(57)【要約】【課題】  従来の保守点検は、テレビカメラ設置場所からＴＶカメラ本体を引取り、調整用スタジオ内に設置した後、測定器およびテレビモニタにより検査を行う。テレビカメラの確認が終了したら、本体をテレビカメラ設置場所に戻し、各現場に適合した方法により再調整を行うが、このような方法では保守点検作業に時間がかかり、またテレビカメラ設置場所毎にメンテナンス作業者が対応しなければならい。本発明は、テレビカメラの保守点検において、本体の劣化を検出し、故障および不良の検査を短時間で行い、作業効率の向上と作業人員および作業費用を低減する。【解決手段】  本発明は、上記の課題を達成するため、テレビカメラシステムにおいて、テレビカメラの正常時の画像を保存する画像記録部を設け、この画像と現状画像と比較することにより、テレビカメラを移動せずにカメラ本体の劣化を判定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、制御部と、入射する光信号を電気信号に変換する光電変換部と、該電気信号を映像信号に変換するビデオプロセス部と、該映像信号を上記制御部の制御により記録する画像記録部と、上記ビデオプロセス部から出力される画像信号と上記画像記録部から出力される画像信号とを上記制御部の制御により切換える映像切換え部とを備え、上記ビデオプロセス部から出力される画像信号と上記画像記録部から出力される画像信号のいずれかを出力することを特徴とするテレビカメラ。
【請求項２】
請求項１記載のテレビカメラにおいて、テレビカメラから出力される映像信号に、上記ビデオプロセス部から出力される画像信号と上記画像記録部から出力される画像信号のいずれかであるかを区別するためのデータを付加することを特徴とするテレビカメラ。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載のテレビカメラにおいて、上記テレビカメラはネットワークに接続され、上記制御部は上記ネットワークを介して制御されることを特徴とするテレビカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視テレビカメラシステムにおけるテレビカメラの保守点検に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のテレビカメラの保守点検方法は、使用者より連絡を受けたメンテナンス作業者がテレビカメラ設置場所から本体を引取り、調整用スタジオ内に設置した後、規定された照度下にてカラーバー等の測定用チャートを撮像し、測定器およびテレビモニタにより検査を行う（特許文献１、及び、特許文献２参照。）。テレビカメラの確認が終了したら、本体をテレビカメラ設置場所に戻し、更に、各現場に適合した方法により再調整を行うのが一般的であった。
【０００３】
しかし、複数のテレビカメラを引取り１台ずつ測定するため、保守点検作業に時間がかかり、またテレビカメラ設置場所毎にメンテナンス作業者が対応しなければならず、作業人員および作業量が増加し作業費が高価となっていた。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３１１４１９号公報
【特許文献２】実開平５−７６１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、テレビカメラの保守点検において、本体の劣化を検出し、故障および不良の検査を短時間で行い、作業効率の向上と作業人員および作業費用を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題を達成するため、監視テレビカメラシステムにおいて、テレビカメラの正常時の画像（基準画像）を保存する画像記録部を設け、この基準画像と現状画像とを比較することにより、テレビカメラを移動せずにカメラ本体の劣化を判定することができるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００７】
以上説明したように、本発明によれば、従来のように、保守点検のたびに、連絡を受けたメンテナンス作業者がテレビカメラ設置場所からテレビカメラ本体を引取必要がなく。修理が必要な場合にだけ、調整用スタジオ内に移動すればよい。このため、著しく保守点検作業量が低減される。したがって、作業人員および作業量が減少し作業費の削減を図ることができる。
また、本発明は、予め定められたプログラムにより、テレビカメラの保守点検が行われるため、テレビカメラ本体の劣化の検出、故障、不良の判定検査を決め細かく短時間で行うことができ、そのサイクルも短くすることができる。ひいては、システムの可動率の向上も図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の一実施例として、複数のテレビカメラを画像ネットワークに接続し、同じネットワークに接続するテレビモニタ部にて接続されたテレビカメラを保守点検する方法について図１〜図１２により説明する。
（１）全体のシステム構成について説明する。
図１は、本発明による一実施例においてのシステム系統図である。
各テレビカメラ１内部には画像記録部を搭載し、外部からの制御信号により現状画像の記録および再生を行うことができる。
ビデオモニタ部には画像評価装置３を持ち、現状画像と記録された基準画像を比較し画像評価を行い、劣化を判定することができる。これらの画像は更にビデオモニタ４に表示し目視で確認することもできる。
画像ネットワーク７は、映像信号および制御データを任意の地点間で伝送する伝送装置で、ネットワーク端末２と伝送路で構成される。ネットワーク端末２は映像信号および制御データを多重、分離する装置であり、また、ネットワーク７の伝送路としては光ケーブル、同軸ケーブル、電話回線等が用いられる。
テレビカメラ部１００のテレビカメラ１から出力される映像信号は、画像伝送ネットワーク７を経由して画像評価装置３およびテレビモニタ４に入力される。画像評価装置３では画像評価が行われテレビカメラ１の劣化を判定する。また、テレビモニタ部２００のカメラ制御器５からはテレビカメラ制御信号が出力され、画像ネットワーク７を経由してテレビカメラ１に入力され、テレビカメラの制御が行われる。
【０００９】
順次テレビカメラを切換えながら同様の画像評価を行うことで、画像ネットワーク７に接続されたテレビカメラ１全数の劣化状態を確認する事ができる。
つまり、このような構成により、画像ネットワーク７とメンテナンス会社等に設置するテレビモニタ部２０１を回線端末装置６を経由して公衆電話回線網３００で接続することにより、現場のテレビカメラ１の状態をメンテナンス会社内の画像評価装置３１にて画像評価することができる。テレビカメラ１のうち軽度の劣化状態のものはメンテナンス会社内のカメラ操作器５から遠隔制御によりメンテナンスを行う。また、重度の劣化状態のものについては対象機器をリストアップし、テレビカメラ１の引取り検査を行う。
【００１０】
（２）モニタ側に基準画像を記録する画像記録装置を有し、テレビモニタ部で評価を行うシステムについて説明する。
図２に画像記録をテレビモニタ側で行う場合の基本システムを示す。テレビカメラ部１００内のテレビカメラから出力される映像信号は画像記録装置８に入力され、カメラ操作器５からの制御信号によりスイッチ８１を介して、正常時の画像を画像記録部９に記録する。劣化判定時には、画像記録部９に記録した基準画像とテレビカメラ１（この場合はテレビカメラ１内には基準画像記録部はなくてもよい）から出力される現状画像をカメラ操作器５によりスイッチ８１を切換え画像評価装置３に入力する。
【００１１】
これらの画像は一例として、(a) 映像レベル、(b) 色相、(c) 画角について比較評価され、テレビカメラ１の劣化時にはアラーム信号等により外部に警告する。なお、画像記録部９は半導体メモリ、メモリカード、データ記録できるフロッピーディスク、ＭＯディスク、光ディスク等の記録媒体を利用する事が可能である。
【００１２】
基準画像の記録をテレビモニタ側で行う場合、通常、カメラの台数に対し、モニタ側の数は少ないので、各カメラに記録部を設けるより多くのメモリ容量を必要とするが、各カメラにメモリを設けるよりコスト的には安価に構成することができる。
【００１３】
（３）テレビカメラ側に画像記録装置を有し、テレビモニタ部で評価を行うシステムについて説明する。
図３に画像記録をテレビカメラ内で行う場合の基本システムを示す。また、図４にテレビカメラの内部に画像記録部を搭載した場合のブロック図を示す。これらの図、及び図１を用いてこの実施例を説明する。更に、図６に本発明の画像比較方法を示す概念図を示す。本方式ではテレビカメラ側で画像記録ができる。
【００１４】
レンズ４０から入射した光信号は光電変換部１０にて光信号から電気信号に変換された後、ビデオプロセス部１１にて映像信号に変換され、画像記録部９に入力される。モニタ側２００のカメラ制御器５から出力された制御信号５１は、テレビカメラ１内の制御部１４からの制御により、現状の基準となる画像を画像記録部９に記録する。劣化判定時にはビデオスイッチャ１２のＡ端子に現状画像が入力され、Ｂ端子には画像記録部９からの再生される記録画像が入力され、制御部１４からの制御信号（制御部１４への制御信号はカメラ操作器５から送出される）で映像切換された後、映像増幅部１３で信号増幅され映像信号として出力される。この映像信号は画像評価装置３に送られ、現状画像と記録基準画像を比較評価し、テレビカメラ１の劣化状態を判定する事ができる。
【００１５】
このとき、映像信号が現状画面または記録画面かを区別するため、ＩＤデータを付加する。ＩＤデータは画像ネットワークにおいて画像の欠落がなく、かつビデオモニタの画面に表示したときに画像監視する上で影響のない部分に重畳する。図６は図２、図３、図４で説明した画像比較の方法の概念を説明する図である。
【００１６】
図１０に画面合成器を用いた画像記録をテレビカメラ側で行った場合の基本構成を示す。
テレビカメラ１からの映像信号は画像記録部付画面合成器２０に入力され、基準画像として画像記録部９に記録される。劣化判定時には、テレビカメラ１からの現状画像と画像記録部９からの基準画像が画面合成部２１に入力され画面合成された後、画像評価装置３で比較評価され、テレビカメラ１の劣化を判定する。
【００１７】
図１１に２分割画像における画像比較方法の概念図を示す。テレビカメラ１の現状画像と基準となる記録画像の各々画面中央部１／２を切取り合成することで、２つの画像を同一回線で画像判定装置３に送ることができる。同一時刻に同一処理で画像伝送することができるため、画像ネットワーク７の混雑等の影響を受けずに、より早く判定することができ、判定の精度を向上できる。
【００１８】
図１２に４分割画像における画像比較方法の概念図を示す。テレビカメラ１の現状画像と基準となる記録画像を縦横各々１／２に縮小し合成することでも同様の効果が得られる。
【００１９】
テレビカメラ本体へのイタズラ等による画角のずれについても、現状画像と記録画像の比較評価により判定する事ができる。被写体上にチャート等の規則的なパターンを設置することで、判定精度を向上させることが可能である。
画角のずれ、色相、ビデオレベルの異常を検出する画像判定装置３の処理について次に示す。
【００２０】
（４）テレビカメラ側にテスト信号発生器を有するカメラ部を用いた実施例、図４のバリエーションとして、図５にテレビカメラ内にテスト信号発生部を搭載した場合のブロック図を示す。
【００２１】
制御部１４からの制御信号はビデオスイッチャ１２に入力され、テスト信号発生部１５からのテスト信号を切換え、ビデオプロセス部１１および映像増幅部１３を経由して映像信号として送出し、画像評価を行う。本実施例では検査、測定される範囲は光電変換部以降の電気回路となる。
【００２２】
図７にテスト信号を使用した場合の正常時の水平映像信号の波形例を示す。正常時のテスト信号１６は白色の階段波とし、画像評価装置３に入力した後、輝度信号のＹ信号と色信号のＲ−Ｙ信号およびＢ−Ｙ信号に分離される。
【００２３】
図８にテスト信号を使用した場合の色相異常時の水平映像信号の波形例を示す。色相異常時の一例として、テスト信号１７は、Ｒ−Ｙ信号またはＢ−Ｙ信号に正常時と異なる信号レベル１８が出力される。画像評価装置３ではこの信号を抽出後測定し、あらかじめ設定する許容範囲を超えた場合、テレビカメラ１の劣化として判定する。ここではＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙ信号について述べているが、Ｉ，Ｑ信号およびＲ，Ｇ，Ｂ信号の場合も同様に判定できる。レベル異常時についてもＹ信号を測定することで同様に判定できる。
【００２４】
図９に本発明の実施例におけるテスト信号の水平映像信号の波形例を示す。テスト信号波形１９は白色の三角波とし、高輝度から低輝度までの全ての輝度成分が含まれるため、測定精度を向上する事ができる。
【００２５】
次に、先に説明した画像判定装置３おける図１１に示す２分割画像の画角ずれ、カメラのレベル、色相の判定動作について図１３を用いて説明する。画像判定装置３は、カメラ操作器５より判定開始信号を外部Ｉ／Ｆ８１３に入力し判定処理を開始する。
【００２６】
つぎに画像判定装置３を構成する回路及びその動作について説明する。
テレビカメラ１より出力された映像信号８０１が画像判定装置３に入力されると画像入力Ｉ／Ｆ８０２においてＡ／Ｄ変換し、０から２５５までの２５６階調の輝度信号に変換され出力され、デコーダ部８０３にて入力のカラー信号を輝度信号、（Ｒ−Ｙ）信号、（Ｂ−Ｙ）信号に変換し、Ｙ画像メモリ８０４のＹ入力画像メモリ８４１、（Ｒ−Ｙ）画像メモリ８０５の（Ｒ−Ｙ）入力画像メモリ８５１、（Ｂ−Ｙ）画像メモリ８０６の（Ｂ−Ｙ）入力画像メモリ８６１、に記録される。また、Ｙ画像メモリ８０４、（Ｒ−Ｙ）画像メモリ８０５、（Ｂ−Ｙ）画像メモリ８０６には、それぞれ点検時の比較対照となる基準画像をＹ基準画像メモリ８４２、（Ｒ−Ｙ）基準画像メモリ８５２、（Ｂ−Ｙ）基準画像メモリ８６２、に記録される。更に、画像保存メモリ８０８は、不揮発性メモリで、設定時の画面やテレビカメラ３が発生するテスト信号画面を保存しておくことができる。この不揮発性メモリは、Ｉ／Ｃカードや磁気ディスク等に置き換えても同様の動作は可能となる。これら画像メモリは、データバス８１４に接続され、入力画像メモリと基準画像メモリの所要の演算、基準画像と入力画像の位置ずれの演算に使用するワーク画像メモリ８０７に接続される。また、データバス８１４には、演算、判定等を行うＣＰＵ８１０、ＣＰＵ８１０を動作させるプログラムが記憶されているプログラムメモリ８１２、演算等により得られたデータの解析を行うためのワークメモリ８１１、点検結果、画面切換制御の出力信号８１６、点検開始の入力信号８１５を外部機器とインターフェースを行う外部Ｉ／Ｆ８１３、デジタルの画像信号をアナログの画像信号に変換してビデオモニタ等へ表示可能とする結果映像出力信号８１７を作成するビデオ出力Ｉ／Ｆ８０９が接続されている。
【００２７】
本発明における画像判定装置の実施例についての処理手順フローチャートを図１４に示す。また、判定方法の概念図を図１５に示す。
処理（判定開始信号入力）９０１では、外部Ｉ／Ｆ８１３の入力信号８１５より判定開始信号入力をデータバス８１４を介してＣＰＵ８１０が読取る。結果を処理（入力？）９０２で判断し、入力があった場合、処理（画像入力）９０３を行う。処理９０３では、処理（画角ずれ判定）９０５で使用する画像を入力するため外部機器に対して、外部Ｉ／Ｆ８１３を介して信号を出力し、図１５のカメラ出力画像１００１が映像信号８０１として入力される。この画像を画像入力部８０２、デコーダ部８０３を介してＹ入力画像メモリ８４１に記録する。このＹ入力画像メモリ８４１に記録された画像をデータバス８１４を介してワーク画像メモリ８７１にコピーする。このコピーされたワーク画像メモリ８７１の画像データの内、入力画像１００２の画像データを読込みデータバス８１４を通じてＹ入力画像メモリ８４１にコピーしＹ入力画像１００４を記録する。処理（基準画像作成）９０４では、ワーク画像メモリ８７１の画像データの内、基準画像１００３の画像データを入力画像の位置に合うようにデータ書き込み位置をずらしてＹ基準画像メモリ８４２にデータバス８１４を介して書き込みＹ基準画像１００５を作成する。処理（テストパターン切換信号発生器出力）９０６では、作成されたＹ入力画像メモリ８４１、Ｙ基準画像メモリ８４２の差分演算し、結果をワークメモリ８１１に入れる。
【００２８】
差分演算は、（基準画像メモリ８５２）−（入力画像メモリ８５１）、（入力画像メモリ８５１）−（基準画像メモリ８５２）を実行し、ワーク画像メモリ８７１、ワーク画像メモリ８７２に記憶させる。このワーク画像メモリ８７１、ワーク画像メモリ８７２のレベル総和データを算出し、更に求めた２つのデータを加算して判定用のデータを作成する。このデータが、予めプログラムされたデータと比較し判定する。また、画角のずれ検出では、基準画像メモリ８５２の画像をテンプレートに登録し入力画像メモリ８５１の画像と正規化相関等のパターンマッチングを行うことでも実現できる。
【００２９】
処理（テストパターン切換信号出力）９０６では、外部Ｉ／Ｆ８１３より信号を出力し、テレビカメラ部の信号出力をテストパターンに切換え、映像信号８０１として画像判定装置３に入力される。処理（画像入力）９０７では、入力された映像信号８０１を画像入力Ｉ／Ｆ部８０２に入力し、デコーダ８０２においてカラー映像信号をＹ信号、（Ｒ−Ｙ）信号、（Ｂ−Ｙ）信号に変換し、Ｙ入力画像メモリ８４１、（Ｒ−Ｙ）入力画像メモリ８５１、（Ｂ−Ｙ）入力画像メモリ８６１に記憶させる。処理（基準画像作成）９０８では、カメラ設置時に記録しておいた画像保存メモリ８０８のＹ画像保存メモリ８８１、（Ｒ−Ｙ）画像保存メモリ８８２、（Ｂ−Ｙ）画像保存メモリ８８３の画像データを読み込み、Ｙ基準画像メモリ８４２、（Ｙ−Ｒ）基準画像メモリ８５２、（Ｂ−Ｙ）基準画像メモリ８６２にコピーする。処理（画像レベル判定）９０９は、画像のレベルの異常を判断するため、Ｙ入力画像メモリ８４１とＹ基準画像メモリ８４２の差分演算を行う。差分演算は、（Ｙ基準画像メモリ８４２）−（Ｙ入力画像メモリ８４１）、（Ｙ入力画像メモリ８４１）−（Ｙ基準画像メモリ８４２）を求め、差分画像１００６，１００７を得て、ワークメモリ８７１，８７２に格納する。この格納されたワークメモリ８７１のレベル総和及び、ワークメモリ８７２のレベル総和を積算する。ここで得られた２つのデータを予めプログラムされたデータと比較し判定する。処理（色相判定）９１０は、色相の異常を判断するため処理９０７，９０８で作成した基準画像メモリ、入力画像メモリを（（Ｒ−Ｙ）基準画像メモリ８５２）−（（Ｒ−Ｙ）入力画像メモリ８５１）、（（Ｒ−Ｙ）入力画像メモリ８５１）−（（Ｒ−Ｙ）基準画像メモリ８５２）で算出し、ワークメモリ８７１，８７２に格納する。この格納されたワークメモリ８７１のレベル総和及び、ワークメモリ８７２のレベル総和を積算する。ここで得られた２つのデータを予めプログラムされたデータと比較し判定する。また、次に（（Ｂ−Ｙ）基準画像メモリ８６２）−（（Ｂ−Ｙ）入力画像メモリ８６１）、（（Ｂ−Ｙ）入力画像メモリ８６１）−（（Ｂ−Ｙ）基準画像メモリ８６２）を算出しワークメモリ８７１，８７２に格納する。この格納されたワークメモリ８７１のレベル総和及び、ワークメモリ８７２のレベル総和を積算する。ここで得られた２つのデータを予めプログラムされたデータと比較し判定する。
【００３０】
処理（判定出力）９１１では、処理９０５、処理９０９、処理９１０で判定した結果から外部Ｉ／Ｆ８１３を介して外部に結果を出力する。
【００３１】
これらの機能と手法により、テレビカメラのレベル変化、色相変化、画角のずれを評価することにより本体の劣化を判定し、故障および不良の検査を短時間で行うことができ、結果として作業人員および作業費用を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施例を示すシステムブロック図
【図２】本発明の基本構成を示すシステムブロック図
【図３】本発明の基本構成を示すシステムブロック図
【図４】本発明のテレビカメラを示すブロック図
【図５】本発明のテレビカメラを示すブロック図
【図６】本発明の画像比較方法を示す概念図
【図７】本発明のテレビカメラの正常時の映像波形図
【図８】本発明のテレビカメラの異常時の映像波形図
【図９】テスト信号の波形図
【図１０】本発明の基本構成を示すシステムブロック図
【図１１】本発明の２分割画像における画像比較方法を示す概念図
【図１２】本発明の４分割画像における画像比較方法を示す概念図
【図１３】本発明における画像判定装置の判定動作を示すブロック図
【図１４】本発明における画像判定装置の処理手順を示すフローチャート
【図１５】本発明における画像判定装置の判定方法を示す概念図
【符号の説明】
【００３３】
１：テレビカメラ、２：ネットワーク端末、３：画像評価装置、４：テレビモニタ、５：カメラ制御器、６：回線端末装置、７：画像ネットワーク、８：画像記録装置、９：画像記録部、１０：光電変換部、１１：ビデオブロセス部、１２：ビデオスイッチャ、１３：映像増幅部、１４：制御部、１５：テスト信号発生部、１６：正常時の映像波形、１７：異常時の映像波形、１８：色副搬送波、１９：テスト信号波形、２０：画像記録部付画面合成器、２１：画面合成部、８０１：映像信号、８０２：画像入力Ｉ／Ｆ部、８０３：デコーダ部、８０４：Ｙ画像メモリ、８４１：Ｙ入力画像メモリ、８４２：Ｙ基準画像メモリ、８０５：（Ｒ−Ｙ）画像メモリ、８５１：（Ｒ−Ｙ）入力画像メモリ、８５２：（Ｒ−Ｙ）基準画像メモリ、８０６：（Ｂ−Ｙ）画像メモリ、８６１：（Ｂ−Ｙ）入力画像メモリ、８６２：（Ｂ−Ｙ）基準画像メモリ、８０７：画像メモリ、８７１，８７２：ワーク画像メモリ、８７３：結果画像メモリ、８７４：２値画像メモリ、８０８：画像保存メモリ、８８１：Ｙ画像保存メモリ、８８２：（Ｒ−Ｙ）画像保存メモリ、８８３：（Ｂ−Ｙ）画像保存メモリ、８０９：ビデオ出力Ｉ／Ｆ、８１０：ＣＰＵ、８１１：ワークメモリ、８１２：プログラムメモリ、８１３：外部Ｉ／Ｆ、８１４：データバス、８１５：入力信号、８１６：出力信号、８１７：結果映像出力、１００１：カメラ出力画像、１００２：入力画像、１００３：基準画像、１００４：Ｙ入力画像、１００５：Ｙ基準画像、１００６：差分画像（Ｙ入力画像−Ｙ基準画像）、１００７差分画像（Ｙ基準画像−Ｙ入力画像）。
【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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