(57)【要約】【課題】従来に比べてノイズ成分に対するエンハンス処理を抑えることができると共に、ノイズ成分の少ない入力画像に対して十分なエンハンス処理を行うことができるようにしする。【解決手段】入力映像信号Ｖｉに対してノイズリダクション処理を行うノイズリダクション処理部１１と、ノイズリダクション処理の程度を示すノイズリダクション量を検出するノイズリダクション量検出部１２と、ノイズリダクション処理後の映像信号Ｖｉ’に残存する残存ノイズ量を検出する残存ノイズ量検出部１３と、ノイズリダクション量および残存ノイズ量のうち少なくともノイズリダクション量に基づいて、エンハンス処理の程度を示すエンハンス量を決定するエンハンス量決定部２１と、エンハンス量決定部２１によって決定されたエンハンス量に基づいて、ノイズリダクション処理後の映像信号Ｖｉ’に対してエンハンス処理を行うエンハンス処理部２２とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号に対してノイズリダクション処理を行うノイズリダクション処理部と、
前記ノイズリダクション処理部によって行われたノイズリダクション処理の程度を示すノイズリダクション量を検出するノイズリダクション量検出部と、
前記ノイズリダクション処理後の映像信号に残存する残存ノイズ量を検出する残存ノイズ量検出部と、
前記ノイズリダクション量および前記残存ノイズ量のうち少なくとも前記ノイズリダクション量に基づいて、エンハンス処理の程度を示すエンハンス量を決定するエンハンス量決定部と、
前記エンハンス量決定部によって決定されたエンハンス量に基づいて、前記ノイズリダクション処理後の映像信号に対してエンハンス処理を行うエンハンス処理部と
を備えたことを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項２】
前記ノイズリダクション量検出部および前記残存ノイズ量検出部は、１つの画面を複数に分割した分割領域ごとに前記ノイズリダクション量および前記残存ノイズ量を検出し、
前記エンハンス量決定部は、前記分割領域ごとのノイズリダクション量および残存ノイズ量に基づいて前記分割領域ごとのエンハンス量を決定し、
前記エンハンス処理部は、前記分割領域ごとのエンハンス量に基づいて、前記分割領域ごとにエンハンス処理を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。
【請求項３】
前記エンハンス量決定部は、残存ノイズ量が多いとみなされる領域ほどエンハンス処理の程度が弱くなるようにエンハンス量を決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の映像信号処理装置。
【請求項４】
さらに、前記エンハンス量決定部によって決定された１画面内における分割領域ごとのエンハンス量に対して、隣接する分割領域間のエンハンス量の不連続性を緩和するフィルタ処理を施すローパスフィルタを備えた
ことを特徴とする請求項２に記載の映像信号処理装置。
【請求項５】
映像信号に対してノイズリダクション処理を行うステップと、
そのノイズリダクション処理の程度を示すノイズリダクション量を検出するステップと、
前記ノイズリダクション処理後の映像信号に残存する残存ノイズ量を検出するステップと、
前記ノイズリダクション量および前記残存ノイズ量のうち少なくとも前記ノイズリダクション量に基づいて、エンハンス処理の程度を示すエンハンス量を決定するステップと、
その決定されたエンハンス量に基づいて、前記ノイズリダクション処理後の映像信号に対してエンハンス処理を行うステップと
を含むことを特徴とする映像信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号に対してエッジ強調などの高域強調処理（エンハンス処理）を行う映像信号処理装置および映像信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えばテレビジョン受信機で受信され、映像検波されて得られる映像信号に対してエッジ強調などを行って、表示される映像の輪郭をくっきりとさせるような高域強調処理（エンハンス処理）が行われている。
【０００３】
図４は、エンハンス処理を行う映像信号処理装置の回路例を示している。エンハンス処理を行う場合において、入力映像信号Ｖｉにノイズ成分が含まれていると、そのノイズ成分まで強調されてしまうため、図４に示したように、エンハンス処理部１０２の前段にノイズリダクション処理部１０１を備え、入力映像信号Ｖｉのノイズ成分を低減する処理が行われている。エンハンス処理部１０２は、ノイズリダクション処理部１０１によってノイズリダクション処理が行われた後の映像信号Ｖｉ’に対してエンハンス処理を行った映像信号Ｖｏを出力する。なお、従来の映像信号処理装置では、エンハンス処理は画面全体に均一に（１フレームまたは１フィールド単位で）行われる。
【０００４】
ここで、図４の映像信号処理装置で問題となるのは、ノイズリダクション処理部１０１で完全にノイズ成分を除去することができなかった場合、その残存するノイズ成分をエンハンス処理部１０２においてエンハンス処理してしまう点である。これを防ぐために、入力映像信号Ｖｉのノイズレベルを検出する回路を備え、入力映像信号Ｖｉにおけるノイズレベルに応じた処理を行う手法が知られている（特許文献１参照）。例えば第１の手法として、ノイズレベルが高い（ノイズの多い）入力映像信号Ｖｉに対しては、図５に示したように弱設定とされたエンハンス処理部１０２Ａを用いて、エンハンス量を全体的に低く抑え、ノイズ成分がエンハンス処理されないようにすることが知られている。また、第２の手法として、ノイズの多い入力映像信号Ｖｉに対しては、図６に示したように強設定とされたノイズリダクション処理部１０１Ａを用いて、ノイズリダクション量を多くしてノイズ成分をできうる限り除去することが行われている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１１２８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の手法には次のような問題が存在する。まず、第１の手法（図５）では、画面全体に対して均一に弱設定のエンハンス処理部１０２Ａを用いるため、本来所望としていたエンハンス量でのエンハンス処理を行うことができず、エンハンス処理後の映像信号Ｖｏは十分にエンハンスされた画像とはならないという問題がある。また、第２の手法（図６）では、画面全体に対して強設定のノイズリダクション処理部１０１Ａを用いるため、ノイズリダクション処理を行う際に、ノイズ成分のみならず本来エンハンスで強調したい画像のディテール部分までもノイズ成分とみなし除去または変更を加えてしまうおそれがある。そして、その意図しないノイズリダクション後の映像信号Ｖｉ’に対しエンハンス処理を行うこととなるために、エンハンス処理後の映像信号Ｖｏは、本来意図したエンハンス画像とはならないという問題がある。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、従来に比べてノイズ成分に対するエンハンス処理を抑えることができると共に、ノイズ成分の少ない入力画像に対して十分なエンハンス処理を行うことができるようにした映像信号処理装置および映像信号処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の映像信号処理装置は、映像信号に対してノイズリダクション処理を行うノイズリダクション処理部と、ノイズリダクション処理部によって行われたノイズリダクション処理の程度を示すノイズリダクション量を検出するノイズリダクション量検出部と、ノイズリダクション処理後の映像信号に残存する残存ノイズ量を検出する残存ノイズ量検出部と、ノイズリダクション量および残存ノイズ量のうち少なくともノイズリダクション量に基づいて、エンハンス処理の程度を示すエンハンス量を決定するエンハンス量決定部と、エンハンス量決定部によって決定されたエンハンス量に基づいて、ノイズリダクション処理後の映像信号に対してエンハンス処理を行うエンハンス処理部とを備えたものである。
【０００９】
本発明の映像信号処理方法は、映像信号に対してノイズリダクション処理を行うステップと、ノイズリダクション処理の程度を示すノイズリダクション量を検出するステップと、そのノイズリダクション処理後の映像信号に残存する残存ノイズ量を検出するステップと、ノイズリダクション量および残存ノイズ量のうち少なくともノイズリダクション量に基づいて、エンハンス処理の程度を示すエンハンス量を決定するステップと、その決定されたエンハンス量に基づいて、ノイズリダクション処理後の映像信号に対してエンハンス処理を行うステップとを含むものである。
【００１０】
本発明の映像信号処理装置または映像信号処理方法では、ノイズリダクション処理が行われた後、ノイズリダクション量および残存ノイズ量が検出され、少なくともノイズリダクション量に応じて、エンハンス処理の程度を示すエンハンス量が決定される。その決定されたエンハンス量に基づいて、ノイズリダクション処理後の映像信号に対してエンハンス処理が行われる。少なくともノイズリダクション処理の程度に応じたエンハンス処理が行われるため、従来に比べてノイズ成分に対するエンハンス処理が抑えられると共に、ノイズ成分の少ない入力画像に対して十分なエンハンス処理が行われる。特に、ノイズリダクション量および残存ノイズ量の双方に基づいてエンハンス量を決定した場合には、より精度良く効果的なエンハンス処理を行うことが可能となる。
【００１１】
本発明の映像信号処理装置または映像信号処理方法において、ノイズリダクション量の検出および残存ノイズ量の検出は、１つの画面を複数に分割した分割領域ごとに行っても良い。そして、分割領域ごとのノイズリダクション量および残存ノイズ量に基づいて分割領域ごとのエンハンス量を決定し、その分割領域ごとのエンハンス量に基づいて、分割領域ごとにエンハンス処理を行うようにしても良い。
この場合、１つの画面内で分割領域ごとに最適なエンハンス処理を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の映像信号処理装置または映像信号処理方法によれば、少なくともノイズリダクション量に基づいてエンハンス処理の程度を示すエンハンス量を決定し、その決定されたエンハンス量に基づいてノイズリダクション処理後の映像信号に対してエンハンス処理を行うようにしたので、従来に比べてノイズ成分に対するエンハンス処理を抑えることができると共に、ノイズ成分の少ない入力画像に対して十分なエンハンス処理を行うことができる。
【００１３】
特に、１つの画面内における分割領域ごとのノイズリダクション量および残存ノイズ量を検出し、それに基づいて分割領域ごとのエンハンス量を決定して分割領域ごとにエンハンス処理を行うようにした場合には、１つの画面内で分割領域ごとに最適なエンハンス処理を行うことができるので、画面全体に均一にエンハンス処理を行う場合に比べてより効果的なエンハンス処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る映像信号処理装置の一構成例を示している。この映像信号処理装置は、ノイズリダクション部１と、エンハンス部２とを備えている。ノイズリダクション部１は、入力映像信号Ｖｉに対してノイズリダクション処理を行うノイズリダクション処理部１１と、ノイズリダクション処理部１１によって行われたノイズリダクション処理の程度を示すノイズリダクション量を検出するノイズリダクション量検出部１２と、ノイズリダクション処理後の映像信号Ｖｉ’に残存する残存ノイズ量を検出する残存ノイズ量検出部１３とを有している。
【００１６】
エンハンス部２は、ノイズリダクション量検出部１２から出力されたノイズリダクション量データＤ１および残存ノイズ量検出部１３から出力された残存ノイズ量データＤ２に基づいてエンハンス処理の程度を示すエンハンス量を決定するエンハンス量決定部２１と、エンハンス量決定部２１によって決定されたエンハンス量データＤ３に基づいて、ノイズリダクション処理後の映像信号Ｖｉ’に対してエンハンス処理を行い、そのエンハンス処理後の映像信号Ｖｏを出力するエンハンス処理部２２とを有している。
【００１７】
ここで、ノイズリダクション量検出部１２は、１つの画面（１フレームまたは１フィールド分の映像信号）を複数に分割した分割領域ごとにノイズリダクション量を検出し、分割領域ごとのノイズリダクション量データＤ１を出力するようになっている。残存ノイズ量検出部１３も、同様の分割領域ごとに残存ノイズ量を検出し、分割領域ごとの残存ノイズ量データＤ２を出力するようになっている。エンハンス量決定部２１は、それら分割領域ごとのノイズリダクション量データＤ１および残存ノイズ量データＤ２に基づいて分割領域ごとのエンハンス量を決定し、分割領域ごとのエンハンス量データＤ３を出力するようになっている。エンハンス処理部２２は、その分割領域ごとのエンハンス量データＤ３に基づいて、分割領域ごとにエンハンス処理を行うようになっている。
【００１８】
次に、以上のように構成された映像信号処理装置の動作を説明する。なお、以下の説明は本実施の形態における映像信号処理方法の説明を兼ねている。
【００１９】
まず、この映像信号処理装置の基本動作を説明する。この映像信号処理装置において、ノイズリダクション処理部１１では、入力映像信号Ｖｉに対してノイズリダクション処理を行って、そのノイズリダクション処理後の映像信号Ｖｉ’を出力する。ノイズリダクション量検出部１２では、そのノイズリダクション処理の程度を示すノイズリダクション量を検出し、ノイズリダクション量データＤ１を出力する。ノイズリダクション量は、例えば入力映像信号Ｖｉとノイズリダクション処理後の映像信号Ｖｉ’との差分に基づいて検出することができる。残存ノイズ量検出部１３では、ノイズリダクション処理後映像信号Ｖｉ’に残存する残存ノイズ量を検出し、残存ノイズ量データＤ２を出力する。残存ノイズ量の検出は、例えば特開２００７−６０６３６号公報に記載の既知の手法を用いることができる。
【００２０】
エンハンス量決定部２１では、ノイズリダクション量データＤ１および残存ノイズ量データＤ２に基づいてエンハンス処理の程度を示すエンハンス量を決定し、エンハンス量データＤ３を出力する。エンハンス処理部２２では、そのエンハンス量データＤ３に基づいて、ノイズリダクション処理後の映像信号Ｖｉ’に対してエンハンス処理を行い、そのエンハンス処理後の映像信号Ｖｏを出力する。
【００２１】
このように、本実施の形態では、ノイズリダクション量および残存ノイズ量の双方に基づいてエンハンス量を決定してエンハンス処理を行うので、精度良く効果的なエンハンス処理を行うことが可能となる。また、本実施の形態では、ノイズリダクション量の検出および残存ノイズ量の検出を、１つの画面を複数に分割した分割領域ごとに行う。そして、その分割領域ごとのノイズリダクション量および残存ノイズ量に基づいて分割領域ごとのエンハンス量を決定し、その分割領域ごとのエンハンス量に基づいて分割領域ごとにエンハンス処理を行う。本実施の形態では、従来のように画面全体に均一にエンハンス処理を行うのではなく、画面を複数に分割した領域ごとにエンハンス量を調整できるので、１つの画面内で分割領域ごとに最適なエンハンス処理を行うことが可能となる。また、分割領域ごとに処理を行うことで、単位時間当たりにブロック間で転送されるデータ量を少なくすることができるという利点もある。
次に、この分割領域ごとの処理の具体例を説明する。
【００２２】
図１に示したノイズリダクション量マップ３は、ノイズリダクション量検出部１２において分割領域３Ａごとに検出されたノイズリダクション量を１画面内にマッピングした例を模式的に示している。また、残存ノイズ量マップ４は、残存ノイズ量検出部１３において分割領域４Ａごとに検出された残存ノイズ量を１画面内にマッピングした例を模式的に示している。
【００２３】
ノイズリダクション量マップ３において、例えば数値０〜４でノイズリダクション量を表し、４が最もノイズリダクション量が多く、数値が小さくなるにつれてノイズリダクション量が少なくなることを示す。これらの数値に基づいて、例えば数値３〜４の場合は「ノイズリダクション量が多い」、０〜２の場合は「ノイズリダクション量が少ない」というように２段階に場合分けすることができる。同様に、残存ノイズ量マップ４において、例えば数値０〜４で残存ノイズ量を表し、４が最も残存ノイズ量が多く、数値が小さくなるにつれて残存ノイズ量が少なくなることを示す。これらの数値に基づいて、例えば数値３〜４の場合は「残存ノイズ量が多い」、０〜２の場合は「残存ノイズ量が少ない」というように２段階に場合分けすることができる。
【００２４】
また、図１に示したエンハンス量マップ５は、エンハンス量決定部２１において分割領域５Ａごとに決定されたエンハンス量を１画面内にマッピングした例を模式的に示している。エンハンス量マップ５における数値はエンハンスの強さを示す。４が最もエンハンス量が強く、数値が小さくなるにつれてエンハンス量が弱くなり、０ではエンハンスを行わないことを示す。このエンハンス量マップ５は、ノイズリダクション量マップ３および残存ノイズ量マップ４に基づいて作成される。
【００２５】
なお、図１に示した各マップは一例として、１画面を水平方向に４分割、垂直方向に３分割した構成を示している。また、各マップにおける分割領域３Ａ，４Ａ，５Ａはそれぞれ同じ大きさに設定され、各マップ間でそれぞれ１対１に対応付けられている。
【００２６】
図２は、エンハンス量決定部２１におけるエンハンス量の決定手法の一例であり、変換テーブル形式でエンハンス量を決定する例を示している。図２の変換テーブルでは、エンハンス量を以下の（１）〜（４）の４つのパターンに分けた例を示している。なお、図２における数値は上述のエンハンス量マップ５の場合と同様、エンハンスの強さを示す。
（１）ノイズリダクション量および残存ノイズ量どちらも少ない場合は、元の入力映像信号Ｖｉにノイズが少ないとみなし、エンハンスを強くかける（図２ではエンハンスの強さ３）。
（２）ノイズリダクション量が少なく、残存ノイズ量が多い場合は、元の入力映像信号Ｖｉにノイズが多く、ノイズリダクション処理部１１でノイズを十分に除去できなかったとみなし、エンハンスを弱めにする（図２ではエンハンスの強さ２）。
（３）ノイズリダクション量が多く、残存ノイズ量が少ない場合は、ノイズリダクション処理部１１でノイズを除去できているが、ノイズ除去の影響により画像の先鋭度が下がっているので、より強くエンハンスを行う（図２ではエンハンスの強さ４）。
（４）ノイズリダクション量および残存ノイズ量どちらも多い場合は、元の入力映像信号Ｖｉに非常にノイズが多いものとみなし、エンハンスを弱めにかけるか、エンハンスを行わないようにする（図２ではエンハンスの強さ１または０）。
【００２７】
なお、図２ではノイズリダクション量および残存ノイズ量のそれぞれについて「多い」、「少ない」の２段階にパターン分けするようにしたが、さらに多段階に、より細かくパターン分けするようにしても良い。例えばノイズリダクション量および残存ノイズ量のそれぞれについて「多い」、「普通」、「少ない」の３段階にパターン分けし、エンハンスの強さをそれに応じて３×３＝９段階にパターン分けするようにしても良い。いずれの場合にも、基本的には、エンハンス量決定部２１において、残存ノイズ量が多いとみなされる領域ほどエンハンス処理の程度が弱くなるようにエンハンス量を決定するようにすれば良い。
【００２８】
以上説明したように、本実施の形態の映像信号処理装置および方法によれば、ノイズリダクション量および残存ノイズ量に基づいてエンハンス処理の程度を示すエンハンス量を決定し、その決定されたエンハンス量に基づいてノイズリダクション処理後の映像信号に対してエンハンス処理を行うようにしたので、従来に比べてノイズ成分に対するエンハンス処理を抑えることができると共に、ノイズ成分の少ない入力画像に対して十分なエンハンス処理を行うことができる。また、ノイズリダクション量および残存ノイズ量を１つの画面内における分割領域ごとに検出し、それに基づいて分割領域ごとのエンハンス量を決定して分割領域ごとにエンハンス処理を行うようにしたので、１つの画面内で分割領域ごとに最適なエンハンス処理を行うことができる。これにより、画面全体に均一にエンハンス処理を行う場合に比べてより効果的なエンハンス処理を行うことができる。
［第２の実施の形態］
【００２９】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。なお、上記第１の実施の形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００３０】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る映像信号処理装置の一構成例を示している。
本実施の形態に係る映像信号処理装置は、上記第１の実施の形態における映像信号処理装置（図１）の構成に対して、エンハンス量決定部２１とエンハンス処理部２２との間にローパスフィルタ２３を設けたものである。ローパスフィルタ２３は、エンハンス量決定部２１によって決定された１画面内における分割領域ごとのエンハンス量に対して、隣接する分割領域間のエンハンス量の不連続性を緩和するフィルタ処理を施すためのものである。
【００３１】
１画面内において分割領域ごとにエンハンス量を決定した場合、１画面内の隣接する分割領域間でエンハンス量が大きく異なる場合も生じうる。例えば図３に示したエンハンス量マップ５において、領域５Ａと領域５Ｂとではエンハンス量が大きく異なっている。このような場合、隣接する分割領域の境界部分では、エンハンス量が突然大きく変わることになるので、その境界部分で画像が不自然になるおそれがある。特に、図１の構成例では、エンハンス量決定部２１によって決定されたエンハンス量データＤ３を直接、エンハンス処理部２２に入力するようにしているので、そのような事態が生ずるおそれがある。これに対し、本実施の形態では、エンハンス量決定部２１によって決定されたエンハンス量データＤ３を一旦、ローパスフィルタ２３に入力し、エンハンス量の不連続性を緩和するフィルタ処理を施す。そして、そのフィルタ処理後のエンハンス量データＤ４をエンハンス処理部２２に入力する。エンハンス処理部２２では、そのフィルタ処理後のエンハンス量データＤ４に基づいてエンハンス処理を行う。これにより、上述のような画像の不自然を抑えることができる。
［その他の実施の形態］
【００３２】
本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その他の変形実施が可能である。
例えば、図１に示したエンハンス量マップ５等における画面の分割の仕方は一例であり、分割領域の大きさ、分割数、および形状等は図示したものに限定されない。また、図示した例では１画面内での各分割領域の大きさをすべて同じものとしているが、１画面内で各分割領域の大きさや形状を変えるようにしても良い。例えば、１画面内の中央部と周辺部とで分割領域の大きさや形状を変えるようにしても良い。この場合、例えば、画像の内容に応じて分割の仕方を変更することが考えられる。また、画像の内容に応じて動的に分割の仕方を変化させるようにしても良い。
【００３３】
また、上記各実施の形態では、ノイズリダクション量および残存ノイズ量の双方に基づいてエンハンス量を決定するようにしたが、回路および信号処理を簡易化するために、ノイズリダクション量のみに基づいてエンハンス量を決定するようにしても良い。この場合、例えば、ノイズリダクション量が少ない場合には、相対的に残存ノイズ量が多い可能性があり残存ノイズ量が多いものとみなして、相対的に弱めのエンハンス処理を行うと良い。逆にノイズリダクション量が多い場合には、相対的に残存ノイズ量が少ないものとみなして、相対的に強めのエンハンス処理を行うと良い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る映像信号処理装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２】エンハンス量の決定手法の一具体例を示す説明図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る映像信号処理装置の一構成例を示すブロック図である。
【図４】従来の映像信号処理装置の一構成例を示すブロック図である。
【図５】従来、ノイズ成分が多い場合に採用される信号処理の第１の手法を示すブロック図である。
【図６】従来、ノイズ成分が多い場合に採用される信号処理の第２の手法を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…ノイズリダクション部、２…エンハンス部、３…ノイズリダクション量マップ、４…残存ノイズ量マップ、５…エンハンス量マップ、１１…ノイズリダクション処理部、１２…ノイズリダクション量検出部、１３…残存ノイズ量検出部、２１…エンハンス量決定部、２２…エンハンス処理部、２３…ローパスフィルタ、Ｄ１…ノイズリダクション量データ、Ｄ２…残存ノイズ量データ、Ｄ３…エンハンス量データ、Ｄ４…エンハンス量データ（フィルタ処理後）、Ｖｉ…入力映像信号、Ｖｉ’…映像信号（ノイズリダクション後）、Ｖｏ…映像信号（エンハンス処理後）。
【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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