(57)【要約】方法は、入力イメージのアクティビティマップを計算することを含む。アクティビティマップは入力イメージにおける可変の空間的アクティビティの量を示す。方法は更に、アクティビティマップに基づいて出力イメージを生成し、出力イメージを印刷するようにプリントヘッドを制御することを含む。出力イメージは複数の色ピクセルを含み、そのような色ピクセルのそれぞれが色空間のシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黄色（Ｙ）及び黒色（Ｋ）の少なくとも１つにより表される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力イメージのアクティビティマップを計算し、前記アクティビティマップが前記入力イメージの空間的アクティビティの量を示し、
前記アクティビティマップに基づいて出力イメージを生成し、前記出力イメージが複数の色ピクセルを含み、各色ピクセルが色空間のシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黄色（Ｙ）及び黒色（Ｋ）の少なくとも１つにより表され、
前記出力イメージを印刷するようにプリントヘッドを制御することを含む、方法。
【請求項２】
前記アクティビティマップを計算することが、ピクセル単位で重みの付いたエントロピー値を計算することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アクティビティマップを計算することが、前記入力イメージに基づいて、重みの付いたエントロピーフィルタを適用することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記アクティビティマップを計算することが、エントロピーフィルタの出力および皮膚確率値をマッピングすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記出力イメージを生成することが、前記入力イメージの黒色値および前記出力イメージを生成するための前記アクティビティマップの双方に基づいて、目標黒色値を求めることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
機械可読命令を含むコンピュータ可読記憶デバイスであって、前記機械可読命令は、中央処理装置（ＣＰＵ）により実行された場合に、前記ＣＰＵに以下のこと、即ち
入力イメージに関してエントロピーに基づいてアクティビティマップを計算し、前記アクティビティマップがピクセル単位で前記入力イメージの空間的アクティビティの量を示し、
前記アクティビティマップに基づいて出力イメージを生成し、前記出力イメージが複数の色ピクセルを含み、各色ピクセルが色空間のシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黄色（Ｙ）及び黒色（Ｋ）の少なくとも１つにより表され、
前記出力イメージを印刷するようにプリントヘッドを制御すること
を行わせる、コンピュータ可読記憶デバイス。
【請求項７】
前記機械可読命令が、前記ＣＰＵに、重みの付いたエントロピー値を計算することにより前記アクティビティマップを計算させる、請求項６に記載のコンピュータ可読記憶デバイス。
【請求項８】
前記機械可読命令が、前記ＣＰＵに、前記入力イメージの複数のピクセルについて皮膚確率値を計算することにより前記アクティビティマップを計算させる、請求項６に記載のコンピュータ可読記憶デバイス。
【請求項９】
前記機械可読命令が、前記ＣＰＵに、エントロピーフィルタ及び皮膚確率値をマッピングすることにより前記アクティビティマップを計算させる、請求項６に記載のコンピュータ可読記憶デバイス。
【請求項１０】
前記機械可読命令が、前記ＣＰＵに、前記入力イメージのＫ値および前記出力イメージを生成するための前記アクティビティマップの双方に基づいて、目標Ｋ値を求めることにより色値を求めさせる、請求項６に記載のコンピュータ可読記憶デバイス。
【請求項１１】
印刷システムであって、
プリンタインクを含むプリントヘッドと、
出力イメージを生成するために入力イメージのアクティビティマップを求め、且つ印刷媒体上に前記出力イメージを印刷するために前記プリントヘッドを制御するために前記プリントヘッドに結合された中央処理装置（ＣＰＵ）であって、前記出力イメージが複数の色ピクセルを含み、各色ピクセルが色空間のシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黄色（Ｙ）及び黒色（Ｋ）の少なくとも１つにより表される、ＣＰＵとを含み、
前記アクティビティマップが、ピクセル単位で前記入力イメージの空間的アクティビティの量を示す、印刷システム。
【請求項１２】
前記ＣＰＵが、重みの付いたエントロピー値を計算することにより前記アクティビティマップを計算する、請求項１１に記載の印刷システム。
【請求項１３】
前記ＣＰＵが、前記入力イメージの複数のピクセルについて皮膚確率値を計算することにより前記アクティビティマップを計算する、請求項１１に記載の印刷システム。
【請求項１４】
前記ＣＰＵが、前記アクティビティマップに基づいて、及び制約を最小限にすることに基づいて前記出力イメージの色値を求める、請求項１１に記載の印刷システム。
【請求項１５】
前記出力イメージの前記色値が、カラープロファイルに従って前記入力イメージのＣＭＹＫ値と同じ色を表す、請求項１１に記載の印刷システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
印刷イメージは、高度に普及している技術である。デジタル印刷機およびインクジェットプリンタは、ハーフトーンのパターンに構成されたインクのドットを付着することにより印刷媒体上にイメージ（画像）を生成する。インクのコストは相当量である。
【０００２】
さて、様々な例の詳細な説明に関して、添付図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】様々な例による、印刷システムを示す図である。
【図２】様々な例による、方法を示す図である。
【図３】様々な例による、入力イメージのアクティビティマップを生成する方法を示す図である。
【図４】様々な例による、アクティビティマップを生成するための中間状態のアクションに関する様々な例示的なイメージを示す図である。
【図５】様々な例による、アクティビティマップを生成するための中間状態のアクションに関する様々な例示的なイメージを示す図である。
【図６】様々な例による、アクティビティマップを生成するための中間状態のアクションに関する様々な例示的なイメージを示す図である。
【図７】様々な例による、アクティビティマップを生成するための中間状態のアクションに関する様々な例示的なイメージを示す図である。
【図８】様々な例による、アクティビティマップを生成するための中間状態のアクションに関する様々な例示的なイメージを示す図である。
【図９】様々な例による、アクティビティマップに基づいて新しい色値を生成する方法を示す図である。
【０００４】
詳細な説明
様々な実施形態による、印刷システムは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黄色（Ｙ）及び黒色（Ｋ）のような異なる色のインクを使用する。文字「Ｋ」は、黒色を、文字「Ｂ」により表される場合が多い青色と区別するために黒色に使用される。ＣＭＹＫベースの印刷システムを利用する例が本明細書で説明されるが、開示された技術は他の色空間にも適用される。
【０００５】
色Ｃ、Ｍ、及びＹ（「ＣＭＹ」とも呼ばれる）のインクは、所望の色合いを再現するが、黒色インクは、二つの目的、即ち画質の向上、及びインクの節約の役割を果たす。滴量で付着される場合、ＣＭＹインクの組み合わせは、忠実にモノクロ階調を及び黒色も再現することができる。しかしながら、ＣＭＹインクのみ（即ち、黒色無し）で印刷されたイメージは、２つの問題、即ちインクの過度の使用、及びダイナミックレンジの低下を欠点として持つ。インクの過度の使用に関する問題は、多くのＣＭＹ色の組み合わせが特定量のグレー成分を含むという事実に起因する。このＣＭＹ成分が無彩色のインク（黒色またはグレー色）と置き換えられる場合、イメージにおけるインクの総量は、色の任意の変化なしに低減される。即ち、所与の所望の色は、４色のＣＭＹＫインクからなる複数の異なる組み合わせにより生成され得る。より多くの黒色インクが使用されて、必要なＣＭＹインクがより少なくなり、正味の全体的なインク使用量の節約という結果になる。従って、より多くの黒色インクを追加することは、有利にインクを節約し、より黒に近い黒およびより豊かな細部を達成することに役立つことができ、従ってイメージのダイナミックレンジを向上させる。本明細書で説明される技術により、印刷イメージの結果としての色が、使用されているインク量が少ないにも関わらず、人間の脳に同じように知覚されることが可能になる。
【０００６】
しかしながら、幾つかのイメージの特定の領域は、所望の色を生成するために使用される黒色の量が増加する場合、視覚的アーチファクト（例えば、画像粒子の粗さ（graininess）、それは印刷イメージにおける「ノイズ」の主観的な知覚であり、高頻度の非周期的な変動を一般に含む）を有するように見えるかもしれない。例えば、幾つかの肌の色合い又は青空は、黒インクの使用量の増加と共に、画像粒子がより粗く見えるかもしれない。基本的な色は、黒色の増大した使用量と同じであるが、結果としてのイメージは不都合に、画像粒子がより粗く見えるであろう。
【０００７】
幾つかのイメージ又はイメージの一部は、かなりの量のテクスチャ（質感）（例えば、木、草など）を有し、人間は一般に、より多くの黒インクが使用される場合にそのようなイメージの画像粒子の粗さの増加を知覚しない。更に、より多くの黒インクを使用することは、全体的なインク使用量を節約するが、幾つかのイメージ又は所与のイメージの幾つかの部分の画質がより貧弱であるという結果になる可能性がある。
【０００８】
本明細書で説明される様々な例に従って、所与のイメージを印刷するために使用される黒インクの量は、イメージの様々な部分にわたって変化する。入力イメージは、画像粒子の粗さが知覚されないより高い空間的アクティビティを有するイメージの部分においてより多くの黒色インクを使用し、且つ画像粒子の粗さがよりいっそうの知覚的な問題となる他の部分にはより少ない黒色インクを使用するという方法で処理される。開示された技術は、入力イメージの「アクティビティマップ」の計算、及び次いで当該アクティビティマップに基づいたイメージのＣＭＹＫ値の再計算を含む。アクティビティマップは、ピクセル単位でのようにイメージにわたって入力イメージの空間的アクティビティの量を示す。空間的アクティビティは、高度のテクスチャを有するイメージの領域に高とし、低度のテクスチャを有するイメージの領域に低とすることができる。
【０００９】
図１は、様々な実施形態による、印刷システム１０を示す。印刷システムは、ソフトウェア１８を収容する記憶デバイス１６及びプリントヘッド１４に直接的または間接的に結合された中央処理装置（ＣＰＵ）１０を含む。プリントヘッドは、１つ又は複数の独立したリザーバのシアン、マゼンタ、黄色および黒色のような複数の色のインクを含むことができる。ＣＰＵ１０により、プリントヘッド１４は、利用可能な色の何れかのインク滴を一度に１つ印刷媒体上に吐出することができる。従って、ＣＰＵ１０は、イメージを印刷するようにプリントヘッド１４の動作を制御する。例えば、イメージは、ＣＭＹＫ色空間の複数の色値からなる。記憶デバイスは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、フラッシュ記憶装置などのような持続性記憶装置からなる。ＣＰＵ１０は、機械実行可能な命令を含むソフトウェア１８を実行する。ソフトウェア１８は、複数の関数を実行することができ、当該関数の少なくとも１つは、十分な画質を維持しながらインクを節約するように入力イメージ３０を処理するための、本明細書で説明される機能である。幾つかの例において、ソフトウェア１８はプリンタドライバからなる。即ち、本明細書で説明される当該機能は、プリンタドライバへ一体化され得る。
【００１０】
幾つかの実施形態において、印刷システム１０はデジタル印刷機からなるが、他の実施形態において、印刷システムは、ＣＰＵ１０、記憶デバイス１６、及びプリントヘッド１４を含むプリンタに結合されたソフトウェア１８を含むコンピュータからなる。デジタル印刷機の場合、印刷システム１０は、印刷するために全てのイメージ及びドキュメントをリップ（ＲＩＰ）する。イメージをリップすることは、イメージを平らにし、イメージが複数の層を含む場合には、各ピクセルの色を入力色空間からデバイス座標（ＣＭＹＫ）に変換する。その後、デジタル印刷機は、印刷されるべき各用紙を準備し、各インク（スクリーン）に使用するためのハーフトーンパターンを決定する。
【００１１】
図２は、様々な実施形態による、画質を維持しながらインクを節約するために入力イメージを処理するための方法を示す。方法は、ソフトウェア１８を実行するＣＰＵ１０により実施され得る。
【００１２】
５０において、方法は、入力イメージ３０のアクティビティマップを計算することを含む。アクティビティマップは、ピクセル単位で入力イメージの空間的アクティビティの量を示す。アクティビティマップを計算するための様々な技術が可能である。そのような技術の１つは、図３に関連して後述され、エントロピーに基づいている。
【００１３】
依然として図２を参照すると、５２において、入力イメージ３０のピクセルについて、新しいＣＭＹＫ値が、アクティビティマップに基づいてＣＰＵ１０により求められ、それにより印刷されるべき出力イメージを生成する。アクティビティマップに基づいて、イメージの幾つかの領域は、画像粒子の粗さの顕著な増加なしに黒色インクの使用量を増大して印刷され得るが、イメージの他の領域は、より多くの黒色インクが使用された場合に画像粒子が許容できない粗さにになるという理由で、黒色インクをあまり又は全く使用することができない。５４において、ＣＰＵ１０は、印刷されるべき出力イメージを生じさせるようにプリントヘッド１４を制御する。
【００１４】
上述したように、入力イメージのアクティビティマップを求めることは、様々な技術に従って行われ得る。例えば、図３は、エントロピーに基づいた方法を提供する。図３の方法は、ソフトウェア１８を実行するＣＰＵ１０により実施され得る。図４は、例示的な入力イメージを示す（図４にはカラーで示されない）。
【００１５】
図３の６０において、方法は、入力イメージ３０を、例えば２４０ドット／インチ（ＤＰＩ）へスケーリングすることを含む。全ての入力イメージを同じ解像度へスケーリングすることにより、全ての処理されるイメージの細部のサイズは同じである。幾つかの例において、目標の解像度は２４０ＤＰＩであるが、他の例では２４０ＤＰＩと異なることができる。
【００１６】
６２において、方法は、イメージにわたって重みの付いたエントロピーフィルタを適用して、重みの付いたエントロピーフィルタ出力を生成することを含む。イメージのエントロピーは、イメージに関連した不確実性の尺度である。エントロピーの値は、イメージが「ホワイトノイズ」に近づくほど高くなる。局所化されたエントロピーフィルタは、階調レベルのイメージで計算される。各ピクセルｐについて、階調レベルのヒストグラムＨは、ピクセルの周りの９×９（又は他のサイズ）の近傍Ｎｐに対して２５６ビンから計算される。次いで、関数ｗが、１−Ｇ（mean（Ｎｐ），８）として定義され、ここで、Ｇは、８階調レベルの分散でＮｐの平均値を中心とするガウス分布である。分散の階調レベルの数は、８以外にすることができる。次いで、重みの付いたエントロピー（ｗｅ）が以下のように計算される。
【００１７】
【数１】
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【００１８】
重みの付いたエントロピーと共に、ピクセルの近傍の周りの小さい変動は、エントロピーのレベルを増加させない。図５は、図４の入力イメージに対する重みの付いたエントロピー計算の例を示す。
【００１９】
人間は、顔および身体部分のアーチファクトに敏感である。従って、様々な実施形態に従って、皮膚の可能性（確率）を示す値が、６４で計算される。皮膚の確率値は、所与のピクセルがイメージにおいて皮膚の一部である可能性を示す。適切な皮膚の確率関数は以下の通りである。
【００２０】
【数２】
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【００２１】
ここで、ｃ及びｈはそれぞれ、ピクセルの彩度および色調の座標であり、様々な例において、μｃ＝２２、μｈ＝５３、σｃ＝２５、及びσｈ＝２５である。従って、皮膚の確率値は、ピクセルが人間の皮膚の一部であるか否かを表す値を生成するためにピクセルの彩度および色調の座標を使用する。人間の皮膚の一部であるピクセルは、高い皮膚確率値を有し、人間の皮膚の一部でないピクセルは、低い皮膚確率値を有する。図６は、図４の入力イメージに対して皮膚確率関数を適用した結果を示す。
【００２２】
アクティビティマップを計算するための図３の方法は更に、６２で計算された重みの付いたエントロピーフィルタの出力および６４からの皮膚確率値をマッピングして、予備のアクティビティマップを生成する（６６）ことを含む。６８において、方法は更に、予備のアクティビティマップのエッジを元の入力イメージのエッジに付着させるためにジョイントバイラテラルアップサンプリング（joint bilateral upsampling）を実行することを含む。この計算は、例えば、元のイメージのエッジを用いてアクティビティマップをぼやかすことにより、実行され得る。予備のアクティビティマップの様々な特徴要素のエッジは、重みの付いたエントロピーフィルタのパッチベースの特性に起因したぼやけたエッジを有することができる。アップサンプリングは有利に、エッジを鋭くし、結果としてのアクティビティマップも元の入力イメージの解像度にあるようにする。図７は、アップサンプリングが行われる前のアクティビティマップの結果を示し、図８は、アップサンプリング後の結果（即ち、入力イメージのＣＭＹＫ値を再計算するために使用されるべき最終のアクティビティマップ）を示す。
【００２３】
アクティビティマップを計算するための別の技術は、画像圧縮（例えば、ＪＰＥＧ圧縮）の離散コサイン変換（ＤＣＴ）の係数の使用に基づく。例えば、ＤＣＴ係数は、ピクセルブロック（例えば、４×４ブロック）を部分的に重ねるために計算される。次いで、ＤＣＴ係数は、ＪＰＥＧ量子化テーブルを用いて計算される人間視覚システム（Human Visual System：ＨＶＳ）の重み行列を乗じ、重みは、量子化ステップサイズに比例する。次いで、結果としてのアクティビティマップは、各ブロックの重み付きＤＣＴ係数のエネルギーの平方根として計算され、ＤＣ成分を除外し、平均明度で除算する。
【００２４】
ひとたび、アクティビティマップが計算されれば、図２のアクション５２でもって、イメージの新たなＣＭＹＫ値が、アクティビティマップに基づいて求められる。図９は、アクション５２の例を提供する。
【００２５】
出力デバイスのインターナショナルカラーコンソーシアム（ＩＣＣ）プロファイルは、接続色空間（Profile Connection Space：ＰＣＳ）からデバイスの色空間への幾つかの可能な変換を含む。各変換は、「レンダリングインテント」と呼ばれ、異なる色再現の妥協案を表す。ＩＣＣプロファイルを適用する場合、ユーザは、印刷されるべきジョブのタイプに依存するレンダリングインテントを選択する。例えば、媒体に関連した比色分析インテントにおいて、データは印刷媒体（例えば、紙）の白色点に対して正規化される。知覚レンダリングインテントは、色間で知覚距離を保持するために比色分析精度に対する制約を緩和する。
【００２６】
各入力イメージ３０について、図９の７０において、入力イメージ３０のＣＭＹＫ値は、ＣＩＥＬＡＢ（ＣＩＥ １９７６（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）色空間）及びユーザ選択されたレンダリングインテントを介して、印刷システムのＣＭＹＫ座標に変換される。結果としてのＣＭＹＫ値は、印刷システムの色域内にある。従って、逆変換を適用することは、印刷システムの色域内での各ピクセルのＰＣＳ（ＣＩＥＬＡＢ）座標という結果になる。更に、ＣＭＹＫへの変換は、ＩＣＣプロファイルにより設定されたデフォルトの黒（Ｋ）色レベルを決定する。
【００２７】
７２において、Ｋtarget値は、入力イメージのデフォルト黒色レベル及び５０（図２）で求められたアクティビティマップを用いて計算される。主に色が薄いピクセルを備えるイメージの領域のデフォルトＫ色レベルは比較的低いが、より黒ずんだ領域のデフォルトＫ色レベルは比較的高い。同様に、高飽和色は、少量のＫ色レベルを含む傾向がある。従って、方法は、Ｋtarget値を求める際に、各ピクセルの明度および色域境界に対する近接性を考慮する。値ｄｇは、ピクセルの色と例えばセグメント−マキシマ（Segment-Maxima）技術を用いて計算された色域境界との間の距離を表し、当該セグメント−マキシマ技術は、Morovic, J 著、「Color Gamut Mapping」、Wiley、2008年に説明されており、それは参照により本明細書に組み込まれる。値ｄｇは、ピクセルの輝度とプロファイルの白色点との間の距離を表す。各ピクセルのＫtarget値は、以下のように計算される。
【００２８】
【数３】
2014528224.tif 000005
【００２９】
ここで、ａは、ピクセルのアクティビティマップからのアクティビティレベルであり、Ｍｇ及びＭｌは、輝度および色域境界に対する近接性から最大Ｋ値までのマッピングである。結果は、高いアクティビティの領域において視覚的アーチファクトを生じない程度まで増加した黒色インクレベルのマップである。
【００３０】
依然として図９を参照すると、７４において、方法は、各ピクセル及び所与の（ｌ，ａ，ｂ，Ｋtarget）値について、以下の制約が最小限にされるように、新たなＣＭＹＫ値を求めることを含む。即ち、
１．  ｜｜Ｔ（ｃ，ｍ，ｙ，ｋ）−（ｌ，ａ，ｂ，Ｋtarget）｜｜
２．  ｜｜Ｋtarget−Ｋ｜｜
印刷システムのＩＣＣプロファイルは、この関数を構築するために使用される。ＩＣＣプロファイルは、タイプＴfwd：ＬＡＢ→ＣＭＹＫ、及びＴback：ＣＭＹＫ→ＬＡＢの順方向変換および逆方向変換を含む。これら変換は、印刷システムで実行される測色測定に基づく。
【００３１】
アクション７４を実行するために、ＣＰＵ１０は、変換Ｔinksave：ＬＡＢＫ→ＣＭＹＫを構築する。この変換を構築するために、ＣＰＵ１０は、例えば４次元のそれぞれに沿った４０個のサンプルである４０４サンプルを用いて均一にＣＭＹＫ空間をサンプリングし、サンプリングされたＣＭＹＫ値をＴbackを用いてＬＡＢへ変換し、変換されたＬＡＢ値を、最近傍（nearest-neighbors：ＮＮ）クエリー（問い合わせ）をサポートするデータ構造Ｄに格納することにより、データ構造を生成する。各ＬＡＢのエントリは、その源を発するＣＭＹＫ座標にリンクされる。
【００３２】
（ｌ，ａ，ｂ，Ｋtarget）値を所与として、方法は、小さい色ずれ許容範囲（例えば、０．５８ｅ）内でＤにおいてＮＮ検索を行う。結果は、比色分析的にほぼ等しい（ｌ，ａ，ｂ）値のグループである。このグループの全てのＬＡＢ値は、上記の第１の制約（｜｜Ｔ（ｃ，ｍ，ｙ，ｋ）−（ｌ，ａ，ｂ，Ｋtarget）｜｜）を満たす。次いで、ＣＰＵ１０は、その源を発する（ｃ，ｍ，ｙ，ｋ）座標が第２の制約、｜｜Ｋtarget−Ｋ｜｜を最小限に抑えるような値を選択する。いい線いってるｋ値が（特定の許容範囲を越えて）存在しない場合、ＣＰＵ１０は、２つの最も近い値間で補間（内挿）する。
【００３３】
上記の説明は、本発明の原理および様々な実施形態の例示であることが意図されている。多くの変形態様および変更態様は、ひとたび上記の開示を完全に理解すれば、当業者には明らかになるであろう。以下の特許請求の範囲は、そのような変形態様および変更態様の全てを含むように解釈されることが意図されている。
【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】
2014528224.tif 000013
【図９】
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【国際調査報告】
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2014528224.tif 000016