(57)【要約】【課題】カラー画像を指定色と黒とからなる２色画像に変換する画像処理装置において、仮想画素が色データと濃度データがずれない画像処理装置および画像処理方法を提供する。【解決手段】読み取ったカラー画像を赤、緑、青に分解し、その画像信号をディジタル画像信号に変換して入力する画像読取手段と、画像読取手段に読み取られた画像データを、ディジタル加工処理する画像データ処理手段と、画像データ処理手段で処理された画像データを記録紙に印刷する画像印刷手段と、画像読取手段によって読み取られた画像データに対し黒か黒以外の色であるかを判断し、色データと濃度データを生成する色識別手段から構成される画像処理装置において、色識別手段で識別された色データを多値化する多値化手段と、色識別手段で識別された色データと濃度データを３次関数コンボリューション法を用いて変倍する変倍手段と、色識別手段で識別された色データを所定の閾値により２値化する２値化手段とから構成される。【選択図】　　　　図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
読み取ったカラー画像を赤、緑、青に３色分解し、その画像信号をディジタル画像信号に変換して入力する画像読取手段と、
前記画像読取手段に読み取られた画像データをディジタル加工処理する画像データ処理手段と、
前記画像データ処理手段で処理された画像データを記録紙に印刷する画像印刷手段と、
前記画像読取手段によって読み取られた画像データに対し、黒か黒以外の色であるかを判断し、色データと濃度データとを生成する色識別手段とを有する画像処理装置において、
前記色識別手段で識別された色データを多値化する多値化手段と、
前記色識別手段で識別された色データと濃度データとを３次関数コンボリューション法を用いて変倍する変倍手段と、
前記変倍手段で変倍された色データを所定の閾値により２値化する２値化手段とをさらに有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記多値化手段が、色データが黒のとき０、黒以外のときに１以上の整数として色データを多値化することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記２値化手段は、前記変倍された色データが０のとき黒、０以外のとき黒以外の色として色データを２値化することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】
読み取ったカラー画像を赤、緑、青に３色分解し、その画像信号をディジタル画像信号に変換して入力する画像読取工程と、
前記画像読取工程において読み取られた画像データを、ディジタル加工処理する画像データ処理工程と、
前記画像データ処理工程において処理された画像データを記録紙に印刷する画像印刷工程と、
前記画像読取工程において読み取られた画像データに対し、黒か黒以外の色であるかを判断し、色データと濃度データとを生成する色識別工程とを有する画像処理方法において、
前記色識別工程において識別された色データを多値化する多値化工程と、
前記色識別工程において識別された色データと濃度データとを３次関数コンボリューション法を用いて変倍する変倍工程と、
前記変倍工程において変倍された色データを所定の閾値により２値化する２値化工程とをさらに有することを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル画像信号を転写紙に画像として再生するディジタル画像処理装置に係り、特にスキャナからカラー画像を読み込んで転写紙に画像を赤と黒の２色で再生する画像処理装置および画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＦＰ（コピー、ＦＡＸ、プリンタ、スキャナ等の複合機）において、２色画像を形成するものが知られている。
【０００３】
図１４は周期Ｔで並ぶ画素列を８０％に縮小する場合の仮想画素およびその位置を示す図である。画像を拡大縮小する場合、比較的高精度な方法として３次元コンボリューション法が知られている。ある周期でサンプリングされた画素列から連続する４画素をサンプリング画素とし、その画素間の仮想画素を距離のパラメータとする３次関数により求める。
【０００４】
図１４に示す例では、例えば、周期Ｔで並ぶ画素列を８０％に縮小する場合、その縮小８０％の仮想画素周期は１００／８０＝１．２５になる。このとき仮想画素αは、対応する画素Ｂとその後方１画素（画素Ａ）、前方２画素（画素Ｃ、Ｄ）の計４画素Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄをサンプリング画素とし、画素Ｂからの距離ｘ（ｘ＝１．２５Ｔ−Ｔ＝０．２５Ｔ）をパラメータとして３次関数Ｇ（ｘ）より求める。
【０００５】
図１５に２色で再生する装置の変倍処理の説明図を示す。変倍処理時に元画像の色データと濃度データとの関係が崩れると図のように元画像とは異なる拡大縮小された画像が生成されてしまう。
例えば濃度データの変倍処理に３次関数コンボリューション法を用い、色データの変倍処理には位相成分を無視した単純補間を用いると、色識別手段で黒と識別されたサンプリング画素（Ａ）と、黒以外と識別されたサンプリング画素との間の仮想画素（Ｂ）において、濃度データは前後４画素の情報を用いて計算する。これに対し、色データは前方１画素の情報を用いて計算する。
このため元画像にはない黒い画素（ａ）が生成されてしまう。これが色データと濃度データとのずれである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
第一の目的はカラー画像を指定色と黒とからなる２色画像に変換する画像処理装置において、仮想画素が色データと濃度データとにずれが生じない変倍処理手段を提供することにある。
【０００７】
第二の目的はカラー画像を指定色と黒とからなる２色画像に変換する画像処理装置において、仮想画素が色データと濃度データとにずれが生じない変倍処理手段の最適なパラメータを提供することにある。
【０００８】
第三の目的はカラー画像を指定色と黒とからなる２色画像に変換する画像処理装置において、仮想画素が色データと濃度データとにずれが生じない変倍処理方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第一の発明は、読み取ったカラー画像を赤、緑、青に分解し、その画像信号をディジタル画像信号に変換して入力する画像読取手段と、画像読取手段に読み取られた画像データを、ディジタル加工処理する画像データ処理手段と、画像データ処理手段で処理された画像データを記録紙に印刷する画像印刷手段と、画像読取手段によって読み取られた画像データに対し黒か黒以外の色であるかを判断し、色データと濃度データとを生成する色識別手段とを有する画像処理装置において、色識別手段で識別された色データを多値化する多値化手段と、色識別手段で識別された色データと濃度データとを３次関数コンボリューション法を用いて変倍する変倍手段と、変倍手段で変倍された色データを所定の閾値により２値化する２値化手段とをさらに有することを特徴とする。
【００１０】
また、第二の発明は、多値化手段が、色データが黒のとき０、黒以外のときに１以上の整数として色データを多値化することを特徴とする。
【００１１】
また、第三の発明は、２値化手段は、変倍された色データが０のとき黒、０以外のとき黒以外の色として色データを２値化することを特徴とする。
【００１２】
また、第四の発明は、読み取ったカラー画像を赤、緑、青に３色分解し、その画像信号をディジタル画像信号に変換して入力する画像読取工程と、画像読取工程において読み取られた画像データを、ディジタル加工処理する画像データ処理工程と、画像データ処理工程において処理された画像データを記録紙に印刷する画像印刷工程と、画像読取工程において読み取られた画像データに対し黒か黒以外の色であるかを判断し、色データと濃度データとを生成する色識別工程とを有する画像処理方法において、色識別工程において識別された色データを多値化する多値化工程と、色識別工程において識別された色データと濃度データとを３次関数コンボリューション法を用いて変倍する変倍工程と、変倍工程において変倍された色データを所定の閾値により２値化する２値化工程とをさらに有することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施の形態による画像処理装置の全体構成を示すブロック図、図８は要部の構成を示すブロック図であり、Ａ２サイズの紙まで複写可能な２色（たとえば、赤／黒）のＭＦＰ（画像処理装置または複合機）の構成に関するものである。
【００１４】
原稿を光学的に読み取る読み取りユニットは、原稿に対するランプ照射の反射光をミラー及びレンズにより受光素子に集光する。受光素子（本実施形態ではＣＣＤを例とする）は、ＳＢＵ（センサー・ボード・ユニット）に搭載される。ＣＣＤは、原稿の画像情報をＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）のフィルタを通して、それぞれの色に対応する電気信号に変換し読み取れる３ラインＣＣＤイメージセンサである。これらのＣＣＤイメージセンサの出力はＡ／Ｄ変換器によりディジタルの画像データに変換し、同期信号と共にＳＢＵから出力される。
【００１５】
ＳＢＵから出力される画像信号はディジタル信号とバスとのインタフェースを一括管理し、またディジタル信号の処理を分担する手段（画像データ制御部、以下ＣＤＩＣという）に入力される。機能デバイス及びデータバス間における画像データの伝送はＣＤＩＣが全て制御する。ＣＤＩＣは画像データに関し、ＳＢＵ、パラレルバス、ディジタル変換された画像信号に対し画像処理を行うプログラマブルな演算処理手段（画像処理プロセッサ、以下ＩＰＰという）間のデータ転送、本実施形態の全体制御をつかさどるシステムコントローラと画像データに対するプロセスコントローラ間の通信を行う。
【００１６】
Ａ／Ｄ変換されたＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）のディジタル画像データは本実施形態ではＳＢＵにおいて、光学系にともなうデータの不均一性（スキャナ系の信号劣化）が補正される。不均一性の補正をされたＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）のディジタル画像データは本実施形態ではＳＢＵ、ＣＤＩＣまたはディジタル信号のメモリへのアクセスを一括管理する手段（メモリー・モジュール、以下ＭＥＭという）において、各色の画像データの同期ずれが補正される。本実施形態では、３ラインのＣＣＤにおいて走査するため、色間に１２ラインの同期ずれが発生する。Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）のディジタル画像データは本実施形態ではＳＢＵまたはＣＤＩＣにおいて注目画素に対する多値の輝度信号と、その注目画素が赤色であるか否かの色判定信号を生成される。
【００１７】
図３はＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３色の画像データを黒および黒以外の他の１色の画像データに変換する処理を実現するための構成を説明する構成図であり、黒／指定色分離部３０２は、レジスタ部３１１と、補正値選択部３１２と、入力選択部３０３と、色検出部３０４と、色判定部３０５と、マトリックス生成部３０６と、パターンマッチング部３０７と、色ずれ補正部３０８と、輝度計算部３０９と、タイミング調整部３１０とを備えている。
【００１８】
レジスタ部３１１は、黒／指定色分離部３０２において赤を検出するための赤の補正値１、補正値２、緑の閾値、白・黒を判定するための輝度の閾値、処理のモード（黒／赤の２色画像を形成するモード、あるいは黒／青の２色画像を形成するモード）の情報をあらかじめ格納しておく構成である。補正値選択部３１２は、処理のモードやレベルに応じてレジスタ部３１１に格納された値を選択し、色検出部３０４に入力する構成である。
【００１９】
入力選択部３０３は、レジスタ部３１１に格納されたモードのデータに基づいて、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の画像データから処理に必要な画像データを２つ選択する構成である。また、色検出部３０４は、入力選択部３０３で選択された２つの画像データから赤を検出する構成である。本実施形態にかかる画像処理装置においては入力選択部３０３、色検出部３０４において、図２に示す色の検出処理２０１が実行される。
【００２０】
以下、赤を検出する場合の色の検出処理２０１を説明する。入力選択部３０３はＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の画像データからＲの画像データとＧの画像データとを選択し、色検出部３０４に入力する。また、補正値選択部３１２は、赤を検出する処理に使用される赤の補正値１、赤の補正値２と、緑の閾値とを選択して色検出部３０４に出力する。色検出部３０４は、入力したＲの画像データとＧの画像データとを以下に示す式（１）から（３）に代入し、式（１）から（３）の条件を満たすか否かによって入力した画像データを赤とするか否か判断する。
【００２１】
Ｇ＞ＫＧ　　　　　・・・（１）
Ｒ＞Ｇ＋ＫＲ１　　・・・（２）
Ｒ＞Ｇ＋ＫＲ２　　・・・（３）
【００２２】
Ｒ：Ｒの画像データ（光量信号）
Ｇ：Ｇの画像データ（光量信号）
ＫＧ：緑の閾値
ＫＲ１：赤の補正値１
ＫＲ２：赤の補正値２
なお、式（１）から（３）の条件と判定結果との関係は図４に示す通りである。
【００２３】
また、色検出部３０４は、画像処理装置が白または黒の画像を形成するモードに設定された場合、図５に示す判断式に基づいて画像データが黒であるか、または白であるかを判断する。
【００２４】
また、輝度計算部３０９は、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の画像データを入力し、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の各画像データの輝度値を計算する。計算結果は、色判定部３０５とタイミング調整部３１０とに入力する。タイミング調整部３１０は、後述する色補正部が２色データを出力するタイミングにあわせて輝度データを出力する。
【００２５】
色判定部３０５は、レジスタ部３１１から輝度の閾値を読み込み、輝度計算部３０９の計算結果と比較して画素ごとに赤、黒、白の別を判定する。判定の結果は、赤を示す信号、黒を示す信号、白を示す信号としてマトリックス生成部３０６に出力される。マトリックス生成部３０６は、色判定部３０５が出力した信号を入力し、５ライン分の信号を蓄積して図６に示す５×５のマトリックスを構成する。なお、マトリックスを構成する１１、１２、１３・・・は、各々１画素に相当する。
【００２６】
また、マトリックス構成部においては、５×５のマトリックスにおいて画素３３を注目画素とし、画素３３を３番目とする４画素でなるリニアラインを作成する。リニアラインを縦、横、斜めの各方向にとることにより、合計８パターンのリニアラインパターン（ＬＰ１からＬＰ８）が作成される。図７は、８パターンのリニアラインパターンを示した図である。
【００２７】
パターンマッチング部３０７は、ＬＰ１からＬＰ８を入力し、ＬＰ１からＬＰ８を予め設定された基準パターンと比較する。そして、ＬＰ１からＬＰ８の各パターンが基準パターンと一致しているか否かの判定結果を色ずれ補正部３０８に出力する。
【００２８】
色ずれ補正部３０８は、ＬＰ１からＬＰ８の各パターンが基準パターンと一致した場合、一致したリニアラインパターンに含まれる注目画素が色ずれしていると判断し、予め定められた手順にしたがって注目画素の色を変更（たとえば赤→黒、黒→赤）する。色ずれ補正部３０８において色ずれの補正がなされた画像データは、黒／赤の２色画像を形成する２色データとして色ずれ補正部３０８から出力される。
【００２９】
この後にＩＰＰにおいて、赤と黒のディジタル画像信号に分離され所定の画像処理を受けた後にＣＤＩＣを経由し、ＭＥＭ（メモリモジュール）に格納される。ここでメモリーに蓄積し画像読み出し時に付加的な処理、例えば画像方向の回転、画像の合成等を行う場合の画像データの流れを示す。ＩＰＰからＣＤＩＣへ転送されたデータは、ＣＤＩＣからパラレルバスを経由してＩＭＡＣ（画像メモリアクセス制御）に送られる。ＩＭＡＣではシステムコントローラの制御に基づき画像データとＭＥＭのアクセス制御、外部ＰＣ（情報処理端末）のプリント用データの展開、メモリ有効活用のための画像データの圧縮／伸張を行う。ＩＭＡＣへ送られたデータはデータ圧縮後ＭＥＭへ蓄積し、蓄積データを必要に応じて読み出す。読み出しデータは伸張し、本来の画像データに戻しＩＭＡＣからパラレルバス経由でＣＤＩＣへ戻される。ＣＤＩＣからＩＰＰへの転送後は画質処理およびＶＤＣ（ビデオ・データ制御部）でのパルス制御を行い、作像ユニットにおいて転写紙上に再生画像を形成する。
【００３０】
図９はＶＤＣと作像ユニットの詳細図である。作像ユニットにおいて、感光体９０３の周りには、帯電手段となる帯電チャージャ９０８と、偏向走査型露光手段となる第１の露光装置９０９と、黒色トナーを用いた第１の現像手段となる現像装置９１０と、ライン型露光手段となる第２の露光装置９１１と、赤色トナーを用いた第２の現像手段となる現像装置９１２と、転写チャージャ９１３と、クリーニング装置９１４が順に配置されている。すなわち、第１の露光装置９０９と第２の露光装置９１１とは感光体９０３の外周面における異なる位置で潜像形成するよう配設されており、黒／赤色の画像データのうち、赤色用の画像データは黒色用の画像データより少し遅れたタイミングで第２の露光装置９１１に出力されるようにタイミング調整されている。
【００３１】
帯電チャージャ９０８による一様帯電後に、第１の露光装置９０９によって感光体９０３上に形成された静電潜像は、第１の現像装置９１０により黒色トナーで顕像化される。また、第２の露光装置９１１によって、感光体９０３上に形成された静電潜像は、第２の現像装置９１２により赤色トナーで顕像化される。そして、給紙トレイ９１５等から給紙コロ９１６で給紙された転写紙９１７は、レジストローラ９１８において一旦停止された後、感光体９０３上のトナー像先端と合致するようにタイミングをとってレジストローラ９１８により転写チャージャ９１３よりなる転写部に搬送される。なお、転写部では、搬送ベルト９１９により定着装置９２０側に搬送され、定着処理を受けた後、適宜、排紙または再搬送給紙される。上記のようにして、黒／赤２色の画像が形成される。
【００３２】
図１の画像データの流れにおいて、パラレルバスおよびＣＤＩＣでのバス制御により、ＭＦＰの機能を実現する。
【００３３】
ＦＡＸ送信機能は読み取り画像データをＩＰＰにて画像処理を実施し、ＣＤＩＣおよびパラレルバスを経由してＦＣＵ（ＦＡＸ制御ユニット）へ転送する。ＦＣＵにて通信網へのデータ変換を行い、ＰＮ（公衆回線）へＦＡＸデータとして送信する。
【００３４】
ＦＡＸ受信は、ＰＮからの回線データをＦＣＵにて画像データへ変換し、パラレルバスおよびＣＤＩＣを経由してＩＰＰへ転送される。この場合、特別な画像処理は行わず、ＶＤＣにおいてドット再配置およびパルス制御を行い、作像ユニットにおいて転写紙上に再生画像を形成する。
【００３５】
複数ジョブ、たとえばコピー機能、ＦＡＸ送受信機能、プリンター出力機能が並行に動作する状況において、読み取りユニット、作像ユニットおよびパラレルバス使用権のジョブへの割り振りをシステムコントローラおよびプロセスコントローラにて制御する。プロセスコントローラは画像データの流れを制御し、システムコントローラはシステム全体を制御し、各リソースの起動を管理する。ＭＦＰの機能選択はＯｐｅ．Ｐａｎｅ（操作部）にて選択入力し、コピー機能、ＦＡＸ機能等の処理内容を設定する。システムコントローラとプロセスコントローラはパラレルバス、ＣＤＩＣおよびシリアルバスを介して相互に通信を行う。ＣＤＩＣ内においてパラレルバスとシリアルバスとのデータインタフェースのためのデータフォーマット変換を行う。本実施形態において受光素子はＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３ラインイメージセンサであったが赤、黒の２色で再生する装置であれば、Ｒ（赤）Ｇ（緑）の２ラインイメージセンサを使用してもよい。
【００３６】
図１０に色データ、濃度データの変倍処理ブロック図を示す。濃度データは変倍手段によって変倍し、色データは多値化手段によって多値化し、変倍手段によって変倍し、所定の閾値により２値化手段によって２値化する。
【００３７】
図１１に色データの多値化手段の説明図を示す。入力された色データが０ならば０を出力し、１ならば２５５を出力する。
【００３８】
図１２に色データの２値化手段の説明図を示す。入力された色データが０ならば０を出力し、０以外ならば１を出力する。
【００３９】
図１３に色データ、濃度データの変倍処理の説明図を示す。濃度データは３次関数コンボリューション法により変倍処理を行うと、色識別手段で黒と識別されたサンプリング画素と黒以外の色と識別されたサンプリング画素の間の仮想画素（ａ）は黒以外の色と識別されたサンプリング画素の影響を受ける。仮想画素の色データを黒とすると元画像にはない黒い画素が形成されてしまうので、仮想画素の色データは黒以外の色とする必要がある。色データは多値化手段によって多値化し、３次関数コンボリューション法により変倍処理を行う。
【００４０】
色識別手段で黒と識別されたサンプリング画素と黒と識別されたサンプリング画素の仮想画素の色データは０、色識別手段で黒以外の色と識別されたサンプリング画素と黒以外の色と識別されたサンプリング画素の仮想画素の色データは２５５、色識別手段で黒と識別されたサンプリング画素と黒以外の色と識別されたサンプリング画素の仮想画素の色データはパラメータにかかわらず０より大きい値をとる。２値化手段の閾値を０とすることで、色データが０より大きければ黒以外の色、０ならば黒となるので、色データと濃度データとにずれが生じない。
【００４１】
【発明の効果】
色識別手段で識別された色データを多値化する多値化手段、色識別手段で識別された色データと濃度データを変倍する変倍手段、色識別手段で識別された色データを所定の閾値により２値化する２値化手段、の順序で処理することにより、カラー画像を指定色と黒とからなる２色画像に変換する画像処理装置において、仮想画素により、色データと濃度データとにずれが生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るＭＦＰ（画像処理装置または複合機）の全体構成を示すブロック図である。
【図２】Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３色の画像データを黒および黒以外の他の１色の画像データに変換する手順を説明するブロック図である。
【図３】図２に示した処理を実現するための構成を説明する構成図である。
【図４】画像データを赤とするか否かの判断を説明するための図である。
【図５】画像データの黒、白の判断を説明するための図である。
【図６】色ずれ補正に用いられるマトリックスを示す図である。
【図７】図６に示したマトリックスに基づいて作成されるリニアパターンを説明するための図である。
【図８】画像処理装置を説明するためのブロック図である。
【図９】ＶＤＣと作像ユニットの詳細図である。
【図１０】色データ、濃度データの変倍処理ブロック図である。
【図１１】色データ多値化手段の説明図である。
【図１２】色データ２値化手段の説明図である。
【図１３】色データ、濃度データの変倍処理の説明図である。
【図１４】周期１．０で並ぶ画素列を８０％に縮小する場合の仮想画素およびその位置を示す図である。
【図１５】２色で再生する装置の変倍処理の説明図である。
【符号の説明】
２０１　色の検出処理
３０１　ＲＧＢラインずれ同期補正部
３０２　黒／指定色分離部
３０３　入力選択部
３０４　色検出部
３０５　色判定部
３０６　マトリックス生成部
３０７　パターンマッチング部
３０８　色ずれ補正部
３０９　輝度計算部
３１０　タイミング調整部
３１１　レジスタ部
３１２　補正値選択部
９０３　感光体
９０８　帯電チャージャ
９０９　第１の露光装置
９１０　第１の現像装置
９１１　第２の露光装置
９１２　第２の現像装置
９１３　転写チャージャ
９１４　クリーニング装置
９１５　給紙トレイ
９１６　給紙コロ
９１７　転写紙
９１８　レジストローラ
９１９　搬送ベルト
９２０　定着装置
９２１　黒書込部
９２２　赤書込部
９２３　プロッタ制御部
９２４　画像形成装置
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ　サンプリング画素
ａ、ｂ、ｃ、ｄ　仮想画素
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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