JP2002056390A - Image recognition device - Google Patents

Image recognition device

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JP2002056390A
JP2002056390A JP2000243823A JP2000243823A JP2002056390A JP 2002056390 A JP2002056390 A JP 2002056390A JP 2000243823 A JP2000243823 A JP 2000243823A JP 2000243823 A JP2000243823 A JP 2000243823A JP 2002056390 A JP2002056390 A JP 2002056390A
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Japan
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image
processing unit
image processing
image recognition
difference
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JP2000243823A
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Japanese (ja)
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Kenji Suzuki
健志 鈴木
Hiroshi Sekino
宏 関野
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Fujitsu General Ltd
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Fujitsu General Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accelerate an image recognition to solve the malfunction by an external noise or the flicker of a fluorescent lamp lighting. SOLUTION: The image from a camera 1 is A/D converted in an image processing part 2 and sampled to determine the average of images of three frames, which is then divided into a plurality of blocks of a prescribed pixel number × a prescribed line number. The average value of the image level of each block is calculated, the difference with the reference value of a reference image read from a memory part 4 is calculated, and the difference is binarized and projected. The binary projection data is inputted to a judgment processing part 5 through a control part 7 to judge the presence of an abnormality on the basis of the binary distribution state. When the abnormality is judged, a signal showing the presence of the abnormality is outputted from the control part 7. The image processing part performs the image processing of the following three frames in parallel to this judgment processing. Since the average of three frames is determined in the image processing part, the external noise, flicker or the like is averaged to reduce the level, and cancelled by the differential calculation or binarization, so that no malfunction is caused.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は画像認識装置に係
り、画像差の演算処理と異常有無の判断処理とを並行し
て行い、画像認識処理を高速化し性能を向上するものに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image recognition apparatus, and more particularly, to an image recognition apparatus for performing an image difference calculation process and an abnormality determination process in parallel to speed up the image recognition process and improve the performance.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像認識装置では、テレビジョンカメラ
(以降、カメラと略す)からの画像を基準画像と比較
し、差を算出し、差が基準値より大きい場合に異常が発
生したものと判断している。この場合、入力画像と基準
画像との差を算出し、異常の有無の判断を行い、これら
が終わってから次の画像を取込み、画像差の算出、異常
の有無の判断を行うもので、画像入力から異常の有無の
判断までをシリーズに行うため処理に時間を要し、ま
た、次に画像を取込むまでの間のフレームの画像は判断
の対象にならないことになり、画像認識の性能が低下
し、また、外来ノイズや蛍光灯のフリッカ等が画像の差
となり、異常が発生したものと誤って判断する等の問題
があった。
2. Description of the Related Art In an image recognition apparatus, an image from a television camera (hereinafter abbreviated as camera) is compared with a reference image, a difference is calculated, and if the difference is larger than a reference value, it is determined that an abnormality has occurred. are doing. In this case, the difference between the input image and the reference image is calculated, the presence or absence of an abnormality is determined, and after these, the next image is taken, the image difference is calculated, and the presence or absence of an abnormality is determined. It takes time to process the series from input to the determination of the presence or absence of abnormalities, and the image of the frame until the next image is captured is not subject to determination, and the performance of image recognition is poor. In addition, there has been a problem in that the image difference is reduced due to extraneous noise, flicker of fluorescent light, and the like, and that it is erroneously determined that an abnormality has occurred.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような点
に鑑み、画像入力から画像差の演算処理までの動作と異
常の有無の判断の動作とを並行して行うようにし、画像
(フレーム)の取込み間隔を縮め、画像認識処理を高速
化し、かつ、外来ノイズや蛍光灯のフリッカ等による誤
動作をなくすることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the foregoing, the present invention has been made so that the operations from image input to image difference calculation processing and the operation of judging the presence or absence of an abnormality are performed in parallel. It is an object of the present invention to shorten the capture interval of (1), speed up image recognition processing, and eliminate malfunctions due to extraneous noise, flicker of fluorescent lamps, and the like.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の画像認識装置では、カメラからの画像をデ
ィジタル信号に変換し、サンプリングし、複数のフレー
ムの画像の平均をとり、該画像を複数ブロックに分割
し、各ブロックの画像レベルの平均値を算出し、各平均
値を対応する各ブロックの所定の基準値と比較して差分
を算出し、該差分を所定の閾値を基準にして2値化し、
座標を投影する画像処理部と、前記画像処理部で投影さ
れた2値の分布に基づき異常の有無を判断し、異常あり
の場合に異常を示す信号を出力する判断処理部と、前記
画像処理部および判断処理部を制御する制御部とから構
成し、前記判断処理部の判断処理と前記画像処理部によ
る次の複数のフレームの画像処理とを並行して行うこと
により、画像認識を高速化する。
In order to achieve the above object, an image recognition apparatus according to the present invention converts an image from a camera into a digital signal, samples the image, averages a plurality of frames of the image, and obtains an average of the image. Is divided into a plurality of blocks, an average value of the image level of each block is calculated, a difference is calculated by comparing each average value with a predetermined reference value of each corresponding block, and the difference is determined based on a predetermined threshold value. And binarize,
An image processing unit that projects coordinates, a determination processing unit that determines the presence or absence of an abnormality based on the binary distribution projected by the image processing unit, and outputs a signal indicating the abnormality when there is an abnormality, and the image processing unit And a control unit that controls the determination unit, and speeds up image recognition by performing the determination processing of the determination processing unit and the image processing of the next plurality of frames by the image processing unit in parallel. I do.

【0005】前記画像処理部にて、少なくとも3フレー
ムの画像の平均をとることにより、外来ノイズあるいは
蛍光灯照明のフリッカ等による影響が打ち消されるよう
にする。
By averaging at least three frames of images in the image processing section, the influence of extraneous noise or flicker of fluorescent lamp illumination is canceled out.

【0006】記憶部を設け、カメラより出力され、ディ
ジタル信号に変換され、サンプリングされた、前記差分
を算出する際の基準とするための画像の各ブロックの平
均値を記憶し、記憶部より読出した各ブロックの平均値
を画像処理部で差分を算出するための基準値とするよう
にする。
A storage unit is provided for storing an average value of each block of an image output from a camera, converted into a digital signal, sampled and used as a reference for calculating the difference, and read out from the storage unit. The average value of each block is used as a reference value for calculating a difference in the image processing unit.

【0007】この記憶部に、前記差分を2値化する際の
基準とするための閾値を記憶し、記憶部より読出した閾
値を画像処理部で差分を2値化するための基準値とする
ようにする。
In this storage unit, a threshold value for use as a reference when binarizing the difference is stored, and the threshold value read from the storage unit is used as a reference value for binarizing the difference in the image processing unit. To do.

【0008】前記画像処理部での処理に要する時間と前
記判断処理部での処理に要する時間とが同じになるよう
にし、画像認識処理の効率を高めるようにする。
[0008] The time required for processing in the image processing unit and the time required for processing in the judgment processing unit are made the same, so that the efficiency of image recognition processing is increased.

【0009】なお、前記判断処理部での処理に要する時
間を前記画像処理部での処理に要する時間より短くし、
前記画像処理部で処理されないフレームが生じないよう
にしてもよい。
It is to be noted that the time required for processing in the judgment processing unit is shorter than the time required for processing in the image processing unit,
A frame that is not processed by the image processing unit may be prevented from occurring.

【0010】また、前記判断処理部による異常の有無の
判断の条件を任意に設定するようにする。
[0010] Further, conditions for judging the presence / absence of an abnormality by the judgment processing section are set arbitrarily.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例に基づ
き図面を参照して説明する。図1は本発明による画像認
識装置の一実施例の要部ブロック図である。図におい
て、1はカメラ、2は、カメラ1からの複数フレーム
(3フレーム)の平均の画像と基準画像との差を2値化
し座標を投影する画像処理部で、ハードウェアで構成さ
れるもの、3は画像処理部2の作業用のメモリ、4は差
分算出に用いる基準値および2値化の基準とする閾値を
記憶する記憶部、5は画像処理部2よりの画像処理結果
に基づき異常の有無を判断する判断処理部で、マイコン
等を用いたソフトウェアで構成されるもの、6は判断処
理部5の作業用のメモリ、7は画像処理部2、記憶部4
および判断処理部5を制御し、判断処理部5の判断結果
を出力する制御部である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described based on embodiments with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a main part of an embodiment of an image recognition apparatus according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a camera, and 2 denotes an image processing unit which binarizes a difference between an average image of a plurality of frames (three frames) from the camera 1 and a reference image and projects coordinates, and is configured by hardware. Reference numeral 3 denotes a working memory of the image processing unit 2, reference numeral 4 denotes a storage unit for storing a reference value used for calculating a difference and a threshold value used as a reference for binarization, and reference numeral 5 denotes an abnormality based on an image processing result from the image processing unit 2. A judgment processing unit for judging the presence / absence of software, which is constituted by software using a microcomputer or the like; 6 is a working memory of the judgment processing unit 5; 7 is an image processing unit 2;
And a control unit that controls the judgment processing unit 5 and outputs the judgment result of the judgment processing unit 5.

【0012】次に、本発明による画像認識装置の動作を
図2の動作の流れ図を参照して説明する。カメラ1から
の第1のフレームの画像(第1画像)は画像処理部2に
入力し、A/D変換器でディジタル信号に変換し、所定
の周波数のクロックでサンプリングし、図3(イ)に示
す如く、一画面を所定画素数×所定ライン数ずつの複数
ブロックに分割し、ブロックごとに全画素のデータの平
均値を求め、これをメモリ3に記録し、続く第2フレー
ムの第2画像を取込み、ディジタル信号に変換し、サン
プリングし、第1画像と同じブロックに分割し、ブロッ
クごとに全画素のデータの平均値を求め、これと、メモ
リ3より読出した第1画像の各ブロックのデータとの平
均値を算出し、これをメモリ3に記憶し(メモリ3に記
録されていた前のデータは自動的に消去)、次いで第3
フレームの第3画像を取込み、ディジタル信号に変換
し、サンプリングし、第1・第2画像と同じブロックに
分割し、ブロックごとに全画素のデータの平均値を求
め、これと、メモリ3より読出した、第1・第2画像の
平均の各ブロックのデータとの平均値、すなわち第1〜
第3フレームの三画像の各ブロックで全画素のデータの
平均値を算出し、メモリ3に記録する(メモリ3の前の
データは自動的に消去)。
Next, the operation of the image recognition apparatus according to the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. An image of a first frame (first image) from the camera 1 is input to the image processing unit 2, converted into a digital signal by an A / D converter, and sampled with a clock of a predetermined frequency. As shown in (1), one screen is divided into a plurality of blocks each having a predetermined number of pixels × a predetermined number of lines, an average value of data of all pixels is obtained for each block, and this is recorded in the memory 3; The image is fetched, converted into a digital signal, sampled, divided into the same blocks as the first image, and the average value of the data of all pixels is obtained for each block. Calculate the average value with the data of (3) and store it in the memory 3 (the previous data recorded in the memory 3 is automatically deleted).
The third image of the frame is fetched, converted into a digital signal, sampled, divided into the same blocks as the first and second images, and the average value of the data of all the pixels is obtained for each block. In addition, the average value of the average of the first and second images with the data of each block, that is, the first to the first images,
The average value of the data of all the pixels in each block of the three images of the third frame is calculated and recorded in the memory 3 (the data before the memory 3 is automatically deleted).

【0013】記憶部4には、前もってカメラ1より出力
され、画像処理部2でディジタル信号に変換され、サン
プリングされた、差分を算出する際の基準とするための
画像(基準画像)の、上記と同一に区分した各ブロック
ごとの全画素のデータの平均値(基準値)が記憶されて
いる。記憶部4からこの基準値を制御部7を介して読出
し、画像処理部2により、メモリ3より読出したデータ
とブロックごとに比較し、ブロックごとにデータの差分
を算出する。この差分を、制御部7を介し記憶部4より
読出した2値化の基準とするための閾値と比較し、閾値
よりデータが大きければこのブロックは変化ありとして
「1」、データが閾値より小さければこのブロックは変
化なしとして「0」、に2値化し、これを、図3(ロ)
に示す如くX軸・Y軸からなる座標上に投影する。以上
で画像処理部2の第1〜第3フレームの画像処理が終わ
り、画像処理部2は続いて第4、第5、第6フレームの
画像処理に入る。
The storage unit 4 stores the image (reference image) output from the camera 1 in advance, converted into a digital signal by the image processing unit 2 and sampled, and used as a reference for calculating a difference. The average value (reference value) of the data of all the pixels for each block divided in the same manner as in the above is stored. The reference value is read from the storage unit 4 via the control unit 7, and the image processing unit 2 compares the data read from the memory 3 for each block and calculates a data difference for each block. This difference is compared with a threshold value read from the storage unit 4 via the control unit 7 and used as a reference for binarization. If the data is larger than the threshold value, the block is determined to be changed to “1” and the data is smaller than the threshold value. The tobacco block is binarized to “0” as no change, and this is
Is projected on the coordinates of the X axis and the Y axis as shown in FIG. Thus, the image processing of the first to third frames by the image processing unit 2 is completed, and the image processing unit 2 subsequently enters the image processing of the fourth, fifth, and sixth frames.

【0014】画像処理部2で第4〜第6フレームの画像
処理を行っている間、画像処理部2で投影された図3
(ロ)の2値のデータ(分布)は制御部7を介し判断処
理部5に入力し、一旦作業用のメモリ6に記録する。判
断処理部5はマイコンを用いて構成され、メモリ6より
読出された投影データに基づき異常の有無を判断する。
異常ありの判断は、例えば、全ブロック数に対する
「1」のブロック数の率が所定率以上か、「1」のブロ
ックの率は低いが「1」のブロックが集中しているか、
あるいは異常発生の目安とされる特定のブロック(例え
ば、異常発生の頻度の高い箇所に対応するブロック)が
「1」である、等の場合に異常ありと判断し、制御部7
を介し判断結果を出力し、警報等を行う。この間に画像
処理部2で第4〜第6フレームの画像処理が行われ、2
値のデータが投影されるので、判断処理部5は続いて第
4〜第6フレームの画像の異常の有無の判断を行う。な
お、判断処理部5をマイコンを用いて構成したので、異
常の有無の判断基準を装置の設置条件、あるいは時間帯
等に応じて変更することが容易になる。
While the image processing unit 2 performs the image processing of the fourth to sixth frames, the image projected by the image processing unit 2 shown in FIG.
The binary data (distribution) of (b) is input to the judgment processing unit 5 via the control unit 7 and is temporarily recorded in the working memory 6. The determination processing unit 5 is configured using a microcomputer, and determines the presence or absence of an abnormality based on the projection data read from the memory 6.
The determination of the presence of an abnormality is, for example, whether the ratio of the number of blocks of “1” to the total number of blocks is equal to or higher than a predetermined ratio, whether the ratio of blocks of “1” is low but blocks of “1” are concentrated,
Alternatively, when a specific block (for example, a block corresponding to a location where the frequency of occurrence of abnormality is high) as a standard of occurrence of abnormality is “1”, it is determined that there is an abnormality, and the control unit 7
The judgment result is output via the, and an alarm or the like is performed. During this time, image processing of the fourth to sixth frames is performed by the image processing unit 2, and
Since the value data is projected, the determination processing unit 5 subsequently determines whether there is an abnormality in the images of the fourth to sixth frames. In addition, since the determination processing unit 5 is configured using a microcomputer, it is easy to change the criteria for determining the presence or absence of an abnormality according to the installation conditions of the apparatus, the time zone, or the like.

【0015】上記画像処理部2で複数フレーム、例え
ば、3フレームの画像の平均をとることにより、一例と
して、一つのフレームにあった外来ノイズあるいは蛍光
灯照明のフリッカ等が、他の二つのフレームには現れな
い場合、ノイズレベルが平均化されて1/3 になり、差分
算出若しくは2値化処理により消去され、結果としてこ
れらの影響を打ち消すことができる。なお、上記では3
フレームの画像を平均する例で説明したが、例えば、画
像処理の間隔は長くなっても外来ノイズ等による影響を
より低く抑える必要がある場合等には4以上のフレーム
の画像の平均をとるようにしてもよい。なお、画像処理
部2での画像処理(A/D変換から投影まで)に要する
時間と判断処理部5での判断処理に要する時間とが同じ
になるようにすれば、全てのフレームに対して処理が行
われるので画像認識処理の効率が高まり、高性能のもの
となるが、判断処理部5での判断処理に要する時間の方
が短い分には、画像処理部2で処理されないフレームが
生じないので、何ら問題は生じない。
The image processing unit 2 averages images of a plurality of frames, for example, three frames, so that, for example, extraneous noise or flicker of fluorescent lamp illumination in one frame can be replaced by the other two frames. If the noise level does not appear, the noise level is averaged to 1/3, and the noise level is eliminated by the difference calculation or the binarization process. As a result, these effects can be canceled. In the above, 3
Although an example of averaging frame images has been described, for example, when it is necessary to suppress the influence of extraneous noise or the like even if the image processing interval is long, an average of four or more frame images is taken. It may be. If the time required for the image processing (from A / D conversion to projection) in the image processing unit 2 and the time required for the determination processing in the determination processing unit 5 are the same, all the frames can be processed. Since the processing is performed, the efficiency of the image recognition processing is increased and the performance is high. However, if the time required for the judgment processing in the judgment processing unit 5 is shorter, some frames are not processed in the image processing unit 2. There are no problems.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明による画
像認識装置によれば、画像処理部と判断処理部が並行し
て動作するので、画像認識処理を高速化でき、画像認識
性能を高めることができる。また、判断処理部をマイコ
ンを用いて構成したので、例えば、異常の有無の判断基
準を装置の設置条件あるいは時間帯等によって変更する
ことがソフトウェアの更新のみで対応できる等の利点を
持つものである。
As described above, according to the image recognition apparatus of the present invention, since the image processing section and the judgment processing section operate in parallel, the image recognition processing can be sped up and the image recognition performance can be improved. be able to. In addition, since the judgment processing unit is configured using a microcomputer, there is an advantage that, for example, changing the judgment criteria of the presence / absence of abnormality according to the installation conditions of the apparatus or time zone can be dealt with only by updating the software. is there.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による画像認識装置の一実施例の要部ブ
ロック図である。
FIG. 1 is a main block diagram of an embodiment of an image recognition device according to the present invention.

【図2】本発明による画像認識装置の動作の流れを説明
するための図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a flow of an operation of the image recognition device according to the present invention.

【図3】(イ)は画像平均の図、(ロ)は2値の投影図
である。
3A is a diagram of image averaging, and FIG. 3B is a binary projection diagram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 カメラ 2 画像処理部 3、6 メモリ 4 記憶部 5 判断処理部 7 制御部 Reference Signs List 1 camera 2 image processing unit 3, 6 memory 4 storage unit 5 judgment processing unit 7 control unit

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 テレビジョンカメラからの画像をディジ
タル信号に変換し、サンプリングし、複数のフレームの
画像の平均をとり、該画像を複数ブロックに分割し、各
ブロックの画像レベルの平均値を算出し、各平均値を対
応する各ブロックの所定の基準値と比較して差分を算出
し、該差分を所定の閾値を基準にして2値化し、座標を
投影する画像処理部と、前記画像処理部で投影された2
値の分布に基づき異常の有無を判断し、異常ありの場合
に異常を示す信号を出力する判断処理部と、前記画像処
理部および判断処理部を制御する制御部とからなり、前
記判断処理部の判断処理と、前記画像処理部による次の
複数のフレームの画像処理とを並行して行うことによ
り、画像認識を高速化するようにした画像認識装置。
1. An image from a television camera is converted into a digital signal, sampled, an image of a plurality of frames is averaged, the image is divided into a plurality of blocks, and an average value of an image level of each block is calculated. An image processing unit that calculates a difference by comparing each average value with a predetermined reference value of each corresponding block, binarizes the difference based on a predetermined threshold value, and projects coordinates, 2 projected on the part
A judgment processing unit for judging the presence or absence of an abnormality based on the distribution of the values, and outputting a signal indicating the abnormality when there is an abnormality; and a control unit for controlling the image processing unit and the judgment processing unit. An image recognition apparatus which speeds up image recognition by performing the determination processing in parallel with the image processing of the next plurality of frames by the image processing unit.
【請求項2】 前記画像処理部にて、少なくとも3フレ
ームの画像の平均をとることにより、外来ノイズあるい
は蛍光灯照明のフリッカ等による影響が打ち消されるよ
うにした請求項1記載の画像認識装置。
2. The image recognition apparatus according to claim 1, wherein the image processing section averages images of at least three frames to cancel the influence of extraneous noise or flicker of fluorescent lamp illumination.
【請求項3】 記憶部を設け、前記テレビジョンカメラ
より出力され、ディジタル信号に変換され、サンプリン
グされた、前記差分を算出する際の基準とするための画
像の各ブロックの平均値を記憶し、前記記憶部より読出
した各ブロックの平均値を前記画像処理部で差分を算出
するための基準値とするようにした請求項1または2記
載の画像認識装置。
3. A storage unit for storing an average value of each block of an image output from the television camera, converted into a digital signal, sampled, and used as a reference when calculating the difference. 3. The image recognition apparatus according to claim 1, wherein an average value of each block read from the storage unit is used as a reference value for calculating a difference in the image processing unit.
【請求項4】 前記記憶部に、前記差分を2値化する際
の基準とするための閾値を記憶し、前記記憶部より読出
した閾値を前記画像処理部で差分を2値化するための基
準値とするようにした請求項3記載の画像認識装置。
4. A storage device according to claim 1, wherein a threshold value used as a reference for binarizing the difference is stored in the storage unit, and a threshold value read from the storage unit is used for binarizing the difference in the image processing unit. 4. The image recognition device according to claim 3, wherein the reference value is set.
【請求項5】 前記画像処理部での処理に要する時間と
前記判断処理部での処理に要する時間とが同じになるよ
うにし、画像認識処理の効率を高めるようにした請求項
1乃至4のいずれかに記載の画像認識装置。
5. The image recognition apparatus according to claim 1, wherein the time required for processing in said image processing unit is equal to the time required for processing in said judgment processing unit, and the efficiency of image recognition processing is increased. An image recognition device according to any one of the above.
【請求項6】 前記判断処理部での処理に要する時間を
前記画像処理部での処理に要する時間より短くすること
により、前記画像処理部で処理されないフレームが生じ
ないようにした請求項1乃至4のいずれかに記載の画像
認識装置。
6. The image processing unit according to claim 1, wherein a time required for the processing by the determination processing unit is shorter than a time required for the processing by the image processing unit. 5. The image recognition device according to any one of 4.
【請求項7】 前記判断処理部における異常の有無の判
断の条件を任意に設定するようにした請求項1乃至6の
いずれかに記載の画像認識装置。
7. The image recognition apparatus according to claim 1, wherein conditions for determining whether or not there is an abnormality in said determination processing unit are arbitrarily set.
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