(57)【要約】【課題】第三者が端末装置のロックを解除する可能性を低減させる。【解決手段】人体の一部を用いて認証を行う認証装置は、入力部、記憶部、認証部を備える。入力部は、前記人体の一部から個人を識別する特徴情報の入力を受け付ける。記憶部は、前記認証装置の所有者を認証するために前記所有者を識別するために予め登録する認証用特徴情報と、押し付け圧の差に伴う画像データ内の白色画素の割合条件とを記憶する。認証部は、前記人体の一部が前記入力部に押し付けられたときに、前記特徴情報と前記認証用特徴情報の特徴が一致し、且つ、前記特徴情報の画像データ内の白色画素の割合が前記割合条件を満たす場合に認証が成功したと判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の一部を用いて認証を行う認証装置において、
前記人体の一部から個人を識別する特徴情報の入力を受け付ける入力部と、
前記認証装置の所有者を認証するために前記所有者を識別するために予め登録する認証用特徴情報と、押し付け圧の差に伴う画像データ内の白色画素の割合条件とを記憶する記憶部と、
前記人体の一部が前記入力部に押し付けられたときに、前記特徴情報と前記認証用特徴情報の特徴が一致し、且つ、前記特徴情報の画像データ内の白色画素の割合が前記割合条件を満たす場合に認証が成功したと判定する認証部と、
を備えることを特徴とする認証装置。
【請求項２】
前記認証部は、
前記特徴情報の画像データ内の白色画素の割合を求める際に、前記画像データ内の特徴点の周辺領域を対象とする
ことを特徴とする請求項１に記載の認証装置。
【請求項３】
前記認証部は、
白色画素の割合条件の閾値を、過去の認証結果に基づいて設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の認証装置。
【請求項４】
人体の一部から個人を識別する特徴情報の入力を受け付け、
認証装置の所有者を認証するために前記所有者を識別するために予め登録する認証用特徴情報と、押し付け圧の差に伴う画像データ内の白色画素の割合条件とを予め記憶し、
前記人体の一部が前記入力部に押し付けられたときに、前記特徴情報と前記認証用特徴情報の特徴が一致し、且つ、前記特徴情報の画像データ内の白色画素の割合が前記割合条件を満たす場合に認証が成功したと判定する、処理を認証装置に実行させる
ことを特徴とする認証プログラム。
【請求項５】
人体の一部から個人を識別する特徴情報の入力を受け付け、
認証装置の所有者を認証するために前記所有者を識別するために予め登録する認証用特徴情報と、押し付け圧の差に伴う画像データ内の白色画素の割合条件とを予め記憶し、
前記人体の一部が前記入力部に押し付けられたときに、前記特徴情報と前記認証用特徴情報の特徴が一致し、且つ、前記特徴情報の画像データ内の白色画素の割合が前記割合条件を満たす場合に認証が成功したと判定する
ことを特徴とする認証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指紋認証のなりすまし防止に関する。
【背景技術】
【０００２】
指紋のような生体情報を利用した認証システムは、予め登録された所有者本人以外の認証を受け付けず、又、パスワードのような情報を記憶しなくてよいため、簡易で高いセキュリティレベルを確保可能なシステムである。更に、認証システムに静電容量式のセンサーを利用することで、写真やシリコンなどで偽造した指から正しく指紋データを読み取れず、なりすまし防止に効果も得ることができる。
【０００３】
指紋照合を実行するときに、取り込んだ指紋画像の濃淡の度合いを示す濃淡指標を算出し、指標が所定の閾値の範囲に含まれるように画像を調整した後に、認証処理を行うことで、指紋照合の精度を上げる技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
指紋画像を２段階で照合して認証を行い、指紋画像を取得したあと、濃淡の濃度が薄いときに、濃度を濃くする調整をして指紋照合を行う認証技術が知られている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００５】
指紋認証実行時に、指紋データと指先の当接圧力値を取得し、圧力値が所定の基準圧力であったときに指紋認証を行う技術が知られている（例えば、特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１６２７１１号公報
【特許文献２】特開２００７−０５８６８３号公報
【特許文献３】特開２００７−２６４９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
スマートフォンの指紋認証では、例えば端末所有者が電車で居眠りをしてしまった場合に、第三者がポケットなどから端末を抜き取り、端末所有者の指を端末に当てることができれば、静電容量式センサーであっても端末ロックを解除することができる。これにより、スマートフォンの不正利用や個人情報が漏洩してしまうことがある。特に指紋認証の場合は、日ごろの利便性から左右どちらかの人指し指を登録している可能性が高く、第三者でも容易にロックを解除することができてしまう。
【０００８】
本発明は１つの側面において、第三者が端末装置のロックを解除する可能性を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
人体の一部を用いて認証を行う認証装置は、入力部、記憶部、認証部を備える。入力部は、前記人体の一部から個人を識別する特徴情報の入力を受け付ける。記憶部は、前記認証装置の所有者を認証するために前記所有者を識別するために予め登録する認証用特徴情報と、押し付け圧の差に伴う画像データ内の白色画素の割合条件とを記憶する。認証部は、前記人体の一部が前記入力部に押し付けられたときに、前記特徴情報と前記認証用特徴情報の特徴が一致し、且つ、前記特徴情報の画像データ内の白色画素の割合が前記割合条件を満たす場合に認証が成功したと判定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第三者が端末装置のロックを解除する可能性を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る認証装置の構成の例を説明する図である。
【図２】指紋画像における濃度ヒストグラムの例を説明する図である。
【図３】特徴点の周辺領域を抽出した場合の濃度ヒストグラムの例を説明する図である。
【図４】濃淡の閾値の判定の例を説明するグラフである。
【図５】本実施形態に係る認証装置のハードウェア構成の例を説明する図である。
【図６Ａ】本実施形態に係る認証装置の認証処理の例を説明するフローチャートである。
【図６Ｂ】本実施形態に係る認証装置の認証処理の例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本実施携帯に係る認証装置は、指紋登録時の画像データ（端末所有者を判定するために予め登録する指紋の画像データ）の濃淡と指紋認証時の画像データの濃淡を比較し、指紋の特徴点が一致し、且つ、同等の濃淡であれば認証成功とする。一方、認証装置は、指紋の特徴点が一致しても、指紋登録時の画像データの濃淡と指紋認証時の画像データの濃淡とが同等の濃淡でない場合、認証失敗とする。これにより、本実施形態に係る認証装置は、第三者が端末所有者の指を使って端末装置のロックを解除するなりすまし行為を防止する。
【００１３】
以下、図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る認証装置の構成の例を説明する図である。認証装置１００は、指紋認証処理部１１０、記憶部１２０、入力部１３０を備える。認証装置１００は、例えば、スマートフォンなどの通信端末で実現される。
【００１５】
認証装置１００では、例えば、認証装置１００（スマートフォン）を購入した所有者の指紋データを本人認証用に予め登録する。具体的には、所有者は、自身の指を入力部１３０に押し付ける。すると、記憶部１３０は、入力部１３０に押し付けられた所有者の指の指紋の画像データ（以下、指紋データとも称す）を本人認証用の指紋テンプレートとして記憶する。入力部１３０は、例えば、静電容量式センサーで実現される。以降、指紋認証処理部１１０は、入力部１３０に指が押し付けられる指の画像データと本人認証用の指紋テンプレートとを比較する第１の認証処理を実行可能となる。
【００１６】
更に、本実施形態に係る指紋認証処理部１１０は、入力部１３０に押し付けられる指の圧力を用いて認証するか否かを判定する第２の認証機能を備える。言い換えると、所有者は、圧力：大（強い押し付け）又は圧力：小（弱い押し付け）のどちらか一方を第２の認証の条件として予め設定しておき、入力部１３０に押し付けられた指の圧力が条件に該当する場合は、認証成功とする。入力部１３０に押し付けられた指の圧力が条件に該当しない場合は、第１の認証処理が成功していた場合でも、認証が失敗したと判定する。なお、圧力の大小は、入力部１３０に押し付けられた圧力が大きいほど指紋データの画像データ内の白色の割合が低くなり、圧力が小さいほど指紋データの画像データ内の白色の割合が高くなる。そのため、記憶部１３０は、圧力の大小を示す白色割合の閾値と、圧力大小のどちらを用いて所有者を判定するかの条件とを予め記憶しておく。詳しくは、図２〜図４で後述する。
【００１７】
このように、本実施形態に係る認証装置１００は、入力部１３０に押し付けられた指の指紋データと指紋テンプレートを比較して認証をする第１の認証処理と、予め設定された圧力条件に合致するか否かにより認証をする第２の認証処理を備える。これにより、本実施形態に係る認証装置１００は、端末所有者が電車で居眠りをしてしまい、第三者が端末所有者の指を利用して端末のロックを解除しようとしても、第２の認証により、不正なロック解除がなされる可能性を低減させることができるようになる。
【００１８】
指紋認証処理部１１０は、割り込み監視部１１１、マッチング処理部１１２、指紋画像処理部１１３、なりすまし判定部１１４を備える。以下、入力部１３０に指が押し付けられた場合における指紋認証処理部１１０の処理を説明する。
【００１９】
割り込み監視部１１１は、入力部１３０に指が押し付けられたか否かを判定し、指紋認証を開始するか否かを判定する。入力部１３０に指が押し付けられると、指紋画像処理部１１３は、記憶部１２０から本人認証用の指紋テンプレートを読み出す。指紋画像処理部１１３は、入力部１３０から押し付けられた指の指紋データを取得する。その後、マッチング処理部１１２は、指紋テンプレートと入力部１３０から取得した指紋データを比較して本人認証を行う第１の認証を行う。ここで、第１の認証で問題がある場合、指紋認証処理部１１０は、指紋が本人のものではないと判定し、端末のロックを解除しない。
【００２０】
第１の認証で認証ＯＫの場合、指紋認証処理部１１０は、第２の認証処理を開始する。なりすまし判定部１１４は、入力部１３０から取得した指紋データの画像データから押し付け圧力を示す白色部分の割合を求める。なりすまし判定部１１４は、記憶部１２０から圧力の大小の判定に用いる白色割合の閾値と、圧力大小のどちらを用いて所有者を判定するかの条件とを取得する。なりすまし判定部１１４は、白色割合と取得した閾値とから、入力部１３０に押し付けられた指の圧力の大小を判定する。その後、なりすまし判定部１１４は、圧力大小のどちらを用いて所有者を判定するかの圧力条件と、入力部１３０に押し付けられた指の圧力の大小とを比較し、圧力条件に合致する場合は、認証ＯＫとし、圧力条件に合致しない場合は、認証ＮＧと判定する。
【００２１】
このように、本実施形態に係る認証装置１００は、入力部１３０に押し付けられた指の指紋データと指紋テンプレートを比較して認証をする第１の認証処理と、予め設定された圧力条件に合致するか否かにより認証をする第２の認証処理を備える。これにより、本実施形態に係る認証装置１００は、端末所有者が電車で居眠りをしてしまい、第三者が端末所有者の指を利用して端末のロックを解除しようとしても、第２の認証により、不正なロック解除がなされる可能性を低減させることができるようになる。
【００２２】
図２は、指紋画像における濃度ヒストグラムの例を説明する図である。指紋画像データ２１１は、入力部１３０に押し付けられた指の圧力が小さい（弱い）場合の画像データの例である。指紋画像データ２２１は、入力部１３０に押し付けられた指の圧力が大きい（強い）場合の画像データの例である。ここで、指紋画像データ２１１と指紋画像データ２２１とを比較すると、入力部１３０に押し付けられた指の圧力が大きい指紋画像データ２２１の方が、指紋の画像内の黒色ピクセルが多い。
【００２３】
濃度ヒストグラム２１２は、指紋画像データ２１１の画像の濃度ヒストグラムの例である。濃度ヒストグラム２１２において、縦軸は、ピクセル数を表し、横軸は、濃度値である。濃度値は、白黒の度合いを表します。濃度ヒストグラム２１２において、指紋画像データ２１１では、白色に近い色のピクセルが多いため、濃度値１５０〜２５５の間のピクセル数が多い。
【００２４】
一方、濃度ヒストグラム２２２は、指紋画像データ２２１の画像の濃度ヒストグラムの例である。濃度ヒストグラム２２２において、指紋画像データ２２１では、白色のピクセルが少なく、黒色に近い色のピクセルが多いため、濃度値０〜３０の間で少しのピクセルが見受けられる。
【００２５】
ここで、指紋画像データ２１１と指紋画像データ２２１の指紋データは、画像（四角）全体にあるわけではなく、異なる形状となっている。又、大きい範囲の指紋データを取得した場合、圧力が一定ではなく、正しい圧力を判定できない可能性がある。そのため、本実施形態に係る認証装置１００では、図３に示すように特徴点の周辺領域を抽出して濃度ヒストグラムを適用する。
【００２６】
図３は、特徴点の周辺領域を抽出した場合の濃度ヒストグラムの例を説明する図である。本実施形態に係る認証装置１００では、図３に示すように特徴点の周辺領域を抽出して濃度ヒストグラムを適用する。そのため、図２の指紋画像データ２１１のような指紋データが入力された場合、本実施形態に係る認証装置１００は、図３の指紋画像データ２１１´の範囲を、白色割合を求める処理範囲とする。同様に、図２の指紋画像データ２２１のような指紋データが入力された場合、本実施形態に係る認証装置１００は、図３の指紋画像データ２２１´の範囲を、白色割合を求める処理範囲とする。なお、特徴点とは、指紋模様の中心、指紋の凸部模様の枝分かれした箇所、指紋の凸部模様の行き止まりの箇所、三方向からの集まり箇所などである。
【００２７】
濃度ヒストグラム２１２´は、指紋画像データ２１１´の画像の濃度ヒストグラムの例である。濃度ヒストグラム２１２´では、白色に近い色のピクセルが多いため、濃度値１２８〜２５５の間のピクセル数が多い。
【００２８】
一方、濃度ヒストグラム２２２´は、指紋画像データ２２１´の画像の濃度ヒストグラムの例である。濃度ヒストグラム２２２´において、指紋画像データ２２１´では、白色のピクセルが少なく、黒色に近い色のピクセルが多いため、濃度値０〜１２８の間のピクセルが見受けられる。
【００２９】
図２と図３を比較すると、濃度ヒストグラム２１２´は、濃度ヒストグラム２１２よりもより明確にピクセルを検出できている。同様に、濃度ヒストグラム２２２´は、濃度ヒストグラム２２２よりもより明確にピクセルを検出できている。従って、本実施形態のように、特徴点の周辺領域を、白色割合を求める処理範囲として抽出することで、より明確に画像の濃淡を検出することができる。
【００３０】
図４は、濃淡の閾値の判定の例を説明するグラフである。所有者は、圧力：大（強い押し付け）又は圧力：小（弱い押し付け）のどちらか一方を第２の認証の条件として予め設定しておき、入力部１３０に押し付けられた指の圧力が条件に該当する場合は、認証成功とする。ここで、図４は、圧力：大と圧力：小の閾値を設定する方法を説明する。
【００３１】
本実施形態に係る認証装置１００は、例えば、過去１００回の圧力：大と圧力：小の場合のピクセル数の合計値を記憶している。図４のグラフは、過去１００回の圧力：大と圧力：小の場合のピクセル数の合計値を折れ線グラフで表している。図４のグラフの横軸は、指紋データを取得した回数を示す。縦軸は、指紋データを取得した各回に対応したピクセル数の合計値である。
【００３２】
ここで、本実施形態に係る認証装置１００では、例えば、圧力：大と小の閾値にピクセル数７０００が設定されていると仮定する。圧力：大が認証の圧力条件として設定されており、入力部１３０で押し付けられた指の指紋の画像データの白色のピクセル数が７０００よりも少ない場合、認証装置１００は、認証が成功したと判定する。又、圧力：小が認証の圧力条件として設定されており、入力部１３０で押し付けられた指の指紋の画像データの白色のピクセル数が７０００よりも大きい場合、認証装置１００は、認証が成功したと判定する。なお、認証に用いられる圧力条件は、押し付け圧の差に伴う画像データ内の白色画素の割合条件と言い換えることもできる。
【００３３】
なお、図４の例では、圧力の大小の２パターンを示しているものの、圧力の大中小などの３パターンを保持してもよい。認証に用いる圧力の種類（パターン）が増えるほど、より高いセキュリティレベルを実現することができる。例えば、閾値７０００と閾値４０００の２つの閾値を設定することで、図４のグラフにおいて、圧力:大は０〜４０００のピクセル数、圧力：中は４０００〜７０００のピクセル数、圧力：小は７０００以上のピクセル数となる。ただし、認証に用いる圧力の種類が増えると、認証の成功に用いられるピクセル数（白色の割合）が狭くなり、認証ＮＧとなる可能性が発生する。そのため、本実施形態に係る認証装置１００は、過去の認証結果に基づいて、この閾値を変更する。
【００３４】
例えば、過去１００回の圧力：大の最大ピクセル数が２０００の場合、閾値４０００を３０００に変更することで、圧力：中に対応するピクセル数は３０００〜７０００となり、認証が失敗する可能性を低減することができる。なお、閾値の変更は、新しいデータを取得する毎に、所定の値ずつ変更していけばよい。又、各圧力において、取得したピクセルの最大値と最小値にマージンを備えることで、所定のピクセル数の範囲を各圧力に確保させ、閾値を設定してもよい。
【００３５】
図５は、本実施形態に係る認証装置のハードウェア構成の例を説明する図である。認証装置１００は、プロセッサ１１、Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）１２、Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ（ＥＥＰＲＯＭ）１３、Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ（ＬＣＤ）１４、指紋センサー１５を備える。認証装置１００は、例えば、スマートフォンなどの移動通信端末で実現されることがある。
【００３６】
プロセッサ１１は、Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）を含む任意の処理経路とすることができる。プロセッサ１１は、指紋認証処理部１１０として動作する。ＲＡＭ１２とＥＥＰＲＯＭ１３は、記憶部１２０として動作し、本人認証用の指紋テンプレートと認証に用いる圧力条件などを記憶する。さらに、ＲＡＭ１２とＥＥＰＲＯＭ１３は、プロセッサ１１の動作により得られたデータや、プロセッサ１１の処理に用いられるデータも、適宜、記憶する。ＬＣＤ１４は、例えば、ディスプレイなどである。ＬＣＤ１４は、ユーザの入力操作を受付、且つ、認証装置１００で表示する画像などを表示する。指紋センサー１５は、入力部１３０として動作し、静電容量式のセンサーなどで実現される。
【００３７】
このように、本実施形態に係る認証装置１００は、入力部１３０に押し付けられた指の指紋データと指紋テンプレートを比較して認証をする第１の認証処理と、予め設定された圧力条件に合致するか否かにより認証をする第２の認証処理を備える。これにより、本実施形態に係る認証装置１００は、端末所有者が電車で居眠りをしてしまい、第三者が端末所有者の指を利用して端末のロックを解除しようとしても、第２の認証により、不正なロック解除がなされる可能性を低減させることができるようになる。
【００３８】
図６Ａと図６Ｂは、本実施形態に係る認証装置の認証処理の例を説明するフローチャートである。割り込み監視部１１１は、入力部１３０に指が押し付けられたか否かを判定し、指が押し付けられていると判定した場合、図６Ａと図６Ｂに係る認証処理を開始する。指紋画像処理部１１３は、記憶部１２０から本人認証用の指紋テンプレートを読み出す（ステップＳ１０１）。指紋画像処理部１１３は、入力部１３０から押し付けられた指の指紋データを取得する（ステップＳ１０２）。マッチング処理部１１２は、指紋テンプレートと入力部１３０から取得した指紋データを比較して本人認証を行う第１の認証を行う（ステップＳ１０３）。マッチング処理部１１２は、第１の認証がＯＫか否かを判定する（ステップＳ１０４）。第１の認証がＯＫの場合（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、なりすまし判定部１１４は、入力部１３０から取得した指紋データの画像データの特徴点周辺の任意のサイズからヒストグラム値（白色のピクセル数の割合）を算出する（ステップＳ１０５）。なりすまし判定部１１４は、押し付け圧の差に伴う画像データ内の白色画素の割合条件（又は、圧力条件）とその閾値を記憶部１２０から取得する（ステップＳ１０６）。第１の認証が失敗した場合（ステップＳ１０４でＮＯ）、認証装置１００は、本人認証が失敗したと判定する（ステップＳ１１６）。ステップＳ１１６の処理が終了すると、認証装置１００は、認証処理を終了する。
【００３９】
なりすまし判定部１１４は、算出したヒストグラム値が割合条件（圧力条件）と合致するか否かを判定する（ステップＳ１０７）。算出したヒストグラム値が割合条件（圧力条件）と合致する場合（ステップＳ１０７でＹＥＳ）、なりすまし判定部１１４は、第２の認証をＯＫとし、本人認証もＯＫと判定する（ステップＳ１０８）。なりすまし判定部１１４は、任意の回数認証に成功したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。任意の回数認証に成功している場合（ステップＳ１０９でＹＥＳ）、なりすまし判定部１１４は、閾値を過去データに基づいて変更する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０が終了した場合、又は、任意の回数認証に成功していない場合（ステップＳ１０９でＮＯ）、本実施形態に係る認証装置１００は、認証処理を終了する。
【００４０】
算出したヒストグラム値が割合条件（圧力条件）と合致しない場合（ステップＳ１０７でＮＯ）、なりすまし判定部１１４は、第２の認証を失敗し、本人認証が失敗したと判定する（ステップＳ１１１）。なりすまし判定部１１４は、任意回数連続して認証に失敗したか否かを判定する（ステップＳ１１２）。任意回数連続して認証に失敗している場合（ステップＳ１１２でＹＥＳ）、認証装置１００は、指紋認証と異なる代替認証画面を表示画面などに表示する（ステップＳ１１３）。認証装置１００は、代替認証が成功したか否かを判定する（ステップＳ１１４）。代替認証が成功した場合（ステップＳ１１４でＹＥＳ）、なりすまし判定部１１４は、閾値を過去データに基づいて変更する（ステップＳ１１５）。任意回数連続して認証に失敗していない場合（ステップＳ１１２でＮＯ）、代替認証が失敗した場合（ステップＳ１１４でＮＯ）、ステップＳ１１５が終了した場合、本実施形態に係る認証装置１００は、認証処理を終了する。
【００４１】
このように、本実施形態に係る認証装置１００は、入力部１３０に押し付けられた指の指紋データと指紋テンプレートを比較して認証をする第１の認証処理と、予め設定された圧力条件に合致するか否かにより認証をする第２の認証処理を備える。これにより、本実施形態に係る認証装置１００は、端末所有者が電車で居眠りをしてしまい、第三者が端末所有者の指を利用して端末のロックを解除しようとしても、第２の認証により、不正なロック解除がなされる可能性を低減させることができるようになる。
【符号の説明】
【００４２】
１００  認証装置
１１０  指紋認証処理部
１１１  割り込み監視部
１１２  マッチング処理部
１１３  指紋画像処理部
１１４  なりすまし判定部
１２０  記憶部
１３０  入力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2018124800.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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