(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のモーダルを有したヒューマンマシンインタフェースで提示された情報を解析した結果に基づいて、前記複数のモーダルのそれぞれにおける情報の提示内容を示すモーダル情報を抽出するモーダル情報抽出部と、
前記モーダル情報抽出部によって抽出されたモーダル情報を照合した結果に基づいて、前記ヒューマンマシンインタフェースを操作するユーザに対して、モーダル同士の一方で提示された情報と他方で提示された情報とが相互に与える認知負荷であるクロスモーダル負荷の評価値を算出するクロスモーダル負荷評価部と
を備えたことを特徴とする認知負荷評価装置。
【請求項２】
前記複数のモーダルのそれぞれに対応して設けられ、前記モーダル情報抽出部によって抽出されたモーダル情報と前記クロスモーダル負荷評価部によって算出されたクロスモーダル負荷の評価値とに基づいて、前記複数のモーダルのそれぞれで提示された情報が前記ユーザに与える認知負荷に対してクロスモーダル負荷を加味した認知負荷の評価値を算出する認知負荷評価部と、
前記認知負荷評価部によって算出された認知負荷の評価値をそれぞれ統合した値を算出する負荷統合部と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の認知負荷評価装置。
【請求項３】
前記モーダル情報抽出部は、前記ヒューマンマシンインタフェースにおいて選択可能なコマンドが定義されたコマンド情報を参照して、モーダル情報からコマンドの提示内容を示すプロパティ情報を抽出し、
前記クロスモーダル負荷評価部は、モーダル同士の一方におけるプロパティ情報と他方におけるプロパティ情報との間で共通する項目を照合して、項目の内容に不一致があった場合にクロスモーダル負荷の評価値を算出すること
を特徴とする請求項１記載の認知負荷評価装置。
【請求項４】
前記クロスモーダル負荷評価部は、モーダル同士の一方におけるプロパティ情報と他方におけるプロパティ情報との間で共通する項目がコマンドの出現順を示す項目であって、コマンドの出現順に不一致があった場合に、コマンドの出現順に基づいてクロスモーダル負荷の評価値を算出すること
を特徴とする請求項３記載の認知負荷評価装置。
【請求項５】
前記クロスモーダル負荷評価部は、モーダル同士の一方におけるプロパティ情報と他方におけるプロパティ情報との間で一意に対応する項目がない場合、項目に対応付けられたコマンドの個数だけ任意の値を加算した値をクロスモーダル負荷の評価値として算出すること
を特徴とする請求項３記載の認知負荷評価装置。
【請求項６】
前記複数のモーダルのそれぞれに対応して設けられ、前記モーダル情報抽出部によって抽出されたモーダル情報に基づいて、前記複数のモーダルのそれぞれで提示された情報が前記ユーザに与える認知負荷の評価値を算出する認知負荷評価部と、
前記認知負荷評価部のそれぞれによって算出された認知負荷の評価値と、前記クロスモーダル負荷評価部によって算出されたクロスモーダル負荷の評価値とを統合した値を算出する負荷統合部と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の認知負荷評価装置。
【請求項７】
モーダル情報抽出部が、複数のモーダルを有したヒューマンマシンインタフェースで提示された情報を解析した結果に基づいて、前記複数のモーダルのそれぞれにおける情報の提示内容を示すモーダル情報を抽出するステップと、
クロスモーダル負荷評価部が、前記モーダル情報抽出部によって抽出されたモーダル情報を照合した結果に基づいて、前記ヒューマンマシンインタフェースを操作するユーザに対して、モーダル同士の一方で提示された情報と他方で提示された情報とが相互に与える認知負荷であるクロスモーダル負荷の評価値を算出するステップと
を備えたことを特徴とする認知負荷評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ヒューマンマシンインタフェース（以下、ＨＭＩと記載する）を操作するユーザの認知負荷を評価する認知負荷評価装置および認知負荷評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像、音声、ジェスチャといった複数のモーダル（入出力様式）を用いるマルチモーダルなＨＭＩが普及している。
また、機器のユーザビリティを向上させるには、機器のＨＭＩが、ユーザから認知されやすい情報を提示する必要がある。このため、従来から、ユーザが情報を認知するときの負荷（認知負荷）を定量的に評価する技術が提案されている。
例えば、特許文献１に記載された認知負荷評価装置は、ＨＭＩにおける視覚的な負荷、聴覚的な負荷、操作負荷および周辺状況負荷を算出し、これらの負荷を線形結合することで、ＨＭＩを操作するユーザの認知負荷を定量的に評価している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６４０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された認知負荷評価装置では、複数のモーダルで提示された情報がユーザに与える負荷を、モーダルごとに独立して評価している。このため、モーダル同士の一方で提示された情報と他方で提示された情報とが相互にユーザに与える影響が考慮されないという課題があった。【０００５】
例えば、グラフィカルユーザインタフェース（以下、ＧＵＩと記載する）を、音声ガイダンスに従って操作するＨＭＩでは、ＧＵＩ（視覚）と音声ガイダンス（聴覚）との２つのモーダルで情報が提示される。ユーザは、このＨＭＩを操作するときに、音声ガイダンスの内容を認知しながら、ＧＵＩの内容も同時に認知している。【０００６】
このようなＨＭＩにおいて、音声ガイダンスが理解しやすく、画面表示が見やすいが、画面表示と音声ガイダンスとの間に内容の齟齬が生じている場合、上記認知負荷評価装置は、個々のモーダルで提示された情報がユーザに与える認知負荷を低く評価する。
このため、上記ＨＭＩを操作するユーザの認知負荷が高い値にならないが、実際には、画面表示と音声ガイダンスとの内容の齟齬によってユーザの認知負荷は高まっている。【０００７】
この発明は上記課題を解決するもので、複数のモーダルを有したＨＭＩにおいて、モーダル同士の一方で提示された情報と他方で提示された情報とが相互にユーザに与える影響を考慮した認知負荷を評価することができる認知負荷評価装置および認知負荷評価方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る認知負荷評価装置は、モーダル情報抽出部とクロスモーダル負荷評価部とを備える。モーダル情報抽出部は、複数のモーダルを有したＨＭＩで提示された情報を解析した結果に基づいて、複数のモーダルのそれぞれにおける情報の提示内容を示すモーダル情報を抽出する。クロスモーダル負荷評価部は、モーダル情報抽出部によって抽出されたモーダル情報を照合した結果に基づいて、ＨＭＩを操作するユーザに対して、モーダル同士の一方で提示された情報と他方で提示された情報とが相互に与える認知負荷であるクロスモーダル負荷の評価値を算出する。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、クロスモーダル負荷の評価値を算出することで、複数のモーダルを有したＨＭＩにおいて、モーダル同士の一方で提示された情報と他方で提示された情報とが相互にユーザに与える影響を考慮した認知負荷を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る認知負荷評価装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２Ａは、実施の形態１に係る認知負荷評価装置の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。図２Ｂは、実施の形態１に係る認知負荷評価装置の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１に係る認知負荷評価装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】図４Ａは、ＨＭＩにおける画面表示の内容の一例を示す図である。図４Ｂは、ＨＭＩにおける音声ガイダンスの内容の一例を示す図である。
【図５】コマンド情報の一例を示す図である。
【図６】モーダル情報抽出部の動作を示すフローチャートである。
【図７】図７Ａは、モーダル情報（視覚情報）の一例を示す図である。図７Ｂは、モーダル情報（聴覚情報）の一例を示す図である。
【図８】クロスモーダル負荷評価部の動作を示すフローチャートである。
【図９】視覚負荷評価部の動作を示すフローチャートである。
【図１０】聴覚負荷評価部の動作を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態２に係る認知負荷評価装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態２に係る認知負荷評価装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明をより詳細に説明するため、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る認知負荷評価装置１０の構成を示すブロック図である。認知負荷評価装置１０は、ＨＭＩを操作するユーザの認知負荷を評価する装置であり、入力装置２０と出力装置３０とが接続している。上記ＨＭＩは、複数のモーダルを有したＨＭＩである。以下の説明では、上記ＨＭＩが、視覚的に情報を提示する第１のモーダル（視覚）と、聴覚的に情報を提示する第２のモーダル（聴覚）とを有するものとする。例えば、第１のモーダルでは、画面表示で情報が提示され、第２のモーダルでは音声ガイダンスで情報が提示される。
認知負荷評価装置１０は、モーダル情報抽出部１００、クロスモーダル負荷評価部１０１および負荷統合部１０２に加え、第１のモーダルについての視覚負荷評価部１０３と、第２のモーダルについての聴覚負荷評価部１０４とを備える。
【００１２】
モーダル情報抽出部１００は、上記ＨＭＩで提示された情報を解析した結果に基づいてモーダル情報を抽出する。上記ＨＭＩで提示された情報は、当該ＨＭＩを有する機器から入力装置２０によって取得されてモーダル情報抽出部１００に入力される。
モーダル情報は、モーダルにおける情報の提示内容を示しており、例えば、モーダルにおけるコマンドの提示内容を示すプロパティ情報である。コマンド情報は、ＨＭＩで選択可能なコマンドが定義された情報である。
【００１３】
クロスモーダル負荷評価部１０１は、モーダル情報抽出部１００によって抽出されたモーダル情報を照合した結果に基づいて、クロスモーダル負荷の評価値を算出する。
クロスモーダル負荷は、評価対象のＨＭＩを操作するユーザに対して、モーダル同士の一方で提示された情報と他方で提示された情報とが相互に与える認知負荷である。
ここでは、評価対象のＨＭＩを操作するユーザに対して、第１のモーダルで提示された情報と第２のモーダルで提示された情報とが相互に与えるクロスモーダル負荷の評価値が算出される。
【００１４】
視覚負荷評価部１０３は、第１のモーダルに対応する認知負荷評価部であって、第１のモーダルで視覚的に提示された情報がユーザに与える認知負荷に対してクロスモーダル負荷を加味した認知負荷の評価値を算出する。以下、第１のモーダルで視覚的に提示された情報がユーザに与える認知負荷を視覚負荷と呼び、視覚負荷に対してクロスモーダル負荷を加味した認知負荷をクロスモーダル視覚負荷と記載する。
例えば、視覚負荷評価部１０３は、第１のモーダルに関するモーダル情報に基づいて、視覚負荷の評価値を算出し、算出した視覚負荷の評価値にクロスモーダル負荷の評価値を統合することで、クロスモーダル視覚負荷の評価値を算出する。
【００１５】
聴覚負荷評価部１０４は、第２のモーダルに対応する認知負荷評価部であって、第２のモーダルで聴覚的に提示された情報がユーザに与える認知負荷に対してクロスモーダル負荷を加味した認知負荷の評価値を算出する。以下、第２のモーダルで聴覚的に提示された情報がユーザに与える認知負荷を聴覚負荷と呼び、聴覚負荷に対してクロスモーダル負荷を加味した認知負荷をクロスモーダル聴覚負荷と記載する。
例えば、聴覚負荷評価部１０４は、第２のモーダルに関するモーダル情報に基づいて、聴覚負荷の評価値を算出し、算出した聴覚負荷の評価値にクロスモーダル負荷の評価値を統合することで、クロスモーダル聴覚負荷の評価値を算出する。
【００１６】
負荷統合部１０２は、視覚負荷評価部１０３によって算出された認知負荷の評価値と、聴覚負荷評価部１０４によって算出された認知負荷の評価値とを統合した値を算出する。
負荷統合部１０２によって算出された値を示す情報は、上記ＨＭＩを操作するユーザの認知負荷の評価結果として出力装置３０に送られる。出力装置３０は、負荷統合部１０２から受け取った認知負荷の評価結果を視覚的または聴覚的にユーザに提示する。
【００１７】
認知負荷評価装置１０は、モーダル情報抽出部１００とクロスモーダル負荷評価部１０１とを備えることによって、クロスモーダル負荷の評価値を算出することができる。このクロスモーダル負荷の評価値を用いることで、複数のモーダルを有したＨＭＩにおいて、モーダル同士の一方で提示された情報と他方で提示された情報とが相互にユーザに与える影響を考慮した認知負荷を評価することができる。
従って、モーダル情報抽出部１００およびクロスモーダル負荷評価部１０１以外の構成である、視覚負荷評価部１０３、聴覚負荷評価部１０４および負荷統合部１０５については、認知負荷評価装置１０から除いてもよい。例えば、視覚負荷評価部１０３、聴覚負荷評価部１０４および負荷統合部１０５は、認知負荷評価装置１０とは別に設けられた外部装置が備える構成であってもよい。
【００１８】
図２Ａは、認知負荷評価装置１０の機能を実現するハードウェア構成を示すブロック図である。図２Ｂは、認知負荷評価装置１０の機能を実現するソフトウェアを実行するハードウェア構成を示すブロック図である。図２Ａおよび図２Ｂにおいて、マウス２０１およびキーボード２０２は、図１に示した入力装置２０であり、例えば、評価対象のＨＭＩを有する機器が備える構成であってもよい。評価対象のＨＭＩを操作するユーザは、マウス２０１およびキーボード２０２を用いて、例えば、評価対象のＨＭＩの選択およびＨＭＩにおいて提示された情報の選択などの各種操作を行うことができる。
【００１９】
また、入力装置２０は、評価対象のＨＭＩを有する機器から、当該ＨＭＩで提示される情報および上記コマンド情報を取得して認知負荷評価装置１０に出力する。
ディスプレイ２０３およびスピーカ２０４は、図１に示した出力装置３０である。ディスプレイ２０３は、ＨＭＩの操作画面あるいは認知負荷評価装置１０による認知負荷評価結果を表示する。スピーカ２０４は、ＨＭＩの操作内容の音声ガイダンスなどの音声情報を出力する。
【００２０】
補助記憶装置２０５には、ＨＭＩで提示される情報およびコマンド情報が記憶される。補助記憶装置２０５は、例えば、ＲＡＭ  （Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ  （Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ  （Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）などで実現され、これらを組み合わせた記憶装置であってもよい。また、補助記憶装置２０５の記憶領域の一部または全部を外部装置に設けてもよい。この場合、認知負荷評価装置１０が、インターネットあるいはイントラネットなどの通信回線を経由して上記外部装置と通信してコマンド情報を取得する。
【００２１】
認知負荷評価装置１０における、モーダル情報抽出部１００、クロスモーダル負荷評価部１０１、負荷統合部１０２、視覚負荷評価部１０３および聴覚負荷評価部１０４の各機能は、処理回路により実現される。すなわち、認知負荷評価装置１０は、これらの機能を実行するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであってもメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）であってもよい。
【００２２】
前述した処理回路が、図２Ａに示す専用のハードウェアの処理回路２００である場合、処理回路２００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）またはこれらを組み合わせたものが該当する。
認知負荷評価装置１０における、モーダル情報抽出部１００、クロスモーダル負荷評価部１０１、負荷統合部１０２、視覚負荷評価部１０３および聴覚負荷評価部１０４の各機能をそれぞれ処理回路で実現してもよいし、各機能をまとめて１つの処理回路で実現してもよい。
【００２３】
前述した処理回路が、図２Ｂに示すプロセッサ２０６である場合、モーダル情報抽出部１００、クロスモーダル負荷評価部１０１、負荷統合部１０２、視覚負荷評価部１０３、および聴覚負荷評価部１０４の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ２０７に格納される。
【００２４】
プロセッサ２０６は、メモリ２０７に格納されたプログラムを読み出し実行することにより各機能を実現する。すなわち、認知負荷評価装置１０は、プロセッサ２０６によって実行されるときに、図３に示すステップＳＴ３０１からステップＳＴ３０７までの処理が結果的に実行されるプログラムを格納するためのメモリ２０７を備える。これらのプログラムは、モーダル情報抽出部１００、クロスモーダル負荷評価部１０１、負荷統合部１０２、視覚負荷評価部１０３および聴覚負荷評価部１０４の手順または方法をコンピュータに実行させるものである。
【００２５】
メモリは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ＥＰＲＯＭ）などの不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）などが該当する。
【００２６】
また、モーダル情報抽出部１００、クロスモーダル負荷評価部１０１、負荷統合部１０２、視覚負荷評価部１０３および聴覚負荷評価部１０４の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。
例えば、モーダル情報抽出部１００およびクロスモーダル負荷評価部１０１は、専用のハードウェアの処理回路でその機能を実現し、負荷統合部１０２、視覚負荷評価部１０３および聴覚負荷評価部１０４については、プロセッサ２０６がメモリ２０７に格納されたプログラム実行することにより、その機能を実現する。
このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせによって前述の機能を実現することができる。
【００２７】
次に動作について説明する。
図３は、認知負荷評価装置１０の動作を示すフローチャートであり、ＨＭＩを操作するユーザの認知負荷が評価されるまでの一連の処理を示している。
まず、モーダル情報抽出部１００が、評価対象のＨＭＩを有する機器から入力装置２０によって取得された情報を入力する（ステップＳＴ３０１）。
入力装置２０から入力される情報は、評価対象のＨＭＩで提示された情報および前述したコマンド情報である。以下、評価対象のＨＭＩは、第１のモーダル（視覚）および第２のモーダル（聴覚）を有するものとする。
【００２８】
モーダル情報抽出部１００は、評価対象のＨＭＩで提示された情報を解析し、モーダル情報を抽出する（ステップＳＴ３０２）。
例えば、モーダル情報抽出部１００が、評価対象のＨＭＩにおける情報の提示内容を解析し、この解析結果に基づいて、第１のモーダルに関するモーダル情報と第２のモーダルに関するモーダル情報とを抽出する。以下、第１のモーダルに関するモーダル情報を視覚情報と記載し、第２のモーダルに関するモーダル情報を聴覚情報と記載する。
【００２９】
次に、クロスモーダル負荷評価部１０１は、モーダル情報抽出部１００によって抽出された視覚情報および聴覚情報に基づいて、第１のモーダルと第２のモーダルとの間におけるクロスモーダル負荷の評価値を算出する（ステップＳＴ３０３）。
例えば、クロスモーダル負荷評価部１０１が、視覚情報の提示内容と聴覚情報の提示内容とを照合し、この照合結果に基づいて視覚情報と聴覚情報との間のクロスモーダル負荷の評価値を算出する。
【００３０】
続いて、視覚負荷評価部１０３は、モーダル情報抽出部１００によって抽出された視覚情報と、クロスモーダル負荷評価部１０１によって算出されたクロスモーダル負荷の評価値とに基づいて、クロスモーダル視覚負荷の評価値を算出する（ステップＳＴ３０４）。
クロスモーダル視覚負荷の評価値は、視覚負荷の評価値と、クロスモーダル負荷の評価値とを線形結合したものである。視覚負荷は、視覚的に提示された情報がユーザに与える認知負荷である。
【００３１】
聴覚負荷評価部１０４は、モーダル情報抽出部１００によって抽出された聴覚情報と、クロスモーダル負荷評価部１０１によって算出されたクロスモーダル負荷の評価値とに基づいて、クロスモーダル聴覚負荷の評価値を算出する（ステップＳＴ３０５）。
クロスモーダル聴覚負荷の評価値は、聴覚負荷の評価値と、クロスモーダル負荷の評価値とを線形結合したものである。聴覚負荷は、聴覚的に提示された情報がユーザに与える認知負荷である。
【００３２】
負荷統合部１０２は、クロスモーダル視覚負荷の評価値とクロスモーダル聴覚負荷の評価値とを統合した値を算出する（ステップＳＴ３０６）。統合とは、クロスモーダル視覚負荷の評価値とクロスモーダル聴覚負荷の評価値とを線形結合することを意味する。
負荷統合部１０２によって算出された統合値は、評価対象のＨＭＩを操作するユーザの認知負荷の評価値として出力装置３０に送られる。
【００３３】
出力装置３０は、負荷統合部１０２から受け取った評価値を認知負荷の評価結果として出力する（ステップＳＴ３０７）。例えば、ディスプレイ２０３が、認知負荷の評価値を表示する。これにより、ユーザは、評価対象のＨＭＩにおける認知負荷を認識することができる。
【００３４】
次に、モーダル情報が抽出されるまでの一連の処理について詳細に説明する。
モーダル情報抽出部１００は、入力装置２０からモーダルごとに提示された情報を入力する。評価対象のＨＭＩは、第１のモーダル（視覚）と第２のモーダル（聴覚）を有しているので、このＨＭＩでは、図４Ａおよび図４Ｂに示すような情報が提示される。
【００３５】
図４Ａに示すように、第１のモーダルでは画面表示４０１で情報が提示される。
画面表示４０１は、例えば、操作の選択画面である。ユーザは、画面表示４０１の内容に基づいて、入力装置２０を用いて、“楽曲検索”、“アドレス帳”および“目的地検索”のうちから目的の操作を選択することができる。画面表示４０１は、図２Ａおよび図２Ｂに示したディスプレイ２０３に表示される。
【００３６】
図４Ｂに示すように、第２のモーダルでは音声ガイダンス４０２で情報が提示される。
音声ガイダンス４０２は、例えば、操作の選択を促す音声情報である。ユーザは、音声ガイダンス４０２の内容に基づいて、入力装置２０を用いて、“楽曲検索”、“アドレス帳”および“目的地検索”のうちから目的の操作を選択することができる。音声ガイダンス４０２は、図２Ａおよび図２Ｂに示したスピーカ２０４から音声出力される。
【００３７】
また、モーダル情報抽出部１００は、入力装置２０からコマンド情報を入力する。
図５は、コマンド情報５０１の例を示す図である。コマンド情報５０１は、コマンドが定義された情報である。コマンド情報５０１に定義されたコマンドは、評価対象のＨＭＩで提示された情報においてユーザが選択可能なコマンドである。
コマンド情報５０１は、ＨＭＩが設計されたときに作成された情報を用いてもよいが、ＨＭＩを操作するユーザの認知負荷を評価するときにユーザが適宜設定した情報であってもよい。
【００３８】
コマンド情報５０１には、コマンドの識別情報であるコマンドＩＤと、コマンドを選択することで実行される操作の内容とが対応付けられている。
図５に示すコマンド情報では、コマンドＩＤがＣ１であるコマンドが選択されると、楽曲検索が実行される。同様にコマンドＩＤがＣ２であるコマンドが選択されると、アドレス帳の表示が実行され、コマンドＩＤがＣ３であるコマンドが選択されると、目的地検索が実行される。
【００３９】
上記ＨＭＩを操作するユーザの認知負荷には、第１のモーダルで提示されたコマンドを選択するときの認知負荷と、第２のモーダルで提示されたコマンドを選択するときの認知負荷とが含まれる。さらに、第１のモーダルで提示されたコマンドを選択するときに第２のモーダルで提示された情報が与える認知負荷と、第２のモーダルで提示されたコマンドを選択するときに第１のモーダルで提示された情報が与える認知負荷も含まれる。
【００４０】
図６はモーダル情報抽出部１００の動作を示すフローチャートであり、図３のステップＳＴ３０２の詳細な処理を示している。
モーダル情報抽出部１００は、コマンド情報を参照して（ステップＳＴ６０１）、評価対象のＨＭＩで提示された情報のうち、プロパティ情報を抽出していないコマンドＣＸが存在するか否かを判定する（ステップＳＴ６０２）。なお、コマンドＣＸとは、評価対象のＨＭＩにおいて選択可能なコマンドであり、例えば、コマンド情報５０１に定義されたコマンドである。
【００４１】
プロパティ情報を抽出していないコマンドＣＸが存在しない場合（ステップＳＴ６０２；ＮＯ）、処理を終了する。
プロパティ情報を抽出していないコマンドＣＸが存在する場合（ステップＳＴ６０２；ＹＥＳ）、モーダル情報抽出部１００は、画面表示４０１の内容にコマンドＣＸが存在するか否かを確認する（ステップＳＴ６０３）。
例えば、モーダル情報抽出部１００は、コマンドＩＤを用いて画面表示４０１に関する情報を検索することにより、コマンド情報５０１に定義されたコマンドＣＸが存在するか否かを確認する。
【００４２】
画面表示４０１の内容にコマンドＣＸがない場合（ステップＳＴ６０３；ＮＯ）、ステップＳＴ６０５の処理に移行する。
一方、画面表示４０１の内容にコマンドＣＸが存在する場合（ステップＳＴ６０３；ＹＥＳ）、モーダル情報抽出部１００は、画面表示４０１の内容からコマンドＣＸに関するプロパティ情報を抽出する（ステップＳＴ６０４）。
【００４３】
ステップＳＴ６０４で抽出されるプロパティ情報は、画面表示４０１におけるコマンドＣＸの提示内容を示す情報であり、第１のモーダルで提示される情報のプロパティ情報である。上記プロパティ情報には、例えば、画面表示４０１における、コマンドＣＸを示す文字情報のフォントサイズ、画面表示４０１の明度および彩度といった色情報、および、上記文字情報の出現順などが含まれる。画面表示４０１における上記文字情報の出現順とは、上記文字情報が画面上の一定の方向に並んだ順番を示している。
【００４４】
図４Ａでは、画面の上辺側を基準として、“楽曲検索”についてのコマンドの出現順が“１”であり、“アドレス帳”についてのコマンドの出現順が“２”であり、“目的地検索”についてのコマンドの出現順が“３”である。
モーダル情報抽出部１００は、例えば、ＨＴＭＬ（ＨｙｐｅｒＴｅｘｔ  Ｍａｒｋｕｐ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）などのＨＭＩの設計データに基づいて上記プロパティ情報を作成してもよい。また、上記プロパティ情報は、ＨＭＩの画面情報を解析した結果を用いて作成された情報であってもよい。
【００４５】
ステップＳＴ６０５において、モーダル情報抽出部１００は、音声ガイダンス４０２の内容にコマンドＣＸが存在するか否かを確認する。
例えば、モーダル情報抽出部１００は、コマンドＩＤを用いて音声ガイダンス４０２に関する情報を検索することにより、コマンド情報５０１に定義されたコマンドＣＸが存在するか否かを確認する。
【００４６】
音声ガイダンス４０２の内容にコマンドＣＸが存在しない場合（ステップＳＴ６０５；ＮＯ）、ステップＳＴ６０１に戻って前述した一連の処理を繰り返す。
一方、音声ガイダンス４０２の内容にコマンドＣＸが存在する場合（ステップＳＴ６０５；ＹＥＳ）、モーダル情報抽出部１００は、音声ガイダンス４０２の内容からコマンドＣＸに関するプロパティ情報を抽出する（ステップＳＴ６０６）。
【００４７】
上記プロパティ情報は、音声ガイダンス４０２におけるコマンドＣＸの提示内容を示す情報であり、第２のモーダルで提示される情報のプロパティ情報である。上記プロパティ情報には、例えば、音声ガイダンス４０２における、コマンドＣＸを示す文字情報を含む文章情報の話速、音量、および、上記文字情報が音声出力される時系列での出現順などが含まれる。
【００４８】
図４Ｂに示した音声ガイダンス４０２では、“目的地検索”、“楽曲検索”、“アドレス帳”の順で音声出力されている。従って、“目的地検索”についてのコマンドの出現順は“１”であり、“楽曲検索”についてのコマンドの出現順は“２”であり、“アドレス帳”についてのコマンドの出現順は“３”である。
モーダル情報抽出部１００は、コマンドＣＸを示す文字情報を含む文章情報に対して、形態素解析、係り受け解析といった自然言語処理を施し、この処理結果に基づいて、上記プロパティ情報を作成してもよい。また、上記プロパティ情報は、ＨＭＩの設計データを用いて作成された情報であってもよい。
【００４９】
ステップＳＴ６０６の処理が完了すると、ステップＳＴ６０１に戻り、プロパティ情報が未抽出のコマンドＣＸが存在しなくなるまで、前述した一連の処理が繰り返される。
ステップＳＴ６０４で抽出されたプロパティ情報が視覚情報に相当し、ステップＳＴ６０６で抽出されたプロパティ情報が聴覚情報に相当する。
【００５０】
図７Ａは、ステップＳＴ６０４で抽出されたモーダル情報の一例を示す図であり、視覚情報７０１が、図４Ａの画面表示４０１についてのプロパティ情報である。
図７Ｂは、ステップＳＴ６０６で抽出されたモーダル情報の一例を示す図であり、聴覚情報７０２が、図４Ｂの音声ガイダンス４０２についてのプロパティ情報である。
【００５１】
図７Ａに示すように、視覚情報７０１は、コマンドＩＤがＣ１〜Ｃ３であるコマンドの視覚的な提示内容を示している。
例えば、コマンドＩＤがＣ１のコマンドが選択されると実行される操作の名称は“楽曲検索”である。画面表示４０１における“楽曲検索”という文字情報の出現順は“１”であり、この文字情報のフォントサイズは“ａａａ”、その表示エリアの明度は“ｂｂｂ”である。
【００５２】
図７Ｂに示すように、聴覚情報７０２は、コマンドＩＤがＣ１〜Ｃ３であるコマンドの聴覚的な提示内容を示している。
例えば、コマンドＩＤがＣ２のコマンドが選択されると実行される操作の名称は“アドレス帳”である。音声ガイダンス４０２において、“アドレス帳”という文字情報が読み上げられる順番、すなわち出現順は“３”であり、話速が“ｘｘｘ”、音量が“ｙｙｙ”である。
【００５３】
次に、クロスモーダル負荷の評価値を算出する処理について詳細に説明する。
図８は、クロスモーダル負荷評価部１０１の動作を示すフローチャートであり、図３のステップＳＴ３０３の詳細な処理を示している。
クロスモーダル負荷評価部１０１は、視覚情報７０１と聴覚情報７０２とを参照して（ステップＳＴ８０１）、共通のプロパティ項目が存在するか否かを確認する（ステップＳＴ８０２）。
【００５４】
プロパティ項目とは、プロパティ情報を構成する情報の種別を示す情報である。
例えば、視覚情報７０１では、“名称”、“出現順”、“フォントサイズ”、“明度”がプロパティ項目に相当する。聴覚情報７０２では、“名称”、“出現順”、“話速”、“音量”がプロパティ項目に相当する。プロパティ項目に設定される情報はコマンドごとに対応付けられている。
【００５５】
共通のプロパティ項目が存在しない場合（ステップＳＴ８０２；ＮＯ）、図８の処理は終了する。一方、共通のプロパティ項目が存在すると（ステップＳＴ８０２；ＹＥＳ）、ステップＳＴ８０３の処理に移行する。
ステップＳＴ８０３において、クロスモーダル負荷評価部１０１は、共通のプロパティ項目に対応するコマンドＣＸのうち、視覚情報７０１と聴覚情報７０２とで共通のプロパティ項目の内容が照合されていないコマンドＣＸが存在するか否かを判定する。
【００５６】
上記共通のプロパティ項目の内容が照合されていないコマンドＣＸが存在しない場合（ステップＳＴ８０３；ＮＯ）、次に対象となるプロパティ項目に対して、ステップＳＴ８０１からの処理が繰り返される。
一方、上記共通のプロパティ項目の内容が照合されていないコマンドＣＸが存在する場合（ステップＳＴ８０３；ＹＥＳ）、クロスモーダル負荷評価部１０１は、当該コマンドＣＸに対応する上記プロパティ項目について、視覚情報７０１と聴覚情報７０２とで内容を照合する（ステップＳＴ８０４）。
【００５７】
上記共通のプロパティ項目の内容が視覚情報７０１と聴覚情報７０２とで一致した場合（ステップＳＴ８０５；ＹＥＳ）、クロスモーダル負荷評価部１０１は、このプロパティ項目の内容には視覚情報７０１と聴覚情報７０２とで齟齬がないと判定する。この場合、ステップＳＴ８０３の処理に戻る。
【００５８】
上記共通のプロパティ項目の内容が視覚情報７０１と聴覚情報７０２とで一致しない場合（ステップＳＴ８０５；ＮＯ）、クロスモーダル負荷評価部１０１は、このプロパティ項目の内容は、視覚情報７０１と聴覚情報７０２とで齟齬があると判定する。この場合、クロスモーダル負荷評価部１０１は、このプロパティ項目に関するクロスモーダル負荷の評価値ＬＣを算出する（ステップＳＴ８０６）。この後、ステップＳＴ８０１に戻って、共通のプロパティ項目がなくなるまで、次に対象となるプロパティ項目に対して前述した一連の処理が繰り返される。
【００５９】
例えば、視覚情報７０１と聴覚情報７０２とでは、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、プロパティ項目“出現順”が共通している。プロパティ項目“出現順”には、コマンドＩＤがＣ１〜Ｃ３である３つのコマンドが対応している。
クロスモーダル負荷評価部１０１は、コマンドＩＤがＣ１〜Ｃ３である３つのコマンドのそれぞれに対応するプロパティ項目“出現順”の内容を、視覚情報７０１と聴覚情報７０２とで照合する。コマンドＩＤがＣ１であるコマンドに対応するプロパティ項目“出現順”の内容は、視覚情報７０１では“１”であるが、聴覚情報７０２では“２”であり、これらの内容は一致していない。これにより、クロスモーダル負荷評価部１０１は、プロパティ項目“出現順”に関して視覚情報７０１と聴覚情報７０２とで内容に齟齬が生じていると判定する。
【００６０】
クロスモーダル負荷評価部１０１は、コマンドＩＤがＣ１〜Ｃ３である３つのコマンドのそれぞれを要素とした３つの順位ベクトルを作成して、順位ベクトル間の距離尺度を、プロパティ項目“出現順”に関するクロスモーダル負荷の評価ＬＣとして算出する。距離尺度には、Ｋｅｎｄａｌｌ距離あるいはＬ１ノルムなどがある。
【００６１】
また、クロスモーダル負荷評価部１０１は、視覚情報７０１と聴覚情報７０２とでプロパティ項目“出現順”の内容が異なるコマンドＣＸの個数だけ任意の値を足し合わせた値を、クロスモーダル負荷の評価ＬＣとして算出してもよい。任意の値とは、ユーザが任意で設定した値である。
【００６２】
さらに、クロスモーダル負荷評価部１０１は、コマンドＩＤがＣ１〜Ｃ３である３つのコマンドのそれぞれに対応するプロパティ項目“出現順”のうち、１つでも、視覚情報７０１と聴覚情報７０２とで内容が一致しない場合、ユーザが任意に設定した値を、クロスモーダル負荷の評価ＬＣとしてもよい。
【００６３】
なお、プロパティ項目“出現順”について説明したが、視覚情報７０１と聴覚情報７０２とで共通する他のプロパティ項目についても同様の処理によってクロスモーダル負荷の評価値ＬＣを算出することができる。
【００６４】
次に、クロスモーダル視覚負荷の評価値を算出する処理について詳細に説明する。
図９は、視覚負荷評価部１０３の動作を示すフローチャートであって、図３のステップＳＴ３０４の詳細な処理を示している。
まず、視覚負荷評価部１０３が、視覚情報７０１に基づいて、視覚負荷の評価値ＬＶを算出する（ステップＳＴ９０１）。例えば、視覚負荷評価部１０３は、視覚情報７０１におけるプロパティ項目“フォントサイズ”が閾値よりも小さい場合またはプロパティ項目“明度”が閾値よりも小さい場合に、視覚負荷の評価値ＬＶに一定値を加算する。
このようにユーザが視覚的に認知しにくい提示内容である場合、視覚負荷評価部１０３は、値が高くなるように視覚負荷の評価値ＬＶを算出する。
【００６５】
視覚負荷評価部１０３は、下記式（１）に従って、視覚負荷の評価値ＬＶとクロスモーダル負荷の評価値ＬＣとを線形結合することで、クロスモーダル視覚負荷の評価値ＬＣＶを算出する（ステップＳＴ９０２）。ただし、下記式（１）において、α，βは線形結合の係数である。
ＬＣＶ＝αＬＣ＋βＬＶ      ・・・（１）
【００６６】
次に、クロスモーダル聴覚負荷の評価値を算出する処理について詳細に説明する。
図１０は、聴覚負荷評価部１０４の動作を示すフローチャートであって、図３のステップＳＴ３０５の詳細な処理を示している。
まず、聴覚負荷評価部１０４が、聴覚情報７０２に基づいて、聴覚負荷の評価値ＬＡを算出する（ステップＳＴ１００１）。例えば、聴覚負荷評価部１０４は、聴覚情報７０２におけるプロパティ項目“話速”が閾値よりも速い場合またはプロパティ項目“音量”が閾値よりも小さい場合に、聴覚負荷の評価値ＬＡに一定値を加算する。
このようにユーザが聴覚的に認知しにくい提示内容である場合、聴覚負荷評価部１０４は、値が高くなるように聴覚負荷の評価値ＬＡを算出する。
【００６７】
聴覚負荷評価部１０４は、下記式（２）に従って、聴覚負荷の評価値ＬＡとクロスモーダル負荷の評価値ＬＣとを線形結合することで、クロスモーダル聴覚負荷の評価値ＬＣＡを算出する（ステップＳＴ１００２）。ただし、下記式（２）において、γ，δは線形結合の係数である。
ＬＣＡ＝γＬＣ＋δＬＡ      ・・・（２）
【００６８】
次に、図３のステップＳＴ３０６の処理について詳細に説明する。
負荷統合部１０２は、下記式（３）に従って、クロスモーダル視覚負荷の評価値ＬＣＶと、クロスモーダル聴覚負荷の評価値ＬＣＡとを統合した値を、評価対象のＨＭＩを操作するユーザの認知負荷の評価値Ｌとして算出する。ただし、下記式（３）において、ε，ζは線形結合の重みである。認知負荷の評価値Ｌは、ディスプレイ２０３に表示される。
Ｌ＝εＬＣＶ＋ζＬＣＡ      ・・・（３）
【００６９】
以上のように、実施の形態１に係る認知負荷評価装置１０において、モーダル情報抽出部１００が、ＨＭＩで提示された情報を解析した結果に基づいて、視覚情報７０１と聴覚情報７０２とを抽出する。クロスモーダル負荷評価部１０１が、視覚情報７０１と聴覚情報７０２とを照合した結果に基づいて、クロスモーダル負荷の評価値ＬＣを算出する。
クロスモーダル負荷の評価値を算出することで、第１のモーダルと第２のモーダルとを有したＨＭＩにおいて、第１のモーダルで提示された情報と第２のモーダルで提示された情報とが相互にユーザに与える影響を考慮した認知負荷を評価することができる。
例えば、画面表示４０１と音声ガイダンス４０２とが個々に情報を明瞭に提示していても、これらの提示内容に齟齬がある場合、クロスモーダル負荷の評価値ＬＣが高くなるので、ユーザの感覚に近い認知負荷を評価することができる。
なお、第１のモーダルと第２のモーダルとで情報の提示内容が一致している場合、第１のモーダルで提示された情報と第２のモーダルで提示された情報とが相互に認知の補助をしていると判断して、認知負荷の評価値Ｌを低減してもよい。
【００７０】
実施の形態１に係る認知負荷評価装置１０は、視覚負荷評価部１０３、聴覚負荷評価部１０４および負荷統合部１０５を備える。視覚負荷評価部１０３は、クロスモーダル視覚負荷の評価値ＬＣＶを算出する。聴覚負荷評価部１０４は、クロスモーダル聴覚負荷の評価値ＬＣＡを算出する。負荷統合部１０５は、クロスモーダル視覚負荷の評価値ＬＣＶとクロスモーダル聴覚負荷の評価値ＬＣＡとを統合した評価値Ｌを算出する。
このように構成することで、クロスモーダル視覚負荷の評価値ＬＣＶとクロスモーダル聴覚負荷の評価値ＬＣＡとを考慮した認知負荷を評価することができる。
【００７１】
実施の形態１に係る認知負荷評価装置１０において、クロスモーダル負荷評価部１０１は、第１のモーダルにおけるプロパティ情報と第２のモーダルにおけるプロパティ情報との間で共通する項目を照合して、項目の内容に不一致があった場合にクロスモーダル負荷の評価値を算出する。このように構成することで、第１のモーダルと第２のモーダルとで情報の提示内容に齟齬がある場合に、クロスモーダル負荷の評価値ＬＣによって認知負荷の評価値Ｌを高めることができる。
【００７２】
実施の形態１に係る認知負荷評価装置１０において、クロスモーダル負荷評価部１０１は、モーダル同士の一方におけるプロパティ情報と他方におけるプロパティ情報との間で共通する項目がコマンドの出現順を示す項目であって、コマンドの出現順に不一致があった場合に、コマンドの出現順に基づいてクロスモーダル負荷の評価値ＬＣを算出する。
また、クロスモーダル負荷評価部１０１は、第１のモーダルにおけるプロパティ情報と第２のモーダルにおけるプロパティ情報との間で一意に対応する項目がない場合、項目に対応付けられたコマンドの個数だけ任意の値を加算した値をクロスモーダル負荷の評価値ＬＣとして算出する。
このように構成しても、第１のモーダルと第２のモーダルとで情報の提示内容に齟齬がある場合に、クロスモーダル負荷の評価値ＬＣによって認知負荷の評価値Ｌを高めることができる。
【００７３】
実施の形態２．
図１１は、この発明の実施の形態２に係る認知負荷評価装置１１の構成を示すブロック図である。図１１において、図１と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略する。認知負荷評価装置１１は、図１１に示すように、モーダル情報抽出部１００、クロスモーダル負荷評価部１０１、視覚負荷評価部１１０、聴覚負荷評価部１１１および負荷統合部１１２を備える。
【００７４】
視覚負荷評価部１１０は、第１のモーダル（視覚）に対応する認知負荷評価部であり、第１のモーダルで視覚的に提示された情報がユーザに与える認知負荷である視覚負荷の評価値ＬＶを算出する。視覚負荷の評価値ＬＶの算出方法は、実施の形態１で示した内容と同様である。聴覚負荷評価部１１１は、第２のモーダル（聴覚）に対応する認知負荷評価部であり、第２のモーダルで聴覚的に提示された情報がユーザに与える認知負荷である聴覚負荷の評価値ＬＡを算出する。聴覚負荷の評価値ＬＡの算出方法は、実施の形態１で示した内容と同様である。負荷統合部１１２は、視覚負荷の評価値ＬＶと聴覚負荷の評価値ＬＡとクロスモーダル負荷の評価値ＬＣとを統合した値を、評価対象のＨＭＩを操作するユーザの認知負荷の評価値Ｌとして算出する。
【００７５】
認知負荷評価装置１１におけるモーダル情報抽出部１００、クロスモーダル負荷評価部１０１、視覚負荷評価部１１０、聴覚負荷評価部１１１および負荷統合部１１２の各機能は、処理回路によって実現される。すなわち、認知負荷評価装置１１は、これらの機能を実行するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであってもメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵであってもよい。
【００７６】
次に動作について説明する。
図１２は、認知負荷評価装置１１の動作を示すフローチャートであって、ＨＭＩを操作するユーザの認知負荷が評価されるまでの一連の処理を示している。
図１２のステップＳＴ１２０１からステップＳＴ１２０３およびステップＳＴ１２０７の処理は、図３のステップＳＴ３０１からステップＳＴ３０３およびステップＳＴ３０７と同一であるので説明を省略する。また、図１２のステップＳＴ１２０４の処理は、図９のステップＳＴ９０１と同一であるので説明を省略する。図１２のステップＳＴ１２０５の処理も、図１０のステップＳＴ１００１と同一であるので説明を省略する。
【００７７】
ステップＳＴ１２０６において、負荷統合部１１２は、下記式（４）に従って、クロスモーダル負荷の評価値ＬＣと、視覚負荷の評価値ＬＶと、聴覚負荷の評価値ＬＡとを線形結合することで、評価対象のＨＭＩを操作するユーザの認知負荷の評価値Ｌを算出する。
ただし、下記式（４）において、α，β，γは線形結合の係数である。
Ｌ＝αＬＣ＋βＬＶ＋γＬＡ      ・・・（４）
【００７８】
以上のように、実施の形態２に係る認知負荷評価装置１１は、視覚負荷評価部１１０、聴覚負荷評価部１１１および負荷統合部１１２を備える。視覚負荷評価部１１０は、モーダル情報抽出部１００によって抽出された視覚情報に基づいて、視覚負荷の評価値ＬＶを算出する。聴覚負荷評価部１１１は、モーダル情報抽出部１００によって抽出された聴覚情報に基づいて、聴覚負荷の評価値ＬＡを算出する。負荷統合部１１２は、視覚負荷、聴覚負荷、およびクロスモーダル負荷のそれぞれの評価値を統合した値を算出する。
このように構成しても、第１のモーダルと第２のモーダルとを有したＨＭＩにおいて、第１のモーダルで提示された情報と第２のモーダルで提示された情報とが相互にユーザに与える影響を考慮した認知負荷を評価することができる。
【００７９】
なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
この発明に係る認知負荷評価装置は、モーダル同士の一方で提示された情報と他方で提示された情報とが相互にユーザに与える影響を考慮した認知負荷を評価することができるので、例えば、車載機器のＨＭＩを操作するユーザの認知負荷の評価に好適である。
【符号の説明】
【００８１】
１０，１１  認知負荷評価装置、２０  入力装置、３０  出力装置、１００  モーダル情報抽出部、１０１  クロスモーダル負荷評価部、１０２，１１２  負荷統合部、１０３，１１０  視覚負荷評価部、１０４，１１１  聴覚負荷評価部、２００  処理回路、２０１  マウス、２０２  キーボード、２０３  ディスプレイ、２０４  スピーカ、２０５  補助記憶装置、２０６  プロセッサ、２０７  メモリ、４０１  画面表示、４０２  音声ガイダンス、５０１  コマンド情報、７０１  視覚情報、７０２  聴覚情報。
【図１】
0006482747.tif 000002
【図２】
0006482747.tif 000003
【図３】
0006482747.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006482747.tif 000008
【図８】
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【図９】
0006482747.tif 000010
【図１０】
0006482747.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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