JPH09163378A - 動き補償フレーム間/フレーム内符号化装置とそのリフレッシュ制御方法および動画像復号化装置 - Google Patents
動き補償フレーム間/フレーム内符号化装置とそのリフレッシュ制御方法および動画像復号化装置Info
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- JPH09163378A JPH09163378A JP7324701A JP32470195A JPH09163378A JP H09163378 A JPH09163378 A JP H09163378A JP 7324701 A JP7324701 A JP 7324701A JP 32470195 A JP32470195 A JP 32470195A JP H09163378 A JPH09163378 A JP H09163378A
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Abstract
が停止することなく、切り替え途中の乱れた画像の表示
時間を短くして符号化画像の画質を向上させる。 【解決手段】 リフレッシュ制御部2のリフレッシュ制
御に2つのモードを設け、入力端子23から入力されたビ
ットストリーム切り替え信号により、フレーム間/フレ
ーム内適応符号化部24を制御してリフレッシュ領域を拡
大して通常のリフレッシュ周期から周期を短くしたり、
通常のリフレッシュによってリフレッシュされた位置を
無効にし、符号化フレームの上,下部,周辺部へと変更
し、また重要な位置からリフレッシュを行う。
Description
ルテレビ等に使用する動き補償フレーム間/フレーム内
符号化装置とそのリフレッシュ制御方法および動画像復
号化装置に関する。
償フレーム間/フレーム内符号化装置の開発が盛んに行
われている。
間/フレーム内符号化装置とそのリフレッシュ制御方法
を説明する。図7は従来の動き補償フレーム間/フレー
ム内符号化装置の構成を示すブロック図である。入力端
子1を通して圧縮符号化を行うデジタル入力画像(以
下、単に入力画像という)が入力され、その入力画像は
切り替え器3、加算器4、フレーム内/フレーム間予測
制御部11および動きベクトル検出部15にそれぞれ入力さ
れる。加算器4はフレームメモリ14から出力された予測
値および入力値の差分である予測誤差を切り替え器3お
よびフレーム内/フレーム間予測制御部11にそれぞれ出
力する。フレーム内/フレーム間予測制御部11は入力さ
れた入力画像と予測誤差のそれぞれの符号量を予測し、
符号量の大小を切り替え器3とスイッチ12に出力する。
リフレッシュ制御部2はあらかじめ決められた手順にし
たがいリフレッシュ位置を切り替え器3とスイッチ12へ
出力する。
力画像を、それ以外の場合にはフレーム内/フレーム間
予測制御部11の結果にしたがって符号量の小さい方を選
択し、直交変換部5に出力する。この時スイッチ12はリ
フレッシュの場合には開放とし、それ以外の場合には、
フレーム内/フレーム間予測制御部11の状態により短絡
する。直交変換部5は例えばDCTのような直交変換を
行い、変換係数を量子化部6へ出力する。この量子化部
6で量子化された量子化係数を逆量子化部9と符号化部
7へそれぞれ出力する。符号化部7は動きベクトル検出
部15からの動きベクトルおよび量子化係数を可変長符号
化し、出力端子8を通して符号化信号(ビットストリー
ム)を外部へ出力する。逆量子化部9は量子化係数を逆
量子化し逆直交変換部10へ出力する。
処理を行い加算器13に出力する。スイッチ12は切り替え
器3が入力画像を選択した場合にはオフ、予測誤差値を
選択した場合にはオンとなり、オンの場合には予測値を
加算器13へ出力する。この加算器13は入力された信号を
加算し再生画像をフレームメモリ14へ出力する。フレー
ムメモリ14は動きベクトルを検出するための再生画像の
画素値を動きベクトル検出部15へ送り、この動きベクト
ル検出部15で検出された動きベクトルに基づき予測値を
加算器4とフレーム内/フレーム間予測制御部11とスイ
ッチ12へそれぞれ出力する。これにより入力画像を動き
補償フレーム間/フレーム内符号化を適応的に切り替え
て高能率な圧縮符号化が行われる。
符号化装置は上記従来例で述べたように再生画像と動き
ベクトルから予測値を算出し、その差分を圧縮符号化し
て伝送する。このため、この圧縮符号化された符号化信
号(ビットストリーム)を図示せざる復号化装置側で復号
するためには符号化装置側と同じ再生画像から予測値を
算出しなければならない。しかし符号化装置側の再生画
像と復号化装置側の再生画像は逆直交変換部10の演算制
度の違いや伝送エラーなどにより必ずしも一致しない。
したがって各再生画像の誤差を最小にするためにフレー
ム内符号化であるリフレッシュを行わなければならな
い。しかし、フレーム内符号化は、通常圧縮効率が悪い
のでフレーム間符号化に比べ符号化した符号量が多く必
要となる。このため、通常最小限の範囲をリフレッシュ
する。
明する図であり、図8において、時間tの経過にしたが
って示すi−2,i−1,i,i+1はそれぞれ符号化
するフレームの番号である。また、16,17,18,19はそ
れぞれ各フレームにおけるリフレッシュの位置を示す。
この図からわかるようにリフレッシュは予め決められた
領域(斜線)を決められた順に行われる。複数のこのよう
な符号化装置側から出力されるビットストリームを復号
化装置側で切り替え復号した場合、リフレッシュされた
領域から順次画像が目的の画像へ切り替わり、切り替え
先の画像へ切り替えることができる。そして、この時に
はリフレッシュ後の画像部分の動き補償による劣化を防
ぐためには動きベクトルはリフレッシュ後の画像部分か
らのみ得られるように制限される。
リームの切り換え時の他のリフレッシュの方法を説明す
る図である。図9において、時間tの経過にしたがって
示すi−2,i−1,i,i+1はそれぞれ符号化する
フレームの番号である。また20はすべての領域がリフレ
ッシュされたフレーム、21,22はスキップ(符号化され
なかった)フレームである。図9の場合には20で示され
るi−2フレームの全体領域をリフレッシュすることに
より一度に復号化装置側での画像を切り替えることがで
きる。
来の動き補償フレーム間/フレーム内符号化装置では、
ビットストリーム切り替えを素早く高画質に行うための
リフレッシュ制御ができないという問題があった。ま
た、従来の符号化装置では前記リフレッシュ制御を行う
ための信号を出力しないという問題があった。
方法では、画像全体がリフレッシュされるまでに時間が
かかり、切り替え途中の乱れた画像が長時間続くという
問題や、動きベクトルの検出範囲を制限することにより
画質が劣化するという問題があった。また、上記図9の
従来のリフレッシュ制御方法では圧縮効果が低く伝送に
時間がかかるため復号画像が長時間停止してしまうとい
う問題があった。
ものであり、ビットストリームの切り換え時に長時間画
像が停止することなく、切り替え途中の乱れた画像の表
示時間を短く、符号化画像の画質を向上させることがで
きる動き補償フレーム間/フレーム内符号化装置とその
リフレッシュ制御方法を提供することを目的とするもの
である。
償フレーム間/フレーム内符号化装置および、そのリフ
レッシュ制御を行うための信号を出力する動画像復号化
装置を提供することを目的とするものである。
するために適応的にフレーム内/フレーム間符号化を行
うフレーム間/フレーム内適応符号化部と、ビットスト
リームの切り換え時の画質劣化を最小限に抑えるように
適応的にリフレッシュ制御を行うリフレッシュ制御部と
により構成した動き補償フレーム間/フレーム内符号化
装置である。
内符号化装置からの符号化信号について動画像を復号す
る動画像復号部と、動き補償フレーム間/フレーム内符
号化装置へビットストリーム切り替え信号を出力する復
号制御部から構成される動画像復号装置である。
りリフレッシュ領域を拡大することによりリフレッシュ
による画像切り替えの乱れた画像を出力する時間を短く
する第1のリフレッシュ制御方法である。
によりリフレッシュ位置を変更することにより動きベク
トルの制限範囲を小さくし、符号化画質の劣化を小さく
する第2のリフレッシュ制御方法である。
よりリフレッシュ位置を画像の重要な部分から変更する
ことにより、重要な画像部分から切り替わる第3のリフ
レッシュ制御方法である。
組合せによるリフレッシュ制御方法である。
図1から図6を用いて説明する。
1における動き補償フレーム間/フレーム内符号化装置
の構成を示すブロック図である。図1において、従来例
の図7に示す動き補償フレーム間/フレーム内符号化装
置のブロックと基本的にほぼ同じ機能のブロックには同
じ符号を付し、その説明を省略する。ここで、23はビッ
トストリーム切り替え信号の入力端子であり、リフレッ
シュ制御部2のリフレッシュ制御のモードを最適化する
ものである。なお、24は破線で囲まれた部分の各機能ブ
ロックがフレーム間/フレーム内適応符号化部である。
応符号化部24の動作をリフレッシュ制御部2からのリフ
レッシュ制御信号に基づいて説明する。
り入力される。この入力画像は、切り替え器3,加算器
4,フレーム内/フレーム間予測制御部11および動きベ
クトル検出部15にそれぞれ入力される。動きベクトル検
出部15はフレームメモリ14から入力される前フレームの
符号画像と入力画像とからその入力画像の動きベクトル
を検出する。検出された動きベクトルはフレームメモリ
14に戻され、このフレームメモリ14は入力された動きベ
クトルにしたがって入力画像の予測値を加算器4に入力
する。
測誤差として切り替え器3およびフレーム内/フレーム
間予測制御部11に入力する。フレーム内/フレーム間予
測制御部11は入力された入力画像および予測誤差のそれ
ぞれの符号化量を予測し、その大小を切り替え器3およ
びスイッチ12に出力する。
リーム切り替え信号の入力端子23からリフレッシュ制御
信号が入力された場合には、通常のリフレッシュ制御モ
ードからビットストリーム切り替え用のリフレッシュ制
御モードへモードを変更する。また、1フレームリフレ
ッシュ終了後に通常のリフレッシュ制御モードへ戻る。
また、入力画像がリフレッシュ位置であるときにリフレ
ッシュ制御信号を切り替え器3およびスイッチ12に出力
する。切り替え器3はリフレッシュ制御信号が入力され
た場合には入力画像を選択する。また、リフレッシュ制
御信号が入力されない場合にはフレーム内/フレーム間
予測制御部11から出力される符号量の大小にしたがい、
符号量の少ない方を選択する。スイッチ12はリフレッシ
ュ制御信号が入力された場合は開放とし、リフレッシュ
制御信号が入力されない場合にはフレーム内/フレーム
間予測制御部11の状態により短絡する。
入力され、例えばDCTのような直交変換係数に変換さ
れ量子化部6に出力する。この量子化部6は入力された
直交変換係数を量子化し符号化部7および逆量子化部9
に出力する。符号化部7は入力された量子化係数と動き
ベクトルを可変長符号化し出力端子8より外部へ符号化
信号(ビットストリーム)を出力する。
量子化し直交変換係数を逆直交変換部10へ出力する。こ
の逆直交変換部10は入力された直交変換係数を直交変換
部5と逆の変換を行い加算器13へ出力する。加算器13は
スイッチ12からの出力と逆直交変換部10からの出力を加
算し復号画像をフレームメモリ14へ出力する。このフレ
ームメモリ14は入力された復号画像から再生画像を作成
する。また、動きベクトルを検出するための再生画像お
よび動きベクトルに対応する再生画像を予測値として出
力する。
2における動画像復号化装置の構成を示すブロック図、
図6は実施の形態1(図1)の動き補償フレーム間/フレ
ーム内符号化装置に接続された実施の形態2(図5)の動
画像復号化装置を含む動画像圧縮符号化復号化システム
の構成を示すブロック図である。
子、502は動画像復号部、503は復号動画像の出力端子、
504は復号制御部、505はビットストリーム切り替え信号
の出力端子である。図6において、1,2,8,23,2
4,501〜505は前述の図1と図5に示すものと同じであ
る。また、601は符号化信号およびビットストリーム切
り替え信号を伝送するための伝送路である。ここで、こ
の伝送路601は同軸ケーブル、光ファイバ等の物理的な
直接接続される線路であるが、この他電波、光等を用い
た間接接続される線路でもよい。
図6の動画像圧縮符号化復号化システムの動作を説明す
る。
号化信号は入力端子501を通して動画像復号部502に入力
される。この動画像復号部502は入力された符号化信号
を復号化して復号動画像を出力端子503から出力する。
復号制御部504は復号化信号を符号化中のものから他の
ものへ切り替える場合に動画像復号部502へ符号化信号
を切り替える信号を出力するとともにビットストリーム
切り替え信号を出力端子505から出力する。このビット
ストリーム切り替え信号は図6の伝送路601および入力
端子23を通して対応する符号化信号を出力する動き補償
フレーム間/フレーム内符号化装置のリフレッシュ制御
部2へ入力端子23を通して伝達される。
3における第1のリフレッシュ制御方法を説明する図で
あり、これは通常モードからビットストリーム切り替え
用のリフレッシュ制御へ移る際のリフレッシュ位置を示
す。
i,i+1,i+2はそれぞれ入力された符号化フレー
ムのフレーム番号を時間的に前のものから示す。201〜2
06はそれぞれ各フレームでのリフレッシュされる領域
(斜線)を示す。また、1フレームの符号化中にビットス
トリーム切り替え信号が入力端子23から入力された場合
を示しており、iフレーム以前が通常のリフレッシュ制
御モード、i+1フレーム以降がビットストリーム切り
替え用のリフレッシュ制御モードでのリフレッシュ位置
を示す。
フレームにおける領域201,i−2フレームにおける領
域202,i−1フレームにおける領域203,iフレームに
おける領域204に示すようにある決まった最小限の範囲
の領域を1フレームごとに決まった順にリフレッシュを
行う。図2のiフレームでビットストリーム切り替え信
号が入力されることにより、ビットストリーム切り替え
用のリフレッシュ制御モードに制御を切り替える。これ
により、i+1フレームよりビットストリーム切り替え
用のリフレッシュ制御モードに切り替わる。ビットスト
リーム切り替え用のリフレッシュ制御モードではi+1
フレームにおける領域205、i+2フレームにおける領
域206に示されるように通常のリフレッシュ制御モード
時の2倍の拡大されたリフレッシュ位置を一度にリフレ
ッシュを行う。また、1フレームのリフレッシュが終了
後、通常のリフレッシュ制御モードへ戻る。これにより
通常のリフレッシュ制御モードの1/2の時間で動画像
復号化装置の復号画像を切り替えることができる。上記
の場合では通常のリフレッシュ制御モードの2倍のリフ
レッシュ位置としたが、1倍より大きくすれば、同様の
効果を得ることができる。また、リフレッシュの位置の
範囲は入力画像の特長によりフレームごとに範囲を変え
ることも可能である。
のリフレッシュ制御方法を説明する図であり、これは、
通常モードからビットストリーム切り替え用のリフレッ
シュ制御へ移る際のリフレッシュ位置を示す。
i,i+1,i+2はそれぞれ入力された符号化フレー
ムのフレーム番号を時間的に前のものから示す。301〜3
06はそれぞれ各フレームでのリフレッシュされる領域
(斜線)を示す。また1フレームの符号化中にビットスト
リーム切り替え信号が入力端子23から入力された場合を
示しており、iフレーム以前が通常のリフレッシュ制御
モード、i+1フレーム以降がビットストリーム切り替
え用のリフレッシュ制御モードでのリフレッシュ位置を
示す。
2と同様にi−3フレームにおける領域301、i−2フ
レームにおける領域302、i−1フレームにおける領域3
03、iフレームにおける領域304に示すようにある決ま
った最小限の範囲の領域を1フレームごとに決まった順
にリフレッシュを行う。図3のiフレームでビットスト
リーム切り替え信号が入力されることにより、ビットス
トリーム切り替え用のリフレッシュ制御モードに制御を
切り替える。これにより、i+1フレームよりビットス
トリーム切り替え用のリフレッシュ制御モードに切り替
わる。ビットストリーム切り替え用のリフレッシュ制御
モードではi+1フレームにおける領域305、i+2フ
レームにおける領域306に示されるようにフレームの上
部から順次下部へ向かってリフレッシュを開始する。こ
れによりリフレッシュ後の領域の符号化の際に動きベク
トルの探索範囲をリフレッシュ方向(下方向)のみ禁止す
ることにより既にリフレッシュされた領域の画像が乱れ
ることがない。また、動きベクトルを禁止する領域が少
なくなるので、動き補償予測の制度が向上し、再生画像
の画質が向上する。上記動作では上部から下部へリフレ
ッシュを行う場合を示したが、下部から上部、右から
左、左から右などフレームの端から連続した位置をリフ
レッシュする場合には同様の効果を得ることができる。
のリフレッシュ制御方法を説明する図であり、これは通
常モードからビットストリーム切り替え用のリフレッシ
ュ制御へ移る際のリフレッシュ位置を示す。
i,i+1,i+2,i+3はそれぞれ入力された符号
化フレームのフレーム番号を時間的に前のものから示
す。401〜407はそれぞれ各フレームでのリフレッシュさ
れる領域(斜線)を示す。また1フレームの符号化中にビ
ットストリーム切り替え信号が入力端子23から入力され
た場合を示しており、iフレーム以前が通常のリフレッ
シュ制御モード、i+1フレーム以降がビットストリー
ム切り替え用のリフレッシュ制御モードでのリフレッシ
ュ位置を示す。
2,図3と同様にi−3フレームにおける領域401,i
−2フレームにおける領域402,i−1フレームにおけ
る領域403,iフレームにおける領域404に示すようにあ
る決まった最小限の範囲の領域を1フレームごとに決ま
った順にリフレッシュを行う。図4のiフレームでビッ
トストリーム切り替え信号が入力されることにより、ビ
ットストリーム切り替え用のリフレッシュ制御モードに
制御を切り替える。これにより、i+1フレームよりビ
ットストリーム切り替え用のリフレッシュ制御モードに
切り替わる。ビットストリーム切り替え用のリフレッシ
ュ制御モードではi+1フレームにおける領域405,i
+2フレームにおける領域406,i+3フレームにおけ
る領域407に示されるようにフレームの重要な部分から
順次リフレッシュを開始する。これにより動画像復号化
装置の復号画像は切り替えた画像の重要な部分から順次
切り替わっていく。したがって、切り替え中の乱れた画
像の表示中には切り替えた先の重要な部分から修復され
るため、操作性が向上する。上記図4では画像の中心部
分からリフレッシュを行っているが、使われ方により画
像の重要な部分が画像の中心でない場合には、中心以外
の重要な部分からリフレッシュを行っても同様の効果を
得ることができる。
法において、図2,図3に示す第1および第2のリフレ
ッシュ制御方法の組合せまたは図2と図4に示す第1お
よび第3のリフレッシュ制御方法の組合せにより入力画
像の状態に応じてそれぞれのリフレッシュの特長を活か
したリフレッシュにより再生画像の画質をさらに向上さ
せることができる。
ュ制御に少なくとも2つ以上のモードを設け、動画像の
復号化装置側でビットストリームを切り替える際にリフ
レッシュ制御のモードを変え最適化することにより、動
画像の復号化装置側で他のフレーム間/フレーム内符号
化装置で符号化され出力されている画像に切り替えるた
めに、復号するビットストリームを切り替えるときに、
復号画像が切り替わるまでの時間を短くし、符号化画質
を向上することができる。また、他の動画像の復号化装
置側で復号中のビットストリームへ切り替えた場合に
も、他の動画像の復号化装置側の復号画像が停止したり
しないという利点を有する。
ム間/フレーム内符号化装置の構成を示すブロック図で
ある。
シュ制御方法を説明する図である。
シュ制御方法を説明する図である。
シュ制御方法を説明する図である。
置の構成を示すブロック図である。
化復号化システムの構成を示すブロック図である。
装置の構成を示すブロック図である。
る。
フレッシュ制御方法を説明する図である。
制御部、 3…切り替え器、 4,13…加算器、 5…
直交変換部、 6…量子化部、 7…符号化部、8…符
号化信号の出力端子、 9…逆量子化部、 10…逆直交
変換部、 11…フレーム内/フレーム間予測制御部、
12…スイッチ、 14…フレームメモリ、15…動きベクト
ル検出部、 23…ビットストリーム切り替え信号の入力
端子、24…フレーム間/フレーム内適応符号化部、 50
2…動画像復号部、 504…復号制御部。
Claims (7)
- 【請求項1】 入力画像を前フレームの符号化画像を基
に符号化を行うフレーム間符号化と、前フレームの符号
化画像と無関係に符号化するフレーム内符号化とを適応
的に切り替え符号化を行うフレーム間/フレーム内適応
符号化部と、外部から入力されるビットストリーム切り
替え信号により強制的に入力画像の一部をフレーム内符
号化とする前記フレーム間/フレーム内適応符号化部を
制御するリフレッシュ制御部とを有することを特徴とす
る動き補償フレーム間/フレーム内符号化装置。 - 【請求項2】 前記請求項1記載の2つ以上の動き補償
フレーム間/フレーム内符号化装置に直接または間接的
に接続され、前記各動き補償フレーム間/フレーム内符
号化装置から出力されるビットストリーム中の少なくと
も1つを復号する動画像復号部と、新たなビットストリ
ームの復号を開始する場合に、ビットストリーム切り替
え信号を出力する復号制御部とを有することを特徴とす
る動画像復号化装置。 - 【請求項3】 請求項1記載の動き補償フレーム間/フ
レーム内符号化装置のリフレッシュ制御部の制御方法に
おいて、入力動画像を符号化中にビットストリーム切り
替え信号が入力された場合には、リフレッシュ領域を拡
大することにより通常のリフレッシュ周期から周期を短
くすることを特徴とするリフレッシュ制御方法。 - 【請求項4】 請求項1記載の動き補償フレーム間/フ
レーム内符号化装置のリフレッシュ制御部の制御方法に
おいて、入力動画像を符号化中にビットストリーム切り
替え信号が入力された場合には、通常のリフレッシュに
よってリフレッシュされた位置を無効にし、符号化フレ
ームの上部または、下部または画像フレームの周辺部へ
変更し、リフレッシュ領域を連続させて未リフレッシュ
領域のリフレッシュを行うことを特徴とするリフレッシ
ュ制御方法。 - 【請求項5】 請求項1記載の動き補償フレーム間/フ
レーム内符号化装置のリフレッシュ制御部の制御方法に
おいて、入力動画像を符号化中にビットストリーム切り
替え信号が入力された場合には、通常のリフレッシュに
よってリフレッシュされた位置を無効にし、符号化フレ
ームの重要な位置からリフレッシュを行うことを特徴と
するリフレッシュ制御方法。 - 【請求項6】 請求項1記載の動き補償フレーム間/フ
レーム内符号化装置のリフレッシュ制御部の制御方法に
おいて、入力動画像を符号化中にビットストリーム切り
替え信号が入力された場合には、リフレッシュ領域を拡
大することにより通常のリフレッシュ周期から周期を短
くするとともに通常のリフレッシュによってリフレッシ
ュされた位置を無効にし、符号化フレームの上部また
は、下部または画像フレームの周辺部へ変更し、リフレ
ッシュ領域を連続させて未リフレッシュ領域のリフレッ
シュを行うことを特徴とするリフレッシュ制御方法。 - 【請求項7】 請求項1記載の動き補償フレーム間/フ
レーム内符号化装置のリフレッシュ制御部の制御方法に
おいて、入力動画像を符号化中にビットストリーム切り
替え信号が入力された場合には、リフレッシュ領域を拡
大することにより通常のリフレッシュ周期から周期を短
くするとともに通常のリフレッシュによってリフレッシ
ュされた位置を無効にし、符号化フレームの重要な位置
からリフレッシュを行うことを特徴とするリフレッシュ
制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32470195A JP3207095B2 (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | 動き補償フレーム間/フレーム内符号化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32470195A JP3207095B2 (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | 動き補償フレーム間/フレーム内符号化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09163378A true JPH09163378A (ja) | 1997-06-20 |
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ID=18168755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32470195A Expired - Fee Related JP3207095B2 (ja) | 1995-12-13 | 1995-12-13 | 動き補償フレーム間/フレーム内符号化装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3207095B2 (ja) |
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