(57)【要約】【課題】  画像データを生成した撮像装置を高い信頼性で特定することを可能にする撮像装置を提供する。【解決手段】  平坦画像検出部５は、画像データ処理部４から入力した画像データＳ４が平坦画像であるか否かを検出し、その結果を示す検出信号Ｓ５を出力制御部６に出力する。出力制御部６は、平坦画像検出部５からの判定信号が平坦画像であることを示す場合に、画像データ処理部４から入力した画像データＳ４をインタフェース７を介して撮像装置１の外部に出力することを禁止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光感度に固有のバラツキがある複数の受光素子の受光結果を基に画像データを生成する撮像装置であって、
前記画像データの輝度成分のうち所定の周波数より高い周波数成分の値が所定値以下の前記画像データを特定する特定手段と、
前記特定手段が特定した前記画像データの利用を制限する利用制限手段と
を有する撮像装置。
【請求項２】
前記特定手段は、輝度が不均一な前記画像データを前記特定せず、輝度が均一な前記画像データを前記特定するように規定された前記所定の周波数および前記所定値を用いて、前記画像データを前記特定する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記利用制限手段は、前記特定手段が前記特定しない前記画像データを前記撮像装置の外部に出力し、前記特定手段が前記特定した前記画像データを前記撮像装置の外部に出力しない
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記利用制限手段は、前記特定手段が特定した前記画像データから、前記撮像素子の固有のバラツキに応じた特徴データを除去して新たな画像データを生成し、当該新たな画像データを前記撮像装置の外部に出力する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記画像データを記憶する記憶手段
をさらに有し、
前記利用制限手段は、前記特定手段が特定しない前記画像データを前記記憶手段に書き込み、前記特定手段が特定した前記画像データを前記記憶手段に書き込まない
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記画像データを記憶する記憶手段
をさらに有し、
前記利用制限手段は、前記特定手段が特定した前記画像データから、前記撮像素子の固有のバラツキに応じた特徴データを除去して新たな画像データを生成し、当該新たな画像データを前記記憶手段に書き込む
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記特定手段は、
前記画像データから前記所定の周波数以下の周波数成分を除去する除去手段と、
前記除去手段で前記周波数成分を除去して生成した画像データの最大振幅を検出する振幅検出手段と、
前記振幅検出手段が検出した前記最大振幅が所定のレベル以下の場合に、前記画像データがその輝度成分のうち所定の周波数より高い周波数成分の値が所定値以下の画像データであるとして前記特定する比較手段と
を有する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記利用制限手段は、前記撮像装置の使用者が正当権限を有することを確認したことを条件に、前記特定手段が特定した前記画像データを前記撮像装置の外部に出力する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
受光感度に固有のバラツキがある複数の受光素子の受光結果を基に画像データを生成するデータ処理方法であって、
前記画像データの輝度成分のうち所定の周波数より高い周波数成分の値が所定値以下の前記画像データを特定する第１の工程と、
前記第１の工程で特定した前記画像データの利用を制限する第２の工程と
を有するデータ処理方法。
【請求項１０】
前記第１の工程は、輝度が不均一な前記画像データを前記特定せず、輝度が均一な前記画像データを前記特定するように規定された前記所定の周波数および前記所定値を用いて、前記画像データを前記特定する
請求項９に記載のデータ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子の受光感度に固有のバラツキがある撮像装置およびデータ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、デジタル方式のカメラで撮像したデジタル形式の画像データが、当該画像データの著作権者の許諾を受けずに、第三者によって不正に使用されることがある。
このような不正使用を防止するために、画像データに対して、当該画像データを生成したカメラを特定する情報を、電子透かし情報や、画像ファイルのヘッダとして付加する方法がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した画像データに電子透かし情報を付加する方法では、電子透かしの埋め込み方式を統一できないため、電子透かし情報を検出できない場合があるという問題がある。
また、上述した画像ファイルのヘッダとして付加する方法では、ヘッダの書き換えにより、カメラを特定する情報が容易に改竄され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、画像データを生成した撮像装置を高い信頼性で特定することを可能にする撮像装置およびデータ処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した従来技術の問題点を解決し、上述した目的を達成するために、第１の発明の撮像装置は、受光感度に固有のバラツキがある複数の受光素子の受光結果を基に画像データを生成する撮像装置であって、前記画像データの輝度成分のうち所定の周波数より高い周波数成分の値が所定値以下の前記画像データを特定する特定手段と、前記特定手段が特定した前記画像データの利用を制限する利用制限手段とを有する。
【０００６】
第１の発明の撮像装置の作用は以下のようになる。
先ず、特定手段が、画像データの輝度成分のうち所定の周波数より高い周波数成分の値が所定値以下の前記画像データを特定する。
次に、利用制限手段が、前記特定手段が特定した前記画像データの利用を制限する。
【０００７】
第２の発明のデータ処理方法は、受光感度に固有のバラツキがある複数の受光素子の受光結果を基に画像データを生成するデータ処理方法であって、前記画像データの輝度成分のうち所定の周波数より高い周波数成分の値が所定値以下の前記画像データを特定する第１の工程と、前記第１の工程で特定した前記画像データの利用を制限する第２の工程とを有する。
【０００８】
第２の発明のデータ処理方法の作用は以下のようになる。
先ず、第１の工程において、画像データの輝度成分のうち所定の周波数より高い周波数成分の値が所定値以下の前記画像データを特定する。
次に、第２の工程において、前記第１の工程で特定した前記画像データの利用を制限する。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明によれば、画像データを生成した撮像装置を高い信頼性で特定することを可能にする撮像装置およびデータ処理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態に係わる撮像装置について説明する。
本実施形態の撮像装置は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの受光感度に固有のバラツキがある複数の受光素子の受光結果を基に画像データを生成する。
本実施形態では、このような撮像装置を用いて生成された画像データがネットワークや記録媒体を介して配付される環境において、所定の被判定対象画像データが、所定の撮像装置で撮像されたものであるか否かを判定する場合に有用である。
すなわち、上記撮像装置で生成された画像データには、上述した複数の受光素子の受光感度に応じた固有のバラツキが特徴データとして含まれる。
そのため、予め登録した上記撮像装置の上記特徴データと、上記被判定対象画像データとの相関を検出することで、上記被判定対象画像データが上記撮像装置で生成されたものであるか否かを判別できる。
【００１１】
このようなシステムにおいて、撮像装置の上記特徴データが不正に利用されないように、これをセキュアに管理することが要求される。
なお、撮像装置の上記特徴データは、撮像装置で平坦な被写体を撮像して得られる画像データから、直流成分（周波数０）近くの周波数成分を除去することで容易に得ることができる。
そのため、撮像装置が平坦画像を無制限に出力すると、上記特徴データが不正に利用される可能性がある。
本実施形態の撮像装置は、上述したシステムにおいて、撮像装置が生成した平坦画像の画像データの利用を制限し、上記特徴データの不正利用を回避するためのものである。
【００１２】
第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態の実施形態に係わる撮像装置１の構成図である。
図１に示すように、撮像装置１は、例えば、レンズ２、撮像部３、画像データ処理部４、平坦画像検出部５、出力制御部６およびインタフェース７を有する。
ここで、平坦画像検出部５が第１の発明の特定手段に対応している。
また、出力制御部６が第１の発明の利用制限手段に対応している。
〔撮像部３〕
撮像部３は、２次元的にマトリクス状に配設された複数の受光素子から構成され、被写体からの光をレンズ２を介して上記複数の受光素子に入射して結像する。
ここで、上記受光素子は、例えば、図２に示すように、ＣＣＤ(Charge Coupled Device) 撮像素子の画素を構成する受光素子１１であり、受光感度に製造上の固有のばらつきがある。当該ばらつきは、人為的に再現困難なものである。
図２は、図１に示す撮像部３の受光素子１１の断面を模式的に示す図である。
図２に示すように、受光素子１１は、シリコン基板１２、開口部１３が設けられた遮光層１４、並びに集光レンズ１５を有する。
シリコン基板１２には、開口部１３と対向する位置に光電変換領域が形成されている。  また、集光レンズ１５は、遮光層１４に対してシリコン基板１２と反対側の位置から、遮光層１４を介してシリコン基板１２に達するように形成されている。
【００１３】
開口部１３は、例えば、紫外線の露光によってエッチングのマスクになるレジストに微細加工を施した後、遮光層１４とその下部の絶縁層１６をエッチングによって除去して形成される。
集光レンズ１５は、ガラス層にフォトリソグラフィーにより微細加工を施した後、高温でガラス層を融解し球状に形成される。
上述した受光素子１１の製造過程で、開口部１３は、なるべく均一な形状が形成されるように制御されるが、様々な要因により形状にはばらつきが生じる。このため、複数の受光素子の各々の開口部１３の形状にはばらつきがある。
ここで、各受光素子の開口部１３の形状のばらつきによって、受光素子に入射する光（光束）の形状がばらつき、シリコン基板１２の光電変換領域に入射する光量がばらつく。従って、各受光素子によって、受光感度のばらつきが生じる。
このような受光感度のばらつきは、人為的なものではなく、しかも、指紋のようにそれぞれの撮像素子に固有のものである。また、このような受光素子の受光感度のばらつきの影響が、上記撮像素子を用いたカメラによって生成される画像データＳ４に特徴データとして生じる。
本実施形態では、撮像装置１によって生成された画像データＳ４に生じる、撮像素子の受光感度の製造上の固有のばらつきによる特徴パターンを利用して、被判定対象画像データが、撮像装置１で撮像されたものであるか否かを判定する。
【００１４】
〔画像データ処理部４〕
画像データ処理部４は、撮像部３の上記複数の受光素子の受光結果を基に画像データＳ４を生成し、これを平坦画像検出部５および出力制御部６に出力する。
【００１５】
〔平坦画像検出部５〕
平坦画像検出部５は、画像データ処理部４から入力した画像データＳ４が平坦画像であるか否かを検出し、その結果を示す検出信号Ｓ５を出力制御部６に出力する。
すなわち、平坦画像検出部５は、画像データＳ４がその輝度成分のうち所定の周波数ＴＨより高い周波数成分の値が所定値（所定のレベルＬＢ）以下の画像データである場合に、画像データＳ４が平坦画像であると検出する。
平坦画像検出部５は、輝度が不均一な非平坦画像データを特定せず、輝度が均一な平坦画像データを特定するように規定された上記所定の周波数ＴＨおよび上記所定のレベルＬＢを用いて、画像データＳ４が平坦画像であるか否かを検出する。
【００１６】
例えば、撮像装置１が、グレーの紙や白色透明板などの輝度パターンが平坦な被写体を撮像した場合の画像データＳ４は、例えば図３に示すように直流成分（周波数０）近くの周波数成分の振幅が高くなり、それ以外の周波数成分はノイズの振幅と同程度になる。
また、撮像素子の受光感度の製造上の固有のばらつきに応じて画像データＳ４に生じる特徴データの周波数成分は、周波数帯域全域で生じる。
そのため、平坦な被写体を撮像して得られる画像データＳ４から、直流成分（周波数０）近くの周波数成分、すなわち所定の周波数ＴＨ以下の周波数成分を除去することで、上記特徴データを容易に抽出できる。
本実施形態では、予め登録した上記特徴データと被判定対象画像データとの相関を検出することで、上記被判定対象画像データが、撮像装置１で撮像されたものであるか否かを判定する。
そのため、本実施形態では、平坦な被写体を撮像して得られる画像データＳ４が、不正に撮像装置１の外部に出力されないように、平坦画像検出部５において、画像データ処理部４から入力した画像データＳ４が平坦画像であるか否かを検出する。
【００１７】
図４は、図１に示す平坦画像検出部５の構成図である。
図４に示すように、平坦画像検出部５は、例えば、低域成分除去部２１、振幅検出部２２および平坦画像判別部２３を有する。
ここで、低域成分除去部２１が第１の発明の除去手段に対応し、振幅検出部２２が第１の発明の振幅検出手段に対応し、平坦画像判別部２３が第１の発明の比較手段に対応している。
低域成分除去部２１は、画像データＳ４から所定の周波数ＴＨ以下の周波数成分を除去して画像データＳ２１を生成する。
当該所定の周波数ＴＨ以下の周波数成分は、例えば、画像データＳ４を構成するノイズ成分、特徴データの成分、並びに平坦画像（所定の周波数より高い周波数成分の値が所定値以下の画像データ）の成分のうち、主に平坦画像の成分で構成される。
低域成分除去部２１は、例えば、ハイパスフィルタ回路や微分回路などである。
【００１８】
振幅検出部２２は、低域成分除去部２１から入力した画像データＳ２１の振幅のピーク値を検出し、その検出したピーク値を示す検出信号Ｓ２２を平坦画像判別部２３に出力する。
【００１９】
平坦画像判別部２３は、振幅検出部２２から入力した検出信号Ｓ２２が示すピーク値が所定のレベルＬＢ以下であるか否かを判断し、当該所定のレベルＬＢ以下であると判断すると、平坦画像であることを示す判別信号Ｓ５を出力制御部６に出力する。
ここで、当該所定のレベルＬＢは、例えば、ノイズ成分および特徴データの成分の振幅より大きく、かつ画像による成分より小さく設定される。
一方、平坦画像判別部２３は、検出信号Ｓ２２が示すピーク値が所定のレベルＬＢを超えていると判断すると、平坦画像ではないことを示す判別信号Ｓ５を出力制御部６に出力する。
そのため、上記所定のレベルは、例えば、ノイズ信号のレベルや、撮像装置１の撮像部３の特性、例えば、レンズ２、撮像部３の撮像素子、並びに画像データ処理部４の特性にさらに応じて、平坦画像を検出できるように設定する。
上記所定のレベルＬＢは、撮像装置１の撮像時に動的に設定してもよいし、予め固定して設定してもよい。
【００２０】
〔出力制御部６〕
出力制御部６は、平坦画像検出部５からの判定信号が平坦画像ではないことを示す場合に、画像データ処理部４から入力した画像データＳ４をインタフェース７を介して撮像装置１の外部に出力することを許可する。
一方、出力制御部６は、平坦画像検出部５からの判定信号が平坦画像であることを示す場合に、画像データ処理部４から入力した画像データＳ４をインタフェース７を介して撮像装置１の外部に出力することを禁止する。
【００２１】
以下、図１に示す撮像装置１の動作例を説明する。
図５は、図１に示す撮像装置１の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：
ユーザが撮像装置１を用いて所定の被写体を撮像する。
これにより、撮像部３は、被写体からの光をレンズ２を介して、２次元的にマトリクス状に配設された複数の受光素子に入射して結像する。
ステップＳＴ２：
画像データ処理部４は、ステップＳＴ１における撮像部３の上記複数の受光素子の結像結果を基に画像データＳ４を生成し、これを平坦画像検出部５および出力制御部６に出力する。
【００２２】
ステップＳＴ３：
平坦画像検出部５は、画像データ処理部４から入力した画像データＳ４が平坦画像であるか否かを検出し、その結果を示す検出信号Ｓ５を出力制御部６に出力する。
すなわち、画像データ処理部４は、画像データＳ４がその輝度成分のうち所定の周波数ＴＨより高い周波数成分の値が所定のレベルＬＢ以下の画像データである場合に、画像データＳ４が平坦画像であると検出する。
ステップＳＴ４：
撮像装置１は、ステップＳＴ３で平坦画像であると検出した場合にステップＳＴ５に進み、そうでない場合にステップＳＴ６に進む。
ステップＳＴ５：
出力制御部６は、画像データ処理部４から入力した画像データＳ４をインタフェース７を介して撮像装置１の外部に出力することを禁止する。
ステップＳＴ６：
出力制御部６は、画像データ処理部４から入力した画像データＳ４をインタフェース７を介して撮像装置１の外部に出力することを許可する。
【００２３】
以上説明したように、撮像装置１によれば、撮像によって生成された画像データＳ４が平坦画像である場合には、画像データＳ４を撮像装置１の外部に出力することを禁止し、平坦画像でない画像データＳ４のみを撮像装置１の外部に出力することを許可する。
そのため、撮像装置１から出力された平坦画像の画像データＳ４を基に、撮像装置１の特徴データを不正に取得し、これを不正に利用されることを回避できる。
撮像装置１を用いれば、撮像装置１の特徴データが無制限に得られないため、前述したように、当該特徴データとの相関を基に、被判定対象画像データを生成した撮像装置を判別するシステムの信頼性を高めることができる。
また、このようなシステムでは、従来技術で説明したような電子透かし情報やヘッダを利用する場合に生じる問題を解決できる。
【００２４】
第２実施形態
図６は、本発明の第２実施形態の実施形態に係わる撮像装置３１の構成図である。
図６に示すように、撮像装置３１は、例えば、レンズ２、撮像部３、画像データ処理部４、平坦画像検出部５、記録制御部３６および記録媒体３７を有する。
ここで、記録制御部３６が第１の発明の利用制限手段に対応している。
また、記録媒体３７が第１の発明の記憶手段に対応している。
図６において、図１と同じ符号を付したレンズ２、撮像部３、画像データ処理部４および平坦画像検出部５は、第１実施形態で説明したものと同じである。
【００２５】
撮像装置３１は、以下に示す記録制御部３６および記録媒体３７の構成および作用を除いて、第１実施形態の撮像装置１と同じである。
記録制御部３６は、平坦画像検出部５からの判定信号が平坦画像ではないことを示す場合に、画像データ処理部４から入力した画像データＳ４を記録媒体３７に書き込む。
一方、記録制御部３６は、平坦画像検出部５からの判定信号が平坦画像であることを示す場合に、画像データ処理部４から入力した画像データＳ４を記録媒体３７に書き込まない。
記録媒体３７は、例えば、撮像装置３１に着脱可能に装着される半導体メモリであり、記録制御部３６から書き込まれた画像データＳ４を記憶する。
【００２６】
以上説明したように、撮像装置３１によれば、画像データＳ４が平坦画像である場合には、画像データＳ４を記録媒体３７に書き込まず、平坦画像でない画像データＳ４のみを記録媒体３７に書き込む。
そのため、撮像装置３１から平坦画像の画像データＳ４が記録された記録媒体３７を撮像装置３１から取り外し、記録媒体３７に記録されている画像データＳ４から撮像装置３１の特徴データを不正に取得することを回避できる。
【００２７】
第３実施形態
上述した第１実施形態では、図１に示す出力制御部６が、検出信号Ｓ５を基に、画像データ処理部４からの画像データＳ４をインタフェース７に出力するか否かを決定した。
本実施形態の撮像装置１ａは、出力制御部６の構成を除いて、第１実施形態の図１に示す撮像装置１と同じ構成を有している。
本実施形態の出力制御部６ａは、平坦画像検出部５からの判定信号が平坦画像であることを示す場合に、画像データ処理部４から入力した画像データＳ４から、図３に示すように、しきい値ＴＨ以上の周波数成分（ノイズ信号および上記特徴データによる成分）を除去して新たな画像データＳ４ａを生成する。そして、出力制御部６ａは、画像データＳ４ａをインタフェース７に出力する。
一方、出力制御部６ａは、平坦画像検出部５からの判定信号が平坦画像ではないことを示す場合に、画像データ処理部４から入力した画像データＳ４をそのままインタフェース７に出力する。
以上説明したように、撮像装置１ａによれば、画像データＳ４が平坦画像である場合に、画像データＳ４から撮像装置１ａの特徴データを除去した画像データＳ４ａを生成し、これをインタフェース７を介して撮像装置１の外部に出力する。
そのため、画像データＳ４ａには撮像装置１ａの特徴データは含まれておらず、これが不正に利用されることはない。
【００２８】
第４実施形態
上述した第２実施形態では、図６に示す記録制御部３６が、検出信号Ｓ５を基に、画像データ処理部４からの画像データＳ４を記録媒体３７に書き込むか否かを決定した。
本実施形態の撮像装置３１ａは、記録制御部３６の構成を除いて、第２実施形態の図６に示す撮像装置３１と同じ構成を有している。
本実施形態の記録制御部３６ａは、平坦画像検出部５からの判定信号が平坦画像であることを示す場合に、画像データ処理部４から入力した画像データＳ４から、図３に示すように、しきい値ＴＨ以上の周波数成分（ノイズ信号および上記特徴データによる成分）を除去して新たな画像データＳ４ａを生成する。そして、記録制御部３６ａは、画像データＳ４ａを記録媒体３７に書き込む。
一方、記録制御部３６ａは、平坦画像検出部５からの判定信号が平坦画像ではないことを示す場合に、画像データ処理部４から入力した画像データＳ４をそのまま記録媒体３７に書き込む。
以上説明したように、撮像装置３１ａによれば、画像データＳ４が平坦画像である場合に、画像データＳ４から撮像装置３１ａの特徴データを除去した画像データＳ４ａを生成し、これを記録媒体３７に書き込む。
そのため、画像データＳ４ａには撮像装置３１ａの特徴データは含まれておらず、これが不正に利用されることはない。
【００２９】
本発明は上述した実施形態には限定されない。
例えば、上述した第３および第４実施形態において、撮像装置１ａ，３１ａが予めその特徴データを保持しておき、平坦画像検出部５が平坦画像を検出した場合に、画像データＳ４から上記保持した特徴データを差し引いて新たな画像データＳ４ａを生成してもよい。
【００３０】
また、上述した第１〜第４実施形態では、平坦画像検出部５が平坦画像を検出した場合に、画像データＳ４をそのままインタフェース７から出力したり、記録媒体３７に書き込むことを禁止したが、所定の認証処理を経て、正当なユーザの操作に対してのみ、平坦画像の画像データＳ４をそのままインタフェース７から出力したり、記録媒体３７に書き込むことを許可してもよい。
当該認証としては、ユーザが入力したパスワードの照合、並びにユーザの生体情報の照合などがある。
正当であると認証された場合に、撮像装置１，１ａ，３１，３１ａの電源オフ、あるいは一定時間の経過検出により、再度の認証を要求するようにしてもよい。
また、撮像装置１，１ａ，３１，３１ａに、製造者およびそれに許可された者のみ設定可能なモ−ドを設け、当該モードにおいてのみ平坦画像の画像データＳ４をインタフェース７から出力したり、記録媒体３７に書き込むことを許可してもよい。この場合には、正規のユーザであっても、平坦画像の画像データＳ４を撮像装置１，１ａ，３１，３１ａの外部に出力できない。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、画像データを撮像した撮像装置を判定するデータ処理システムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態の撮像装置の構成図である。
【図２】図２は、図１に示す撮像部３の受光素子の断面を模式的に示す図である。
【図３】図３は、図１に示す撮像装置で得られる画像データの周波数特性を説明するための図である。
【図４】図４は、図１に示す平坦画像検出部の構成図である。
【図５】図５は、図１に示す撮像装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態の撮像装置の構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１，１ａ，３１，３１ａ…撮像装置、２…レンズ、３…撮像部、４…画像データ処理部、５…平坦画像検出部、６，６ａ…出力制御部、７…インタフェース、３６，３６ａ…記録制御部、３７…記録媒体
【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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