(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定型用紙から読み取った文書画像を入力する文書入力手段と、
前記定型用紙のフィールド毎の１文字枠の有無情報及び矩形座標情報について記述したフィールド情報を保持するフォーマット定義ファイルと、
文字の標準パターンの特徴を格納する文字辞書と、
複数の検索用文書データを格納する検索用文書データベースと、
前記フォーマット定義ファイルのフィールド毎の１文字枠の有無情報及び矩形座標情報に基づいて、１文字枠があるフィールドに対しては画像の直線成分から文字枠抽出を行い、各文字枠内画像を１文字として切出し認識し、１文字枠がないフィールドに対しては矩形座標内から文字列抽出を行い、文字列の周辺分布を用いて１文字毎に分割することにより、前記文書入力手段が入力した文書画像から１文字毎の画像を抽出し、各１文字画像から文字認識で使用する特徴を抽出して、前記文字辞書内の各文字の標準パターンの特徴との距離を計算し、距離の小さな順に１文字以上を認識候補文字として出力するとともに、１行内における各文字の文字外接矩形大きさの第１の分散を算出して、学習用活字データ及び手書き文字データから予め算出した第２の分散の閾値と比較し、前記第１の分散が閾値より大きい場合は手書き文字、閾値以下の場合は活字と判定した検索補助情報を抽出する文字認識手段と、
前記文字認識手段によって、フィールド毎に、出力された認識候補文字及び抽出された検索補助情報を検索用文書データとして前記検索用文書データベースに蓄積する文書蓄積手段と、
文書検索のキーワードを入力するキーワード入力手段と、
前記検索用文書データベースから検索用文書データを順次読み出し、読み出した検索用文書データの検索補助情報が手書きの場合には、読み出した検索用文書データの認識候補文字の連続する文字列から、一致度＝（キーワード文字と検索用文書データ中文字の一致文字数）／（キーワード文字数）を算出し、一致度が一定値以上の場合、当該検索用文書データを検索結果として出力するような、入力キーワードとの文字コードの部分的な一致を照合に成功したとみなして当該検索用文書データを検索結果として出力する文字切出し・認識誤り対応検索を実行し、
読み出した検索用文書データの検索補助情報が活字の場合には、文字認識の結果が誤りとなるのは文字を誤って切出した場合であると限定して、照合はキーワード文字と読み出した検索用文書データ中の認識候補第１位文字と行い、照合で部分的に一致しない文字があっても対応する文字数が異なる場合に照合に成功したとみなして当該検索用文書データを検索結果として出力する文字切出し誤り対応検索を実行する文書検索手段と、
前記文書検索手段による検索結果を出力する検索結果出力手段と
を備えたことを特徴とする文書検索装置。
【請求項２】
定型用紙から読み取った文書画像を入力する文書入力手段と、
前記定型用紙のフィールド毎の１文字枠の有無情報及び矩形座標情報について記述したフィールド情報を保持するフォーマット定義ファイルと、
文字の標準パターンの特徴を格納する文字辞書と、
複数の検索用文書データを格納する検索用文書データベースと、
前記フォーマット定義ファイルのフィールド毎の１文字枠の有無情報及び矩形座標情報に基づいて、１文字枠があるフィールドに対しては画像の直線成分から文字枠抽出を行い、各文字枠内画像を１文字として切出し認識し、１文字枠がないフィールドに対しては矩形座標内から文字列抽出を行い、文字列の周辺分布を用いて１文字毎に分割することにより、前記文書入力手段が入力した文書画像から１文字毎の画像を抽出し、各１文字画像から文字認識で使用する特徴を抽出して、前記文字辞書内の各文字の標準パターンの特徴との距離を計算し、距離の小さな順に１文字以上を認識候補文字として出力するとともに、１行内における各文字の文字外接矩形大きさの第１の分散を算出して、学習用活字データ及び手書き文字データから予め算出した第２の分散の閾値と比較し、前記第１の分散が閾値より大きい場合は手書き文字、閾値以下の場合は活字と判定した第１の検索補助情報を抽出する文字認識手段と、
前記文字認識手段によって、フィールド毎に、出力された認識候補文字及び抽出された第１の検索補助情報、並びに前記フォーマット定義ファイルのフィールド毎の１文字枠の有無情報である第２の検索補助情報を検索用文書データとして前記検索用文書データベースに蓄積する文書蓄積手段と、
文書検索のキーワードを入力するキーワード入力手段と、
前記検索用文書データベースから検索用文書データを順次読み出し、読み出した検索用文書データの第１の検索補助情報が手書きの場合、かつ第２の検索補助情報が１文字枠無しの場合には、読み出した検索用文書データの認識候補文字の連続する文字列から、一致度＝（キーワード文字と検索用文書データ中文字の一致文字数）／（キーワード文字数）を算出し、一致度が一定値以上の場合、当該検索用文書データを検索結果として出力するような、入力キーワードとの文字コードの部分的な一致を照合に成功したとみなして当該検索用文書データを検索結果として出力する文字切出し・認識誤り対応検索を実行し、
読み出した検索用文書データの第１の検索補助情報が手書きの場合、かつ第２の検索補助情報が１文字枠有りの場合には、入力キーワードと読み出した検索用文書データ中の文字列で部分的な一致を許容する検索であって、互いに対応する不一致文字の文字数が同一の場合に当該検索用文書データを検索結果として出力する文字認識誤り対応検索を実行し、
読み出した検索用文書データの第１の検索補助情報が活字の場合、かつ第２の検索補助情報が１文字枠無しの場合には、文字認識の結果が誤りとなるのは文字を誤って切出した場合であると限定して、照合はキーワード文字と読み出した検索用文書データ中の認識候補第１位文字と行い、照合で部分的に一致しない文字があっても対応する文字数が異なる場合に照合に成功したとみなして当該検索用文書データを検索結果として出力する文字切出し誤り対応検索を実行し、
読み出した検索用文書データの第１の検索補助情報が活字の場合、かつ第２の検索補助情報が１文字枠有りの場合には、入力キーワードと読み出した検索用文書データ中の文字列が完全に一致する場合に当該検索用文書データを検索結果として出力する完全一致検索を実行する文書検索手段と、
前記文書検索手段による検索結果を出力する検索結果出力手段と
を備えたことを特徴とする文書検索装置。
【請求項３】
前記文字認識手段は、
１行内における各文字の文字外接矩形大きさの第１の分散を算出して、学習用活字データ及び手書き文字データから予め算出した第２の分散の閾値と比較し、前記第１の分散が閾値より大きい場合は手書き文字、閾値以下の場合は活字と判定した第１の検索補助情報を抽出する代わりに、
前記文字辞書に文字毎に活字と手書きの標準パターンを両方保持し、文字画像から抽出した特徴と、手書き文字及び活字の標準パターンの特徴との距離計算を行い、文字画像と一番距離の近い文字の標準パターンが手書き文字であるか活字であるかで判定した第１の検索補助情報を抽出する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の文書検索装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、文書や図面等の画像を電子的に保存し検索・閲覧する文書検索装置に関し、特に文書画像や図面に記載された文字を認識することにより作成・蓄積した文書・図面データから任意のキーワードを用いて全文検索する文書検索装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
紙文書をコンピュータが読取可能な文書イメージとして電子的に登録・保存し、検索・表示するためには従来から、文書登録時に文書イメージに対して人手でキーワード情報を付加する方法や、ＯＣＲ(Optical Character Reader：光学的文字読取装置)を用いて文書イメージ中の文字を認識して作成した文書テキストを文書イメージとともに保存する方法がある。
【０００３】
前者の方法は、文書登録時のキーワード付加に膨大な労力と時間を要する。一方、後者の方法は、文字認識性能が不完全であるために誤認識が避けられず、文字認識で得た文字コードを修正せずに登録するとキーワード検索時に所望の文書が検索結果として表示されない「検索もれ」や、検索キーワードと異なる文字列が検索結果として表示される「検索ノイズ」が発生するという問題がある。人手による誤認識の修正には前者の方法と同様に膨大な労力を必要とする。
【０００４】
後者の方法の問題を解決する方法の1つに、文字切出し誤り・文字認識誤りがあっても「検索もれ」を低減し高精度に文書検索を実現する手法（特開２０００−０５７３１５号公報）がある。これは文字認識処理で得た文字コードに加え文字画像から各文字の形状を表現する特徴量（形状特徴）を作成・保持し、検索時には文字コードと形状特徴を併用して照合する手法である。
【０００５】
従来の文書検索装置について図面を参照しながら説明する。図１８は、例えば特開２０００−０５７３１５号公報に示された従来の文書検索装置の構成を示す図である。
【０００６】
図１８において、１０１は入力手段、１０２は制御手段、１０３は文字認識手段、１０４は特徴作成手段、１０５は表示手段、１０６は検索手段、１０７は特徴照合判定手段、１０８は検索特徴作成手段、１０９は認識辞書、１１０は検索データ格納部、１１１は形状特徴辞書である。
【０００７】
つぎに、従来の文書検索装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【０００８】
はじめに文書登録の説明をする。図１９（ａ）は、登録する文書画像であり、図１９（ａ）を文字認識手段１０３が認識した結果を図１９（ｂ）に示す。
【０００９】
次に、特徴作成手段１０４は、認識した各文字の形状特徴を作成する。形状特徴は、図２０に示すように各文書画像を８分割した各領域中の文字外郭部の水平、垂直、右上、右下の各方向成分を抽出することで作成する。その結果を図２１に示す。
【００１０】
次に、図２２を用いて、キーワード「文字認識」と検索データ「文宇認識」との照合処理の説明をする。
【００１１】
検索手段１０６は、はじめに文字コードを用いた照合を行う。図２２では、入力キーワード中の文字「文」「認」「識」が検索データと一致するが、「字」が一致しない。
【００１２】
次に、検索手段１０６は、一致しない文字同士の形状特徴による照合を行う。具体的には、文字が一致しないキーワード中の「字」の形状特徴１２２と、検索データ中の「宇」の認識結果を出力した文字画像の形状特徴１２３の照合を行う。キーワード中の文字「字」に対する形状特徴は、形状特徴辞書１１１に格納された標準パターンの特徴値を用いる。
【００１３】
いま、Ｃを文字コード間の距離、Ｄを形状特徴間の距離とすると、キーワードと検索データ間の距離を数式（１）で表す。
【００１４】
Ｄｉｓｔ＝（ΣＤ＋ΣＣ）／キーワード文字数                  数式（１）
【００１５】
ただし、Ｃｉｊ＝α（α：定数）の場合は、キーワードのｉ文字目と検索データｊ文字目の文字コードが一致しない。Ｃｉｊ＝０の場合は、キーワードのｉ文字目と検索データｊ文字目の文字コードが一致する。
【００１６】
0003812719.tif 000002
ただし、最初のΣの範囲はｋ＝１〜Ｋ、２番目のΣの範囲はｌ＝１〜Ｌである。
【００１７】
ここで、Ｆｄｉｃは形状特徴辞書１１１に格納されたキーワードのｉ文字目の特徴値、Ｆｉｍｇは検索データのｊ文字目の特徴値、Ｋは方向成分数、Ｌは各方向成分毎の特徴数である。Ｄｉｓｔ＜ＴＨ（ＴＨ：閾値）を満たす場合に文字列とキーワードが一致したとみなし、検索結果として出力する。
【００１８】
形状特徴の照合を行う文字数がキーワードと検索データで異なる場合には、動的計画法を用いることで照合が可能となる。これにより、文字切出し誤り、文字認識誤りを許容する曖昧性のある照合を実現している。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の文書検索装置では、文字認識誤り・文字切出し誤りを許容する検索を実現するために曖昧性のある照合を行っている。このため、例えば１文字毎の文字枠（以下１文字枠）を有する記入欄に書かれた文字などの、文字切出し誤りが存在しない文字列に対して検索を行うと、文字切出し誤りを許容しない検索に比べて誤抽出（検索ノイズ）が増加するという問題点があった。
【００２０】
また、１文字枠がないフィールドに書かれた手書き文字は、活字に比べて文字の大きさや文字間隔のばらつきが大きく、文字認識で１行中の文字の切れ目を正しく検知するのが難しい。このために、手書き文字は、活字に比べて文字切出し誤りが増加し、認識率が低下する。その結果、手書き文字を認識して作成した文書データから検索を実行すると、検索もれが多くなるという問題点があった。
【００２１】
このように、１文字枠の有無や書かれた文字が活字であるか手書き文字であるかによって文字認識での誤り傾向が異なり、文書検索の際にこれを考慮しないと高精度な検索を実現できないという問題点があった。
【００２２】
この発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、検索補助情報を文書登録時に認識結果とともに保存し、検索時には検索補助情報をもとに照合を実行することで各文書データに応じて精度の高い検索処理ができ、これにより、検索補助情報を使用しない場合に比べて検索もれ・検索ノイズを削減することができる文書検索装置を得ることを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る文書検索装置は、定型用紙から読み取った文書画像を入力する文書入力手段と、前記定型用紙のフィールド毎の１文字枠の有無情報及び矩形座標情報について記述したフィールド情報を保持するフォーマット定義ファイルと、文字の標準パターンの特徴を格納する文字辞書と、複数の検索用文書データを格納する検索用文書データベースと、前記フォーマット定義ファイルのフィールド毎の１文字枠の有無情報及び矩形座標情報に基づいて、１文字枠があるフィールドに対しては画像の直線成分から文字枠抽出を行い、各文字枠内画像を１文字として切出し認識し、１文字枠がないフィールドに対しては矩形座標内から文字列抽出を行い、文字列の周辺分布を用いて１文字毎に分割することにより、前記文書入力手段が入力した文書画像から１文字毎の画像を抽出し、各１文字画像から文字認識で使用する特徴を抽出して、前記文字辞書内の各文字の標準パターンの特徴との距離を計算し、距離の小さな順に１文字以上を認識候補文字として出力するとともに、１行内における各文字の文字外接矩形大きさの第１の分散を算出して、学習用活字データ及び手書き文字データから予め算出した第２の分散の閾値と比較し、前記第１の分散が閾値より大きい場合は手書き文字、閾値以下の場合は活字と判定した検索補助情報を抽出する文字認識手段と、前記文字認識手段によって、フィールド毎に、出力された認識候補文字及び抽出された検索補助情報を検索用文書データとして前記検索用文書データベースに蓄積する文書蓄積手段と、文書検索のキーワードを入力するキーワード入力手段と、前記検索用文書データベースから検索用文書データを順次読み出し、読み出した検索用文書データの検索補助情報が手書きの場合には、読み出した検索用文書データの認識候補文字の連続する文字列から、一致度＝（キーワード文字と検索用文書データ中文字の一致文字数）／（キーワード文字数）を算出し、一致度が一定値以上の場合、当該検索用文書データを検索結果として出力するような、入力キーワードとの文字コードの部分的な一致を照合に成功したとみなして当該検索用文書データを検索結果として出力する文字切出し・認識誤り対応検索を実行し、読み出した検索用文書データの検索補助情報が活字の場合には、文字認識の結果が誤りとなるのは文字を誤って切出した場合であると限定して、照合はキーワード文字と読み出した検索用文書データ中の認識候補第１位文字と行い、照合で部分的に一致しない文字があっても対応する文字数が異なる場合に照合に成功したとみなして当該検索用文書データを検索結果として出力する文字切出し誤り対応検索を実行する文書検索手段と、前記文書検索手段による検索結果を出力する検索結果出力手段とを備えたものである。
【００２４】
この発明の請求項２に係る文書検索装置は、定型用紙から読み取った文書画像を入力する文書入力手段と、前記定型用紙のフィールド毎の１文字枠の有無情報及び矩形座標情報について記述したフィールド情報を保持するフォーマット定義ファイルと、文字の標準パターンの特徴を格納する文字辞書と、複数の検索用文書データを格納する検索用文書データベースと、前記フォーマット定義ファイルのフィールド毎の１文字枠の有無情報及び矩形座標情報に基づいて、１文字枠があるフィールドに対しては画像の直線成分から文字枠抽出を行い、各文字枠内画像を１文字として切出し認識し、１文字枠がないフィールドに対しては矩形座標内から文字列抽出を行い、文字列の周辺分布を用いて１文字毎に分割することにより、前記文書入力手段が入力した文書画像から１文字毎の画像を抽出し、各１文字画像から文字認識で使用する特徴を抽出して、前記文字辞書内の各文字の標準パターンの特徴との距離を計算し、距離の小さな順に１文字以上を認識候補文字として出力するとともに、１行内における各文字の文字外接矩形大きさの第１の分散を算出して、学習用活字データ及び手書き文字データから予め算出した第２の分散の閾値と比較し、前記第１の分散が閾値より大きい場合は手書き文字、閾値以下の場合は活字と判定した第１の検索補助情報を抽出する文字認識手段と、前記文字認識手段によって、フィールド毎に、出力された認識候補文字及び抽出された第１の検索補助情報、並びに前記フォーマット定義ファイルのフィールド毎の１文字枠の有無情報である第２の検索補助情報を検索用文書データとして前記検索用文書データベースに蓄積する文書蓄積手段と、文書検索のキーワードを入力するキーワード入力手段と、前記検索用文書データベースから検索用文書データを順次読み出し、読み出した検索用文書データの第１の検索補助情報が手書きの場合、かつ第２の検索補助情報が１文字枠無しの場合には、読み出した検索用文書データの認識候補文字の連続する文字列から、一致度＝（キーワード文字と検索用文書データ中文字の一致文字数）／（キーワード文字数）を算出し、一致度が一定値以上の場合、当該検索用文書データを検索結果として出力するような、入力キーワードとの文字コードの部分的な一致を照合に成功したとみなして当該検索用文書データを検索結果として出力する文字切出し・認識誤り対応検索を実行し、読み出した検索用文書データの第１の検索補助情報が手書きの場合、かつ第２の検索補助情報が１文字枠有りの場合には、入力キーワードと読み出した検索用文書データ中の文字列で部分的な一致を許容する検索であって、互いに対応する不一致文字の文字数が同一の場合に当該検索用文書データを検索結果として出力する文字認識誤り対応検索を実行し、読み出した検索用文書データの第１の検索補助情報が活字の場合、かつ第２の検索補助情報が１文字枠無しの場合には、文字認識の結果が誤りとなるのは文字を誤って切出した場合であると限定して、照合はキーワード文字と読み出した検索用文書データ中の認識候補第１位文字と行い、照合で部分的に一致しない文字があっても対応する文字数が異なる場合に照合に成功したとみなして当該検索用文書データを検索結果として出力する文字切出し誤り対応検索を実行し、読み出した検索用文書データの第１の検索補助情報が活字の場合、かつ第２の検索補助情報が１文字枠有りの場合には、入力キーワードと読み出した検索用文書データ中の文字列が完全に一致する場合に当該検索用文書データを検索結果として出力する完全一致検索を実行する文書検索手段と、前記文書検索手段による検索結果を出力する検索結果出力手段とを備えたものである。
【００２５】
この発明の請求項３に係る文書検索装置は、前記文字認識手段が、１行内における各文字の文字外接矩形大きさの第１の分散を算出して、学習用活字データ及び手書き文字データから予め算出した第２の分散の閾値と比較し、前記第１の分散が閾値より大きい場合は手書き文字、閾値以下の場合は活字と判定した第１の検索補助情報を抽出する代わりに、前記文字辞書に文字毎に活字と手書きの標準パターンを両方保持し、文字画像から抽出した特徴と、手書き文字及び活字の標準パターンの特徴との距離計算を行い、文字画像と一番距離の近い文字の標準パターンが手書き文字であるか活字であるかで判定した第１の検索補助情報を抽出するものである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る文書検索装置について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る文書検索装置の構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００３１】
図１において、１は文書入力手段、２は文書入力手段１が入力した文書イメージ中の文字を認識し、文字コードと文字画像から検索補助情報を抽出する文字認識手段、３は文字の標準パターンの画像特徴を格納する文字辞書、４は文字認識手段２が出力する文字認識結果と検索補助情報を蓄積する文書蓄積手段、５はキーワード入力手段、６は文書検索手段、７は文字蓄積手段４が出力する検索用文書データを格納する検索用文書データベース、８は検索結果出力手段、９はフォーマット定義ファイルである。
【００３２】
つぎに、この実施の形態１に係る文書検索装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
はじめに文書登録処理の説明をする。ここでは、図６に示す定型用紙を使用して登録する。図６において、２０２は氏名フィールド、２０３は住所フィールド、２０４は電話番号フィールド、２０５は商品名フィールドを示す。
【００３４】
図６に示す定型用紙の読取りに使用するフォーマット定義ファイルの例を図７に示す。図７では、各フィールド毎の１文字枠の有無、およびフィールド矩形座標を示している。図７に示すフォーマット定義ファイルは人手で作成する。
【００３５】
図２は、この実施の形態１に係る文書検索装置の登録処理のフローチャートである。
【００３６】
この図２を用いて登録処理の説明をする。はじめに、図２のステップＳ１００において、文書入力手段１は、文書画像を入力する。この文書入力手段１は、スキャナを用いて紙文書を光電変換することで実現可能である。また、既に光電変換されたイメージをネットワーク経由等で取込むことでも実現可能である。文書入力手段１で取込んだ文書画像の例を、図８および図９に示す。
【００３７】
次に、図２のステップＳ２００において、文字認識を行う。文字認識手段２は、文書入力手段１が入力した文書画像から文字画像を抽出し、各文字画像に対応する文字コードを出力する。本実施の形態１では、文字認識手段２は、公知である画像処理技術を用いて実現する。はじめに、フォーマット定義ファイル９のフィールド矩形座標、文字枠情報をもとに文書画像から１文字毎の画像を抽出する。１文字枠があるフィールドに対しては画像の直線成分から文字枠抽出を行い、各文字枠内画像を１文字として切出し認識する。１文字枠がないフィールドに対しては矩形座標内から文字列抽出を行い、文字列の周辺分布を用いて１文字毎に分割する。
【００３８】
次に、各１文字画像から文字認識で使用する特徴を抽出して、文字辞書３内各文字の標準パターンの画像特徴との距離を計算し、距離の小さな順に１文字以上を認識候補文字として出力する。
【００３９】
具体的には、１文字枠があるフィールドからの文字枠検出は、フィールド矩形領域から水平、垂直方向長が一定値以上の直線成分を検出し、その交点で囲まれる矩形を１文字枠とする。直線成分検出は、公知の画像処理技術を用いて実行する。この結果得られた１文字枠内の文字を１文字とする。１文字枠がないフィールドに対しては文字列抽出、文字切出しを行う。文字列抽出は、はじめに入力画像（白画素値＝０、黒画素値＝１の２値画像）に対してユークリッド距離が一定値以内の黒画素同士の結合処理を行う。次に、画像処理手法であるラベリング処理を行い、各ラベルの形状が短冊状であるものを文字列と決定する。
【００４０】
次に、各文字列を水平方向と垂直方向から走査して黒画素数の周辺分布を求め、黒画素数が極小となる位置を文字分割候補点として文字列を１文字画像に分割する。
【００４１】
文字認識処理は、１文字画像に対し、文字の特徴として例えば縦８次元×横８次元のメッシュ特徴を用いる。具体的には、８×８の碁盤目状の各小領域に存在する黒画素数を計数し、文字辞書３内の標準パターンの特徴と各次元毎の差分の絶対値和から距離を求め、その小さな順に１つもしくは複数の文字を認識候補文字として出力する。
【００４２】
次に、文字認識手段２は、認識する文字列の画像特徴から検索補助情報を抽出する。ここでは、文字が活字であるか手書きであるかを判定する。その判定方法は、例えば「１行中の手書き文字は活字に比べて１文字の大きさにばらつきがあり、その分散が大きい」という知識を利用し、１行内における各文字の文字外接矩形大きさの平均および分散を算出して、学習用活字データ及び手書き文字データから予め算出した分散の閾値と比較し、分散が閾値より大きい場合は手書き文字、閾値以下の場合は活字と判定する。また、文字辞書３に文字毎に活字と手書きの標準パターンを両方保持し、文字画像から抽出した特徴と、手書き文字および活字の標準パターン特徴との距離計算を行い、文字画像と一番距離の近い文字の標準パターンが手書き文字であるか活字であるかで判定することも可能である。
【００４３】
最後に、ステップＳ３００において、文書蓄積手段４は、認識候補文字を保存して終了する。ここでは、文字認識手段２が出力した文字コードに加えて手書き／印刷を判別する検索補助情報を保存する。
【００４４】
図８に示す文書画像に対する検索用文書データを図１０に、図９に示す文書画像に対する検索用文書データを図１１に示す。図１０および図１１の認識候補文字で［］に囲まれる文字は、１文字画像から複数の認識候補文字の出力を示す。複数の認識候補文字を保持することで文字列中に含まれる正解文字数を増加させ、その結果検索もれを低減することができる。図１０、図１１に示す検索用文書データを、検索用文書データベース７に登録して終了する。
【００４５】
次に、検索処理の手順について、図３、図４のフローチャートをもとに説明する。
【００４６】
ここでは、検索キーワードに「一郎」および「一朗」の２つを用いて説明する。はじめに、図３のステップＳ１１００において、キーワード入力手段５は、検索キーワードを入力する。このキーワード入力手段５は、キーボードやマウス、ペンとタブレット等で実現可能である。はじめに、検索キーワードとして「一郎」と入力する。
【００４７】
次に、ステップＳ１２００において、文書検索手段６は、検索用文書データベース７と入力キーワードの照合処理を行う。照合処理の手順を、図４のフローチャートを用いて説明する。
【００４８】
図４のステップＳ１２１０において、検索用文書データベース７から検索用文書データを１つ取り出し、その検索補助情報と認識候補文字を図示しないバッファにロードする。いま、検索用文書データベース７には、図１０、図１１に示す２文書が格納されている。はじめに、図１０に示す検索用文書データをバッファにロードする。
【００４９】
次に、ステップＳ１２２０において、文書検索手段６は、フィールド内検索を実行する。
【００５０】
フィールド内検索は、図５に示すように検索補助情報に応じた検索を行う。図５では、検索補助情報が手書きの場合は、文字切出し・認識誤り対応検索１５１を実行し、活字の場合は、文字切出し誤り対応検索１５２を実行する。
【００５１】
はじめに、図１０からフィールド番号１（氏名）の検索補助情報を得る。ここでは「手書き」であるので、文字切出し・認識誤り対応検索１５１を実行する。文字切出し・認識誤り対応検索１５１を実現するには、従来例に示すような文字コードと形状特徴を併用することで文字切出し・認識誤りを許容してもよいし、入力キーワードとの文字コードの部分的な一致を照合に成功したとみなして検索結果として出力することで文字切出し・認識誤りを許容する方法でもよい。
【００５２】
ここでは、後者の例を示す。後者の場合では、連続する文字列から、一致度＝（キーワード文字と検索用文書データ中文字の一致文字数）／（キーワード文字数）を算出し、これが一定値（ここでは０．５とする）以上の場合検索結果として出力する。認識候補文字「川上一［朗郎］」とキーワード「一郎」は第１位認識候補文字は「朗」と「郎」は互いに一致しないが、第２位候補に「郎」があるために一致する。このときの一致度は、２／２＝１．０であるので、検索結果出力候補とする。
【００５３】
次に、ステップＳ１２３０へ進み、全てのフィールドを処理したか否かを判定する。図１０にはまだ照合していないフィールドが存在するのでステップＳ１２２０へ進み、フィールド番号２（住所）とのフィールド内照合を実行する。フィールド番号２の文字認識結果とキーワード文字との一致文字はないので出力する検索結果は存在しない。
【００５４】
以下同様に繰り返し、全てのフィールド内検索が終わったらステップＳ１２４０へ進み、検索用文書データベース７中に照合処理を行っていない検索用文書データが存在するか否かを調べる。いま、図１１に示す検索用文書データが検索用文書データベース７中に存在するので、ステップＳ１２１０へ進み同様に実行する。
【００５５】
図５に示す検索用文書データの検索補助情報は「活字」であるので、文字切出し誤り対応検索１５２を実行する。この文字切出し誤り対応検索１５２とは、ここでは文字認識の結果が誤りとなるのは文字を誤って切出した場合であると限定して、照合はキーワード文字と検索用文書データ中の認識候補第１位文字と行い、照合で部分的に一致しない文字があっても対応する文字数が異なる場合に照合に成功するとみなす照合とする。
【００５６】
例えば、キーワード「○×電機」と文字列「○酸機」との照合では、「○」および「機」が違いに一致するが、「×電」と「酸」が一致せず、文字数がそれぞれ「２」と「１」で異なる。この場合に、文字切出し誤り対応検索１５２では文字認識手段２が「×電」を誤って「酸」と認識したと解釈して照合に成功する。更に精度を向上させるには従来例と同様に「×電」と「酸」の形状特徴を照合することで不一致文字の形状を検定して、形状が類似していると判定した場合に照合に成功するようにしてもよい。
【００５７】
図１１では、入力キーワード「一郎」と氏名フィールドの認識候補文字である「山田一［郎朗］」では「一」および「郎」が互いに一致するので検索結果として出力する。以下未照合フィールドがなくなるまでステップＳ１２２０〜ステップＳ１２４０を繰り返し、全てのデータとの照合が終わったらＳ１２５０へ進み、出力結果作成を行う。検索結果出力手段８は、図１０、図１１の検索用文書データの何れも検索結果として出力する。最後に、図３でステップＳ１３００へ進み検索結果を出力する。
【００５８】
次に、本方式でキーワード「一朗」を用いて検索を実行する。「一朗」を用いた検索では、図１０、１１の検索用文書データの何れも検索結果として出力されないのが理想的な結果である。はじめに、図１０と文字切出し・認識誤り対応検索１５１を行う。図１０の「川上一［朗郎］」とはキーワードの何れの文字とも一致するので照合に成功する。その結果、図１０の検索用文書データは検索結果として出力され、検索ノイズとなる。
【００５９】
次に、図１１と文字切出し誤り対応検索１５２を実行する。図１１の「山田一［郎朗］」と、キーワード文字「一」が一致するが、キーワード文字「朗」と文字列中の第１位候補文字「郎」が一致せず不一致文字数がともに「１」と同一であるためキーワードとの照合に失敗する。その結果、図１１の検索用文書データは、検索結果として出力されない。
【００６０】
以上より、本手法ではキーワード「一郎」で検索もれがなく、キーワード「一朗」で検索ノイズが１文書となる。
【００６１】
比較のために、図１０、１１に対して検索補助条件を用いずに同一方法で検索する場合を考える。文字切出し・認識誤り対応検索１５１を用いてキーワード「一郎」で検索すると、図１０、１１の何れもキーワード文字と一致するので照合に成功する。
【００６２】
同様に、キーワード「一朗」を用いて検索を行うと、図１０、図１１の何れもキーワード文字と一致して照合に成功して検索ノイズとなる。この結果、文字切出し・認識誤り対応検索１５１による検索では、キーワード「一郎」で検索もれがないが、「一朗」で検索ノイズが２文書となる。
【００６３】
同様に、検索補助条件を用いずに文字切出し誤り対応検索１５２の場合を考える。キーワード「一郎」との照合では、図１１とは照合に成功するが図１０との照合ではキーワード文字「郎」と検索用文書データ中の「朗」とが一致せず不一致文字数が同一であるために照合に成功せず検索もれとなる。
【００６４】
一方、キーワード「一朗」による検索では、図１０は照合に成功して検索ノイズとなるが、図１１との照合ではキーワード文字「一」が一致するが「朗」が一致せず検索結果として出力されない。この結果、文字切出し誤り対応検索１５２では、キーワード「一郎」で検索もれが１文書、キーワード「一朗」で検索ノイズが１文書となる。
【００６５】
キーワード「一郎」「一朗」を用いた検索では、本手法は文字切出し・認識誤り対応検索１５１のみの場合に比べて検索ノイズが１文書減少する。また、文字切出し誤り対応検索１５２のみの場合に比べて検索もれが１文書減少する。このように、検索補助情報を用いて検索方法を切替えることで検索もれ、検索ノイズを削減し精度の良い検索を実現することができる。
【００６６】
この実施の形態１の第２の実現方式として、検索補助情報が「手書き」であるか「活字」であるかで文書検索手段６が異なる照合を実行することに加えて、フォーマット定義ファイル中のフィールド情報も検索補助情報として用いることでより詳細な条件に応じた照合が可能となる。
【００６７】
その例を、図１２、１３、１４を用いて示す。図２のステップＳ３００において、文書蓄積手段４は、文字認識手段２が出力した認識候補文字と検索補助情報に加え、図７のフォーマット定義ファイル９中の１文字枠あり／なし情報も検索補助情報として検索用文書データに加え、検索用文書データベース７に蓄積する。
【００６８】
その例を、図１３、１４に示す。図１３、図１４では、検索補助情報１が手書き／活字情報を指し、検索補助情報２が１文字枠あり／なし情報を指す。
【００６９】
キーワードと検索用文書データベース７との照合には印刷／手書き情報と、１文字枠の有無情報の組合せから４種類の方法を設定する。その例を図１２に示す。活字で１文字枠があるフィールドの文書データとの照合には文字認識誤り・文字切出し誤りはほとんどないので完全一致検索１５４と設定する。これは入力キーワードと検索用文書データ中の文字列が完全に一致する場合にのみ検索結果として出力する方法である。
【００７０】
活字で１文字枠なしの場合は、本実施の形態１の第１の実現方式と同様の文字切出し誤り対応検索１５２とする。
【００７１】
また、手書きで１文字枠がない場合も、本実施の形態１の第１の実現方式と同様の文字切出し・認識誤り対応検索１５１とする。
【００７２】
手書きで１文字枠がある場合は、文字認識誤り対応検索１５３を実施する。この文字認識誤り対応検索１５３とは、入力キーワードと検索用文書データ中の文字列で部分的な一致を許容する検索であって、互いに対応する不一致文字の文字数が同一の場合に検索に成功とする。
【００７３】
例えば、入力キーワード「○×電機」と文字列「○×雷機」の照合を考えると、これらは「○」「×」「機」が互いに一致し、対応する「電」「雷」が一致しない。このとき一致しない文字は各１文字と同一であるので「○×雷機」を検索結果として出力する。このように、検索補助情報に応じた検索方式を用意することで、個々の認識誤りに最適に対応した検索方式を実現することができる。
【００７４】
この実施の形態１の第２の実現方式では、検索補助情報とフォーマット定義ファイルのフィールド情報を検索に使用したが、これに限ったことではなく、例えばフォーマット情報のみ登録して検索に使用してもよい。
【００７５】
また、本実施の形態１では、検索補助情報に印刷・手書きの判別を用いたが、検索補助情報はこれに限ったものではなく、例えば文書画像の品質（ノイズの多少）、縦書き・横書き、フォントの種類、文字サイズ等を用いることも可能である。
【００７６】
また、本実施の形態１では、１つの検索用文書データベース７に手書き文字、活字等の検索用文書データを混在して保持しているが、これに限ったものではなく、手書き文字、活字別等の検索補助情報別に検索用文書データベース７を独立して作成し、各々に特化した検索方式で検索することも可能である。この実施の形態１の第２の実現方式では、図１２に検索補助情報毎に４つの検索方式を示しており、各検索方式で最適な検索用インデックス（文字位置索引情報）を作成することで検索の高速化が実現可能となる。
【００７７】
ここでは、検索用インデックスは、図１５、図１６，図１７に示す。各インデックスでは、文字コード、フィールド番号、文字位置を索引情報として保持する。これにより、文字認識結果をキーワードと直接照合することなく文書内に存在するキーワードを高速に探索することができる。
【００７８】
図１７は、完全一致検索１５４の検索用インデックスであり、検索補助情報が「活字」で「１文字枠あり」であるフィールド、即ち図１４のフィールド番号３、４から作成する。例えばフィールド番号「４」の認識結果である「ピアノ」から「ピ」のフィールド番号は４、文字位置はフィールドの先頭から数えて１文字目であるので「１」となる。同様に、「ア」のフィールド番号は４、文字位置は２となる。以下同様に作成する。また、「ピア」のフィールド番号４、文字位置番号１、「アノ」のフィールド番号４、文字位置番号２と連接する２文字のインデックスも作成する。連接文字数を増加させるほど入力キーワード文字のインデックスの読み込み、照合回数が少なくなるため完全一致検索１５４の高速化を実現できる。
【００７９】
図１５は、文字認識誤り対応検索１５３、および文字切出し・文字認識誤り対応検索１５１の検索インデックスであり、図１３の文字認識結果から作成する。同様に、図１６は文字切出し対応検索１５２の検索用インデックスの例であり、図１４のフィールド番号１、２から作成する。図１５、図１６は、曖昧性を有する検索方式のインデックスであり、文字切出し誤り・文字認識誤りに起因する検索もれを防止するために１文字インデックスのみを用いて検索する。これにより、図１７のように連接文字インデックスを保持する場合に比べてインデックス容量を削減し、かつ高速検索を実現することができる。手書き・印刷で同一検索を実行する場合は、図１５、図１６に示す検索用インデックスを１つにまとめてもよい。
【００８０】
以上説明したように、本実施の形態１によると、検索補助情報を文書登録時に認識結果とともに保存し、検索時には検索補助情報をもとに照合を実行することで各文書データに応じて精度の高い検索処理が可能となる。これにより、検索補助情報を使用しない場合に比べて検索もれ・検索ノイズの削減が可能となる。
【００８１】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る文書検索装置は、以上説明したとおり、定型用紙から読み取った文書画像を入力する文書入力手段と、前記定型用紙のフィールド毎の１文字枠の有無情報及び矩形座標情報について記述したフィールド情報を保持するフォーマット定義ファイルと、文字の標準パターンの特徴を格納する文字辞書と、複数の検索用文書データを格納する検索用文書データベースと、前記フォーマット定義ファイルのフィールド毎の１文字枠の有無情報及び矩形座標情報に基づいて、１文字枠があるフィールドに対しては画像の直線成分から文字枠抽出を行い、各文字枠内画像を１文字として切出し認識し、１文字枠がないフィールドに対しては矩形座標内から文字列抽出を行い、文字列の周辺分布を用いて１文字毎に分割することにより、前記文書入力手段が入力した文書画像から１文字毎の画像を抽出し、各１文字画像から文字認識で使用する特徴を抽出して、前記文字辞書内の各文字の標準パターンの特徴との距離を計算し、距離の小さな順に１文字以上を認識候補文字として出力するとともに、１行内における各文字の文字外接矩形大きさの第１の分散を算出して、学習用活字データ及び手書き文字データから予め算出した第２の分散の閾値と比較し、前記第１の分散が閾値より大きい場合は手書き文字、閾値以下の場合は活字と判定した検索補助情報を抽出する文字認識手段と、前記文字認識手段によって、フィールド毎に、出力された認識候補文字及び抽出された検索補助情報を検索用文書データとして前記検索用文書データベースに蓄積する文書蓄積手段と、文書検索のキーワードを入力するキーワード入力手段と、前記検索用文書データベースから検索用文書データを順次読み出し、読み出した検索用文書データの検索補助情報が手書きの場合には、読み出した検索用文書データの認識候補文字の連続する文字列から、一致度＝（キーワード文字と検索用文書データ中文字の一致文字数）／（キーワード文字数）を算出し、一致度が一定値以上の場合、当該検索用文書データを検索結果として出力するような、入力キーワードとの文字コードの部分的な一致を照合に成功したとみなして当該検索用文書データを検索結果として出力する文字切出し・認識誤り対応検索を実行し、読み出した検索用文書データの検索補助情報が活字の場合には、文字認識の結果が誤りとなるのは文字を誤って切出した場合であると限定して、照合はキーワード文字と読み出した検索用文書データ中の認識候補第１位文字と行い、照合で部分的に一致しない文字があっても対応する文字数が異なる場合に照合に成功したとみなして当該検索用文書データを検索結果として出力する文字切出し誤り対応検索を実行する文書検索手段と、前記文書検索手段による検索結果を出力する検索結果出力手段とを備えたので、精度の高い検索処理ができ、検索もれ・検索ノイズを削減することができるという効果を奏する。
【００８２】
この発明の請求項２に係る文書検索装置は、以上説明したとおり、定型用紙から読み取った文書画像を入力する文書入力手段と、前記定型用紙のフィールド毎の１文字枠の有無情報及び矩形座標情報について記述したフィールド情報を保持するフォーマット定義ファイルと、文字の標準パターンの特徴を格納する文字辞書と、複数の検索用文書データを格納する検索用文書データベースと、前記フォーマット定義ファイルのフィールド毎の１文字枠の有無情報及び矩形座標情報に基づいて、１文字枠があるフィールドに対しては画像の直線成分から文字枠抽出を行い、各文字枠内画像を１文字として切出し認識し、１文字枠がないフィールドに対しては矩形座標内から文字列抽出を行い、文字列の周辺分布を用いて１文字毎に分割することにより、前記文書入力手段が入力した文書画像から１文字毎の画像を抽出し、各１文字画像から文字認識で使用する特徴を抽出して、前記文字辞書内の各文字の標準パターンの特徴との距離を計算し、距離の小さな順に１文字以上を認識候補文字として出力するとともに、１行内における各文字の文字外接矩形大きさの第１の分散を算出して、学習用活字データ及び手書き文字データから予め算出した第２の分散の閾値と比較し、前記第１の分散が閾値より大きい場合は手書き文字、閾値以下の場合は活字と判定した第１の検索補助情報を抽出する文字認識手段と、前記文字認識手段によって、フィールド毎に、出力された認識候補文字及び抽出された第１の検索補助情報、並びに前記フォーマット定義ファイルのフィールド毎の１文字枠の有無情報である第２の検索補助情報を検索用文書データとして前記検索用文書データベースに蓄積する文書蓄積手段と、文書検索のキーワードを入力するキーワード入力手段と、前記検索用文書データベースから検索用文書データを順次読み出し、読み出した検索用文書データの第１の検索補助情報が手書きの場合、かつ第２の検索補助情報が１文字枠無しの場合には、読み出した検索用文書データの認識候補文字の連続する文字列から、一致度＝（キーワード文字と検索用文書データ中文字の一致文字数）／（キーワード文字数）を算出し、一致度が一定値以上の場合、当該検索用文書データを検索結果として出力するような、入力キーワードとの文字コードの部分的な一致を照合に成功したとみなして当該検索用文書データを検索結果として出力する文字切出し・認識誤り対応検索を実行し、読み出した検索用文書データの第１の検索補助情報が手書きの場合、かつ第２の検索補助情報が１文字枠有りの場合には、入力キーワードと読み出した検索用文書データ中の文字列で部分的な一致を許容する検索であって、互いに対応する不一致文字の文字数が同一の場合に当該検索用文書データを検索結果として出力する文字認識誤り対応検索を実行し、読み出した検索用文書データの第１の検索補助情報が活字の場合、かつ第２の検索補助情報が１文字枠無しの場合には、文字認識の結果が誤りとなるのは文字を誤って切出した場合であると限定して、照合はキーワード文字と読み出した検索用文書データ中の認識候補第１位文字と行い、照合で部分的に一致しない文字があっても対応する文字数が異なる場合に照合に成功したとみなして当該検索用文書データを検索結果として出力する文字切出し誤り対応検索を実行し、読み出した検索用文書データの第１の検索補助情報が活字の場合、かつ第２の検索補助情報が１文字枠有りの場合には、入力キーワードと読み出した検索用文書データ中の文字列が完全に一致する場合に当該検索用文書データを検索結果として出力する完全一致検索を実行する文書検索手段と、前記文書検索手段による検索結果を出力する検索結果出力手段とを備えたので、精度の高い検索処理ができ、検索もれ・検索ノイズを削減することができるという効果を奏する。
【００８３】
この発明の請求項３に係る文書検索装置は、以上説明したとおり、前記文字認識手段が、１行内における各文字の文字外接矩形大きさの第１の分散を算出して、学習用活字データ及び手書き文字データから予め算出した第２の分散の閾値と比較し、前記第１の分散が閾値より大きい場合は手書き文字、閾値以下の場合は活字と判定した第１の検索補助情報を抽出する代わりに、前記文字辞書に文字毎に活字と手書きの標準パターンを両方保持し、文字画像から抽出した特徴と、手書き文字及び活字の標準パターンの特徴との距離計算を行い、文字画像と一番距離の近い文字の標準パターンが手書き文字であるか活字であるかで判定した第１の検索補助情報を抽出するので、精度の高い検索処理ができ、検索もれ・検索ノイズを削減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に係る文書検索装置の構成を示す図である。
【図２】  この発明の実施の形態１に係る文書検索装置の文書登録動作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に係る文書検索装置の文書検索動作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に係る文書検索装置の文書検索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に係る文書検索装置の検索補助情報と照合方式の対応関係を示す図である。
【図６】  この発明の実施の形態１に係る文書検索装置の文書登録用紙を示す図である。
【図７】  この発明の実施の形態１に係る文書検索装置の文書登録用紙のフォーマット情報を示す図である。
【図８】  この発明の実施の形態１に係る文書検索装置の手書き文字による記入例を示す図である。
【図９】  この発明の実施の形態１に係る文書検索装置の活字による記入例を示す図である。
【図１０】  図８の文書データを示す図である。
【図１１】  図９の文書データを示す図である。
【図１２】  この発明の実施の形態１に係る文書検索装置の検索補助情報、フィールド情報と照合方式の対応関係を示す図である。
【図１３】  図８の文書データの別の例を示す図である。
【図１４】  図９の文書データの別の例を示す図である。
【図１５】  この発明の実施の形態１に係る文書検索装置の手書き文書の文字インデックスの例を示す図である。
【図１６】  この発明の実施の形態１に係る文書検索装置の印刷文書の１文字枠なしフィールドの文字インデックスの例を示す図である。
【図１７】  この発明の実施の形態１に係る文書検索装置の印刷文書の１文字枠ありフィールドの文字インデックスの例を示す図である。
【図１８】  従来の文書検索装置の構成を示す図である。
【図１９】  従来の文書検索装置の文字画像と文字認識結果を示す図である。
【図２０】  従来の文書検索装置での形状特徴を作成する領域を示す図である。
【図２１】  従来の文書検索装置での文字認識結果と形状特徴を示す図である。
【図２２】  従来の文書検索装置での照合動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１  文書入力手段、２  文字認識手段、３  文字辞書、４  文書蓄積手段、５キーワード入力手段、６  文書検索手段、７  検索用文書データベース、８  検索結果出力手段、９  フォーマット定義ファイル。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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