JP2718311B2 - 時間軸補正装置 - Google Patents

時間軸補正装置

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JP2718311B2
JP2718311B2 JP3360513A JP36051391A JP2718311B2 JP 2718311 B2 JP2718311 B2 JP 2718311B2 JP 3360513 A JP3360513 A JP 3360513A JP 36051391 A JP36051391 A JP 36051391A JP 2718311 B2 JP2718311 B2 JP 2718311B2
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/76Television signal recording
    • H04N5/91Television signal processing therefor
    • H04N5/93Regeneration of the television signal or of selected parts thereof
    • H04N5/95Time-base error compensation
    • H04N5/956Time-base error compensation by using a digital memory with independent write-in and read-out clock generators

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Television Signal Processing For Recording (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、映像信号の時間軸変動
分を補償する時間軸補正装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】再生映像信号に時間軸誤差が存在する場
合、同じ時間軸誤差を有するクロックで映像信号をデジ
タル化してメモリに書き込み、時間軸誤差を持たないク
ロックで読み出すことにより、例えば図9に示す時間軸
補正装置で時間軸誤差(時間軸変動)を補償することが
できる。
【0003】すなわち、例えばビデオテープレコーダ等
により再生された再生映像信号はA/D変換器11にて
時間軸変動に追従したライトクロックに基づいてデジタ
ル信号とされ、メモリ12に記憶される。そして、時間
軸変動を有しないリードクロックに基づいて、メモリ1
2からデジタル信号を読み出し、D/A変換器13によ
りアナログ信号に変換して時間軸誤差が補償された映像
信号を出力する。
【0004】時間軸変動に追従したライトクロックは、
次に示すようにして生成することができる。同期分離回
路14により再生映像信号から水平同期信号を分離し、
PLL(フェーズ・ロックド・ループ)回路15に入力
する。PLL回路15は、位相比較器16、LPF(ロ
ーパスフィルタ)17、VCO(電圧制御発振器)1
8、分周器19より構成されており、VCO18は水平
同期信号と同じ時間軸変動を有するライトクロックを出
力する。時間軸変動を有しないリードクロックは、例え
ば発振周波数が固定された発振器21によって生成され
る。メモリ制御回路20及び22は、それぞれ、ライト
クロック及びリードクロックに基づいてメモリ12の書
き込み及び読み出しの制御を行うものである。
【0005】次に、例えば図10に示す時間軸補正装置
によっても再生映像信号の時間軸誤差を補償することも
できる。図9とはライトクロックを生成する部分のみが
異なっているので、この部分のみについて説明する。す
なわち、発振器21はライトクロックの生成にも使用さ
れ、同期分離回路14よりの水平同期信号とともに位相
制御器23に供給されている。位相制御器23は、発振
器21よりのクロックを例えば微小遅延時間を有する多
段の遅延回路に供給し、それらの出力の内から水平同期
信号の位相にいちばん近い位相のものをライトクロック
として出力する。従って、このライトクロックは、水平
同期信号と同じ時間軸変動を有することになる。
【0006】図9及び図10に示した装置によれば、時
間軸誤差は自動的に補償されるが、補償されるのは比較
的低い周波数成分だけであり、画面の右側になるにつれ
て画像が変動したりする現象となる。これをベロシティ
エラーという。このベロシティエラーを補正するため
に、例えば図10の位相制御器23の後段に図11に示
す回路を設けたものが提案されている。このものは、位
相制御回路23からのクロックを、切り換え回路27の
a接点に供給するとともに、移相器31〜38に供給し
ている。これらの移相器31〜38は、移相量がπ/2
から4πまでπ/2ステップで設定されている。そし
て、切り換え制御回路26は、計測クロック発生器24
及び計測回路25によって求められた水平同期信号間の
長さ、つまり、水平同期信号の周波数に基づいて、接点
eを中心にして順次接点を切り換えて映像信号の1ライ
ン間のライトクロック数が例えば910個となるよう
に、切り換え回路27を制御している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、切り換
え回路27より出力されるライトクロックは、移相量が
2πを中心にして±2πの範囲で切り換えているもので
あるから、入力される再生映像信号の時間軸変動分が大
きい場合にはその時間軸誤差を補償できないことがあっ
た。また、π/2から4πまでの多数の遅延量を得るた
めに、多数の移相器が必要となり、その制御が複雑とな
る問題があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題に鑑
みてなされたものであり、入力映像信号の時間軸変動分
に追従したライトクロックを発生し、このライトクロッ
クで前記入力映像信号をサンプリングした後、デジタル
信号に変換してメモリに記憶し、一定周期のリードクロ
ックに基づいて前記メモリに記憶されたデジタル映像信
号を読み出して、映像信号の時間軸変動分除去する時間
軸補正装置において、前記入力映像信号の水平同期信号
の周波数を検出し、時間軸誤差がないときの水平同期周
波数との差に対応する信号を出力する周波数測定手段
と、前記入力映像信号の水平走査期間内に前記周波数測
定手段の出力信号に基づいて順次位相を推移させた前記
ライトクロックを出力する位相推移手段とを有し、前記
ライトクロック及び前記リードクロックは単一のクロッ
ク発生手段よりの出力に基づいて発生されることを特徴
とした時間軸補正装置を提供するものである。
【0009】
【実施例】以下、本発明の第1実施例について、図面を
参照しながら説明する、なお、上述した従来例と同様の
構成部分については、同一の符号を用いることとする。
図1は、本発明にかかる時間軸補正装置の第1実施例を
示す構成図である。同図において、入力された再生映像
信号は、遅延回路10によって時間が1水平期間だけ遅
延されてA/D変換器11に供給され、後述するライト
クロックに基づいてデジタル信号とされメモリ12に記
憶される。そして、後述する時間軸誤差を有しないリー
ドクロックに基づいて、メモリ12からデジタル信号を
読み出し、D/A変換器13によりアナログ信号に変換
して時間軸誤差が補償された映像信号を出力する。
【0010】同期分離回路14で入力映像信号から分離
した水平同期信号は、メモリ制御回路20に供給される
とともに、周波数測定カウンタ40にも供給される。周
波数測定カウンタ40は、マスタクロック発生器43よ
りのマスタクロックに基づいて水平同期信号の周波数を
測定し、その結果をタイミング発生回路41及び位相推
移回路42へ供給している。また、タイミング発生回路
41の出力は位相推移回路42に供給されている。位相
推移回路42は、タイミング発生回路41の出力及び周
波数測定カウンタ40の出力に基づいて、マスタクロッ
クから前述したライトクロックを生成する。前述したリ
ードクロックは、マスタクロック発生器43からのマス
タクロックを分周回路44で分周して得られる。周波数
測定カウンタ40及びタイミング発生回路41は、周波
数測定手段を構成している。
【0011】次に、図2及び図3を参照しながら、図1
に示す第1実施例の動作について説明する。ここで、ラ
イトクロックの平均周波数及びリードクロックの周波数
をN・Fhとする。Fhは、時間軸変動がないときの水
平同期周波数であり、Nは正の整数である。また、マス
タクロック発生器43の発生するマスタクロックの周波
数をM・N・Fhとする。Mは正の整数である。また、
MおよびNの例として、M=4,N=910として説明
する。
【0012】周波数測定カウンタ40は、図2(A)に
示す水平同期信号s1の立ち下がりから次の立ち下がり
までの間に含まれる図2(B)に示すマスタクロックs
2のパルス数をカウントし、M・N=3640との差の
値を出力する。入力映像信号に時間軸変動がない場合に
は、カウント数は3640となり、従って、周波数測定
カウンタ40の出力値はゼロとなる。入力映像信号に時
間軸変動があって1ラインの長さが正規の場合よりも短
くなった場合(水平同期信号の周波数が高くなった場
合)は、カウント数は3640より小となり、長くなっ
た場合(水平同期信号の周波数が低くなった場合)は、
カウント数は3640よりも大となる。そして、この3
640とのずれ量Kを出力して、タイミング発生回路4
1へ供給する。タイミング回路41へ供給されるずれ量
Kは、実際にはKの絶対値を示す値である。Kの極性を
示す信号は、周波数測定カウンタ40より位相推移回路
42に供給されている。
【0013】このずれ量K(絶対値)に基づいて、タイ
ミング発生回路41は、周波数測定したラインの次のラ
イン内に、K個のパルスがほぼ均等の期間に現れるよう
な図2(C)に示すタイミングパルスs3を発生する。
従って、タイミングパルスs3と周波数測定カウンタ4
0よりのずれ量Kの極性を示す信号の二つの信号は、入
力映像信号の水平同期周波数の変動、すなわち時間軸誤
差に対応した信号である。
【0014】位相推移回路42は、マスタクロックs2
を1/M(1/4)分周して、図3(B)に示すよう
に、周波数がN・Fh(910Fh)のライトクロック
s4を出力するが、図3(C)に示すタイミングパルス
s3が入力されるタイミング毎に位相がマスタクロック
s2の1クロック分だけ推移する。マスタクロックs2
の1クロック分はこれを1/4分周したライトクロック
s4の位相のπ/2に相当するので、結局、ライトクロ
ックs4はタイミングパルスs3が入力される毎にπ/
2ずつ位相が推移されることになる。推移される方向
は、周波数測定カウンタから出力されるずれ量Kの極性
を示す信号によって決定される。すなわち、ずれ量Kが
正の時、図3(D)に矢印aで示すように、分周の位相
をマスタクロックの1クロック分遅らせ、図3(E)に
示すライトクロックs5を出力する。ずれ量Kが負の時
には、図3(F)に矢印bで示すように、分周の位相を
マスタクロックの1クロック分進め、図3(G)に示す
ライトクロックs6を出力する。
【0015】このようにして、タイミングパルスs3が
出力される毎にずれ量Kの極性に応じて、ライトクロッ
クs4はライトクロックs5またはs6のように位相が
π/2ずつ推移されて、結局、1ライン間のライトクロ
ックパルス数は、常にM・N=910となり、入力映像
信号の時間軸変動に良好に追従したものとなる。したが
って、映像信号の1ラインが、A/D変換器11で常に
910回のサンプリングが行われてメモリ12に書き込
まれるので、メモリ12上では時間軸変動が除去された
状態で記憶されることになる。そして、分周回路44よ
りの安定したリードクロックでメモリ12より読み出さ
れるので、ライン間で伸び縮みのない映像信号を得るこ
とができる。
【0016】以上の構成で、例えば、1ラインの長さが
正規の長さよりもマスタクロックs2の10クロック分
だけ長い場合を考えてみる。タイミングパルスs3は、
1ライン間内にほぼ均等の間隔で10個のパルスが発生
することになる。このとき、極性は正であるから、位相
推移回路42は、タイミングパルスs3が入来する毎に
ライトクロックs5のように位相をπ/2ずつ遅らせ
る。結局、ライトクロックs5は、1ラインの最後の部
分では、(π/2)×10=5πだけ位相が遅れること
になる。逆に、1ラインの長さが正規の長さよりマスタ
クロックs2の10クロック分だけ短い場合、ライトク
ロックs6は、1ラインの最後の部分では、(π/2)
×10=5πだけ位相が進むことになる。このように、
従来例として説明した時間軸補正装置のものよりも、大
なる時間軸誤差を補償できることがわかる。
【0017】上記したπ/2という、タイミングパルス
s3が入来する毎の位相推移量は、Mが4の場合の値で
あるが、一般式で表せば、2π/Mずつ位相を推移させ
ればよい。
【0018】次に、周波数測定カウンタ40の具体的な
構成を、図4を参照しながら説明する。端子51には、
図1の同期分離回路14より水平同期信号が入力され
て、ダウンカウンタ52のロード入力、及びラッチ回路
53のクロック入力に接続されている。また、ダウンカ
ウンタ52のデータ入力には値「3640」が入力され
ており、クロック入力にはマスタクロックs2が入力さ
れている。ダウンカウンタ52はロード入力に水平同期
信号が入力されると、データ入力に与えられている値
「3640」をロードし、マスタクロックの入力に応じ
て、ダウンカウントを行い、そのカウント値を出力す
る。次の水平同期信号が入来したときに、カウント値を
ラッチ回路53でラッチして、ずれ量Kとして出力す
る。同時に、1ラインが正規の長さよりも短くなってい
てカウント値がゼロまで達していないときは、極性を負
として、また、1ラインが正規の長さよりも長くなって
いてカウント値がゼロを越えたときには、極性を正とし
て出力する。
【0019】タイミング発生回路41の具体的な構成
を、図5を参照しながら説明する。この回路は、いわゆ
る除算回路を構成している。端子55には、図4に示す
ラッチ回路53よりずれ量Kが入力される。そして、値
「K]は、減算器56の一方の入力に供給されて、ラッ
チ回路58の出力の値より減算され、その出力は、検出
回路59及びスイッチ57の端子aに供給される。スイ
ッチ57の端子bには、値「3640」が入力されてい
る。そして、スイッチ57の出力は、ラッチ回路58の
データ入力に供給されている。ラッチ回路58のクロッ
ク入力にはマスタクロックが供給されている。ラッチ回
路58の出力は、前述の減算器56の他方の入力に接続
されている。また、検出器59は、タイミングパルスを
出力し、端子60へ供給するとともに、スイッチ57を
a端子からb端子へ切り換えるよう制御して、値「36
40」をラッチ回路58にロードする。
【0020】以上の構成により、タイミング発生回路4
1は、ラッチ回路58の出力値からずれ量Kを減算し、
その値をラッチ回路58にロードする。そして、この値
を再び減算器56の他方の入力に供給する。以上の動作
をマスタクロック周期で繰り返し、順次ずれ量Kを減算
していく。そして、減算器56の出力が負の値になった
ことを検出器59が検出すると、スイッチ57を通して
値「3640」がラッチ回路58にロードされて、上記
の減算を繰り返す。従って、検出器59からは、マスタ
クロック数の「3640/K」個毎に1個のパルスが得
られ、1ラインの間でほぼ均等のパルス間隔を有するタ
イミングパルスs3が得られることになる。
【0021】位相推移回路42の具体的な構成を、図6
を参照しながら説明する。端子61にはずれ量Kの極性
を示す信号が、端子62にはタイミングパルスs3が、
端子63にはマスタクロックs2が、それぞれ供給され
る。タイミングパルスs3及びマスタクロックs2は、
それぞれ、バイナリカウンタ65のロード入力及びクロ
ック入力に供給されている。バイナリカウンタ65は、
その2ビット目の出力Q1にマスタクロックs2を1/
4分周したライトクロックを出力する。また、1ビット
目の出力Q0がデータ入力端子A0に、2ビット目の出
力Q1が排他的論理和回路64を経てデータ入力端子A
1にそれぞれ接続されている。そして、バイナリカウン
タ65は、タイミングパルスs3が入力され、かつ、マ
スタクロックs2が入力されたときに、データ入力A
0,A1に供給されている値をデータ出力Q0,Q1に
ロードする。排他的論理和回路64の他方の入力端子に
は、ずれ量Kの極性を示す信号が供給されている。
【0022】ずれ量Kの極性を示す信号がLレベル、す
なわち、入力映像信号の水平期間が正規の長さよりも長
いときは、バイナリカウンタ65のデータ入力A1は、
データ出力Q1と同じになる。従って、タイミングパル
スs3がバイナリカウンタ65のロード入力に入来する
と、データ出力Q0,Q1が示す値がロードされて、次
のマスタクロックs2で再び出力されることになるの
で、データ出力Q1より出力されるリードクロックの位
相が、マスタクロックの1クロック分、すなわち、π/
2だけ位相が遅れる。
【0023】次に、ずれ量Kの極性を示す信号がHレベ
ル、すなわち、入力映像信号の水平期間が正規の長さよ
りも短いときは、バイナリカウンタ65のデータ入力A
1は、データ出力Q1と逆の極性となる。従って、タイ
ミングパルスs3が入来すると、データ出力Q0,Q1
が示していた値よりも2だけ大きい値を次のマスタクロ
ックs2のときに出力する。例えば、ダウンカウンタ6
5のデータ出力Q0,Q1の値が、「0」,「1」,
「2」,「3」のとき、次のマスタクロックs2で入力
データの「2」,「3」,「0」,「1」が出力データ
としてデータ出力Q0,Q1に出力される。タイミング
パルスs3が入来していない通常のときは次のクロック
で1だけ大きい値を出力するので、このように2だけ大
きい値を出力するということは、タイミングパルスs3
によってデータ出力Q1から出力されるライトクロック
の位相が、マスタクロックの1クロック分、すなわち、
π/2だけ進むことになる。以上説明したように、図6
に示す位相推移回路42は、マスタクロックs2を1/
4に分周しながら、入力映像信号の時間軸変動に良好に
追従した、水平同期周波数のN倍の周波数のライトクロ
ックs4,s5,s6を発生している。
【0024】次に、図7を参照しながら、本発明の第2
実施例について説明する。第1実施例では、マスタクロ
ックs2の分周を行いながらライトクロックの位相を推
移させていた。第2実施例では、周波数がN・Fhのク
ロックを従来で説明したような位相制御器23と同じよ
うに複数の異なる位相を有するクロック群の中から水平
同期信号にいちばん位相の近いものをライトクロックと
して選択して出力し、かつ、周波数測定手段の出力に応
じてこれらのクロック群の出力を選択出力することによ
りライトクロックの位相を推移させる。
【0025】図7において、分周回路44から出力され
る周波数がN・Fhの信号は、リードクロックとしてメ
モリ制御回路22及びメモリ12に供給されるととも
に、多段遅延回路47にも供給されている。この多段遅
延回路47は、供給されるクロック信号の1周期分に相
当する時間をほぼ均等に分割した複数の遅延出力を有し
ている。これら複数の出力よりのクロック群は、クロッ
ク選択及び位相制御回路46に供給される。これよりの
出力が、ライトクロックとしてメモリ制御回路20及び
メモリ12に供給される。補正回路45は、周波数測定
カウンタ40からのずれ量Kの値を後述するように補正
してタイミング発生回路41に供給する。第2実施例で
は、周波数測定カウンタ40,タイミング発生回路41
及び補正回路45が周波数測定手段を構成している。
【0026】図8を参照しながら、図7の主要部の動作
について説明する。多段遅延回路の複数の遅延出力の数
をLとすると、それらの出力は、図8(A)に示すよう
に、θ=2π/Lずつ位相がずれたL個のクロック
1,C2,・・・CLからなる。クロック選択及び位相
制御回路46は、これらクロックC1,C2,・・・CL
の中から、同期分離回路からの水平同期信号に位相がい
ちばん近いものを図8(C)に示すライトクロックs7
として選択して出力する。この動作は、従来例で説明し
た位相制御器23と同様の動作である。そして、タイミ
ング発生回路よりの図8(D)に示すタイミングパルス
s3’が入力される毎に、ずれ量Kの極性に応じて順次
選択するクロックを1段ずつシフトしていく。クロック
1,C2,C3,・・・CLの位相を、0,θ,2θ,・
・・(L−1)θとしたとき、例えば、水平同期信号s
1にいちばん位相の近いクロックC2がクロック選択及
び位相制御回路46から出力されている場合、水平期間
が正規よりも短いと測定されたときには、タイミングパ
ルスs3’が入来する毎にクロックをC2→C1→CL
L-1・・・とシフトしていき、水平期間が正規よりも
長いと測定されたときには、クロックをCL-1→CL→C
1→C2→C3・・・とシフトしていく。タイミングパル
スs3’の発生は、次のようにして行う。入力映像信号
の水平同期周波数の測定、すなわち水平期間の長さの測
定は、マスタクロック発生器43からのM・N・Fhの
周波数を有するマスタクロックs2により行っているの
で、測定単位は2π/Mとなっている。ところが、多段
遅延回路47から出力されるクロック群の位相差θは、
前述したように2π/Lであるので、第1実施例で示し
たタイミングパルスs3で位相推移を行うことはできな
い。そこで、補正回路45で、周波数測定カウンタから
のずれ量Kの値に対してL/Mを乗じてタイミング発生
回路41に供給し、タイミング発生回路41が1ライン
の間に(L/M)×K個のタイミングパルスs3’を発
生するようにしている。このようにして、θに対応した
タイミングパルスs3’を発生している。
【0027】図7に示した第2実施例では、水平同期信
号の周波数測定のためのマスタクロックs2は周波数は
M・N・Fhであり、一方、多段遅延回路47へ入力さ
れるクロックは周波数はN・Fhであり、それぞれ周波
数が異なっている。これらの周波数を同一にしてもよ
い。例えば、マスタクロック発生器43と分周回路44
の代わりに、周波数がN・Fhのクロックを発生する発
振器を設け、このクロックを、水平同期信号の周波数測
定のためのクロックとして、また、多段遅延回路の入力
として、また、リードクロックとして用いることもでき
る。この場合には、補正回路45は、周波数測定カウン
タ40よりのずれ量KにLを乗じた値をタイミングパル
ス発生回路41へ供給する。これによって、タイミング
パルス発生回路41は、1ライン間でL×K個のパルス
を有するタイミングパルスを発生する。このようにし
て、多段遅延回路47の出力の位相差θに対応したタイ
ミングパルスをクロック選択及び位相推移回路46に供
給して、位相が順次推移したライトクロックs7を得る
ことができる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による時間
軸補正装置によれば、入力映像信号の水平同期信号の周
波数に応じて1ライン内でライトクロックの位相を順次
推移させて、1ライン内のライトクロックの数が常に一
定となるようにしてデジタル化した映像信号をメモリに
記憶し、記憶した映像信号を一定周波数のリードクロッ
クで読み出しているので、入力映像信号の時間軸誤差が
大きい場合であっても良好に時間軸誤差を補償でき、モ
ニタ装置に表示したときに映像の伸び縮みが発生しない
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による時間軸補正装置の第1実施例を示
す構成図である。
【図2】前記第1実施例の動作を示す説明図である。
【図3】前記第1実施例の動作を示す説明図である。
【図4】前記第1実施例の周波数測定カウンタの具体例
を示す構成図である。
【図5】前記第1実施例のタイミング発生回路の具体例
を示す構成図である。
【図6】前記第1実施例の位相推移回路の具体例を示す
構成図である。
【図7】本発明による時間軸補正装置の第2実施例を示
す構成図である。
【図8】前記第2実施例の動作を示す説明図である。
【図9】時間軸補正装置の第1の従来例を示す構成図で
ある。
【図10】時間軸補正装置の第2の実施例を示す構成図
である。
【図11】前記第2の従来例の改良例の要部を示す構成
図である。
【符号の説明】
10 遅延回路 11 A/D変換器 12 メモリ 13 D/A変換器 14 同期分離回路 40 周波数測定カウンタ 41 タイミング発生回路 42 位相推移回路(位相推移手段) 43 マスタクロック発生器 44 分周回路 45 補正回路 46 クロック選択及び位相制御回路(位相推移手段) 47 多段遅延回路 52 ダウンカウンタ 53 ラッチ回路 56 減算器 57 スイッチ 58 ラッチ回路 59 検出回路 65 バイナリカウンタ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力映像信号の時間軸変動分に追従したラ
    イトクロックを発生し、このライトクロックで前記入力
    映像信号をサンプリングした後、デジタル信号に変換し
    てメモリに記憶し、一定周期のリードクロックに基づい
    て前記メモリに記憶されたデジタル映像信号を読み出し
    て、映像信号の時間軸変動分除去する時間軸補正装置に
    おいて、 前記入力映像信号の水平同期信号の周波数を検出し、時
    間軸誤差がないときの水平同期周波数との差に対応する
    信号を出力する周波数測定手段と、前記入力映像信号の
    水平走査期間内に前記周波数測定手段の出力信号に基づ
    いて順次位相を推移させた前記ライトクロックを出力す
    る位相推移手段とを有し、前記ライトクロック及び前記
    リードクロックは単一のクロック発生手段よりの出力に
    基づいて発生されることを特徴とした時間軸補正装置。
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