(57)【要約】【課題】入力映像チャンネル毎に重要度と録画時間を入力することで、フレームレートおよび圧縮率を設定する。【解決手段】ＣＨ毎に入力される重要度と録画時間を保持する録画パラメータ変更手段と、保持録画時間、記憶装置の総記憶容量と残容量に基づいてＣＨ毎のフレームレートを算出するフレームレート算出手段と、各ＣＨの各映像フレームに対して、保持重要度、ＣＨ毎のフレームレート、フレームカウント値に基づいて処理フレームの重要度を算出するフレーム重要度算出手段と、処理フレームの重要度が閾値より大きい映像フレームのみを選別するフレーム選別手段と、ＣＨ毎のフレームレートと入力ＣＨの平均フレームレートに基づいて映像フレームの圧縮率を算出する圧縮率算出手段と、選別された映像フレームを圧縮率に基づいて圧縮処理するフレーム圧縮手段を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視場所に設置された各監視カメラから受信した複数チャンネルの映像信号をデジタル変換、符号化し、各チャンネルのフレームレートを制御して映像フレームを記憶装置に蓄積する映像監視装置において、
各チャンネルの映像信号を検出して検出情報を出力する映像信号検出手段と、
前記検出情報に従ってチャンネル毎に入力される重要度と録画時間を保持する録画パラメータ変更手段と、
前記保持された録画時間および前記記憶装置の総記憶容量と残容量に基づいてチャンネル毎のフレームレートを算出するフレームレート算出手段と、
各チャンネルの各映像フレームに対して、前記保持された重要度、前記算出されたチャンネル毎のフレームレートおよびフレームカウント値に基づいて現在の処理フレームの重要度を算出するフレーム重要度算出手段と、
前記算出された処理フレームの重要度が所定の閾値より大きい映像フレームのみを選別するフレーム選別手段と、
前記算出されたチャンネル毎のフレームレートと予め求めた入力チャンネルの平均フレームレートに基づいて映像フレームの圧縮率を算出する圧縮率算出手段と、
前記算出された圧縮率に基づいて前記フレーム選別手段で選別された映像フレームを圧縮処理するフレーム圧縮手段と、
前記圧縮処理された映像フレームを前記記憶装置に蓄積する蓄積手段を備えたことを特徴とする映像監視装置。
【請求項２】
映像入力チャンネルの監視場所のセンサから受信したアラーム信号をフレーム重要度算出手段に伝送するアラーム入力手段を備え、
フレーム重要度算出手段は、処理フレームに対応するチャンネルにアラーム信号が有る場合には、算出した処理フレームの重要度にバイアスをかけてからフレーム選別手段に出力するようにしたことを特徴とする請求項１記載の映像監視装置。
【請求項３】
蓄積手段は、フレーム圧縮手段で圧縮処理された映像フレームを、アラーム信号と対応付けて記憶装置に書き込み蓄積することを特徴とする請求項２記載の映像監視装置。
【請求項４】
フレームレート算出手段は、算出したチャンネル毎のフレームレートを予め定めた記憶装置の最大書き込みフレームレートと比較し、算出したチャンネルのフレームレートの方が大きい場合には当該チャンネルのフレームレートに換えて前記記憶装置の最大書き込みフレームレートを出力することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の映像監視装置。
【請求項５】
録画パラメータ変更手段は、周期的な所定の時間帯の重要度を予め設定しており、
フレーム重要度算出手段は、所定の時間帯が到来している場合には、算出した処理フレームの重要度に前記所定の時間帯の重要度を加算して出力することを特徴とする請求項１または請求項２記載の映像監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、デジタル化した監視映像のフレームレートを制御して記憶装置に蓄積する映像監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
監視カメラで撮像した映像をデジタル化して記憶媒体に記録する映像監視装置では、全ての映像を記録していくと大容量のデータとなり記録媒体に限界があるため、フレームレートを制御して重要な内容の映像フレームだけを記録するようにしている。そのため、操作者が入力する録画時間から記憶媒体の残容量、画質パラメータ、画像重要度を決定し、これらのパラメータに応じてフレームレートを制御することで、映像を所定時間録画できるようにしている。例えば、特許文献１には、撮像手段から逐次取り込まれる画像データをデジタルデータ記憶媒体に蓄積する場合に、フレームレートを、デジタルデータ記憶媒体への画像データの録画時間に応じて算出するか、あるいはデジタルデータ記憶媒体の残容量に応じて算出する技術が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−４４６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の映像監視装置では、操作者が入力する録画時間に基づいて複数の入力映像チャンネルに対して個々にフレームレートを設定するため、記録時間を長く、かつフレームレートを高くする設定とすることが困難であった。また記憶装置の変更に対し、その装置の帯域等を考慮していないため、装置変更のたびにフレームレート算出方法を変更する必要があった。
【０００５】
この発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、入力映像チャンネル毎に重要度と録画時間を入力することで、フレームレートおよび圧縮率の設定を可能とする映像監視装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る映像監視装置は、監視場所に設置された各監視カメラから受信した複数チャンネルの映像信号をデジタル変換、符号化し、各チャンネルのフレームレートを制御して映像フレームを記憶装置に蓄積する映像監視装置において、各チャンネルの映像信号を検出して検出情報を出力する映像信号検出手段と、検出情報に従ってチャンネル毎に入力される重要度と録画時間を保持する録画パラメータ変更手段と、保持された録画時間および記憶装置の総記憶容量と残容量に基づいてチャンネル毎のフレームレートを算出するフレームレート算出手段と、各チャンネルの各映像フレームに対して、保持された重要度、算出されたチャンネル毎のフレームレートおよびフレームカウント値に基づいて現在の処理フレームの重要度を算出するフレーム重要度算出手段と、算出された処理フレームの重要度が所定の閾値より大きい映像フレームのみを選別するフレーム選別手段と、算出されたチャンネル毎のフレームレートと予め求めた入力チャンネルの平均フレームレートに基づいて映像フレームの圧縮率を算出する圧縮率算出手段と、算出された圧縮率に基づいてフレーム選別手段で選別された映像フレームを圧縮処理するフレーム圧縮手段と、圧縮処理された映像フレームを記憶装置に蓄積する蓄積手段を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、映像チャンネル毎に操作者が重要度と録画時間を入力し、この重要度と録画時間を基にチャンネル毎の処理対象としている映像フレームに対するフレームレートと圧縮率を算出するようにしたので、操作者が入力チャンネル毎にフレームレートや圧縮率を入力する手間を省くことができる。また、記憶装置などのデバイス変更に対しても柔軟に対応することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による映像監視装置の機能構成を示すブロック図である。
図１における映像監視装置は、映像入力手段１、フレーム重要度算出手段２、フレーム選別手段３、フレーム圧縮手段４、蓄積手段５、映像信号検出手段６、録画パラメータ変更手段７、フレームレート算出手段８、圧縮率算出手段９および記憶装置１０から構成されている。ここで、記憶装置１０は、映像フレームとそのメタデータを蓄積するためのものであるが、その記憶媒体の総記憶容量と残容量を検出可能であり、蓄積手段５の指示に基づいてデータの蓄積・読み取りを行う。
【０００９】
まず、録画パラメータ変更手段７の動作について図２のフローチャートを用いて説明する。
録画パラメータ変更手段７は、工場出荷後の映像監視装置の初回起動時あるいは新たに映像入力チャンネルが追加された場合に起動する。映像入力手段１には、各監視場所に設置された各監視カメラで撮影される複数チャンネルのＣＣＤ出力映像、ＮＴＳＣ信号などの映像信号が入力されるが、録画パラメータ変更手段７には、信号検出手段６から各チャンネルの映像信号を検出した検出情報が与えられる（ステップＳＴ１００）。
【００１０】
ここで、映像信号検出手段６における各チャンネルの映像信号の検出動作の詳細について図３のフローチャートにより説明する。まず、対象チャンネル番号を０で初期化し（ステップＳＴ１１０）、対象チャンネル番号の同期信号の有無を判定する（ステップＳＴ１１１）。対象チャンネル番号に同期信号がある場合、この同期信号を検出し、チャンネル番号と共に検出情報として録画パラメータ変更手段７へ出力し（ステップＳＴ１１２）、ステップＳＴ１１３へ進む。一方、同期信号がない場合は、そのままステップＳＴ１１３へ進む。ステップＳＴ１１３では、全映像チャンネル数分の処理を完了したか判定する。全映像チャンネル数の検出処理を完了していない場合は対象チャンネル番号の値を１増分させてステップＳＴ１１１の処理に進む（ステップＳＴ１１４）。一方、完了している場合は映像信号検出手段６の動作を完了する。
【００１１】
図２の録画パラメータ変更手段７の動作に戻り、対象チャンネル番号を０で初期化し（ステップＳＴ１０１）、映像信号検出手段６の上記検出情報に基づいて、対象チャンネル番号に検出信号が有るか否かを判定する（ステップＳＴ１０２）。対象チャンネル番号の検出信号が有った場合には、操作者により対象チャンネルに対する録画時間が入力され（ステップＳＴ１０３）、さらに対象チャンネルに対する重要度が入力される（ステップＳＴ１０４）。これらのパラメータの入力は、図示しないマウス、キーボード、モニタなどの入出力手段を用いて行われる。ここで、重要度は、例えば１〜１０までの整数とする。入力された対象チャンネルの録画時間と重要度を録画パラメータとして保存し（ステップＳＴ１０５）、ステップＳＴ１０６へ進む。保存方法は、自己が持つメモリまたは記憶装置９に格納する形態とする。一方、ステップＳＴ１０２の判定において対象チャンネルに検出信号が無かった場合は、そのままステップＳＴ１０６へ進む。ステップＳＴ１０６においては、全映像チャンネルに対して処理を完了したか判定する。全映像チャンネル数分の処理を完了していない場合は、現在の対象チャンネル番号の値を１増分させ（ステップＳＴ１０７）、ステップＳＴ１０２の処理に進む。一方、完了している場合は、録画パラメータ変更手段７の動作を完了する。
【００１２】
次に、各チャンネルの映像の蓄積に関する一連の動作を図４のフローチャートを用いて説明する。
映像入力手段１では、入力された各チャンネルの映像信号をデジタル変換して符号化し、生成されたデジタル信号を映像フレーム毎にフレーム重要度算出手段２に出力する（ステップＳＴ１２０）。ここで、デジタル信号は、例えばＹＵＶ信号、ＲＧＢ信号などである。また、映像入力手段１は、チャンネル毎のフレームカウントを更新する（ステップＳＴ１２１）。例えばフレームカウント値を１ずつ増分するものとする。ここでフレームカウントは装置起動時に初期化、例えば０にする。チャンネル毎のフレームカウント値もフレーム重要度算出手段２に出力される。
【００１３】
フレームレート算出手段８では、録画パラメータ変更手段７で入力保持するチャンネル毎の録画時間および記憶装置１０の総記憶容量と残容量に基づいて、チャンネル毎のフレームレートを算出する（ステップＳＴ１２２）。このフレームレートの算出処理の方法については、図５のフローチャートと図６の表を用いて説明する。図６の表は、映像入力手段１に入力される入力チャンネル番号１４０、操作者が録画パラメータ変更手段７で入力保持されたチャンネル毎の重要度１４１と録画時間１４２、フレームレート算出手段８で算出したフレームレート１４３を対応付けたものである。
フレームレート算出手段８では、まず、録画パラメータ変更手段７から録画時間を取得する（ステップＳＴ１３０）。例えば図６の設定ではチャンネル１から４までの総録画時間は７００時間であるとする。次に、記憶装置９から総記憶容量と現在の空き容量（残容量）を取得し（ステップＳＴ１３１）、チャンネル毎にフレームレートを算出する（ステップＳＴ１３２）。各チャンネルのフレームレートは（１）式に従って計算する。
フレームレート＝（空き容量／チャンネル数）／（録画時間×録画フレームサイズ）
（１）
ここで、フレームレートは１秒間に処理するフレーム数、空き容量はバイトサイズ、チャンネル数は映像信号検出手段６で得た接続されているチャンネル数、録画時間は録画する秒数、録画フレームサイズは所定のエンコード時の録画フレームのバイトサイズである。
例えば空き容量が７００ギガバイト、録画フレームサイズが３０キロバイト（既定の圧縮率１／２０）の場合、図６のフレームレートとなる。
【００１４】
図４のフローに戻り、フレーム重要度算出手段２では、映像入力手段１から受け取った各チャンネルの映像フレームに対して、録画パラメータ変更手段７で入力保持された重要度、フレームレート算出手段８で算出されたフレームレートおよびフレームカウント値に基づいて現在の処理フレームの重要度Ｐｆを算出する（ステップＳＴ１２３）。この処理フレームの重要度Ｐｆは、（２）式に従って計算される。
Ｐｆ＝｜ｃｏｓ（６×ＰＩ／１８０／（１／Ｆｐｓ）×Ｆｃ）｜＋｜ｃｏｓ（６×ＰＩ／１８０／（１／Ｆｐｓ／Ｐｃ）×Ｆｃ）｜          （２）
ここで、ＰＩは処理フレームの円周率、Ｆｐｓはフレームレート算出手段８で算出された現チャンネルのフレームレート（ｆｒａｍｅ／ｓｅｃ）、Ｐｃは録画パラメータ変更手段７で入力保持された現チャンネルの重要度値、Ｆｃはフレームカウント値である。
【００１５】
図７において、（２）式の第１項は、処理フレームの上記フレームレートを周期とする余弦関数の曲線１５２のようになる。第２項は第１項と半周期ずれたものを表し、合算することで図８、図９のような曲線の重要度になる。例えば図６の設定において、カメラチャンネル１，２，４の各入力フレームに対する重要度は図８に示す１５８のようになる。なお、図８において、１５７は（２）式の第１項のプロットを表す。また、カメラチャンネル３の入力フレームに対する重要度は図９に示す１６３のようになる。なお、図９において、１６２は（２）式の第１項のプロットを表す。ここで、例えば各カメラチャンネルから３３ｍｓで映像フレームが入力される場合、３０ｆｐｓ（frames per second）となり、図８、図９から現在のフレームカウント値の３０の剰余と一致する値を処理フレームの重要度とする。
【００１６】
フレーム選別手段３では、フレーム重要度算出手段２で算出された重要度Ｐｆに基づいて蓄積対象にする映像フレームを選別する。そのため、処理フレームの重要度Ｐｆを所定の閾値Ｔｈと比較する（ステップＳＴ１２４）。重要度Ｐｆが閾値Ｔｈより大きい場合は対応する処理フレームをフレーム圧縮手段４へ送る。一方、重要度Ｐｆが閾値Ｔｈより小さい場合はその処理フレームを破棄し（ステップＳＴ１２５）、ステップＳＴ１２０に進む。この場合、フレームが破棄されたことは圧縮率算出手段９に通知される。
【００１７】
圧縮率算出手段９では、処理フレームの圧縮率を求める（ステップＳＴ１２６）。そのため、圧縮率算出手段９において、予め以前の平均フレームレートを計算しておく。例えば１秒前の該入力チャンネルの破棄率から求める。平均フレームレートがフレームレート算出手段８で算出された現チャンネルのフレームレートＦｐｓ以上の場合の圧縮率Ｃｆを（３）式に従って求める。
Ｃｆ＝Ｆｐｓ／Ｆａｖｅ×Ｃ          （３）
ここで、Ｆａｖｅは上記平均フレームレート、Ｃは既定の圧縮率で、例えば１／２０である。
【００１８】
フレーム圧縮手段４では、圧縮率算出手段９で算出された圧縮率Ｃｆに基づいて入力チャンネルの映像フレームを圧縮し、圧縮した映像フレームと該データに付随するメタデータを蓄積手段５へ出力する（ステップＳＴ１２７）。ここで、圧縮方式としては、例えばＪＰＥＧ圧縮を用いる。蓄積手段５では、フレーム圧縮手段４で圧縮処理された映像フレームを記憶装置１０に書き込み蓄積する（ステップＳＴ１２８）。この書き込みは映像監視装置上のＳＯにより行うものとする。
【００１９】
以上のように、この実施の形態１によれば、映像チャンネル毎に操作者が重要度と録画時間を入力するだけで、この重要度と録画時間を基にチャンネル毎の処理対象としている映像フレームに対するフレームレートと圧縮率を算出するようにしたので、操作者が入力チャンネル毎にフレームレートや圧縮率を入力する手間を省くことができる。したがって、記憶装置などのデバイス変更に対しても柔軟に対応することが可能となる。
【００２０】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、入力チャンネル毎に入力設定した録画時間と重要度を基にフレームレートと圧縮率を算出して制御できるようにしたが、この実施の形態２では、アラーム信号の有無も考慮してフレームレートと圧縮率の制御を行うことについて述べる。ここで、アラーム信号は、監視場所毎の異常状態の発生を表す信号で、例えば監視場所が無人状態であるとされるときに、ドアや窓の開閉、或いは人の動きを検知した場合に感知センサなどから送出されるものである。
図１０は、この発明の実施の形態２による映像監視装置の機能構成を示すブロック図である。図において、図１に相当する部分には同一符号を付し、原則としてその説明は省略するものとする。この実施の形態２では、実施の形態１の構成に対してアラーム入力手段１１を追加した構成となっている。
アラーム入力手段１１では、監視対象に異常が発生したときに映像入力チャンネルの接点インタフェース（図示せず）などからアラーム信号を受信し、フレーム重要度算出手段２と蓄積手段５に伝送する手段である。また、この実施の形態２におけるフレーム重要度算出手段２では、映像フレームに対応するチャンネルのアラーム信号が有る場合に実施の形態１で算出した処理フレームの重要度にバイアスをかける処理を行う。
【００２１】
フレーム重要度算出手段２の動作を図１１のフローチャートを用いて説明する。
フレーム重要度算出手段２では、まず、実施の形態１と同様、上記（２）式に従って現在の処理フレームの重要度Ｐｆを算出する（ステップＳＴ２００）。次に、該処理フレームに対応するチャンネルにアラーム信号があるか否かを調べ（ステップＳＴ２０１）、アラーム信号があった場合には変数Ｂｉａｓを既定の値Ｂｉｎとする（ステップＳＴ２０３）。ここで、Ｂｉｎは０より大きい整数値とする。一方、アラーム信号がなかった場合には変数Ｂｉａｓを０とする（ステップＳＴ２０２）。次に、前に算出した処理フレームの重要度Ｐｆに変数Ｂｉａｓ値を加算して処理フレームの重要度を更新してフレーム選別手段３に出力する（ステップＳＴ２０４）。したがって、フレーム選別手段３は、アラームを考慮して更新された重要度に基づいて映像フレームの選別を行うことになる。
また、蓄積手段５では、アラーム信号があった場合に圧縮処理された映像フレームを記憶装置１０に書き込む場合、アラーム信号と対応付けて蓄積する。このことによって、監視者は、蓄積映像がどんな種類のアラームによるものかを識別できる。
【００２２】
以上のように、この実施の形態２によれば、アラーム信号の有無を含めて映像フレームの重要度を算出するようにしたので、アラームが発生する緊急事態における重要な映像については、より大きなフレームレートを確保することが可能となる。
なお、上記例では、アラーム信号に対して一律に既定値を設定したが、アラーム信号の種類別に特定するバイアス値Ｂｉｎを設定して重要度を更新してもよく、その場合、アラーム信号の種類に応じたフレームレートを確保することができる。
【００２３】
実施の形態３．
この実施の形態３では、例えば図１の構成において、予め記憶装置１０の書き込み速度、フレーム圧縮手段４の処理速度を記憶装置１０に格納しておき、これらの処理速度から記憶装置１０の最大書き込みフレームレートを定めておき、これを使用してフレームレートを求めることについて述べる。
この場合のフレームレート算出手段８の動作を図１２のフローチャートを用いて説明する。
フレームレート算出手段８では、まず、録画パラメータ変更手段７から入力保持された録画時間を取得する（ステップＳＴ３００）。次に、記憶装置１０より総記憶容量と現在の空き容量を取得し（ステップＳＴ３０１）、上記（１）式に従ってチャンネル毎にフレームレートを算出する（ステップＳＴ３０２）。次に、算出した各チャンネルのフレームレートを予め定めた記憶装置の最大書き込みフレームレートと比較する（ステップＳＴ３０４）。算出したフレームレートが記憶装置の最大書き込みフレームレートより大きい場合には、当該フレームレートに換えて最大書き込みフレームレートを出力し（ステップＳＴ３０５）、一方、それ以外の場合にはチャンネルのフレームレートをそのまま出力する。
【００２４】
以上のように、この実施の形態３によれば、記憶装置１０の最大書き込みフレームレートで処理フレームレートを制限するようにしたので、システム全体の処理が円滑に行えるようになる。
なお、この実施の形態３では、記憶装置１０の書き込み速度、フレーム圧縮手段４の処理速度の情報を考慮してフレームレート算出を行っているが、映像入力手段１、フレーム選別手段３における処理速度などを考慮してフレームレート算出を行ってもよい。
【００２５】
実施の形態４．
この実施の形態４では、監視場所で周期的に変化が起きる時間帯、例えば１日毎、１月毎あるいは１年毎の所定時間帯の重要度にバイアスを付与することについて述べる。このような場合のフレーム重要度算出手段２の動作を図１３のフローチャートを用いて説明する。
フレーム重要度算出手段２では、まず、実施の形態１と同様にして処理フレームの重要度Ｐｆを算出する（ステップＳＴ４００）。次に、録画パラメータ変更手段７から該処理フレームに対応する、例えば毎日の所定時間帯における重要度Ｂｎｏｗを取得し（ステップＳＴ４０１）、先に算出した処理フレームの重要度Ｐｆに重要度Ｂｎｏｗを加算し、この加算した重要度をフレーム選別手段３に出力する（ステップＳＴ４０２）。
【００２６】
以上のように、この実施の形態４によれば、周期的な所定時間帯の重要度にバイアスをかけるようにしたので、時間毎に入退場数が変化する出入り口などの重要度を監視の必要性に応じて変更可能となり、時間帯毎にフレームレート、圧縮率指定の入力を行う手間がなくなり、その時間帯における重要な映像を自動的に蓄積できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の実施の形態１による映像監視装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る録画パラメータ変更手段の動作手順を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１に係る映像信号検出手段の動作手順を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１に係る映像監視装置の映像蓄積に関する動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１に係るフレームレート・圧縮率算出手段の動作手順を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１に係るフレームレート・圧縮率算出手段の算出フレームレートのデータ関係を表す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係るフレーム重要度算出手段の重要度算出式の１項の曲線を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係るフレーム重要度算出手段で算出されたあるチャンネルの重要度の曲線例を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係るフレーム重要度算出手段で算出された他のチャンネルの重要度の曲線例を示す説明図である。
【図１０】この発明の実施の形態２による映像監視装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係るフレーム重要度算出手段の動作手順を示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態３に係るフレームレート・圧縮率算出手段の動作手順を示すフローチャートである。
【図１３】この発明の実施の形態４に係るフレーム重要度算出手段の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２８】
１  映像入力手段、２  フレーム重要度算出手段、３  フレーム選別手段、４  フレーム圧縮手段、５  蓄積手段、６  映像信号検出手段、７  録画パラメータ変更手段、８  フレームレート算出手段、９  圧縮率算出手段、１０  記憶装置、１１  アラーム入力手段。
【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】
2009055341.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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