ３７において、階層関係検索部２１は、階層Ｌの最下位にいたるまでのすべての下位階層において、情報単位ａに含まれる情報単位と集合Ｐの各要素に含まれる情報単位の組をすべて検索し、得られた組の集合をＴとする。情報単位ａに含まれる情報単位と集合Ｑの各要素に含まれる情報単位の組をすべて検索し、得られた組の集合をＵとする。
【００３７】
Ｓ３８において、情報単位検索手段は、集合Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｕの各要素（情報単位の組）のうち、情報単位間の距離がＨ２を越える組及び（１００−Ｈ２）を超えない組を検索し、得られた結果を集合Ｐおよび集合Ｑとともに検索結果表示部２３によって利用者に提示する。
【００３８】
この例では、検索条件として階層を指定し、その階層内の情報単位を１つ指定する場合について示したが、階層内の情報単位が複数指定された場合でも、例えば、特願平７−１１６５９９号公報に記載されている「類似度付きデータ検索装置」の検索方法を用いることにより、距離の近いあるいは遠い情報単位を検索することが可能となり、得られた検索結果を図９中の集合Ｐあるいは集合Ｑとすることによって、この例と同様に特徴検索を実現することができる。
【００３９】
図１０は、本発明の文書情報検索装置の実施の一形態の一構成例における画面イメージの一例の説明図である。ウィンドウ上部のセレクトアイテムとテキストアイテムが検索条件入力部１９に対応するものであり、階層をセレクトアイテムによって指定し、階層内の情報単位をテキストアイテム中に記入することによって指定する。検索条件の入力後、ウィンドウ右上の「検索」ボタンをクリックすることによって、図９に示したアルゴリズムで検索を行ない、検索結果表示部２３に対応するウィンドウ下部のテキストサブウィンドウ中に検索結果を表示する。
【００４０】
左上のウィンドウの例では、「文書」階層を指定するとともに、文書「走査トンネル顕微鏡の実現方式」を指定している。この検索条件による検索によって文書「走査トンネル顕微鏡の実現方式」と遠い距離にある文書と、距離の近いキーワードを有する文書などが検索され、表示されている。遠い距離にある文書は、文書間の距離が遠いとともに、その上層であるグループ階層において、「電子デバイス研究グループ」と「化学材料研究グループ」の距離が遠いことから検索され、表示されている。また、距離の近いキーワードは、文書間の距離が近いとともに、それらの文書に含まれているキーワードの距離も近いことから検索されて表示されたものである。
【００４１】
また、右下のウィンドウの例では、「グループ」階層を指定するとともに、「電子デバイス研究グループ」を指定している。この場合には、上位の階層はないので、この「グループ」階層とその下位階層についての検索を行なう。この例では、遠い距離にあるグループと共通のキーワードを有し、また、近い距離の文書を有していることが検索され、表示されている。また、近いグループが存在し、別のグループの著者と特に近い距離にいる著者が存在することが表示されている。
【００４２】
このようにして、異なった作業分野における共通点を発見したり、類似性の高い２つの作業分野で特に類似する度合いの高い要素が何であるか、あるいはその２つの作業分野の差を特徴づける要素が何であるかを判断する、などが可能になり、文書の距離情報をより効果的に利用することができる。
【００４３】
上述の例では、情報単位間の距離の近いものおよび遠いものの両方を提示する場合を示したが、必要に応じて、近いものあるいは遠いもののいずれかのみを提示する構成とすることも容易に実現可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、通常の距離検索によって得られる検索結果（検索条件と距離の近いあるいは遠い情報単位）に加え、得られた情報単位内で特徴的距離関係を持つ下位階層の情報単位、および得られた情報単位を含みかつ特徴的距離関係を持つ上位階層の情報単位を検索することが可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の文書情報検索装置の実施の一形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の情報検索装置の実施の一形態を実現する一構成例を示すブロック図である。
【図３】グループ、著者、文書、単語（キーワード）の階層に分類した情報単位の一例の説明図である。
【図４】グループ格納部１１に格納されるデータの一例の説明図である。
【図５】著者格納部１２に格納されるデータの一例の説明図である。
【図６】文書格納部１３に格納されるデータの一例の説明図である。
【図７】単語格納部１４に格納されるデータの一例の説明図である。
【図８】グループ間距離格納部１５に格納されているグループ間距離の一例の説明図である。
【図９】本発明の文書情報検索装置の実施の一形態の一構成例における検索処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の文書情報検索装置の実施の一形態の一構成例における画面イメージの一例の説明図である。
【符号の説明】
１…文書内容格納部、２…情報単位間距離格納部、３…特徴距離検索部、４…特徴情報単位検索部、５…検索結果表示部、１１…グループ格納部、１２…著者格納部、１３…文書格納部、１４…単語格納部、１５…グループ間距離格納部、１６…著者間距離格納部、１７…文書間距離格納部、１８…単語間距離格納部、１９…検索条件入力部、２０…距離検索部、２１…階層関係検索部、２２…情報単位検索部、２３…検索結果表示部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１０】
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