(57)【要約】【課題】  視覚復号型秘密分散法を用いながらも、２つの暗号画像が同一の基材上に形成され、元の画像を復元する際には２つの暗号画像を厳密に重ね合わせるような面倒な操作を必要としない暗号記録媒体を提供することを課題とする。【解決手段】  視覚復号型秘密分散法による暗号画像の画素をさらに分割し、かつ同暗号画像の情報セル６１をそれぞれ異なる格子角度を持つ回折格子ａ６７および回折格子ｂ６８で形成する。さらに、余白セル６４にランダムな格子角度または格子ピッチの回折格子を配置する。これにより、同一基材上に形成した前記２つの暗号画像は、復元の際に、前記２種の回折格子に適合した照射角を持つ２種の光源で照射した時にのみ、同時に視認されるため、隠蔽された画像が復号され判読可能となる。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
元となる画像を視覚復号型秘密分散法による暗号画像から生成する第１の暗号パターンと第２の暗号パターンが基材上に重畳して形成され、
前記第１の暗号パターンと前記第２の暗号パターンは、前記暗号画像を構成する各画素を分割した小領域に配列された情報セルおよび余白セルの集合からなり、
前記第１の暗号パターンの画素を構成する第１の情報セルと、前記第２の暗号パターンの画素を構成する第２の情報セルとは互いに重ならないように配列された暗号記録媒体において、
前記第１の情報セルおよび前記第２の情報セルは、それぞれ異なる格子角度を持つ回折格子により形成され、
前記余白セルは、セル毎に格子角度が不定角度となる回折格子により形成されることを特徴とする暗号記録媒体。
【請求項２】
前記余白セルは、隣接するセルと異なる格子角度となる回折格子により形成されることを特徴とする請求項１に記載の暗号記録媒体。
【請求項３】
元となる画像を視覚復号型秘密分散法による暗号画像から生成する第１の暗号パターンと第２の暗号パターンが基材上に重畳して形成され、
前記第１の暗号パターンと前記第２の暗号パターンは、前記暗号画像を構成する各画素を分割した小領域に配列された情報セルおよび余白セルの集合からなり、
前記第１の暗号パターンの画素を構成する第１の情報セルと、前記第２の暗号パターンの画素を構成する第２の情報セルとは互いに重ならないように配列された暗号記録媒体において、
前記第１の情報セルおよび前記第２の情報セルは、それぞれ異なる格子角度を持つ回折格子により形成され、
前記余白セルは、セル毎に格子ピッチが不定となる回折格子により形成されることを特徴とする暗号記録媒体。
【請求項４】
前記余白セルは、隣接するセルと格子ピッチを異にする格子ピッチを有する回折格子により形成されることを特徴とする請求項３に記載の暗号記録媒体。
【請求項５】
前記第１の情報セルを形成する回折格子の格子角度と、前記第２の情報セルを形成する回折格子の格子角度は、互いに直交することを特徴とする請求項１‐４に記載の暗号記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通常の状態では記録された画像が目視認識できない状態に隠蔽され、復元時には隠蔽された形状情報が、特定の条件の光源の下で可視化され、元の形状情報の判読が可能となる暗号記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常状態では隠蔽された状態で記録された情報を、必要となった時点で利用したい、といったニーズは古くからあり、例えば、隠蔽シールや圧着ハガキなどは身近な例である。これらは、ワンタイム用途（使い捨て）であり、一過性の利用には好適であるが、これに対し、非利用時には高度な機密性を保ちながら、利用時には簡便な操作での復元し、かつ、繰り返し利用可能という相反する要求を満たすのは甚だ困難である。
【０００３】
上記のような要求に対する技術の一つとして視覚復号型秘密分散法と呼ばれる視覚復号型暗号技術がある。これは元となる画像情報を、不規則なパターンで構成される複数の画像（シェア画像と呼ぶ）に分散させることによって目視認識できない状態の画像に加工し、それらのシェア画像を重ね合わせることによって元の画像情報が視認可能な状態に復元される技術である。
【０００４】
例えば、特許文献１は、視覚復号型暗号技術の代表例であって、視覚復号型秘密分散法を用いて、隠蔽層等の手段によらずに情報を隠蔽する記録媒体の構成および製作に関する技術を開示している。
【０００５】
なお、視覚復号型秘密分散法やシェア画像の生成手段等については種々の方式のものが提案されているが、特に先駆的論文である非特許文献１に原理や生成法が詳しく述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１１８１２２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】M.Naor and A.Shamir,"Visual Cryptography", Proc. of Eurocrypt'94 May 1994  上記のように、視覚復号型秘密分散法は、目視による手操作により復元が可能となる簡便さが利点であるが、一方で、複数のシェア画像を重ねて元の画像を復元することから、シェア画像の数の媒体を必要し、しかも元の画像を復元するには、これら複数の媒体を精密に重ね合わせる操作が必要となる。
【０００８】
図１は、視覚復号型秘密分散法を用いて暗号化および復元する過程を表わす図であるが、例えば、図１のように２つのシェア画像から復元画像１３の「Ｔ」を得ようとする場合、必要となる媒体の数は２となり複数の媒体を使用することになる。しかも図２に示すように、重ね合わせて目視することから、両媒体の重なり合う面は密着するよう平滑にする必要があり、かつ、少なくとも一方の媒体は透明媒体ａ２１のように透明なシート状であることが必須となる。また、２つのシェア画像を重ねるにあたっては、重なりの僅かのずれで白の部分が現われ背景との濃淡差が小さくなるため、復元すべき画像と背景の判別が難しくなるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、視覚復号型秘密分散法を用いながらも、２つのシェア画像を同一の媒体上に形成でき、元の画像を復元する際には２つのシェア画像を厳密に重ね合わせるような面倒な操作を必要としない暗号記録媒体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明は、
元となる画像を視覚復号型秘密分散法による暗号画像から生成する第１の暗号パターンと第２の暗号パターンが基材上に重畳して形成され、前記第１の暗号パターンと前記第２の暗号パターンは、前記暗号画像を構成する各画素を分割した小領域に配列された情報セルおよび余白セルの集合からなり、前記第１の暗号パターンの画素を構成する第１の情報セルと、前記第２の暗号パターンの画素を構成する第２の情報セルとは互いに重ならないように配列された暗号記録媒体において、
前記第１の情報セルおよび前記第２の情報セルは、それぞれ異なる格子角度を持つ回折格子により形成され、前記余白セルは、セル毎に格子角度が不定角度となる回折格子により形成されることを特徴とする。
【００１１】
さらに、前記余白セルは、隣接するセルと異なる格子角度となる回折格子により形成されてもよい。
【００１２】
また、本発明は、元となる画像を視覚復号型秘密分散法による暗号画像から生成する第１の暗号パターンと第２の暗号パターンが基材上に重畳して形成され、前記第１の暗号パターンと前記第２の暗号パターンは、前記暗号画像を構成する各画素を分割した小領域に配列された情報セルおよび余白セルの集合からなり、前記第１の暗号パターンの画素を構成する第１の情報セルと、前記第２の暗号パターンの画素を構成する第２の情報セルとは互いに重ならないように配列された暗号記録媒体において、
前記第１の情報セルおよび前記第２の情報セルは、それぞれ異なる格子角度を持つ回折格子により形成され、前記余白セルは、セル毎に格子ピッチが不定となる回折格子により形成されることを特徴とする。
【００１３】
なお、前記余白セルは、隣接するセルと格子ピッチを異にする格子ピッチを有する回折格子により形成されてもよい。
【００１４】
また、前記第１の情報セルを形成する回折格子の格子角度と、前記第２の情報セルを形成する回折格子の格子角度は、互いに直交することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による暗号記録媒体によれば、２つのシェア画像を同一の媒体上に形成できるため媒体のコスト低減が図れるとともに、シェア画像同士を重ね合わるような操作の必要もなくなる。また、透明媒体を必要とせず、さらに平滑なシート状である必要もないことから、媒体の素材や形状の制約がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】視覚復号型秘密分散法の概念図
【図２】視覚復号型秘密分散法の復元の様子を示す図
【図３】暗号パターンの生成過程を示す図
【図４】復元画像を示す図
【図５】新暗号パターンの生成過程を示す図
【図６】観察状態を示す図
【図７】余白セルの回折格子を示す図
【図８】新暗号パターンによる復元画像の詳細を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図３〜８を用いて、本発明の暗号記録媒体の詳細を説明する。
【００１８】
図３は、本発明の暗号記録媒体に用いる暗号パターンの生成過程を、従来の視覚復号型秘密分散法による暗号パターンの生成過程と比較しながら示した模式図である。図３（Ａ）は従来の視覚復号型秘密分散法による暗号パターンの生成過程について、また図３（Ｂ）は本発明による暗号パターンの生成過程について、それぞれのパターンを形成する画素に着目して説明したものである。なお、以下の説明では従来の視覚復号型秘密分散法による暗号パターンと本発明による暗号パターンを区別するために、前者をシェアパターン、後者を新暗号パターンと呼ぶこととする。
【００１９】
まず、従来の視覚復号型秘密分散法によるシェアパターンについて説明する。
【００２０】
従来の視覚復号型秘密分散法によるシェアパターンは、図３（Ａ）に示すように、元の画像を構成する画素（元画像の画素３０）を整数比（図例では２×２）の分割領域３５に分割し、各分割領域３５に白または黒を割り当てることにより生成される。
【００２１】
このように生成されたシェアパターンがシェア画像Ａおよびシェア画像Ｂを構成する画素である。すなわち、シェアパターンａ３２ａおよびシェアパターンａ３３ａのパターンがシェア画像Ａの画素となり、シェアパターンｂ３２ｂおよびシェアパターンｂ３３ｂのパターンがシェア画像Ｂの画素となる。そしてシェア画像Ａとシェア画像Ｂとを重ね合わせ元の画像を復元する際は、シェアパターンａ３２ａとシェアパターンｂ３２ｂのような２つのパターンの重ね合わせが復元画素３２のような「白」を表わす画素となり、シェアパターンａ３３ａとシェアパターンｂ３３ｂの２つのパターンの重ね合わせが復元画素３３のような「黒」を表わす画素となる。
【００２２】
続いて、本発明の暗号記録媒体における新暗号パターンについて説明する。
【００２３】
本発明の新暗号パターンの生成にあたっては、図３（Ｂ）に示すように、まず、図３（Ａ）に示した２×２の分割領域３５をさらに整数比で分割する新分割パターン４１（図例では６×６）を規定する。このように分割された小領域（これをセルと呼ぶ）に白または黒を割り当てることによりそれぞれ新暗号パターンａ（ａ系列のパターン）および新暗号パターンｂ（ｂ系列のパターン）を生成する。
【００２４】
なお、これら２種の新暗号パターンを生成する過程は、後に図５を用いて詳述する。
【００２５】
また、図３（Ｂ）では、理解のために、ａ系列およびｂ系列のパターンの黒を割り当てたセルにそれぞれ異なるハッチングを施し、により新暗号パターンａと新暗号パターンｂを区別して描いている。
【００２６】
このように生成された２種の新暗号パターンの組み合せにより、新復元パターン４２または新復元パターン４３のような２種のパターンが形成される。例えば、新暗号パターンａ４２ａと新暗号パターンｂ４２ｂのような２つのパターンが同時に観察されると新暗号パターン４２のように「集中した」セルの分布からなる画素（「粗」の画素と呼ぶ）となり、同様に、新暗号パターンａ４３ａと新暗号パターンｂ４３ｂの２つのパターンが同時に観察されると新暗号パターン４３のような「分散した」セルの分布からなる画素（「密」の画素と呼ぶ）となる。
【００２７】
図４は、このように生成された新暗号パターンによる復元画像を、従来の視覚復号型秘密分散法による復元画像と比較しながら示した図であり、図４（Ａ）は従来の視覚復号型秘密分散法による復元画像を、また、図４（Ｂ）は本発明の暗号パターンによる復元画像を表わす。
【００２８】
図４（Ａ）および（Ｂ）は、何れも、２つのシェア画像の合成により「ｓｅｃｒｅｔ」の文字部が背景部から区別し識別できる様子を表わす。
【００２９】
従来の視覚復号型秘密分散法による復元画像を表わす図４（Ａ）は、２つのシェア画像を重ね合わせた際に現れる画像を観察し、「白」を表わす不規則パターンと「黒」を表わす塗りつぶしパターンの濃度差により文字部３６と背景部３７を区別する。
【００３０】
これに対し、本発明の暗号パターンによる復元画像では、図４（Ｂ）に示すように、文字部４６と背景部４７の画素パターンの粗密の差によって判別する。すなわち、図３（Ｂ）の新復元パターン４２が集まった状態は「粗」の画素の分布として視認され、また、新復元パターン４３の集まりは「密」の画素の分布として視認される。
＜新暗号パターンの生成＞
図５は、元となる画素の分割により本発明に用いる新暗号パターンのセルを生成する様子を表わす。
【００３１】
図５（イ）は、本発明における暗号パターンの生成に用いるテンプレートを説明する図であり、図５（ロ）は、同テンプレートにより新暗号パターンを生成する過程を示す図である。
【００３２】
図５（イ）のテンプレート５０は、新分割パターン４１に千鳥格子状に「１」または「２」を割り振ったものであり、この「１」「２」のテンプレートを作用させることにより、元画像の画素４０を、セルの重複なく２つの新暗号パターンに分割することができる。
【００３３】
前記新暗号パターンのセルを生成する手順を以下に詳説する。
【００３４】
図５（ロ）に示すように、例えば、従来の視覚復号型秘密分散法によるシェアパターン３２ａに、テンプレート５０の「１」（すなわちテンプレート５１「１」）を作用させ、シェアパターンａ３２ａのうち「１」に対応するセルを有功とするように操作すると、新暗号パターンａ４２ａのようなセルのパターンが得られる。同様に、シェアパターンｂ３２ｂにテンプレート５２「２」を作用させることにより新暗号パターンｂ４２ｂが得られ、また、シェアパターンｂ３３ｂにテンプレート５２「２」を作用させることにより新暗号パターンｂ４３ｂが得られる。
【００３５】
このように、従来の視覚復号型秘密分散法のおけるシェア画像Ａおよびシェア画像Ｂの各画素にテンプレート５０の「１」および「２」を作用させることにより、本発明の第１および第２の暗号パターンにあたる２種の暗号パターンを生成することができる。
【００３６】
復元画像を構成する画素となる新復元パターン４２および新復元パターン４３は、新暗号パターンａと新暗号パターンｂとの重畳（ａ系列とｂ系列の組み合わせ）により現われる。
【００３７】
すなわち、図５（ロ）に示すように、新暗号パターンａ４２ａと新暗号パターンｂ４２ｂとの重畳で新復元パターン４２が現われ、同様に、新暗号パターンａ４２ａと新暗号パターンｂ４３ｂとの重畳で新復元パターン４３が現われる。
【００３８】
このように、新復元パターン４２と新復元パターン４３が、それぞれ図４（Ｂ）における文字部４６と背景部４７を形成することになり、「粗」のパターンと「密」のパターンの視覚効果の違いにより復元情報が判読可能となる。
【００３９】
なお、図５（ロ）では、理解のために２種のハッチングにより新暗号パターンａ（ａ系列のパターン）と新暗号パターンｂ（ｂ系列のパターン）を区別している。
【００４０】
なお、本発明の暗号記録媒体では、上記ａ系列のパターンとｂ系列のパターンを、それぞれ格子角度の異なる反射型の回折格子で構成している。すなわち、図６に示すように、図３（Ｂ）におけるａ系列のパターンに回折格子ａ６７を配置し、ｂ系列のパターンに回折格子ｂ６８を配置している。これにより、特定の照射角度を持つ光源を同時に照射するときのみ復元画像が出現し、通常の観察条件では復元画像が不可視（判読不可能）の状態とすることができる。また、単一の基材上に２つのシェア画像（暗号パターン）を重畳して形成することが可能となる。
【００４１】
さらに図６に示す余白セル６４には、特定の角度やピッチを持たずに多様な格子角度や格子ピッチを持つ回折格子をランダムに配置する構成としている。
＜本発明の暗号記録媒体の観察状態＞
図６は、観察状態を示した図であり、図６（イ）は通常の観察条件である画像情報が隠蔽された状態を表わし、図６（ロ）は所定の光源の照射により暗号画像が復号され復元情報が現われた状態を表わす。
【００４２】
なお、図に示す情報セル６１とは、図３（Ｂ）の説明において黒を割り当てたセルであり、情報セル６１には、それぞれ異なる格子角度を持つ回折格子ａ６２または回折格子ｂ６３が配置されている。また、図６による説明では、余白セル６４に配置する回折格子は格子角度が多様な角度となる場合を例とする。
【００４３】
本発明の暗号記録媒体１の見え方を図６（イ）および図６（ロ）で説明すると、図６（イ）の通常の観察状態では、回折格子ａ６７と回折格子ａ６８は、６１観察像αおよび６２観察像βのように、個々に不規則に光を反射し、さらに余白セルに配した回折格子も不規則に光を反射するため、暗号記録媒体１上には特定の画像は現れない。
【００４４】
これに対し、図６（ロ）のように回折格子ａ６７および回折格子ｂ６８に対して、それぞれ所定の照射角度を持った２つの光源の下では、回折格子ａ６７と回折格子ａ６８とが同時に強い光強度で視認されるため、観察像Σ６０のように「粗」と「密」のパターンが現われ、文字部４６と背景部４７の判別が可能となる。すなわち「ＡＢＣ」の文字列が判読できるようになる。特に、図６（ロ）の背景部では、回折格子ａ６７と回折格子ａ６８とが離散的に分布しており、これに余白セル６４の不規則な反射が加わることにより、文字部と背景部の違いが一層際立つこととなる。
【００４５】
なお、回折格子は入射光に対する回折と干渉の作用により入射光の角度と視線角度に角度依存性がある。すなわち光源位置と視点位置により視覚上の光強度に強弱が生じる。上記所定の光源とは、セルからの光強度が最も強く視認される照射角度を持った光源を意味する。
【００４６】
例えば、図６（ロ）において、光源ａ６５と光源ａ６６に白色光源を用い、光源ａ６５と回折格子ａ６７のなす角度、および光源ｂ６６と回折格子ｂ６８のなす角度をそれぞれ直交関係となるよう配置すると、新暗号パターンａと新暗号パターンｂが同時に強い光強度で視認され、文字部４６と背景部４７が明瞭に判別できる。
【００４７】
また、回折格子ａ６７の回折格子の格子角度を角度ａ、回折格子ｂ６８の回折格子の格子角度を角度ｂとすると、角度ａと角度ｂの差が大きいほど復元画像が鮮明になるため、角度ａと角度ｂは直交関係にあることが望ましい。
【００４８】
なお、余白セル６４に配置する回折格子が多様な格子ピッチを持つものであっても、前記所定の照射角度を持った２つの光源の下で、余白セル６４には不規則な反射が生じるため、上記図６で説明した作用と同様の作用が得られる。
＜情報セルと余白セルの回折格子＞
図７は、情報セルと余白セルに配置した回折格子の態様を表わす図であり、回折格子パターン７０は、情報セル６１と余白セル６４に配置した回折格子の態様を表わす。拡大像Ａ７１および拡大像Ｂ７２は回折格子パターン７０の部分拡大像である。拡大像Ａ７１は余白セル６４に不定の角度を有する回折格子を配置した例であり、拡大像Ｂ７２は余白セルに不定の格子ピッチを有する回折格子を配置した態様を表わす。
【００４９】
図７に示すように、回折格子ａ６７が特定の格子角度ａを持つのに対し、拡大像Ａ７１の余白セル６４の格子角度は多様な角度となっており、また、拡大像Ｂ７２の格子ピッチは多様なピッチ（格子間隔）となっている。
【００５０】
さらに、余白セル６４の回折格子の格子角度が隣接するセルと異なる格子角度となるよう配置すると、情報セルと余白セルとで、等しい格子角度のセルが連続するようなことがなくなり、さらに余白セル同士でも等しい格子角度のセルが連続することがなくなるため、文字部４６と背景部４７の区別がより鮮明になる。また、余白セル６４の回折格子の格子ピッチが隣接するセルと異なる格子ピッチとなるようにしても、異なる格子角度の場合と同様の効果が得られる。
【００５１】
図８は、本発明の暗号記録媒体の暗号パターンによる復元画像の詳細を表わす図である。
【００５２】
復元画像８０は、第１の暗号パターン８１と第２の暗号パターン８２とが、ともに視認された状態にあることを示しており、この結果、文字部４６と背景部４７が識別でき、「ｓ」の文字が判読できる。これに対し、第１の暗号パターン８１、第２の暗号パターン８２の何れかが単独で見える状態では、それぞれの不規則パターンが現われるのみで文字部４６と背景部４７の判別はできない。
【００５３】
境界拡大像７６は、文字部４６と背景部４７の境界部の様子を拡大して示したものであり、これにより、背景部と文字部とでは、セルの分布に「粗」「密」の違いがあることがわかる。
【００５４】
なお、図８では、第１の暗号パターン８１および第２の暗号パターン８２は、説明のため分離して表現されているが、実際は、同一基材上に重畳して形成されている。
【００５５】
また、拡大像８５は、暗号パターンのセルの態様を拡大して示したものである。
【００５６】
上記のように、同一基材上に形成した第１の暗号パターン８１と第２の暗号パターン８２から復元画像８０を得るために、本発明の暗号記録媒体では両パターンをそれぞれ異なる格子角度を持ったセルにより形成する。
【００５７】
以上説明したように、本発明の暗号記録媒体によれば、２つの暗号パターンを同一の基材上に形成できるため、復元画像を得る際に、従来のように秘密画像同士の重ね合わせの操作を必要としない。また、透明媒体を必要とせず、しかも1つの媒体となるため媒体のコスト低減が図れるとともに、密着させる必要がないため表面が平滑でなくてもよい。シート状である必要もないことから、基材の素材や大きさの制約がなくなる。
【００５８】
本発明の暗号記録媒体を作成するには、反射型の回折格子により第１の暗号パターンおよび第２の暗号パターンを基材の上に形成すればよい。このような回折格子を形成するには、よく知られた方法としては、例えば、樹脂基材の表面に透明紫外線硬化性樹脂組成物を３μｍ程度塗布し、回折格子の複製用型の型面を接触させたまま紫外線を照射して、透明紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させることにより回折格子を型取りし、その後、回折格子が形成された面にアルミ等の金属を真空蒸着して厚みが１００ｎｍ程度の反射性層とする、などがある。
【００５９】
また、基材としては紙、樹脂など種々のものが利用できるが、例えばカード用途であれば、ポリ塩化ビニール樹脂、非結晶性ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ−Ｇ）樹脂、ポリカーボネ−ト樹脂、ポリ乳酸樹脂などがある。また、基材は、透明であっても、不透明であってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１  暗号記録媒体
１０  元画像
１１  シェア画像ａ
１２  シェア画像ｂ
１３  復元画像
２１  透明媒体ａ
２２  媒体ｂ
３０  元画像の画素
３１  分割パターン
３２  シェアパターン
３３  シェアパターン
４０  元画像の画素
４１  新分割パターン
４２  新復元パターン
４３  新復元パターン
４５  セル
４６  文字部
４７  背景部
５０  テンプレート
６１  情報セル
６７  回折格子ａ
６８  回折格子ｂ
８０  復元画像
８１  第１の暗号パターン
８２  第２の暗号パターン
【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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