(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像して得られた画像データを記録する連続撮影可能な撮像記録手段と、該撮像記録手段による撮像時にホワイトバランス補正を行うホワイトバランス補正手段とを有するデジタルカメラであって、
前記ホワイトバランス補正手段は、撮像画像を複数の領域に分割する画像分割手段と、該画像分割手段で分割された撮像画像の各分割領域に含まれる画素の値からホワイトバランス評価値を算出するホワイトバランス評価値算出手段と、該ホワイトバランス評価値算出手段から出力されるホワイトバランス評価値に基づいてホワイトバランス補正値を決定するホワイトバランス補正値決定手段とを有し、決定されたホワイトバランス補正値に基づいてホワイトバランス補正を行い、前記撮像記録手段が連続撮影動作したときには、前記ホワイトバランス評価値算出手段がホワイトバランス評価値算出に用いる前記分割領域の数を減少させるように構成し、
前記ホワイトバランス補正手段は、更に、前記ホワイトバランス評価値算出手段がホワイトバランス評価値算出に使用する前記分割領域の数を減少させる際に、１ラインを所定間隔でサンプリングすることにより選択する領域の間隔を設定する水平方向サンプリング間隔設定手段と、隣接するラインのサンプリング点が水平方向で一致しないようにライン毎にサンプリングのスタート位置を設定するサンプリング初期位置設定手段と、サンプリングするラインの間隔を設定する垂直方向サンプリング間隔設定手段とを有することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項２】
更に、前記連続撮影時の撮影間隔を設定する連続撮影間隔設定手段と、
前記ホワイトバランス評価値算出手段がホワイトバランス評価値算出に用いる前記分割領域の数を、前記連続撮影間隔設定手段で設定された連続撮影間隔に応じて減少させる度合いを変える制御手段と
を備えていることを特徴とする請求項１に係るデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、デジタルカメラに関し、特に連続撮影時に適切なホワイトバランス補正を行えるようにしたデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタルカメラのホワイトバランス補正に関しては、例えば特公平６−１０１８４７号公報においては、高速撮像を行う場合、色バランスの調整状態を固定し、連続画像間でカラーバランスを変化させないで、分解写真等において違和感を生じさせないようにした手法について開示がなされている。また特開２０００−９２５０９号公報には、入力画像を複数のブロックに分割し、分割ブロックのうち輝度閾値より高い輝度値をもつ分割ブロックの画素値の平均値に基づいてホワイトバランス補正値を算出し、より自然な色合いを実現するようにした手法について開示がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特公平６−１０１８４７号公報開示のものにおいては、色バランスの調整状態を固定しているので、色合いやカラーバランスが変化しない連続画像を得ることができる。しかしながら、連写中に光源が変化した場合には対応できないという問題点がある。また、上記特開２０００−９２５０９号公報開示のものにおいては、光源の光の色を強く反映しているブロックのみを抽出してホワイトバランス補正を行うことになるので、光源によりよく対応したホワイトバランスが可能となるが、連写等の連続撮影時のホワイトバランス補正については考慮がなされていない。更に、連写等の連続撮影時にはホワイトバランスの処理が原因で、連続撮影スピードが低下するおそれがある。
【０００４】
本発明は、従来のホワイトバランス補正機能を備えた撮像装置における上記問題点を解消するためになされたもので、連続撮影時において、ホワイトバランス補正値の算出に用いる撮影画像の分割領域の数を低減させてホワイトバランス処理の軽減により、連続撮影スピードを低下させずに、ホワイトバランス補正を行えるようにすると共に、分割領域の数の低減時及び連続撮影間隔に応じて減少させる度合いを変える場合においても、所望の分割領域の位置及びその数が容易に且つ好適に設定できるサンプリングが行われ、適切なホワイトバランス補正を行えるようにしたデジタルカメラ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】
上記問題点を解決するため、本願発明は、被写体を撮像して得られた画像データを記録する連続撮影可能な撮像記録手段と、該撮像記録手段による撮像時にホワイトバランス補正を行うホワイトバランス補正手段とを有するデジタルカメラであって、前記ホワイトバランス補正手段は、撮像画像を複数の領域に分割する画像分割手段と、該画像分割手段で分割された撮像画像の各分割領域に含まれる画素の値からホワイトバランス評価値を算出するホワイトバランス評価値算出手段と、該ホワイトバランス評価値算出手段から出力されるホワイトバランス評価値に基づいてホワイトバランス補正値を決定するホワイトバランス補正値決定手段とを有し、決定されたホワイトバランス補正値に基づいてホワイトバランス補正を行い、前記撮像記録手段が連続撮影動作したときには、前記ホワイトバランス評価値算出手段がホワイトバランス評価値算出に用いる前記分割領域の数を減少させるように構成し、前記ホワイトバランス補正手段は、更に、前記ホワイトバランス評価値算出手段がホワイトバランス評価値算出に使用する前記分割領域の数を減少させる際に、１ラインを所定間隔でサンプリングすることにより選択する領域の間隔を設定する水平方向サンプリング間隔設定手段と、隣接するラインのサンプリング点が水平方向で一致しないようにライン毎にサンプリングのスタート位置を設定するサンプリング初期位置設定手段と、サンプリングするラインの間隔を設定する垂直方向サンプリング間隔設定手段とを有することを特徴とするものである。なお、ここで連続撮影とは、連写モードと動画撮影モードによる撮影を総称しているものとする。
【０００６】
このように構成したデジタルカメラにおいては、撮像記録手段が連続撮影動作したときには、ホワイトバランス評価値算出手段が、ホワイトバランス補正値を決定するホワイトバランス評価値を算出するために用いる、分割領域の数を減少させるように構成しているので、高速でホワイトバランス補正値を決定することができ、連続撮影動作においても、撮影スピードを低下させずにホワイトバランス補正を行うことが可能となる。更に、前記ホワイトバランス評価値算出手段がホワイトバランス評価値算出に使用する前記分割領域の数を減少させる際に、１ラインを所定間隔でサンプリングすることにより選択する領域の間隔を設定する水平方向サンプリング間隔設定手段と、隣接するラインのサンプリング点が水平方向で一致しないようにライン毎にサンプリングのスタート位置を設定するサンプリング初期位置設定手段と、サンプリングするラインの間隔を設定する垂直方向サンプリング間隔設定手段とを備えているので、分割領域の数の低減時においても、所望の分割領域の位置及びその数が容易に且つ好適に設定できるサンプリングが行われ、適切なホワイトバランス補正を行うことが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、実施の形態について説明する。図１は、本発明に係るデジタルカメラの実施の形態を示すブロック構成図である。図１に示すように、このデジタルカメラは、撮影レンズ１と、この撮影レンズ１により結像される光学的な被写体像を光電変換し、該被写体像の画像信号を生成するＣＣＤ撮像素子２と、このＣＣＤ撮像素子２の出力信号から画像信号成分を抽出するＣＤＳ回路（相関二重サンプリング回路）３と、このＣＤＳ回路３の出力信号レベルを所定のゲイン値に調整するＡＧＣ回路４と、上記ＡＧＣ回路４から出力されるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄ変換器５とを備えている。そして、該Ａ／Ｄ変換器５の出力であるデジタル画像信号は、微小領域積分器６，ホワイトバランス（ＷＢ）補正部13及び輝度信号処理部12に入力されるようになっている。
【０００８】
微小領域積分器６はデジタル画像信号を入力して、ＲＧＢの各色成分を出力する。この出力は、ＳＤＲＡＭ10とホワイトバランス評価値算出部７に出力され、ＳＤＲＡＭ10に入力したＲＧＢ信号は、画像処理部11に入力してサムネイル画像が作成される。一方、ホワイトバランス評価値算出部７に入力したＲＧＢ信号は、ホワイトバランス評価値であるＹ，Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇ信号に変換され、ホワイトバランス検出部８に入力する。ホワイトバランス検出部８は、このＹ，Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇ信号とＡＥ手段９からの出力である被写体輝度情報に基づいてホワイトバランス補正値を検出する。ホワイトバランス検出部８の検出結果はホワイトバランス補正部13に入力し、ホワイトバランス補正部13はこの入力と前記Ａ／Ｄ変換器５からのデジタル画像信号の色信号に基づいて、ホワイトバランス補正を行うようになっている。
【０００９】
また、このデジタルカメラは、上記ホワイトバランス補正部13によりホワイトバランス補正処理が施された画像信号から、高周波成分を除去して得られた画像信号を、Ｒ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の三原色の各色信号に分離するＬＰＦ色分離部14と、色再現性を改善するための色補正を行う色マトリクス補正部15と、色信号のガンマ（γ）補正処理を施すガンマ補正部16と、ＲＧＢの各色信号を輝度信号ＹL と二つの色差信号Ｃｒ，Ｃｂに変換するＹＣＣ変換部17と、ＹL 及びＣｒ，Ｃｂの各信号に対して色消しやノイズリダクション等の画像処理を行う画像処理部18とを備えている。
【００１０】
画像処理部18からの出力のうち、輝度信号ＹL は輝度信号処理部12からの出力と加算器19で加算され、該加算器19の出力である輝度信号Ｙと上記画像処理部18の出力である色差信号Ｃｒ，Ｃｂとを、画像記録手段20を介して図示しない記録媒体に記録するようになっている。
【００１１】
21はデジタルカメラの各部のシーケンスコントロールを行うＣＰＵであり、ホワイトバランス評価値算出部７及びホワイトバランス検出部８を含む。また、デジタルカメラの連写又は動画モードの設定並びに連写間隔の設定を行う連写／動画モード・連写間隔設定部22がＣＰＵ21に接続され、該連写／動画モード・連写間隔設定部22による設定の解除により単写モードに設定されるようになっている。
【００１２】
次に、上記のように構成されているデジタルカメラの動作について説明する。まず、デジタルカメラに対して、連写／動画モード・連写間隔設定部22を介して、図２のフローチャートに示すように、ユーザにより動画又は連写の撮影モードの選択設定が行われる。撮影モードの設定が行われると、カメラ側で設定モードが動画モードであるか否かの判定が行われ、動画モードが設定されている場合は、動画撮影が実行され、一方連写モードの設定がされている場合は、単写又は連写モードの静止画撮影が実行される。
【００１３】
次に、撮影モードとして連写モードが設定がされた場合における静止画撮影処理時のカメラ全体の動作を、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、カメラのシャッタボタンの半押し操作（１STスイッチON）がなされているか否かの判定が行われる（ステップＳ１）。シャッタボタンの半押しがなされていない場合は、この判定ステップＳ１の動作が繰り返し行われ、シャッタボタンの半押しがなされると、次にオートフォーカス処理（ＡＦ）を行い（ステップＳ２）、続いて露出の設定（ＡＥ）を行うと共に、設定された露出に基づくストロボ発光の要否の判定を行い（ステップＳ３）、ストロボ発光を必要とする場合は、ストロボ発光量を算出する（ステップＳ４）。次いで、その時点で再度シャッタボタンが半押し状態に押し続けられているか否かの判定が行われ（ステップＳ５）、シャッタボタンの半押し操作が解除されているとき、つまり撮影動作を中断したときは、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１からの動作が繰り返される。ステップＳ５の判定ステップにおいて、シャッタボタンが半押し状態で押し続けられている場合は、次に本押し操作（２NDスイッチON）がなされたか否かの判定が行われ（ステップＳ６）、半押し状態であるが未だ本押し操作がなされていない場合は、ステップＳ５，Ｓ６の判定動作が繰り返され、シャッタボタンの本押し操作がなされると、本撮影動作へ移行する。
【００１４】
本撮影動作へ移行すると、まず絞りが駆動され（ステップＳ７）、次いで必要に応じてストロボ発光を併用して露光を行う（ステップＳ８）。次に、撮影画像読み出しのために、デジタルカメラ特有の動作であるシャッタ閉の動作を行い（ステップＳ９）、撮影画像の読み出しを行った後（ステップＳ10）、シャッタ開とする（ステップＳ11）。次いで、読み出した撮影画像に対して画像処理を行い（ステップＳ12）、画像処理した画像を記録処理する（ステップＳ13）。次に、画像記録が終了すると、シャッタボタンの本押し操作が続けられているか否かの判定が行われ（ステップＳ14）、本押し操作が解除されている場合は、撮影を終了する。一方、シャッタボタンの本押し操作が続けられている場合は、ユーザによって連写モードが設定されているか否かの判定が行われ（ステップＳ15）、連写モードが設定されている場合は、絞りはステップＳ７の動作において既に設定されているので、ストロボ発光して露光を行うステップＳ８に戻り、同様の撮影画像の読み出し、画像処理、画像記録の各処理ステップが繰り返し行われ、連写モードが設定されていなければ、連写モードの撮影が終了となる。
【００１５】
次に、撮影モードの設定において、動画モードを設定した場合のカメラ全体の動画撮影処理動作を、図４に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、連写モード設定の場合と同様に、カメラのシャッタボタンの半押し操作（１STスイッチON）がなされているか否かの判定が行われる（ステップＳ21）。シャッタボタンの半押しがなされていない場合は、この判定ステップＳ21の動作が繰り返し行われ、シャッタボタンの半押し操作が行われると、次にオートフォーカス処理（ＡＦ）を行い（ステップＳ22）、続いて露出の設定（ＡＥ）を行う（ステップＳ23）。次いで、その時点で再度シャッタボタンが半押し状態に押し続けられているか否かの判定が行われ（ステップＳ24）、シャッタボタンの半押し操作が解除されているとき、つまり撮影動作を中断したときは、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１からの動作が繰り返される。ステップＳ24の判定ステップにおいて、シャッタボタンが半押し状態で押し続けられている場合は、次に本押し操作（２NDスイッチON）がなされたか否かの判定が行われ（ステップＳ25）、半押し状態であるが未だ本押し操作がなされていない場合は、ステップＳ24，Ｓ25の判定動作が繰り返し行われ、シャッタボタンの本押し操作がなされると、動画撮影動作が開始される。
【００１６】
動画撮影動作が開始すると、まず絞りが駆動され（ステップＳ26）、続いてＡＥ処理が行われ（ステップＳ27）、撮影画像の読み出しが行われる（ステップＳ28）。次いで読み出された撮影画像に対して画像処理を行い（ステップＳ29）、画像処理した画像の記録処理が行われる（ステップＳ30）。次いで、シャッタボタンの再度の本押し操作（再押し操作）が行われたか否かの判定が行われ（ステップＳ31）、再押し操作が行われない場合は、ステップＳ27に戻り、撮影画像の読み出し、画像処理、画像記録処理の各処理ステップが繰り返し行われ、再押し操作が行われると、動画撮影動作が終了する。
【００１７】
次に、撮影動作中の画像処理ステップＳ12又はＳ29で行われるホワイトバランス補正処理について説明する。ここでは、静止画撮影処理におけるホワイトバランス処理について、図５のフローチャートに基づいて説明する。ホワイトバランス補正値の検出処理がスタートすると（ステップＳ41）、まず微小領域積分器６において、図６に示すように、撮影画像の全領域をＭ×Ｎ個、例えば 160×120ブロックの微小領域（微小領域00，01，・・・・・10，11，・・・・・）に分割する（ステップＳ42）。なお、図６ではベイヤー配列のＲＧＢ画像の一部を示している。次に、分割微小領域内のＲ，Ｇｒ，Ｇｂ，Ｂの各色毎に加算値Ｒsum ，Ｇｒsum ，Ｇｂsum ，Ｂsum を算出する（ステップＳ43）。
【００１８】
次に、連写モードが設定されているか否かの判定が行われ（ステップＳ44）、連写モードが設定されている場合は、更に設定されている連写間隔（毎秒の撮影コマ数の逆数）が所定間隔より長いか否かの判定が行われ（ステップＳ45）、所定間隔より長い場合は、図７の（Ａ）に示すような微小領域のサンプリング設定１が設定され（ステップＳ46）、長くない場合は図７の（Ｂ）に示すようなサンプリング設定２が設定される（ステップＳ47）。なお、図７の（Ａ），（Ｂ）において、１マスが１つの微小領域を表している。図７の（Ａ），（Ｂ）において、サンプリングされた微小領域はドットパターンで示しており、図７の（Ａ）は（Ｂ）より密のサンプリング態様を示している。使用する微小領域のサンプリング設定においては、各種変数が設定されてサンプリングが行われる。変数Ｘoffsetは水平方向サンプリング間隔、Ｙoffsetは垂直方向サンプリング間隔、Ｘrepeatは水平スタート位置循環回数、Ｘstart1は水平スタート位置１行目、Ｘstart2は水平スタート位置２行目、Ｘstart3は水平スタート位置３行目を示している。一方、上記連写モード判定ステップＳ44において、連写モードでない場合は、全微小領域を使用する設定が行われる（ステップＳ48）。上記ステップＳ44〜ステップＳ48の各処理動作は、ＣＰＵ21において行われる。
【００１９】
次いで、使用する微小領域の設定に基づいて、最初の微小領域の各色毎の加算値を取得する（ステップＳ49）。そして、それらの加算値に基づいて、ホワイトバランス補正値を決めるために用いるホワイトバランス評価値Ｙ，Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇを、次式に基づいて算出される（ステップＳ50）。
Ｇsum ＝（Ｇｒsum ＋Ｇｂsum ）／２
Ｒ／Ｇ＝Ｒsum ／Ｇsum ，  Ｂ／Ｇ＝Ｂsum ／Ｇsum ，
Ｙ＝0.299 ×Ｒsum ＋0.587 ×Ｇsum ＋0.114 ×Ｂsum
上記ステップＳ49及びＳ50の処理動作は、ＣＰＵ21内に設けられているホワイトバランス評価値算出部７で行われる。
【００２０】
次に、上記ホワイトバランス評価値の一つである輝度値Ｙに対して所定の上限値と下限値を設定しておいて、上記算出された輝度値Ｙが所定範囲内か否かの判定が行われ（ステップＳ51）、輝度値Ｙが所定範囲内でない場合は、その微小領域の加算値に基づくホワイトバランス評価値は、ホワイトバランス補正値を決めるために用いるホワイトバランス評価値より除外し、最終微小領域か否かの判定ステップＳ54へ移行する。上記輝度値Ｙが所定範囲内の場合は、更にＲ／Ｇ，Ｂ／Ｇ値のプロット点が、図８に示す白判定エリア内に入っているか否かの判定が行われる（ステップＳ55）。これらの値のプロット点が白判定エリア内に入らない場合は、その微小領域の加算値に基づくホワイトバランス評価値は、ホワイトバランス補正値を決めるために用いるホワイトバランス評価値より除外し、同様に最終微小領域か否かの判定ステップＳ54へ移行する。Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇ値のプロット点が白判定エリア内に入っている場合は、それら値を各微小領域毎に積算し、且つ積算微小領域のエリア数をインクリメントする（ステップＳ53）。
【００２１】
次に、処理対象としている微小領域が最終微小領域か否かの判定が行われ（ステップＳ54）、最終微小領域でない場合は、次の微小領域の位置を算出し（ステップＳ55）、次の微小領域の各色毎の画素加算値を取得し（ステップＳ56）、次いで、ステップＳ50からステップＳ54までの動作を繰り返し実行する。最終微小領域か否かの判定ステップＳ54において、最終微小領域であると判定された場合は、Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇの積算値と積算エリア数から、ホワイトバランス補正係数を算出する（ステップＳ57）。すなわち、Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇの積算値を積算エリア数で除算して平均値を求め、その平均値の逆数を補正係数とする。つまり１／（Ｒ／Ｇの平均値）でＲ信号に対する補正係数を算出し、１／（Ｂ／Ｇの平均値）でＢ信号に対する補正係数を算出する。以上の各ステップ動作でホワイトバランス補正値の検出動作が終了する（ステップＳ58）。なお、上記ステップＳ51からステップＳ58までの処理動作は、ＣＰＵ21内のホワイトバランス検出部８で行われる。
【００２２】
なお、図５に示したフローチャートでは、ホワイトバランス評価値算出のための微小領域設定例として、図７の（Ａ），（Ｂ）の態様のものを示したが、微小領域の設定は、これに限らず他の種々の態様に設定することができる。また、図５に示したフローチャートでは、静止画撮影におけるホワイトバランス補正値を算出する場合について説明したが、このホワイトバランス補正値の検出手法は、動画撮影時におけるホワイトバランス補正値の算出に適用できるものである。すなわち、図５のフローチャートにおける連写モードの判定ステップは省き、動画における各連続画像の間隔の長短、つまり動画速度に応じて、ホワイトバランス評価値を算出するための各微小領域における画素サンプリング設定態様を変えるようにし、他の処理ステップは同様に行えばよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上実施の形態に基づいて説明したように、本発明によれば、撮影記録手段が連続撮影動作したときには、ホワイトバランス評価値算出手段がホワイトバランス補正値を決定するホワイトバランス評価値を算出するために用いる分割領域の数を減少させるように構成しているので、高速でホワイトバランス補正値を決定することができ、連続撮影動作時には、撮影スピードを低下させずにホワイトバランス補正を行うことが可能となる。更に、前記ホワイトバランス評価値算出手段がホワイトバランス評価値算出に使用する前記分割領域の数を減少させる際に、１ラインを所定間隔でサンプリングすることにより選択する領域の間隔を設定する水平方向サンプリング間隔設定手段と、隣接するラインのサンプリング点が水平方向で一致しないようにライン毎にサンプリングのスタート位置を設定するサンプリング初期位置設定手段と、サンプリングするラインの間隔を設定する垂直方向サンプリング間隔設定手段とを備えているので、分割領域の数の低減時及び連続撮影間隔に応じて減少させる度合いを変える場合においても、所望の分割領域の位置及びその数が容易に且つ好適に設定できるサンプリングが行われ、適切なホワイトバランス補正を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデジタルカメラの実施の形態を示すブロック構成図である。
【図２】図１に示した実施の形態において、撮影モード設定動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】図１に示した実施の形態における静止画撮影処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】図１に示した実施の形態における動画撮影処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】図３に示した静止画撮影処理動作の画像処理ステップにおけるホワイトバランス補正値検出処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】撮影画像を微小領域に分割した態様例を示す図である。
【図７】ホワイトバランス評価値算出のための分割微小領域サンプリング設定例を示す図である。
【図８】Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇ値に対応する白判定エリアを示す図である。
【符号の説明】
１  撮影レンズ
２  ＣＣＤ撮像素子
３  ＣＤＳ回路
４  ＡＧＣ回路
５  Ａ／Ｄ変換器
６  微小領域積分器
７  ホワイトバランス評価値算出部
８  ホワイトバランス検出部
９  ＡＥ手段
10  ＳＤＲＡＭ
11  サムネイル作成画像処理部
12  輝度信号処理部
13  ホワイトバランス補正部
14  ＬＰＦ色分離部
15  色マトリクス補正部
16  ガンマ補正部
17  ＹＣＣ変換部
18  画像処理部
19  加算器
20  画像記録手段
21  ＣＰＵ
22  連写／動画モード・連写間隔設定部
【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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【図７】
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【図８】
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