JP2003153006A - 画像処理装置 - Google Patents
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Abstract
合に、各適応処理毎に最適なエッジ量を算出することに
より、各適応処理の効果を十分に発揮する。 【解決手段】 エッジ量検出部10は、RGB信号から
エッジ量を検出し、フィルタ処理部1では検出されたエ
ッジ量に基づく比率でエッジ強調の出力と平滑化の出力
とを合成する。エッジ量検出部20は、CMY信号から
黒成分のエッジ量を検出し、墨生成/下色除去部3では
検出されたエッジ量に応じて墨率を切り換える。
Description
いて高画質な再生画像を得るための画像処理装置に関
し、特にエッジ量に基づく適応処理を複数有する画像処
理装置に関し、例えば複写機、プリンタ、ファクシミリ
等に好適な技術である。
のエッジ部でのエッジ量を検出し、エッジ量に応じて各
画像処理を制御する技術がある。その目的は、絵柄部は
階調性重視で滑らかさを保持しつつ、文字エッジ部は鮮
鋭性を重視し細くすっきりとした画像にすることにあ
る。従って、エッジ量に応じた制御の制御先としては、
文字鮮鋭性に関わるあらゆる処理が考えられている。例
えば、図1のカラー画像処理装置の処理においては、フ
ィルタ処理(エッジ強調や平滑化)、墨生成/下色除去
処理、ガンマ変換処理、中間調処理が該当する。モノク
ロ画像処理の場合は、墨生成/下色除去処理を除いた処
理が該当する。そして、最近では1つのエッジ量、ある
いはそれを制御先に応じて補正した補正エッジ量によっ
て、複数の適応処理を制御する装置も提案されている。
報に記載の装置は、エッジ強調処理と墨生成/下色除去
処理に対する適応処理を行うものである。エッジ強調処
理前の信号からエッジ領域を検出し、検出したエッジ量
(ラプラシアン)をLUTで変換して原信号に加算する
ことによりエッジ強調を実現する。墨生成/下色除去処
理はエッジ強調の後段に位置し、エッジ強調前の信号か
ら検出したエッジ領域を拡大し、拡大されたエッジ領域
における各色成分の濃度を増減する。更には、墨生成/
下色除去処理に対する適応処理では、外側へ拡大された
部分(背景上)をキャンセルして内側へ拡大された部分
(文字上)のみを残したエッジ量を作り、この信号に基
づいて濃度増減を行う機能も備えている。これは、色地
上文字の色地背景部に当たる外側エッジにおいて文字部
同様に高率墨生成・高率下色除去処理を行うことは、そ
のまた外側の色地背景部との色差を発生させやすくなり
好ましくないからである。
処理以外の処理で、画像データ上での文字部の線幅を結
果的にあるいは多少意図的に制御している処理がある。
それは、フィルタ処理とガンマ変換処理である。フィル
タ処理のエッジ強調処理では、低周波成分を強調するよ
うな空間フィルタを使用すれば線幅は太くなる方向に働
き、高周波成分を強調するような空間フィルタを使用す
れば線幅は細くなる方向に働く。
いとされているが、例えば濃度の薄い低コントラスト文
字においては必ずしもそうではなく、一概に高周波成分
の強調が良い訳ではない。低コントラスト文字はとにか
く消えないこと、読めることが第一であるので、寧ろ太
らせた方が良いとも言われている。
能である。ガンマ変換による線幅制御の例を図2に示
す。ガンマ変換1は線幅が太くなる方向のガンマ変換で
あり、ガンマ変換2は逆に線幅が細くなる方向のガンマ
変換である。
前後において線幅が変わりうるにもかかわらず、前掲し
た公報の装置では前述の通りフィルタ処理前の信号から
求めたエッジ領域信号で、フィルタ処理後の信号に対す
る処理である墨生成/下色除去処理を制御しており、厳
密にはエッジ位置が適合していない可能性がある。
装置も同様に、1つのエッジ量に応じてガンマ変換や中
間調処理を制御する処理であるが、そのエッジ量はガン
マ変換前、更にはその前段にあるフィルタ処理前の信号
から生成したものである。フィルタ処理やガンマ変換に
よる線幅の太り細りは、実際には1ドット程度のもので
ありさほど明示的なものではないが、特開2000−2
06756号公報に記載のように外側エッジをキャンセ
ルするような仕組みを持った装置においては、厳密な位
置精度が必要であり大いに影響がある。位置精度の重要
性は、画像処理結果をプリンタ等の出力機器で出力する
場合のCMYK各版の色ずれを考えれば、容易に予測で
きる。
6758号公報に記載の装置のように、加工処理によっ
て明示的に線幅を制御している装置もある。線幅加工の
後段にエッジ量に基づく何らかの適応処理がある場合、
そのエッジ量を線幅加工前の信号から求めれば数ドット
単位でエッジ位置がずれることになり、その場合後段の
適応処理が狙いどおりの効果を発揮できない。
のもので、本発明の目的は、エッジ量に基づいて複数の
適応処理を行う場合に、各適応処理毎に最適なエッジ量
を算出することにより、各適応処理の効果を十分に発揮
できる画像処理装置を提供することにある。
基づく適応処理を複数有する装置において、各適応処理
への入力信号と同等の文字部線幅を有する信号に基づい
てエッジ量をそれぞれ算出することにより、各適応処理
の効果を格段に向上させる。
理の後段に、エッジ量に基づく何らかの適応処理がある
場合、その適応処理で使用するエッジ量は線幅制御後の
信号を使って算出する。また、入力信号がカラー画像信
号である場合には、各適応処理に対して最適な色信号を
選択あるいは生成し、その信号からエッジ量を算出する
ことによりそれぞれに最適なエッジ量を算出する等、線
幅に関わること以外でも各適応処理にそれぞれ最適なエ
ッジ量を算出する。
量に基づく複数の適応処理手段を有する装置において、
適応処理手段に応じて複数のエッジ量生成手段を有し、
複数のエッジ量生成手段は、エッジ量生成手段への入力
信号が異なる。複数のエッジ量生成手段のうちの少なく
とも1つは、エッジ量生成手段への入力信号の空間周波
数特性が異なる。複数のエッジ量生成手段のうちの少な
くとも1つは、エッジ量生成手段への入力信号のガンマ
特性が異なる。複数のエッジ量生成手段のうちの少なく
とも1つは、エッジ量生成手段への入力信号の文字部の
線幅が異なり、文字部の線幅は、細線化または太線化を
行う画像加工手段により制御される。複数の色信号に分
解して画像情報を取得する画像入力手段を備え、複数の
エッジ量生成手段のうちの少なくとも1つは、エッジ量
生成手段への入力信号の色の属性が異なっている。複数
のエッジ量生成手段のうちの少なくとも1つは、エッジ
量生成手段への入力信号がRGBに対応した信号であ
り、前記複数のエッジ量生成手段のうちの少なくとも1
つは、エッジ量生成手段への入力信号がCMYまたはC
MYKに対応した信号である。複数のエッジ量生成手段
のうちの少なくとも1つは、エッジ量生成手段への入力
信号が複数の色信号のうちの1つを選択した信号であ
る。複数のエッジ量生成手段のうちの少なくとも1つ
は、エッジ量生成手段への入力信号が複数の色信号の最
小値である。複数のエッジ量生成手段のうちの少なくと
も1つは、エッジ量生成手段への入力信号が複数の色信
号の最大値である。複数のエッジ量生成手段のうちの少
なくとも1つは、エッジ量生成手段への入力信号が複数
の色信号を所定の割合で合成した信号である。複数のエ
ッジ量生成手段のうちの少なくとも1つは、エッジ量生
成手段への入力信号のビット数が異なる。エッジ量生成
手段は、空間フィルタによりエッジ量を生成し、空間フ
ィルタは、エッジ量生成手段に応じてサイズを異ならせ
る。複数のエッジ量生成手段によって生成されるエッジ
量は、ビット数を異ならせる。複数のエッジ量生成手段
によって生成されるエッジ量は、膨張量を異ならせる。
複数のエッジ量生成手段によって生成されるエッジ量
は、内側エッジおよび外側エッジに対する制御を異なら
せる。適応処理手段のうちの1つは、フィルタ処理、墨
生成処理、下色除去処理、擬似中間調処理、ガンマ変換
処理である。
用いて具体的に説明する。 (実施例1)図1は、本発明が適用される画像処理装置
の構成を示す。まず、カラースキャナやネットワーク等
のインターフェースを介して、入力画像のRGB信号を
得る。
処理および平滑化フィルタ処理を行う。図4は、フィル
タ処理部1の構成を示す。合成部43では、エッジ強調
フィルタ処理41と平滑化フィルタ処理42の両者のフ
ィルタ処理の結果を、図3に示すエッジ量検出部(1
A)10で検出されるエッジ量に基づく比率で合成す
る。すなわち、エッジ量が大きい場合は、エッジ強調フ
ィルタ41の出力結果の割合が大きくなるように、エッ
ジ量が小さい場合は、平滑化フィルタ42の出力結果の
割合が大きくなるように、合成処理を行う。
(場合によってはCMYK)信号への変換をマスキング
演算あるいは3次元LUTによるメモリ補間演算により
行う。ここではマスキング演算の場合を説明する。
3、b0〜b3、c0〜c3(マスキング係数)を用い
て式1のように表わされる。 C=a0+a1×R’+a2×G’+a3×B’ M=b0+b1×R’+b2×G’+b3×B’ Y=c0+c1×R’+c2×G’+c3×B’ (式1) 墨生成/下色除去部3では、CMYから墨量に相当する
成分を差し引いた上で(下色除去)、K信号を発生させ
る(墨生成)。墨生成は、Min(C,M,Y)に1以
下の適当な乗数fを掛け合わせたものをKとする(式
2)。 K=Min(C,M,Y)×f (式2) なお、f=1の場合に、フルブラックとなる。下色除去
は、CMY信号と式2で生成したK信号を用いて、次式
で表される。 C’=C−K M’=M−K Y’=Y−K (式3) このとき、乗算パラメータfを図3に示すエッジ量検出
部(2A)20で検出されるエッジ量に基づいて制御す
る。図5は、エッジ量に基づいて制御される墨生成/下
色除去部3の構成を示す。図5において、N段階のUC
R/墨生成の係数f(241、242)を準備し、エッ
ジ量に応じてセレクタ243でそれを切り換える。例え
ば、エッジ量が最大のとき(エッジ量をN値化244し
たものの値がN−1のとき)、f=1の墨率100%
(フルブラック)のf(242)を選択し、エッジ量が
ゼロのとき、f=0.5の墨率50%のf(241)を
選択する。エッジ量がN−1〜0の間では、f=1〜
0.5の間で墨率を刻む。なお、本実施例では、墨率を
表す係数を切り換える構成としたが、墨率の異なるN−
1個のテーブルを準備し、テーブル変換で墨生成/下色
除去処理を行うようにしても良い。
するエッジ量検出部(1A)10の構成を示す。輝度信
号算出部101は、RGB信号から輝度信号を算出す
る。輝度信号は、例えばYIQ信号のY信号を使えば良
い。 Y=0.30×R+0.59×G+0.11×B (式4) なお、式4とは異なる比率でのRGB信号の合成(ある
いはそのうち2つの信号の合成)で定義される信号でも
良いし、明度信号でも良い。また、ハード構成を考慮し
て、例えばRGB信号のうちのG信号のみを選択してこ
れを後段に供給する構成でも良い。
成を示す。エッジ量検出フィルタ(1)1021、エッ
ジ量検出フィルタ(2)1022、エッジ量検出フィル
タ(3)1023、エッジ量検出フィルタ(4)102
4では、例えば図9(a)〜(d)に示した4種類の7
×7のフィルタを使用して、マスキング処理を行う。そ
して、それら4つの出力のうち絶対値(1025〜10
28)が最大のものを最大値選択部1029で選択す
る。最後に、膨張処理103を行う。膨張処理は、例え
ば注目画素を中心とした周辺3×3のエッジ量検出フィ
ルタからの出力信号を参照し、そのうちの最大値を注目
画素の検出結果として置きかえる処理である。
量を検出するエッジ量検出部(2A)20の構成を示
す。まず、黒成分抽出部201では、黒成分を抽出す
る。黒成分は、Min(C,M,Y)により求めれば良
い。ここで、フィルタ処理用エッジ量と信号の色属性が
異なっているのは、フィルタ処理は黒文字色文字を問わ
ずに文字エッジを対象としているのに対して、墨生成/
下色除去処理用のエッジ量では黒文字エッジのみを対象
とすれば良いからである。ただし、色文字エッジに対し
て高率墨生成および下色除去処理を行っても、前段まで
の処理において黒成分が増加していない場合には特に問
題はない。この場合は、ハード量を考慮して例えばM信
号を選択して次段のエッジ量検出フィルタ202に与え
る等、可能である。
タ処理用エッジ量と同様に空間フィルタによりエッジ量
を検出する。ただし、ここでの信号はフィルタ処理1に
おいて絵柄部が平滑化された信号であるため、網点絵柄
部でエッジ量が高くレスポンスする可能性は比較的小さ
い。そのため、フィルタサイズの小さい例えば図10
(a)〜(d)の5×5サイズのフィルタを用いる。膨
張処理203では、図6の膨張処理103と同様に膨張
処理を行うが、図6のときよりも膨張を大きくし、例え
ば9×9画素を参照して膨張処理する。これは、墨生成
/下色除去処理はプリンタ等の出力機器で出力する際の
CMYK版の色ずれを考慮し、黒文字内部の比較的広い
領域に渡って黒単色に近い形で出力したいからである。
更に、膨張処理後の信号に対して外側エッジキャンセル
204において外側エッジ部を無効化し、膨張した内側
エッジ部のみをエッジ量として残す。外側エッジキャン
セルの方法は、前述した特開平2000−206756
号公報と同様に行えば良い。なお、墨生成/下色除去処
理用のエッジ量は、フィルタ処理用のエッジ量よりも少
ないビット数の信号で十分である。それは、一般的に制
御先の処理切り換え段数がフィルタ処理よりも少ないた
めである。エッジ量検出部(1A)10および(2A)
20へ入力する際に、それぞれ初めに下位ビットを落と
してビット数を削減する手段を設け、エッジ量検出部
(2A)20の方がビット削減量が大きくなるように入
力信号側で調整してもよい。入力側での適度なビット数
削減は、エッジ量検出部のハード量削減に繋がり好まし
い。もちろん、図5のN値化244でビット数を適当に
調整しても問題はない。
幅への影響を反映した形で後段の適応処理を行うことが
でき、複数の適応処理それぞれの効果を狙いどおりに発
揮することができる。また、それぞれのエッジ量検出時
に、入力信号、エッジ量検出フィルタのサイズ、膨張
量、ビット数など、最適なものを使用可能であるため、
高精度に最適なエッジ量を検出することができる。
あるいはフィルタ処理自身と、フィルタ処理後に適応処
理がある場合の実施例であるが、本実施例は、ガンマ処
理前あるいはガンマ処理自身と、ガンマ処理後に適応処
理がある場合の実施例である。
また線幅に影響する処理であるため、例えば図11のよ
うにガンマ変換部4と中間調処理部5が直列に接続さ
れ、両者がエッジ量に基づく適応処理である場合、2つ
のエッジ量検出部11、21を持ち、それぞれガンマ変
換前後の信号を使ってエッジ量の検出を行う。
1は、図18(後述する実施例4の中間処理用のエッジ
量検出部)と同様にエッジ量を検出する。ガンマ変換で
は、Max(C,M,Y)のように、黒文字だけでなく
色文字も検出できるような入力信号が望ましい。また、
図18のエッジ量検出フィルタ232には、実施例1と
同様に、図8の回路を用い、フィルタ処理後の信号であ
れば例えば図10の空間フィルタを使用する。
1は、他のエッジ量検出部と同様に、1つの信号で代表
したり合成した信号を入力信号としてもよいが、ここで
は版ごとにエッジ量を検出する。C版用のエッジ量は、
C信号を入力として検出したエッジ量で制御し、M版用
のエッジ量は、M信号を入力として検出したエッジ量で
制御し、Y版用のエッジ量は、Y信号を入力として検出
したエッジ量で制御する。これにより、エッジ量が所々
大きく検出され、粒状性やモアレに対する悪影響が懸念
される低線数網点部において、大小エッジ量混在箇所が
版によってばらつき、切り換え部が目立たなくなること
が期待できる。エッジ量検出は、他と同様にエッジ量検
出フィルタ(例えば図8と図10)でエッジ量を検出
し、必要であれば膨張処理する構成とする。
4の構成を示す。文字画像用のγ補正は、階調性よりも
解像度を重視するため、γカーブが立っている形状(図
13のテーブルN−1)が好ましい。逆に、階調画像用
のγ補正は、階調性重視であり、文字用よりもなだらか
な形状(図13のテーブル0)が好ましい。そこで、両
者の中間的な領域では、何段階かのγ補正テーブルを用
意し、エッジ量(N値化464されたエッジ量0〜N−
1)に応じてそれらのうちの一つのテーブル461、4
62をセレクタ463で選択する。図13に示したγテ
ーブルは、下に凸、あるいは、上に凸の単純な形状であ
るが、S字型等の形状のテーブルを使用してもよい。
5の構成を示す。本実施例では、階調画像用の擬似中間
調処理を2×1の万線ディザ、文字画像用の擬似中間調
処理を1×1のディザで行うものとし、両者の中間的な
領域では、エッジ量に応じて2×1と1×1の間の処理
を適応的に施すことにする(もちろんこれに限定される
ものではない)。
Xが128〜255のときに限り、ビット反転演算を行
う。0〜127の場合はスルーとする。ビット反転器3
51の入出力の関係を図15に示す。その結果、ビット
反転の出力値X’は、0〜127の値をとる。一方、エ
ッジ量は、量子化器352において、ビットシフトによ
り0〜63の間の値に量子化しておく(E)。次に、乗
算器353で、これらを掛け合わせる。乗算器353の
出力は、Y=X’×E/63である。そして、加減算器
354で、原信号Xとの加減算を行う。このとき、od
dラインのときは加算X+Y、evenラインのときは
減算X−Yを行い、これを出力値とする。この適応中間
調処理方式によれば、エッジ量E=0のとき、1×1の
文字画像用ディザ、E=63のとき、2×1の階調画像
用ディザになる。
への影響を反映した形で後段の適応処理を行うことがで
き、複数の適応処理それぞれの効果を狙いどおりに発揮
することができる。また、それぞれのエッジ量検出時
に、入力信号、エッジ量検出フィルタのサイズ、膨張
量、ビット数など、最適なものを使用可能であるため、
高精度に最適なエッジ量を検出することができる。
より、これまでの実施例よりも明示的に線幅制御を行う
処理を適応処理前後に有する場合の実施例である。
処理部5の前に線幅加工部6が設けられている。線幅加
工部6は、像域分離部7による文字検出結果を受けて、
文字部に対して細線化あるいは太文字化する(例えば、
オペレーションパネルでのユーザー選択により細線化あ
るいは太文字化の何れかを選択する)。
ントラスト文字を像域分離部7において切り分けて識別
し、低コントラスト文字に対しては太文字化、高コント
ラスト文字に対しては細文字化、というような制御を行
っても良い。細文字化、太文字化は、簡単には収縮処理
や膨張処理で実現することができる。収縮処理は周辺画
素の最小濃度値を注目画素の濃度値として置きかえる処
理、膨張処理は周辺画素の最大濃度値を注目画素の濃度
値として置きかえる処理である。そして、本実施例では
線幅加工部6の前段にエッジ量に基づく適応フィルタ処
理部1を設け、後段にエッジ量に基づく中間調処理部5
を設ける構成であるため、2つのエッジ量検出部12、
22を持ち、それぞれ線幅加工前後の信号を使ってエッ
ジ量の検出を行う。
エッジ量検出部10と同様に、エッジ量検出部(2C)
22は実施例2のエッジ量検出部21と同様に検出すれ
ばよい。太線化の場合は網点ドットも膨張されてベタに
近くなるので、エッジ量検出フィルタを図10よりも小
さい3×3にしても問題が発生しにくい。このようなこ
とから、線幅加工部6の加工量に応じて、エッジ量検出
フィルタのサイズを変えたり、膨張量を変えたりするこ
とも有効である。
幅への影響を反映した形で後段の適応処理を行うことが
でき、複数の適応処理それぞれの効果を狙いどおりに発
揮することができる。また、それぞれのエッジ量検出時
に、入力信号、エッジ量検出フィルタのサイズ、膨張
量、ビット数など、最適なものを使用可能であるため、
高精度に最適なエッジ量を検出することができる。
例とは異なり、線幅制御処理に関係無く複数の適応処理
と複数のエッジ量検出部を持つ例である。図17は、本
実施例の構成を示す。ここでは墨生成/下色除去部3お
よび中間調処理部5の2つがエッジ量に基づく適応処理
であるとする。
述した図7を用いる。エッジ量検出フィルタで使用する
信号は、黒成分信号(Min(C,M,Y))である。
23の構成を示す。エッジ量算出フィルタ232への入
力信号は、最大値算出231(Max(C,M,Y))
信号である。これは、実施例1と同様に、墨生成/下色
除去は黒文字エッジのみを対象とすれば良いのに対し
て、中間調処理は黒文字色文字問わず文字エッジを対象
とする必要があるからである。もちろん、Max(C,
M,Y)以外であっても色文字エッジにおいて高いレス
ポンスが見込まれるような信号であれば良い。また、エ
ッジ量検出フィルタ232には、実施例1と同様に図8
の回路を用い、フィルタ処理後の信号であれば例えば図
10の空間フィルタを使用する。
れに適した色属性信号でエッジ量を算出するため、各適
応処理で狙いどおりの結果を得ることができる。
以下のような効果が得られる。 (1)エッジ量に基づく適応処理を複数有する装置にお
いて、それぞれの適応処理に応じて別途エッジ量を生成
するため、各適応処理に最適なエッジ量が生成でき、適
応処理自体の効果も的確に発揮することができる。 (2)複数のエッジ量生成手段において、各エッジ量生
成手段への入力信号をそれぞれ異ならせるため、各適応
処理に対して最適な入力信号からエッジ量を生成するこ
とができる。 (3)フィルタ処理後にエッジ量に応じた何らかの適応
処理が位置する場合、フィルタ処理後の信号からエッジ
量を生成するため、フィルタ処理による線幅への影響を
エッジ量に反映することができる。 (4)ガンマ変換後にエッジ量に応じた何らかの適応処
理が位置する場合、ガンマ変換後の信号からエッジ量を
生成するため、ガンマ変換による線幅への影響をエッジ
量に反映することができる。 (5)画像加工による線幅制御(細線化あるいは太線
化)処理を有する装置において、線幅制御処理の後段に
エッジ量に応じた何らかの適応処理が位置する場合、線
幅制御後の信号からエッジ量を生成するため、加工的な
線幅制御による線幅への影響をエッジ量に反映すること
ができる。 (6)各適応処理に最適な色属性信号を各エッジ量検出
手段への入力信号として選択するため、適応処理ごとに
最適なエッジ量を生成することができる。 (7)各エッジ量検出手段に対して最適な入力ビット数
信号を選択するため、エッジ量検出で必要なメモリを冗
長に増大させることを防ぎ、必要最低限のハード量で適
応処理ごとに最適なエッジ量を生成することができる。 (8)各エッジ量検出手段においてそれぞれに最適なエ
ッジ量を生成するための調整箇所(空間フィルタ)を適
当に調整(サイズ、ビット数、膨張量)することによ
り、適応処理ごとに最適なエッジ量を生成することがで
きる。 (9)エッジ量に基づいて適応処理(フィルタ処理、墨
生成処理、下色除去処理、擬似中間調処理、ガンマ変換
処理)を施すことにより絵柄部の階調性を保ちつつ文字
エッジ部において細くすっきりとした再生画像を得るこ
とができる。
す。
ある。
す。
示す。
す。
を示す。
検出部で使用される4種類の7×7のフィルタを示す。
エッジ量検出部で使用される4種類の5×5のフィルタ
を示す。
す。
す。
す。
Claims (5)
- 【請求項1】 画像信号のエッジ量に応じて所定の適応
処理を行う複数の適応処理手段を備えた画像処理装置で
あって、前記各適応処理手段毎にエッジ量を検出するエ
ッジ量検出手段を備えたことを特徴とする画像処理装
置。 - 【請求項2】 前記各エッジ量検出手段への入力信号は
異なる特性の信号であることを特徴とする請求項1記載
の画像処理装置。 - 【請求項3】 前記入力信号の空間周波数特性が異なる
ことを特徴とする請求項2記載の画像処理装置。 - 【請求項4】 前記入力信号のガンマ特性が異なること
を特徴とする請求項2記載の画像処理装置。 - 【請求項5】 前記入力信号の文字部の線幅が異なるこ
とを特徴とする請求項2記載の画像処理装置。
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