(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上のストリーム放送を１以上の上流サーバから１以上のクライアント又は下流サーバに向けてネットワークを経由して中継するストリーム配信装置において、
上流サーバとの間のストリーム制御セッションを設定及び維持する手段と、
クライアント又は下流サーバとの間のストリーム制御セッションを設定及び維持する手段と、
上流サーバからの主信号データをクライアント又は下流サーバに配信する手段と、
所定の時間間隔で、クライアント又は下流サーバとのストリーム制御セッションを切断することなく、既にストリーム制御セッションが設定されている上流サーバを含む任意の上流サーバとの間でストリーム制御セッションを新規設定するとともに、既設定の上流サーバとのストリーム制御セッションを削除する上流ストリーム制御セッション切替手段を備えた、
ことを特徴とするストリーム配信装置。
【請求項２】
１以上のストリーム放送を１以上の上流サーバから１以上のクライアント又は下流サーバに向けてネットワークを経由して中継するストリーム配信装置において、
上流サーバとの間のストリーム制御セッションを設定及び維持する手段と、
クライアント又は下流サーバとの間のストリーム制御セッションを設定及び維持する手段と、
上流サーバからの主信号データをクライアント又は下流サーバに配信する手段と、
上流サーバから受信する主信号データのパケット到着間隔に所定の基準以上の乱れがあるかを判定し、所定の基準以上の乱れがある場合には、クライアント又は下流サーバとのストリーム制御セッションを切断することなく、既にストリーム制御セッションが設定されている上流サーバを含む任意の上流サーバとの間でストリーム制御セッションを新規設定するとともに、既設定の上流サーバとのストリーム制御セッションを削除する上流ストリーム制御セッション切替手段を備えた、
ことを特徴とするストリーム配信装置。
【請求項３】
前記上流ストリーム制御セッション切替手段は、上流サーバから受信する主信号データのパケット到着間隔に所定の基準以上の乱れがあるかを判定し、所定の基準以上の乱れがある場合に上流サーバとの間のストリーム制御セッションを切り替える
ことを特徴とする請求項１記載のストリーム配信装置。
【請求項４】
前記パケット到着間隔の乱れ判定は、パケット到着間隔が所定の最小間隔より小さくなった回数又は所定の最大間隔より大きくなった回数の何れか一方又は両者の回数の和が所定の基準回数以上となった場合に、所定の基準以上の乱れがあると判定する
ことを特徴とする請求項２又は３何れか１項記載のストリーム配信装置。
【請求項５】
前記上流ストリーム制御セッション切替手段は、任意に割り込み可能な切替命令を受信した場合に上流サーバとの間のストリーム制御セッションを切り替える
ことを特徴とする請求項１乃至４何れか１項記載のストリーム配信装置。
【請求項６】
前記上流ストリーム制御セッション切替手段は、既に設定されている上流サーバとの間のストリーム制御セッションが切断した場合に、クライアント又は下流サーバとのストリーム制御セッションを切断することなく、該上流サーバとは異なる上流サーバとの間でストリーム制御セッションを新規設定する
ことを特徴とする請求項１乃至５何れか１項記載のストリーム配信装置。
【請求項７】
１以上のストリーム放送を１以上の上流サーバから１以上のクライアント又は下流サーバに向けてネットワークを経由して中継するストリーム配信方法において、
上流サーバとの間のストリーム制御セッションを設定及び維持し、
クライアント又は下流サーバとの間のストリーム制御セッションを設定及び維持し、
上流サーバからの主信号データをクライアント又は下流サーバに配信し、
所定の時間間隔で、クライアント又は下流サーバとのストリーム制御セッションを切断することなく、既にストリーム制御セッションが設定されている上流サーバを含む任意の上流サーバとの間でストリーム制御セッションを新規設定するとともに、既設定の上流サーバとのストリーム制御セッションを削除する
ことを特徴とするストリーム配信方法。
【請求項８】
１以上のストリーム放送を１以上の上流サーバから１以上のクライアント又は下流サーバに向けてネットワークを経由して中継するストリーム配信方法において、
上流サーバとの間のストリーム制御セッションを設定及び維持し、
クライアント又は下流サーバとの間のストリーム制御セッションを設定及び維持し、
上流サーバからの主信号データをクライアント又は下流サーバに配信し、
上流サーバから受信する主信号データのパケット到着間隔に所定の基準以上の乱れがあるかを判定し、所定の基準以上の乱れがある場合には、クライアント又は下流サーバとのストリーム制御セッションを切断することなく、既にストリーム制御セッションが設定されている上流サーバを含む任意の上流サーバとの間でストリーム制御セッションを新規設定するとともに、既設定の上流サーバとのストリーム制御セッションを削除する
ことを特徴とするストリーム配信方法。
【請求項９】
上流サーバから受信する主信号データのパケット到着間隔に所定の基準以上の乱れがあるかを判定し、所定の基準以上の乱れがある場合に上流サーバとの間のストリーム制御セッションを切り替える
ことを特徴とする請求項７記載のストリーム配信方法。
【請求項１０】
前記パケット到着間隔の乱れ判定は、パケット到着間隔が所定の最小間隔より小さくなった回数又は所定の最大間隔より大きくなった回数の何れか一方又は両者の回数の和が所定の基準回数以上となった場合に、所定の基準以上の乱れがあると判定する
ことを特徴とする請求項８又は９何れか１項記載のストリーム配信方法。
【請求項１１】
任意に割り込み可能な切替命令を受信した場合に上流サーバとの間のストリーム制御セッションを切り替える
ことを特徴とする請求項７乃至１０何れか１項記載のストリーム配信方法。
【請求項１２】
既に設定されている上流サーバとの間のストリーム制御セッションが切断した場合に、クライアント又は下流サーバとのストリーム制御セッションを切断することなく、該上流サーバとは異なる上流サーバとの間でストリーム制御セッションを新規設定する
ことを特徴とする請求項７乃至１１何れか１項記載のストリーム配信方法。
【請求項１３】
ストリーム配信装置に請求項７乃至１２何れか１項記載の方法を実行させることを特徴とするストリーム配信プログラム。
【請求項１４】
ストリーム配信装置に請求項７乃至１２何れか１項記載の方法を実行させるストリーム配信プログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声・映像を含むストリーム放送において、サーバがストリーム放送の主信号データパケットをバースト的に送出することを防止し、クライアントにおける放送品質劣化を低減できる技術と、サーバがダウンした場合でもクライアントへの放送を中断することなく別サーバに切り替えることが可能な高信頼化技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のストリーム配信装置は、米国Ｒｅａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ社などの製品が代表的である。従来のストリーム配信装置では、クライアント又は下流サーバに対して一定間隔で主信号データを送出する実装がなされていた。また、従来のストリーム配信装置は、クライアントの視聴要求にしたがい上流サーバに接続して一旦ストリーム制御セッションを確立すると、クライアントが当該ストリーム配信装置に接続しつづける限り上流サーバとのストリーム制御セッションを変更することはなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のストリーム配信装置では、クライアント又は下流サーバが長時間連続して接続しつづけた場合、主信号データを一時蓄積し送出停止し、又は一時蓄積していた主信号データパケットを一度に送出（バースト送出）することがあった。これは、従来のストリーム配信装置では、汎用オペレーティングシステム上で動作するアプリケーションソフトで実現されており、主信号データパケットの送出は汎用オペレーティングシステムの内部処理であるためである。したがって、バースト発生を回避する根本的な解決策を講じることはできなかった。さらに、ストリーム配信装置が上流サーバに一旦接続すると、クライアント又は下流サーバが接続しつづける限り上流サーバとのセッションを維持しつづけるため、上流サーバがバースト送出を引き起こしやすいという問題があった。このバースト送出現象が起こるタイミングは確定していないが、ある程度の時間内は一定間隔で送出することが分かっている。
【０００４】
また、上流サーバとストリーム配信装置との間のストリーム制御セッションと、ストリーム配信装置とクライアント又は下流サーバとの間のストリーム制御セッションは相互連携しているため、上流サーバがダウンした場合、上流サーバからストリーム制御セッションの切断（リセット）通知は、クライアント又は下流サーバにも同様に通知されてしまい、その結果クライアント又は下流サーバとのストリーム制御セッションは切断されていた。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上流サーバのバースト送出現象による放送品質劣化を防止するとともに、上流サーバのダウンによる放送品質劣化を防止できるストリーム配信装置、方法及びプログラム、並びにストリーム配信プログラムを記録した記録媒体を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、明細書、図面、特に特許請求の範囲の各請求項の記載から自ずから明らかになろう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、上流サーバとの間のストリーム制御セッションを設定及び維持するとともに、該セッションの設定維持とは独立してクライアント又は下流サーバとの間のストリーム制御セッションを設定及び維持し、上流サーバからの主信号データをクライアント又は下流サーバに配信する。そして、バースト送出現象が発生する前に予防的に、若しくはバースト送出現象を検出した時点で、上流サーバとのストリーム制御セッションと主信号データストリームを同一又は別の上流サーバとの間で再設定し、再設定時にはクライアント又は下流サーバとの間のストリーム制御セッションを切断せずに処理するという特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、上流サーバがバースト送信を行う前に予防的に上流サーバとのストリーム制御セッションをリフレッシュし主信号データパケットの送出間隔を新規調整するため、クライアント又は下流サーバに対して連続して一定間隔の主信号データパケットを送出することが可能となる。又は、バースト送出現象が発生した時点で、上流サーバとのストリーム制御セッションをリフレッシュし主信号データパケットの送出間隔を新規調整するため、クライアント又は下流サーバに対して連続して一定間隔の主信号データパケットを送出することが可能となる。
【０００９】
さらに、上流サーバとストリーム配信装置間、ストリーム配信装置とクライアント又は下流サーバ間は独立してストリーム制御セッションを設定及び維持するため、上流サーバがダウンして切断信号がストリーム配信装置に到着しても、クライアント又は下流サーバには当該切断信号を通知することなく、直ちに別の上流サーバと新規にストリーム制御セッションを確立し、主信号データをクライアント又は下流サーバに配信することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。図１はストリーム配信装置の構成図である。
【００１１】
本実施の形態は、１又は複数の上流サーバ１から１又は複数のストリーム放送を本実施の形態に係るストリーム配信装置２に配信し、このストリーム配信装置２に接続する１又は複数のクライアント３に対してストリーム放送を配信する。そして、上流サーバ１からの主信号データパケットの到着間隔が規定の範囲外になった場合、ストリーム制御セッションの継続時間が規定の時間を超えた場合、ストリーム配信装置に対して特定の上流ストリームを切り替える指示（図中符号２１０）が入力された場合、又は、上流サーバがダウンして上流サーバとのストリーム制御セッションの切断を検出した場合の何れかで、ストリーム配信装置２が切替設定表２０７に指示された上流サーバ１に切り替える。以下、本実施の形態について詳細に説明する。なお、図１においては、各上流サーバ１を１−ｎ（ｎは自然数）という符号で個別に示すとともに、各クライアント３を３−ｎ（ｎは自然数）という符号で個別に示している。
【００１２】
ストリーム配信装置２は、ストリーム制御セッション管理部２０１，主信号配信処理部２０２，ネットワークインタフェイスカード（以下ＮＩＣと略す）２０３、下流ストリーム制御セッション管理部２０４、上流ストリーム制御セッション管理部２０５、ストリーム切替制御部２０６、切替設定表２０７、上流サーバからの主信号データパケットの到着間隔を監視し、到着間隔が乱れた場合（規定の範囲外になった場合）に制御信号線２０９を経由して到着間隔の乱れを通知するパケット到着間隔監視部２０８とを備えている。以下、各部の機能について説明する。
【００１３】
ストリーム制御セッション管理部２０１は、上流サーバ１とストリーム配信装置２との間のストリーム制御セッションを維持すると上流ストリーム制御セッション管理部２０５と、該上流ストリーム制御セッション管理部２０５とは独立してストリーム配信装置２とクライアント３との間のストリーム制御セッションとを設定及び維持する下流ストリーム制御セッション管理部２０４とを備えている。また、ストリーム制御セッション管理部２０１は、上流ストリーム制御セッションを切り替える上流ストリーム切替制御部２０６と、切り替え時のタイミングや切替先を記述している切替設定表２０７を有している。また、ストリーム制御セッション管理部２０１は、特定の上流ストリームを強制的に切り替える切替指示２１０を受け付け、それを上流ストリーム切替制御部２０６に通知する機能を有している。
【００１４】
主信号配信処理部２０２は、ストリーム制御セッション管理部２０１から制御信号線２０９を経由して通知されたコンテンツ情報にしたがって、上流サーバ１より受信した主信号パケットをクライアント３に対してコピー配信する。
【００１５】
下流ストリーム制御セッション管理部２０４は、ストリーム配信装置２とクライアント３との間のストリーム制御セッションを確立しセッションを維持する。ここで、セッション確立時には、クライアント３が要求するコンテンツ情報を抽出し、制御信号線２０９を経由して主信号配信処理部２０２０に当該コンテンツ情報を通知する。
【００１６】
上流ストリーム制御セッション管理部２０５は、上流サーバ１とストリーム配信装置２との間のストリーム制御セッションを確立しセッションを維持する。ここで、セッション確立は、当該ストリームを初めてクライアント３が要求してきた場合（当該ストリームの最初のセッション確立）、若しくは上流ストリーム切替制御部２０６から指示された場合（当該ストリームのセッション切替）に行われる。
【００１７】
上流ストリーム切替制御部２０６は、上流ストリームのパケット到着間隔が規定の範囲外であることをパケット到着間隔監視部２０８から通知を受けた場合、予め切替設定表２０７に設定されている上流ストリームの最大接続時間を超えた場合、強制的に上流ストリームを切り替える指示２１０を受けた場合、又は、上流サーバの切断を検知した場合、切替設定表２０７に設定されている上流サーバ１に切り替える処理を行う。
【００１８】
切替設定表２０７について図２を参照して説明する。図２は切替設定表の一例を示す図である。図中２−１は、上流サーバのＩＰアドレスが１０．１０．２０．３０であり番組名がｌｉｖｅであるストリーム放送を、セッション確立してから６時間経過後に、ＩＰアドレスが１０．１０．２０．３０で番組名がｌｉｖｅであるストリームに切り替えることを意味する。これは、同じ上流サーバ１の同じ番組のストリームについてセッションをリフレッシュすることを意味する。また、図中２−２で最大接続時間が空白なのは、接続時間によって切替を行わないことを意味する。さらに、図中２−３で切替先ＩＰアドレスと切替先番組名が複数記述されているのは、上流サーバの切断検知以外は上段のＩＰアドレスを有する上流サーバの、上段の番組名に切り替えることを意味する。つまり、同じ上流サーバの同じ番組のストリームについてセッションをリフレッシュする。一方、上流サーバの切断切替時の切り替えは、下段のＩＰアドレスを有する上流サーバの、下段の番組名に切り替えることを意味する。
【００１９】
パケット到着間隔監視部２０８は、主信号データパケットをある短い時間だけ内部保持するバッファを持ち、そのバッファの蓄積スピードをリアルタイムに監視して、パケット到着間隔を監視している。監視部内部に規定されたパケット到着間隔の最大値を超えるか、最小値を下回るパケット間隔を検出した場合、制御信号線２０９を経由して上流ストリーム切替制御部２０６に当該ストリームを切り替える指示を発出する。
【００２０】
次に、ストリーム配信装置の動作について図３乃至図５のフローチャートを参照して説明する。図３はストリーム配信装置の動作を説明するフローチャートである。ここでは、既に、ストリーム配信装置２が上流サーバ１からストリームを受信しているとともに、クライアント３に当該ストリームをコピー配信しているものとする。
【００２１】
ストリーム配信装置２は、図３に示すように、まず、切替判定ルーチンのフラグをセットする（ステップＳ１）。切替判定フラグが立っている場合（ステップＳ２）、切替設定表２０７を参照し上流サーバ１のストリームを切り替える（ステップＳ３）。一方、切替判定フラグが立っていない場合、再度各切替判定ルーチンでフラグをセットする。ストリームを切り替えた場合で、且つ、番組終了でない場合（ステップＳ４）、再度各切替判定ルーチンでフラグをセットする。
【００２２】
次に、切替判定ルーチンについて図４のフローチャートを参照して説明する。図４はストリーム配信装置における切替判定ルーチンの動作を説明するフローチャートである。
【００２３】
この切替判定ルーチンでは、まず、パケット到着間隔監視部２０８から通知が到着する（ステップＳ１１）。当該通知が乱れを通知してきた場合（ステップＳ１２）、切替フラグを立てる（ステップＳ１６）。そうでない場合で且つ上流サーバ１との接続時間が切替設定表２０７に記述された最大接続時間を超えた場合（ステップＳ１３）、切替フラグを立てる（ステップＳ１６）。そうでない場合で且つ外部からの切替要求２１０を受信した場合（ステップＳ１４）、切替フラグを立てる（ステップＳ１６）。そうでない場合で且つ上流サーバ１の切断を検知した場合（ステップＳ１５）、切替フラグを立てる（ステップＳ１６）。そうでない場合は、切替フラグをおろす（ステップ１７）。
【００２４】
次に、パケット到着間隔監視部２０８での乱れの通知について図５のフローチャートを参照して説明する。図５はストリーム配信装置のパケット到着間隔監視部における乱れの通知を説明するフローチャートである。
【００２５】
パケット到着間隔監視部２０８は、パケット到着間隔を監視し（ステップＳ２１）、該間隔が監視部内部で保持している最小値を下回る場合（ステップＳ２２）、乱れカウンタをインクリメントする（ステップＳ２３）。パケット到着間隔が監視部内部で保持している最大値を上回る場合（ステップＳ２４）、乱れカウントをインクリメントする（ステップＳ２５）。次いで、監視回数カウンタをインクリメントする（ステップＳ２６）。この監視回数カウンタが規定数を超えている場合（ステップＳ２７）、乱れカウンタの値が規定した値を超えるか判定する（ステップＳ２８）。乱れカウンタの値が規定した値を超える場合、上流サーバ１からのパケット送出間隔が乱れていると判定し、切替判定ルーチンに到着間隔間隔乱れを通知する（ステップＳ２９）。
【００２６】
以上詳述したストリーム配信装置２によれば、１）上流ストリームのパケット到着間隔に所定の乱れが生じた場合、２）予め切替設定表２０７に設定されている上流ストリームの最大接続時間を超えた場合、３）強制的に上流ストリームを切り替える指示２１０を受けた場合、又は、４）上流サーバの切断を検知した場合に、上流サーバ１との間のストリーム制御セッションが新規に設定される。このとき、ストリーム配信装置２とクライアント３との間のストリーム制御セッションは維持されたままである。
【００２７】
このように、本実施の形態によれば、上流ストリームのパケット到着間隔に所定の乱れが生じた場合に、上流サーバ１側でバースト送出現象が生じたい場合にも放送品質を劣化させることなくクライアント３に対して良好なストリーム配信が可能となる。また、予め切替設定表２０７に設定されている上流ストリームの最大接続時間を超えた場合にストリーム制御セッションが新規なものに切り替わるので、上流サーバ１側でのバースト送出現象を未然に防止することができる。したがって、良好なストリーム配信が可能となる。さらに、切り替え指示により任意にストリームを切り替えることができるので、他の方法でバースト送出現象が生じた場合やバースト送出現象の発生が予想される場合を認識した際に、容易にストリームを切り替えてストリーム配信の品質を維持できる。さらに、上流サーバ１がダウンした場合にもその切断信号がクライアント３に通知されないので、ストリーム配信装置２とクライアント３間の接続が途切れることなく、良好なストリーム配信が可能となる。
【００２８】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。図６はストリーム配信装置の構成図である。
【００２９】
本実施の形態は、図６に示すように、１又は複数の上流サーバ１から１又は複数のストリーム放送を本実施の形態に係るストリーム配信装置２に配信し、このストリーム配信装置２に接続する１又は複数の下流サーバ４に対してストリーム放送を配信する。ストリーム配信装置２など他の構成や動作については第１の実施の形態と同様であるので説明は省略する。
【００３０】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、上流ストリームのパケット到着間隔に所定の乱れが生じた場合に、上流サーバ１側でバースト送出現象が生じたい場合にも放送品質を劣化させることなく下流サーバ４に対して良好なストリーム配信が可能となる。また、予め切替設定表２０７に設定されている上流ストリームの最大接続時間を超えた場合にストリーム制御セッションが新規なものに切り替わるので、上流サーバ１側でのバースト送出現象を未然に防止することができる。したがって、良好なストリーム配信が可能となる。さらに、切り替え指示により任意にストリームを切り替えることができるので、他の方法でバースト送出現象が生じた場合やバースト送出現象の発生が予想される場合を認識した際に、容易にストリームを切り替えてストリーム配信の品質を維持できる。さらに、上流サーバ１がダウンした場合にもその切断信号が下流サーバ４に通知されないので、ストリーム配信装置２と下流サーバ４間の接続が途切れることなく、良好なストリーム配信が可能となる。したがって、下流サーバ４は、理想的な主信号パケット間隔を保ってストリーム放送の中継を行うことができる。
【００３１】
以上本発明の実施形態について説明したが本発明はこれに限定されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示されており、全ての変形例は本発明に含まれるものである。
【００３２】
例えば、上記各実施の形態では、下流ストリームの受信はクライアント３のみ又は下流サーバ４のみであったが、クライアント３と下流サーバ４とを混在する実施形態もあり得る。
【００３３】
また、上記各実施の形態では、パケット到着間隔の乱れを判定する方法として、所定の最小値より小さいパケット間隔であった回数及び所定の最大値より大きいパケット間隔のであった回数の和が、所定の基準回数を越えた場合にパケット到着間隔に乱れがあると判定していたが、何れか一方のみを判定基準としてもよい。また、本実施の形態のように、所定の基準外のパケット間隔であった回数の和と所定の基準回数との大小を判定基準としているが、種々の統計的手法を利用することにより、パケット到着間隔の乱れを判定するようにしてもよい。さらに、本実施の形態では、パケット到着間隔の最大値又は最小値を内部保持していたが、別途手動で設定した設定表を設けて、これを参照するようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係るストリーム配信装置により予防的に上流サーバとのセッションをリフレッシュすることで、上流サーバがバースト的に主信号パケットを送出する現象を回避することができる。また、クライアント又は下流サーバに対してはセッション切断が生じないので一定間隔での主信号データパケットを配信できる。したがって、クライアントにおける放送は継続的に高品質なものとなり、また下流サーバも理想的な主信号パケット間隔を保って中継することが可能となる。さらに、本発明に係るストリーム配信装置が上流サーバのダウンを検知し、瞬時に別の上流サーバに切り替えるため、ストリーム放送サービスの可用率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ストリーム配信装置の構成図
【図２】切替設定表の一例を示す図
【図３】ストリーム配信装置の動作を説明するフローチャート
【図４】ストリーム配信装置における切替判定ルーチンの動作を説明するフローチャート
【図５】ストリーム配信装置のパケット到着間隔監視部における乱れの通知を説明するフローチャート
【図６】ストリーム配信装置の構成図
【符号の説明】
１…上流サーバ、２…ストリーム配信装置、２０１…ストリーム制御セッション管理部、２０２…主信号配信処理部、２０３…ネットワークインタフェイスカード、２０４…下流ストリーム制御セッション管理部、２０５…上流ストリーム制御セッション管理部、２０６…上流ストリーム切替制御部、２０７…切替設定表、２０８…パケット到着間隔監視部、３…クライアント、４…下流サーバ
【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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