(57)【要約】【課題】破裂音や促音に異聴が生じないように話速を変換する。【解決手段】本話速変換方法は、音声データにおいて、促音及び破裂音の前の無音区間を含む閉鎖を除き、文と文の間の無音区間を含むポーズを特定する特定ステップと、音声データにおいて、ポーズに当該ポーズ以外の区間より加重的に速度変換処理を施すステップとを含む。このようにポーズと閉鎖を区別して特定することによって、ポーズ以外の区間に大きな負担を掛けずに話速変換を行うことができるようになり、破裂音や促音の異聴が生じなくなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声データにおいて、促音及び破裂音の前の無音区間を含む閉鎖を除き、文と文の間の無音区間を含むポーズを特定する特定ステップと、
前記音声データにおいて、前記ポーズに当該ポーズ以外の区間より加重的に速度変換処理を施すステップと、
をコンピュータに実行させるための話速変換プログラム。
【請求項２】
前記特定ステップにおいて、前記ポーズと前記閉鎖を無音区間の長さによって判別する
請求項１記載の話速変換プログラム。
【請求項３】
前記音声データが、音声合成によって生成された音声データである
請求項１又は２記載の話速変換プログラム。
【請求項４】
前記閉鎖が、前記文と文の間の無音区間より短い、節と節の間の無音区間を含む
請求項１乃至３のいずれか１つ記載の話速変換プログラム。
【請求項５】
テキストから音声データを合成すると共に、促音及び破裂音の前の無音区間を含む閉鎖を除き、文と文の間の無音区間を含むポーズの位置データを生成する生成ステップと、
前記音声データにおいて前記ポーズの位置データからポーズを特定し、特定された前記ポーズに当該ポーズ以外の区間より加重的に速度変換処理を施すステップと、
をコンピュータに実行させるための話速変換プログラム。
【請求項６】
前記ポーズが、前記文と文の間の無音区間より短い、節と節の間の無音区間を含む
請求項５記載の話速変換プログラム。
【請求項７】
音声データにおいて、促音及び破裂音の前の無音区間を含む閉鎖を除き、文と文の間の無音区間を含むポーズを特定する特定ステップと、
前記音声データにおいて、前記ポーズに当該ポーズ以外の区間より加重的に速度変換処理を施すステップと、
を含み、コンピュータにより実行される話速変換方法。
【請求項８】
テキストから音声データを合成すると共に、促音及び破裂音の前の無音区間を含む閉鎖を除き、文と文の間の無音区間を含むポーズの位置データを生成する生成ステップと、
前記音声データにおいて前記ポーズの位置データからポーズを特定し、特定された前記ポーズに当該ポーズ以外の区間より加重的に速度変換処理を施すステップと、
を含み、コンピュータにより実行される話速変換方法。
【請求項９】
音声データにおいて、促音及び破裂音の前の無音区間を含む閉鎖を除き、文と文の間の無音区間を含むポーズを特定する特定手段と、
前記音声データにおいて、前記ポーズに当該ポーズ以外の区間より加重的に速度変換処理を施す手段と、
を有する話速変換装置。
【請求項１０】
テキストから音声データを合成すると共に、促音及び破裂音の前の無音区間を含む閉鎖を除き、文と文の間の無音区間を含むポーズの位置データを生成する生成手段と、
前記音声データにおいて前記ポーズの位置データからポーズを特定し、特定された前記ポーズに当該ポーズ以外の区間より加重的に速度変換処理を施す手段と、
を有する話速変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、話速変換技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特開平１０−２６０６９４号公報には、音声のディジタル信号を、ピッチ（音声の高さ）を変えずに速度だけ変換して再生する話速変換装置に関し、話速変換した場合でも要点部分は聞き取り可能な速度で再生し、概要の把握を可能にするとともに、全体の再生時間を大幅に短縮するための技術が開示されている。具体的には、音声信号の、所定期間毎の特徴を表すパラメータ値を算出するパラメータ計算部と、各所定期間の音声信号を再生する際の話速を、パラメータ計算部が算出したパラメータ値に応じて算出する話速計算部と、話速計算部が算出した各所定期間の前記話速に基づいて当該各所定期間の再生データを生成し、当該再生データを接続して音声信号を再生する話速変換部とを設けるものである。しかし、無音区間には着目していない。
【０００３】
また、特開平６−６７６８５号公報には、文字列からなるテキストを音声に変換して発声する音声合成装置に関し、自然さを失わずに決められた時間でぴったり発声が終了するようにした音声合成装置が開示されている。具体的には、音韻変換部とパラメータ計算部と音声合成部と音声波形合成部とからなる、文書の文字列の読み上げを行う音声合成装置において、発声時間を指定する入力手段と、伸縮処理部とを備え、伸縮処理部は、パラメータ計算部において計算した、時間に関するパラメータを変化させ、文字列の読み上げが、指定された発声時間で行われるように構成する。また、人間が発声する場合、発声速度を変化させたとき、一律に変化するのではなく、例えば、音声を有音区間と無音区間とに分けたとき、無音区間の方が伸縮率が大きいように、音声の構成要素の種類によって伸縮率が異なることは経験上判っており、自然さを保つためには全体を同じ伸縮率で変化させるのではなく、構成要素の種類による伸縮率の違いを考慮して時間パラメータの値を決めることが望ましい、とされる。しかし、無音区間について詳細に考察されているわけではない。
【特許文献１】特開平１０−２６０６９４号公報
【特許文献２】特開平６−６７６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上で述べた特開平６−６７６８５号公報のように、無音区間と有音区間で単純に伸縮率を変えるような構成を採用すると、問題が生ずる。この問題については図１を用いて説明する。図１は、「今日は、いい天気です。明日もいい天気でしょう。」と発声した場合のポーズと閉鎖の位置を示すものであり、図１（ａ）は音声波形、（ｂ）はスペクトログラフを示す。図１（ａ）及び（ｂ）から、「今日は、」と「いい天気です」の間に、節と節の間の息継ぎに相当する無音区間である閉鎖と、「天気」の「て」に含まれる破裂音（ｐ，ｔ，ｋ）の前に発生する閉鎖と、「天気」の「き」に含まれる破裂音の前に発生する閉鎖と、文と文の間に生ずるポーズと、「天気」の「て」に含まれる破裂音の前に発生する閉鎖と、「天気」の「き」に含まれる破裂音の前に発生する閉鎖と、文の終わりの無音区間のポーズとが含まれる。上で述べた技術では、無音区間のポーズも閉鎖も何ら区別はないので、図１（ｃ）に示すように、ポーズ及び閉鎖を含む無音区間については、話速を３倍（Ｘ３）とし、有音区間については話速を２倍（Ｘ２）にするというような処理を行うことになる。
【０００５】
しかし、破裂音や促音の前に生ずる無音区間についても話速が大きく変わると、破裂音や促音に異聴が発生する。従来技術では、このような問題については考慮されていない。
【０００６】
従って、本発明の目的は、破裂音や促音に異聴が生じないように話速を変換するための技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に係る話速変換方法は、音声データにおいて、促音及び破裂音の前の無音区間を含む閉鎖を除き、文と文の間の無音区間を含むポーズを特定する特定ステップと、音声データにおいて、ポーズに当該ポーズ以外の区間より加重的に速度変換処理を施すステップとを含む。このようにポーズと閉鎖を区別して特定することによって、ポーズ以外の区間に大きな負担を掛けずに話速変換を行うことができるようになり、破裂音や促音に異聴が生じなくなる。
【０００８】
なお、上で述べた特定ステップにおいて、ポーズと閉鎖を無音区間の長さによって判別するようにしてもよい。例えば４００ミリ秒程度の閾値で判別するようにしても良い。
【０００９】
また、上で述べた音声データは、音声合成によって生成された音声データである場合もある。音源については、基本的にはどのようなものであってもよい。
【００１０】
さらに、閉鎖が、文と文の間の無音区間より短い、節と節の間の無音区間を含むようにしてもよい。例えば句読点の位置では、閉鎖として取り扱って、加重的な話速変換の対象から外すようにしても良い。
【００１１】
本発明の第２の態様に係る話速変換方法は、テキストから音声データを合成すると共に、促音及び破裂音の前の無音区間を含む閉鎖を除き、文と文の間の無音区間を含むポーズの位置データを生成する生成ステップと、音声データにおいてポーズの位置データからポーズを特定し、特定された上記ポーズに当該ポーズ以外の区間より加重的に速度変換処理を施すステップとを含む。音声合成処理では、ポーズを自ら生成しているので、当該ポーズの位置データを出力するようにすれば、正確に閉鎖を除外することができ、容易にポーズに対して加重的な話速変換を施すことができるようになる。
【００１２】
なお、音声合成処理を行う処理部においては、文と文の間の無音区間より短い、節と節の間の無音区間についても自ら生成しているため把握可能であり、この無音区間についても閉鎖ではなくポーズとして取り扱うことができるようになる。このようにすれば、ポーズ以外の区間に負荷を掛けずに話速変換を行うことができるようになる。すなわち、破裂音や促音に異聴を生じづらくなる。
【００１３】
なお、本発明に係る話速変換方法を実行させるためのプログラムを作成することができ、この場合、当該プログラムは、例えばフレキシブル・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、半導体メモリ、ハードディスク等の記憶媒体又は記憶装置に格納される。また、当該プログラムはネットワークを介してデジタル信号として配信されることもある。なお、処理途中のデータについては、コンピュータのメモリに一時保管される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、破裂音や促音に異聴が生じないように話速を変換できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
［実施の形態１］
本発明の第１の実施の形態に係る話速変換装置の機能ブロック図を図２に示す。本実施の形態に係る話速変換装置は、話速変換部１と、無音検出部３と、ポーズ判定部５と、話速計算部７とを有する。話速計算部７は、無音検出部３及びポーズ判定部５の処理結果に基づき所定期間毎に入力音声データの再生速度を算出する。
【００１６】
話速変換部１は、話速計算部７によって算出された各所定期間の再生速度に基づいて再生データを生成し、各所定期間の再生データを接続し、ピッチを変えずに話速だけを変えた音声データを出力する。より詳しくは、入力された音声データを一定時間毎にフレーム分割し、話速計算部７によって算出された話速に応じて、フレーム毎の再生データを生成するための出力フレームの長さを、（入力フレームの長さ／話速）に順次設定する。さらに、入力フレームの相互相関などを算出し、隣り合うフレームの音声信号がスムーズに繋がるようにフレームのずらし幅を決定する。そして、接続しようとする目標フレームの１つ前のフレームの終わりに単調減少する窓をかけ、また目標フレームの初めに単調増加する窓をかけて隣り合うフレームの接続部分を足し合わせることにより、各フレームをスムーズに接続する。
【００１７】
また、無音検出部３は、入力音声データのうち無音区間を抽出する。さらにポーズ判定部５は、無音検出部３が検出した無音区間が例えば４００ｍｓ以上であるかを判断し、無音区間が４００ｍｓ以上であればポーズと判定する。４００ｍｓは、実験的に求めたものであって、促音や破裂音の前の閉鎖や、節と節の間に生ずる短い息継ぎ区間は、この閾値によって除外される。当然ながらポーズに該当するフレームと、ポーズ以外の区間に該当するフレームとは区別される。
【００１８】
話速計算部７は、ポーズ判定部５によって判定されたポーズとポーズ以外の区間とを区別して、例えばユーザによって指示された話速に応じてポーズについての話速とポーズ以外の区間の話速を算出して話速変換部１に指示する。例えば、話速変換すべき音声の全長をｌｔ、ポーズ以外の区間の長さの総和をｌｖ、各ポーズの長さの総和をｌｐ、ユーザによって指定された話速をα、話速αと指定された場合のポーズ以外の区間の話速をαｖ、ポーズの話速をαｐとすると、以下の式が成立する。
ｌｔ／α＝ｌｖ／αｖ＋ｌｐ／αｐ    （１）
ここで、ポーズの話速をポーズ以外の区間の話速の２倍と設定する。なお、これは話速を速くする場合であって、遅くする場合には１／２とするような設定とする。
αｐ＝２αｖ  （２）
【００１９】
ここで（２）式を（１）式に代入すると以下のようになる。
ｌｔ／α＝ｌｖ／αｖ＋ｌｐ／２αｖ    （３）
（３）式をαｖで解くと、以下のようになる。
αｖ＝（２ｌｖ＋ｌｐ）×α／２×ｌｔ    （４）
（４）式にα、ｌｖ及びｌｐを代入すればαｖが求まり、（２）式に従えばαｐも求まる。
【００２０】
そして、例えば特定のフレームがポーズと判定されていればポーズの話速を話速変換部１に出力し、特定のフレームがポーズ以外の区間と判定されていればポーズ以外の区間の話速を話速変換部１に出力する。話速変換部１は、フレーム毎に話速を得ることができるので、上で述べたように出力フレームの長さを設定することができる。
【００２１】
図２に示した話速変換装置の処理内容をまとめると図３のようになる。まず、無音検出部３及びポーズ判定部５によって入力音声データを解析し（ステップＳ１）、例えば各フレームについてポーズに該当するのか、ポーズ以外に該当するのかを判断する。無音区間に該当しないフレームの場合（ステップＳ３：Ｎｏルート）、すなわち有音区間の場合には、話速変換の優先度が低い区間として特定する（ステップＳ７）。すなわち、この区間についてはあまり伸縮させないようにする。このようにすることによって音質の劣化や異聴を防止することができる。
【００２２】
一方、無音区間であっても（ステップＳ３：Ｙｅｓルート）、ポーズと特定できるほど無音区間が長くない、すなわち４００ｍｓ未満である場合には（ステップＳ５：Ｎｏルート）、閉鎖と判断して有音区間と同様に話速変換の優先度が低い区間として特定する（ステップＳ７）。無音区間であって（ステップＳ３：Ｙｅｓルート）、且つポーズと特定できるほど無音区間が長い場合、すなわち４００ｍｓ以上無音区間である場合にはポーズと判断して（ステップＳ５：Ｙｅｓルート）、話速変換の優先度が高い区間として特定する（ステップＳ９）。すなわち、この区間については音質の劣化や異聴に影響をあまり及ぼさないので、伸縮を大きくする。
【００２３】
そして、話速計算部７は、話速変換の優先度に応じた話速を決定する（ステップＳ１１）。すなわち、話速変換の優先度が低い区間と高い区間については、それぞれ設定すべき話速を、話速計算部７が例えば上で述べたような方式にて算出し、それぞれに設定する。但し、話速を速くする場合には優先度の高い区間には第１の所定値を設定し、優先度の低い区間には第１の所定値より小さな第２の所定値を設定したり、話速を遅くする場合には優先度の高い区間には第３の所定値を設定し、優先度の低い区間には第３の所定値より大きな第４の所定値を設定すると言ったように簡易な話速設定を行うようにしても良い。
【００２４】
所定期間毎に上で述べたようなポーズ及びポーズ以外の区間の判定を行って話速を決定すれば、話速変換部１は、話速変換の優先度に応じた話速に変換する話速変換を入力音声データに対して実施し、話速変換後の音声データを出力する（ステップＳ１３）。
【００２５】
以上のような処理を行えば、図４に示すような話速変換が実施されるようになる。図４には、図１に示した例と同様に、「今日は、いい天気です。明日もいい天気でしょう。」を発音した場合の音声波形（図４（ａ））とスペクトログラフ（図４（ｂ））が示されている。これらは同じであるが、図４（ｃ）に示した話速変化の模式図は図１（ｃ）とは異なる。図１（ｃ）では、閉鎖についてもポーズと同様に話速が設定されてしまっているが、図４（ｃ）では、閉鎖については有音区間と同様に話速が２倍（Ｘ２）となっており、ポーズにおける話速（３倍（Ｘ３））よりも遅くなっている。節と節の間の無音区間に係る第１の閉鎖はともかくとして、促音や破裂音の前の閉鎖については周囲の有音区間と同様の話速に変換されるので、異聴は生じなくなる。このようにポーズについては加重的に話速変換が実施され、ポーズ以外の区間についてはポーズよりも話速変換が緩やかになるので、話速変換を実施しても聞きやすい音声が出力されるようになる。なお、図４における話速の設定は一例であって必ずこのような値になるわけではない。
【００２６】
［実施の形態２］
図５に第２の実施の形態に係る話速変換装置の機能ブロック図を示す。図２に示した第１の実施の形態に係る話速変換装置と同様の構成部分については同じ参照番号を付している。図２との違いは、音声データが入力されるのではなく、音声合成のためのテキストが入力され、当該テキストに対して音声合成を実施する音声合成部９が追加されている点である。残りの構成は図２と同様である。
【００２７】
単純に音声合成部９が追加されるような構成であるから、第１の実施の形態において説明した事項は同じであり、処理内容も音声合成部９による音声合成処理のみが追加された形となる。
【００２８】
このような話速変換装置であっても、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００２９】
［実施の形態３］
図６に第３の実施の形態に係る話速変換装置の機能ブロック図を示す。本実施の形態に係る話速変換装置は、テキストから音声データを生成すると共に当該音声データに設けたポーズの位置情報を出力する音声合成部１１と、ポーズの位置情報を用いて話速計算を行う話速計算部１５と、話速計算部１５によって算出された話速に基づき音声合成部１１によって出力された合成音声データに対して話速変換処理を実施する話速変換部１３とを有する。
【００３０】
音声合成部１１は、周知の方法を用いてテキストから音声データを生成するが、その際文と文との間や節と節の間に息継ぎを表すポーズを挿入する。通常であれば、そのポーズの位置情報を出力することはないが、本実施の形態ではこのポーズの位置情報を話速計算部１５に出力する。第１の実施の形態とは異なり、４００ｍｓ以上の無音区間というような測定が必要ないので、節と節の間の短い無音区間についてもポーズとして特定することができる。
【００３１】
話速計算部１５は、音声合成部１１からのポーズの位置情報によってポーズとポーズ以外の区間との区別を行って、第１の実施の形態と同様にポーズとポーズ以外の区間の話速を計算し、例えば各フレームに話速を設定する。話速変換部１３は、第１の実施の形態と同様の処理を実施する。
【００３２】
次に、図６に示した話速変換装置の処理内容をまとめると図７のようになる。まず、音声合成部１１は、入力されたテキストから音声データを生成しつつ、文と文の間及び節と節の間に挿入した無音区間をポーズとしてポーズの位置情報を話速計算部１５に出力する（ステップＳ２１）。
【００３３】
話速計算部１５は、ポーズの位置情報に基づき、例えば各フレームについてポーズに該当するのか、ポーズ以外に該当するのかを特定する。ポーズに該当しないフレームの場合（ステップＳ２３：Ｎｏルート）、すなわち有音区間及び促音や破裂音の前の無音区間である閉鎖の場合には、話速変換の優先度が低い区間として特定する（ステップＳ２５）。すなわち、この区間についてはあまり伸縮させないようにする。このようにすることによって音質の劣化や異聴を防止することができる。
【００３４】
一方、ポーズに該当するフレームの場合には（ステップＳ２３：Ｙｅｓルート）、話速変換の優先度が高い区間として特定する（ステップＳ２７）。すなわち、この区間については音質の劣化や異聴に影響をあまり及ぼさないので、伸縮を大きくする。
【００３５】
そして、話速計算部１５は、話速変換の優先度に応じた話速を決定する（ステップＳ２９）。すなわち、話速変換の優先度が低い区間と高い区間について、それぞれ設定すべき話速を、話速計算部１５が例えば上で述べたような方式にて算出し、それぞれに設定する。但し、優先度に応じた固定値を設定するようにしても良い。
【００３６】
所定期間毎にポーズの位置情報に基づき話速を決定すれば、話速変換部１３は、話速変換の優先度に応じた話速に変換する話速変換を入力音声データに対して実施し、話速変換後の音声データを出力する（ステップＳ３１）。
【００３７】
以上のような処理を行えば、図８に示すような話速変換が実施されるようになる。図８には、図１及び図４に示した例と同様に、「今日は、いい天気です。明日もいい天気でしょう。」を発音した場合の音声波形（図８（ａ））とスペクトログラフ（図８（ｂ））が示されている。これらは同じであるが、図８（ｃ）に示した話速変化の模式図は図１（ｃ）とも図４（ｃ）とも異なる。図１（ｃ）では、閉鎖についてもポーズと同様に話速が設定されてしまい、図４（ｃ）では、「今日は、」と「いい天気です」の間も閉鎖と判断され有音区間と同様に話速が２倍（Ｘ２）となっているが、図８（ｃ）では、「今日は、」と「いい天気です」の間は音声合成部１１によってポーズと設定されるため、話速が３倍（Ｘ３）となっている。このようにすれば、促音や破裂音の前の閉鎖については周囲の有音区間と同様の話速に変換されるので異聴は生じなくなり、第１の実施の形態よりポーズの範囲が広くなるため、ポーズ以外の区間についての話速の伸縮が第１の実施の形態より小さくなり、話速変換による音質の劣化が緩和されることが期待される。
【００３８】
なお、「今日は、」と「いい天気です」の間のような節と節の間の無音区間については、本実施の形態でもポーズ以外の無音区間と取り扱っても良い。その場合には図４に示したのと同様の結果を得ることができる。
【００３９】
以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図２、図５及び図６に話速変換装置の機能ブロック図を示したが、必ずしも実際のプログラムモジュールと一致しない場合もある。
【００４０】
なお、話速変換装置は、例えばコンピュータ装置であって、図９に示すように当該コンピュータ装置においては、メモリ２５０１（記憶部）とＣＰＵ２５０３（処理部）とハードディスク・ドライブ（ＨＤＤ）２５０５と表示装置２５０９に接続される表示制御部２５０７とリムーバブル・ディスク２５１１用のドライブ装置２５１３と入力装置２５１５とネットワークに接続するための通信制御部２５１７とがバス２５１９で接続されている。オペレーティング・システム（ＯＳ）及びＷｅｂブラウザを含むアプリケーション・プログラムは、ＨＤＤ２５０５に格納されており、ＣＰＵ２５０３により実行される際にはＨＤＤ２５０５からメモリ２５０１に読み出される。必要に応じてＣＰＵ２５０３は、表示制御部２５０７、通信制御部２５１７、ドライブ装置２５１３を制御して、必要な動作を行わせる。また、処理途中のデータについては、メモリ２５０１に格納され、必要があればＨＤＤ２５０５に格納される。このようなコンピュータは、上で述べたＣＰＵ２５０３、メモリ２５０１などのハードウエアとＯＳ及び必要なアプリケーション・プログラムとが有機的に協働することにより、上で述べたような各種機能を実現する。
【００４１】
図２、図５及び図６で示した機能ブロック図における各処理部は、データを一時保管するバッファを有しており、当該バッファを用いて処理を実施する。また、このバッファはメモリ２５０１に設けられるか、例えば仮想記憶としてＨＤＤ２５０５に設けられる場合もある。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（ａ）は音声波形図、（ｂ）はスペクトログラフ、（ｃ）は従来技術によって話速変換を実施した場合の話速の変化を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る話速変換装置の機能ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る処理フローを示す図である。
【図４】（ａ）は音声波形図、（ｂ）はスペクトログラフ、（ｃ）は本発明の第１の実施の形態によって話速変換を実施した場合の話速の変化を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る話速変換装置の機能ブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る話速変換装置の機能ブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る処理フローを示す図である。
【図８】（ａ）は音声波形図、（ｂ）はスペクトログラフ、（ｃ）は本発明の第３の実施の形態によって話速変換を実施した場合の話速の変化を示す図である。
【図９】コンピュータの機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００４３】
１，１３  話速変換部    ３  無音検出部
５  ポーズ判定部    ７，１５  話速計算部
９，１１  音声合成部
【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１】
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【図４】
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【図８】
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