(57)【要約】【課題】表示用画像信号のノイズ、オーバーシュートおよびプリシュートなどが重畳されている場合でも、表示手段の表示特性に適合するようにレベル調整された画像信号を生成できる画像処理装置を提供する。【解決手段】出荷前などに指定される調整モードにおいて、黒・白画面表示用画像信号生成部１３が生成した白・黒画面表示用画像信号Ｓ１３Ｈ，Ｓ１３Ｂに応じた画像信号Ｓ１７の振幅および基準レベルを検出部１９が検出する。そして、制御部２２が、検出部１９が検出した画像信号Ｓ１７の振幅および基準レベルと、表示部２０の表示特性を基に予め規定された参照用の振幅および基準レベルとを用いて、調整部１８の調整量を決定して調整部１８に設定する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示モードにおいて、調整モードで設定された調整量を基に、表示用画像信号のレベルを調整する調整手段と、
前記調整モードにおいて、基準となる黒レベルおよび白レベルの少なくとも一方の画像を表示する調整用画像信号の第１のレベルを検出する検出手段と、
前記調整モードにおいて、前記検出手段で検出された前記第１のレベルと、前記表示用画像信号に応じた画像表示を行う表示手段の表示特性を基に予め規定された第２のレベルとを用いて、前記調整量を決定し、当該決定した調整量を前記調整手段に設定する制御手段と
を有する画像処理装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記調整モードにおいて、黒画面および白画面のうち少なくとも一方の画面を表示するための前記調整用画像信号の第１のレベルを検出する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記調整モードで前記調整用画像信号の画像処理を行い、前記表示モードで前記表示用画像信号の画像処理を行う画像処理手段
をさらに有し、
前記検出手段は、前記画像処理手段の処理を経た前記調整用画像信号の前記第１のレベルを検出する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記表示手段において所定の基準を満たす黒レベルおよび白レベルで画面表示が行われる範囲で、画面表示のダイナミックレンジが最大になるように予め規定された前記第２のレベルを用いて、前記調整量を決定する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１のレベルと前記第２のレベルとが一致あるいは略一致するように前記調整量を決定する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記調整手段は、設定されている前記調整量を基に、前記表示用画像信号の振幅レベルおよび基準レベルを調整し、
前記検出手段は、前記調整用画像信号の振幅レベルおよび基準レベルである前記第１のレベルを検出する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記調整モードにおいて、複数の表示種類モードのそれぞれに対応して規定された複数の前記第２のレベルを基に、前記複数の表示種類モードのそれぞれについて、当該表示種類モードに対応する前記第２のレベルを用いて前記調整量を決定し、前記表示モードにおいて、選択された前記表示種類モードに対応して決定された前記調整量を前記調整手段に設定する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項８】
調整用画像信号を生成して前記検出手段に出力する信号生成手段
をさらに有する請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項９】
基準となる黒レベルおよび白レベルのうち少なくとも一方のレベルの画像を表示するための調整用画像信号の第１のレベルを検出する第１の工程と、
前記第１のレベルと、表示用画像信号に応じた画像表示を行う表示手段の表示特性を基に予め規定された第２のレベルとを用いて、調整量を決定する第２の工程と、
前記第２の工程で決定された調整量を基に、表示用画像信号のレベルを調整する第３の工程と
を有する画像処理方法。
【請求項１０】
前記第１の工程において、画像処理回路で処理された前記調整用画像信号の前記第１のレベルを検出し、
前記第３の工程において、前記第２の工程で決定された調整量を基に、前記画像処理回路で処理される前の前記表示用画像信号、または前記画像処理回路で処理された前記表示用画像信号のレベルを調整する
請求項９に記載の画像処理方法。
【請求項１１】
前記第２の工程において、前記表示手段において所定の基準を満たす黒レベルおよび白レベルで画面表示が行われる範囲で、画面表示のダイナミックレンジが最大になるように予め規定された前記第２のレベルを用いて、前記調整量を決定する
請求項９に記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像信号処理装置およびその方法に関し、特に、画像信号のレベル調整を行う画像処理装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表示のダイナミックレンジが狭い液晶ディスプレイなどの表示装置では、映像信号の白ピーク部分での白つぶれや、黒ピーク部分での黒つぶれなどが生じやすく、これらが画質劣化の要因となる。
このような画質劣化を回避するために、従来の画像処理装置では、出荷後に番組などのコンテンツの映像信号を処理して表示する過程で、入力されたコンテンツの映像信号の振幅レベルを監視し、その監視結果を基に、上述した白つぶれや黒つぶれが生じないように負帰還をかけて、入力された映像信号の振幅レベルを調整している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の画像処理装置では、コンテンツの映像信号にノイズ、オーバーシュートおよびプリシュートなどが重畳されている場合に、その部分がディスプレイの表示特性に応じて要求される所定の白レベルや黒レベルに一致するように負帰還が働き、映像信号全体の振幅が上記表示特性に応じて要求されるレベルより低く調整され、表示画像のコントラストが不足してしまうという問題がある。
【０００４】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みてなされ、表示用画像信号のノイズ、オーバーシュートおよびプリシュートなどが重畳されている場合でも、表示手段の表示特性に適合するようにレベル調整された画像信号を生成できる画像処理装置およびその方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するために、第１の発明の画像処理装置は、表示モードにおいて、調整モードで設定された調整量を基に、表示用画像信号のレベルを調整する調整手段と、前記調整モードにおいて、基準となる黒レベルおよび白レベルの少なくとも一方の画像を表示する調整用画像信号の第１のレベルを検出する検出手段と、前記調整モードにおいて、前記検出手段で検出された前記第１のレベルと、前記表示用画像信号に応じた画像表示を行う表示手段の表示特性を基に予め規定された第２のレベルとを用いて、前記調整量を決定し、当該決定した調整量を前記調整手段に設定する制御手段とを有する。
【０００６】
第１の発明の画像処理装置の作用は以下のようになる。
検出手段が、調整モードにおいて、基準となる黒レベルおよび白レベルのうち少なくとも一方の画面を表示するための調整用画像信号の第１のレベルを検出する。
次に、前記調整モードにおいて、制御手段が、前記第１のレベルと、表示用画像信号を応じた画像表示を行う表示手段の表示特性を基に予め規定された第２のレベルとを用いて、調整手段の調整量を決定し、当該決定した調整量を前記調整手段に設定する。
次に、表示モードにおいて、制御手段が、調整モードで設定された調整量を基に、表示用画像信号のレベルを調整する。
【０００７】
第１の発明の画像処理装置は、好ましくは、前記検出手段は、前記調整モードにおいて、黒画面および白画面のうち少なくとも一方の画面を表示するための前記調整用画像信号の第１のレベルを検出する。
第１の発明の画像処理装置は、好ましくは、前記調整モードで前記調整用画像信号の画像処理を行い、前記表示モードで前記表示用画像信号の画像処理を行う画像処理手段をさらに有し、前記検出手段は、前記画像処理手段の処理を経た前記調整用画像信号の前記第１のレベルを検出する。
また、第１の発明の画像処理装置は、好ましくは、前記制御手段は、前記表示手段において所定の基準を満たす黒レベルおよび白レベルで画面表示が行われる範囲で、画面表示のダイナミックレンジが最大になるように予め規定された前記第２のレベルを用いて、前記調整量を決定する。
【０００８】
第２の発明の画像処理方法は、基準となる黒レベルおよび白レベルの少なくとも一方の画像を表示するための調整用画像信号の第１のレベルを検出する第１の工程と、前記第１のレベルと、表示用画像信号に応じた画像表示を行う表示手段の表示特性を基に予め規定された第２のレベルとを用いて、調整量を決定する第２の工程と、前記第２の工程で決定された調整量を基に、表示用画像信号のレベルを調整する第３の工程とを有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係わる画像処理装置について説明する。
図１は、本実施形態の画像処理装置１の機能ブロック図である。
図１に示すように、画像処理装置１は、例えば、表示用画像信号生成部１２、黒・白画面表示用画像信号生成部１３、選択部１４、Ａ／Ｄ変換部１５、フレームメモリ１６、画像処理部１７、調整部１８、検出部１９、表示部２０、操作部２１および制御部２２を有する。
ここで、調整部１８が本発明の調整手段に対応し、検出部１９が本発明の検出手段に対応し、画像処理部１７が本発明の画像処理手段に対応し、制御部２２が本発明の制御手段に対応している。
また、表示部２０が本発明の表示手段に対応している。
【００１０】
画像処理装置１では、画像処理装置１の出荷前などに指定される調整モードにおいて、黒・白画面表示用画像信号生成部１３が生成した白画面表示用画像信号Ｓ１３Ｈまたは黒画面表示用画像信号Ｓ１３Ｂを選択部１４が選択し、それに応じた画像信号Ｓ１７の振幅および基準レベルを検出部１９が検出する。
そして、制御部２２が、検出部１９が検出した画像信号Ｓ１７の振幅および基準レベルと、表示部２０の表示特性を基に予め規定された参照用の振幅および基準レベルとを用いて、調整部１８の調整量を決定し、これを調整部１８に設定する。
出荷後の表示モードでは、調整部１８が、上述したように設定された調整量を用いて、表示用画像信号Ｓ１２に応じた画像信号Ｓ１７の振幅および基準レベルを調整する。
【００１１】
以下、図１に示す画像処理装置１の各構成要素について説明する。
表示用画像信号生成部１２は、例えば、画像処理装置１の出荷後などの通常動作時に設定される表示モードで、アナログの表示用画像信号Ｓ１２を生成し、これを選択部１４に出力する。
黒・白画面表示用画像信号生成部１３は、例えば、画像処理装置１の出荷前などの調整動作時に設定される調整モードで、アナログの白画面表示用画像信号Ｓ１３Ｈ、黒画面表示用画像信号Ｓ１３Ｂを生成し、これを選択部１４に出力する。
選択部１４は、制御部２２からの選択信号Ｓ２２ｃに基づいて、表示モードで表示用画像信号Ｓ１２を選択してＡ／Ｄ変換部１５に出力し、調整モードで白画面表示用画像信号Ｓ１３Ｈおよび黒画面表示用画像信号Ｓ１３Ｂを選択してＡ／Ｄ変換部１５に出力する。
【００１２】
Ａ／Ｄ変換部１５は、選択部１４から入力したアナログの画像信号をデジタルの画像信号Ｓ１５に変換してフレームメモリ１６に書き込む。
画像処理部１７は、フレームメモリ１６から読み出した画像信号Ｓ１６を画像処理して画像信号Ｓ１７を生成し、これを調整部１８に出力する。
画像処理部１７は、上記画像処理として、例えば、画像の拡大・縮小などのスケーリング処理、インタレス方式からプレグレッシブ方式への変換処理、色合いや色強度などの画質コントロール処理などを行う。
【００１３】
調整部１８は、表示モードで、制御部２２によって設定されたパラメータを基に、画像処理部１７からの画像信号のレベルを調整する。
図２は、図１に示す調整部１８の機能ブロック図である。
図２に示すように、調整部１８は、例えば、メモリ３１、基準レベル調整部３２および振幅レベル調整部３３を有する。
メモリ３１は、制御部２２によって設定された基準レベル調整用パラメータＳ２２ａ（本発明の調整量）、並びに振幅レベル調整用パラメータＳ２２ｂ（本発明の調整量）を記憶する。
基準レベル調整部３２は、図２に示すように、メモリ３１から読み出した基準レベル調整用パラメータＳ２２ａを基に、画像信号Ｓ１７の振幅の基準レベルＡを調整して画像信号Ｓ３２を生成し、これを振幅レベル調整部３３に出力する。
振幅レベル調整部３３は、図３に示すように、メモリ３１から読み出した振幅レベル調整用パラメータＳ２２ｂを基に、画像信号Ｓ３２の振幅の振幅レベルを調整して画像信号Ｓ１８を生成し、これを図１に示す検出部１９に出力する。
なお、調整部１８は、調整モードでは、基準レベル調整部３２および振幅レベル調整部３３による調整を行ってもよいし、行わなくてもよい。
【００１４】
検出部１９は、調整モードにおいて、画像信号Ｓ１８の振幅レベルおよび基準レベル（本発明の第１のレベル）を検出し、その検出結果を示す検出信号Ｓ１９ａを制御部２２に出力する。
また、検出部１９は、例えば、表示モードで、画像信号Ｓ１８を表示部２０に出力する。
なお、検出部１９は、表示モードにおいて、例えば、画像信号Ｓ１８の振幅レベルおよび基準レベルの検出を行わずに、画像信号Ｓ１８をそのまま表示部２０に出力する。
【００１５】
表示部２０は、画像信号Ｓ１８に応じた画面表示を行う。
表示部２０としては、例えば、液晶ディスプレイなどの比較的、表示のダイナミックレンジが小さいものが用いられる。
なお、表示部２０としては、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｒａｙ　Ｔｕｂｅ）やＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ　Ｄｉｓｐｌａｙ　Ｐａｎｅｌ）などその他のディスプレイを用いてもよい。
操作部２１は、スイッチなどの操作手段であり、表示モードおよび調整モードの切換操作、表示種類モードの指定などを行うために用いられる。
ここで、調整モードは画像処理装置１の出荷前などに指定され、表示モードは画像処理装置１の出荷時に指定される。
また、表示モードおよび調整モードは、表示種類モードとは別に、画像処理装置１の製造業者のみが指定可能な操作部を用いて指定できるようにしてもよい。
【００１６】
制御部２２は、表示部２０の表示特性を基に予め規定された参照用振幅レベルおよび参照用基準レベルを保持している。
制御部２２は、検出部１９からの検出信号Ｓ１９ａが示す画像信号Ｓ１８の振幅レベルおよび基準レベルが、表示部２０の表示特性を基に予め規定された参照用振幅レベルおよび参照用基準レベル（本発明の第２のレベル）になるように、基準レベル調整用パラメータＳ２２ａ、並びに振幅レベル調整用パラメータＳ２２ｂを決定し、これを調整部１８に出力する。
ここで、参照用振幅レベルおよび参照用基準レベルは、表示部２０において黒つぶれや白つぶれが所定の基準を満たす（例えば、黒つぶれや白つぶれが生じない）黒レベルおよび白レベルで画面表示が行われる範囲で、画面表示のダイナミックレンジが最大になるように予め規定されたレベルである。
具体的には、制御部２２は、例えば、表示部２０が、画像信号Ｓ１８のレベル（電位）に応じて、図４に示すように表示部２０の液晶の透過率が画像信号Ｓ１８の電位によって変化する場合に、当該透過率がＴ１〜Ｔ２の範囲になるように、基準レベル調整用パラメータＳ２２ａ、並びに振幅レベル調整用パラメータＳ２２ｂを決定する。
【００１７】
また、制御部２２は、調整モードにおいて、複数の表示種類モードのそれぞれに対応して規定された複数の組の参照用振幅レベルおよび参照用基準レベルを基に、上記複数の表示種類モードのそれぞれについて、当該表示種類モードに対応する組の参照用振幅レベルおよび参照用基準レベルを用いて基準レベル調整用パラメータＳ２２ａ、並びに振幅レベル調整用パラメータＳ２２ｂを決定して保持する。
また、制御部２２は、表示モードにおいて、操作部２１を用いて選択された上記表示種類モードに対応して上記保持された基準レベル調整用パラメータＳ２２ａ、並びに振幅レベル調整用パラメータＳ２２ｂを調整部１８に出力する。
ここで、表示種類モードとは、例えば、ノーマル、映画、スポーツなどの表示用画像信号のコンテンツの内容に応じて規定されている。
【００１８】
以下、図１に示す画像処理装置１の動作例を説明する。
〔第１の動作例〕
当該動作例では、画像処理装置１の出荷前などの調整時に、操作部２１によって調整モードが指定された場合を例示する。
図５（Ａ）は、当該動作例を説明するためのフローチャートである。
ステップＳＴ１：
制御部２２が、操作部２１によって調整モードが指定されているか否かを判断し、調整モードが指定されていると判断した場合には、ステップＳＴ２の処理に進む。
【００１９】
ステップＳＴ２：
制御部２２からの選択信号Ｓ２２ｃに基づいて、選択部１４が、黒・白画面表示用画像信号生成部１３から順次入力したアナログの白画面表示用画像信号Ｓ１３Ｈおよび黒画面表示用画像信号Ｓ１３ＢをＡ／Ｄ変換部１５に出力する。
次に、Ａ／Ｄ変換部１５が、アナログの白画面表示用画像信号Ｓ１３Ｈおよび黒画面表示用画像信号Ｓ１３Ｂをデジタルに変換して画像信号Ｓ１５を生成し、これをフレームメモリ１６に書き込む。
次に、画像処理部１７が、画像信号Ｓ１６を画像処理して画像信号Ｓ１７を生成し、これを調整部１８に出力する。
次に、調整部１８が、例えば、初期値として制御部２２によって設定された基準レベル調整用パラメータＳ２２ａおよび振幅レベル調整用パラメータＳ２２ｂを基に、画像信号Ｓ１７の基準レベルおよび振幅レベルを調整して画像信号Ｓ１８を生成し、これを検出部１９に出力する。
なお、調整部１８における調整を行わなくてもよい。
【００２０】
ステップＳＴ３：
検出部１９が、画像信号Ｓ１８の振幅レベルおよび基準レベルを検出し、その検出結果を示す検出信号Ｓ１９ａを制御部２２に出力する。
【００２１】
ステップＳＴ４：
制御部２２が、検出部１９からの検出信号Ｓ１９ａが示す画像信号Ｓ１８の振幅レベルおよび基準レベルが、表示部２０の表示特性を基に予め規定された参照用振幅レベルおよび参照用基準レベルになるように、基準レベル調整用パラメータＳ２２ａ、並びに振幅レベル調整用パラメータＳ２２ｂを決定し、これを調整部１８に出力する。
調整部１８は、制御部２２から入力した基準レベル調整用パラメータＳ２２ａ、並びに振幅レベル調整用パラメータＳ２２ｂを図２に示すメモリ３１に記憶する。
【００２２】
〔第２の動作例〕
当該動作例では、画像処理装置１の出荷時などに表示モードが指定された場合を例示する。
図５（Ｂ）は、当該動作例を説明するためのフローチャートである。
ステップＳＴ１１：
制御部２２が、操作部２１によって表示モードが指定されているか否かを判断し、表示モードが指定されていると判断した場合には、ステップＳＴ１２の処理に進む。
【００２３】
ステップＳＴ１２：
制御部２２からの選択信号Ｓ２２ｃに基づいて、選択部１４が、表示用画像信号生成部１２から入力したアナログの表示用画像信号Ｓ１２をＡ／Ｄ変換部１５に出力する。
ステップＳＴ１３：
Ａ／Ｄ変換部１５が、アナログの表示用画像信号Ｓ１２をデジタルに変換して画像信号Ｓ１５を生成し、これをフレームメモリ１６に書き込む。
次に、画像処理部１７が、画像信号Ｓ１６を画像処理して画像信号Ｓ１７を生成し、これを調整部１８に出力する。
次に、調整部１８が、例えば、前述した第１の動作例で示した処理により制御部２２によって設定された基準レベル調整用パラメータＳ２２ａおよび振幅レベル調整用パラメータＳ２２ｂを基に、画像信号Ｓ１７の基準レベルおよび振幅レベルを調整して画像信号Ｓ１８を生成し、これを検出部１９を介して表示部２０に出力する。
【００２４】
ステップＳＴ１４：
表示部２０が、ステップＳＴ１３で調整部１８から入力した画像信号Ｓ１８に応じた画像表示を行う。
【００２５】
以上説明したように、画像処理装置１では、調整モードにおいて、黒・白画面表示用画像信号生成部１３が順次生成した白画面表示用画像信号Ｓ１３Ｈおよび黒画面表示用画像信号Ｓ１３Ｂを、Ａ／Ｄ変換部１５、フレームメモリ１６、画像処理部１７および調整部１８で順に処理して生成した画像信号Ｓ１８の振幅レベルおよび基準レベルを検出部１９で検出する。
そして、制御部２２が、検出信号Ｓ１９ａが示す画像信号Ｓ１８の振幅レベルおよび基準レベルが、表示部２０の表示特性を基に予め規定された参照用振幅レベルおよび参照用基準レベルに一致あるいは略一致するように、調整部１８による調整に用いるパラメータを設定する。
そのため、参照用振幅レベルおよび参照用基準レベルを、表示部２０において黒つぶれや白つぶれが所定の基準を満たす黒レベルおよび白レベルで画面表示が行われる範囲で、画面表示のダイナミックレンジが最大になるように予め規定することで、黒つぶれおよび白つぶれが生じなく、しかも高いコントラストの高品質な画像を表示部２０に表示させることができる。
特に、表示部２０が液晶などの表示のダイナミックレンジの狭いディスプレイである場合には効果的である。
【００２６】
また、画像処理装置１によれば、大量に製造される画像処理装置１の全てについて共通のパラメータを調整部１８に設定するのではなく、各画像処理装置１毎に検出部１９の検出結果を基に当該パラメータを設定する。
そのため、複数の画像処理装置１の間で生じるＡ／Ｄ変換部１５、画像処理部１７および調整部１８の処理のバラツキを各画像処理装置１間で個別に補正したパラメータを調整部１８に設定できる。
【００２７】
また、画像処理装置１では、調整モードにおいて、複数の表示種類モードのそれぞれに対応して規定された複数の組の参照用振幅レベルおよび参照用基準レベルを基に、上記複数の表示種類モードのそれぞれについて、当該表示種類モードに対応する組の参照用振幅レベルおよび参照用基準レベルを用いて基準レベル調整用パラメータＳ２２ａ、並びに振幅レベル調整用パラメータＳ２２ｂを決定して保持し、指定された表示種類モードに対応したパラメータを使用する。
これにより、画像処理装置１によれば、表示する画像の種類に適合した振幅レベルおよび基準レベルの調整ができ、高品質な画像を提供できる。
【００２８】
本発明は上述した実施形態には限定されない。
上述した画像処理装置１では、図１に示すように、画像処理装置１内に表示用画像信号生成部１２および黒・白画面表示用画像信号生成部１３を備えた場合を例示したが、表示用画像信号生成部１２および黒・白画面表示用画像信号生成部１３のうち少なくとも一方を画像処理装置１の外部に設けてもよい。
【００２９】
また、上述した実施形態では、図１に示すように、画像処理部１７の後段に調整部１８を設けた場合を例示したが、図６に示すように、Ａ／Ｄ変換部１５の後段に調整部１８を設けてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、表示用画像信号のノイズ、オーバーシュートおよびプリシュートなどが重畳されている場合でも、表示手段の表示特性に適合するようにレベル調整された画像信号を生成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施形態の画像処理装置の機能ブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す調整部の機能ブロック図である。
【図３】図３は、図２に示す調整部の処理を説明するための図である。
【図４】図４は、図２に示す調整部の処理を説明するための図である。
【図５】図５は、図１に示す画像処理装置の動作例を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に変形例に係わる画像処理装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１…画像処理装置、１２…表示用画像信号生成部、１３…黒・白画面表示用画像信号生成部、１４…選択部、１５…Ａ／Ｄ変換部、１６…フレームメモリ、１７…画像処理部、１８…調整部、１９…検出部、２０…表示部、２１…操作部、３１…メモリ、３２…基準レベル調整部、３３…振幅レベル調整部
【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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