JP2837261B2 - 動き検出方法及び回路 - Google Patents
動き検出方法及び回路Info
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Description
出する動き検出方法及び回路に関するものである。
することにより、動き適応型の輝度信号・色信号分離、
或いは動き適応型の走査線補間などが行われているが、
本発明は、かかる用途に用い得る動き検出方法及び回路
に関するものであり、更に詳しくは、水平空間周波数成
分がμscで、垂直空間周波数成分がνscで、時間周波数
成分がλscである如き色副搬送波周波数fscを、帯域幅
約fcの色差信号で変調して得られる色信号が、輝度信号
の高周波部分に多重されてなる複合カラーテレビジョン
信号につき、該テレビジョン信号に含まれる画像の動き
を検出する動き検出方法及び回路に関するものである。
あるNTSC方式を例にとって、従来の動き検出について説
明を行う。
差信号で変調し、約4.2MHzの映像信号帯域中の約2.1〜
4.2MHzの部分に多重している。
には、 という関係がある。
は、 という関係がある。
た信号間で逆相になっている。この性質を利用して静止
画に対しては、フレーム間の和で輝度信号を、差で色差
信号を分離することが可能となる。これにより、クロス
カラー、ドット妨害などのクロスコンポーネント成分の
除去を、ほぼ完全に行うことができ、高画質化が図れ
る。
行うと、二重像となったり、クロスコンポーネント成分
の除去効果が無くなるだけでなく、不適切な輝度信号分
離を行うためにかえって大きなドット妨害を生じるなど
の画質劣化を生じることになる。
きが小さいならば静止画であるとしてフレーム間処理を
行って輝度信号と色信号を分離し(以下、YC分離と記
す)、画像の動きが大きいならば動画像であるとしてフ
ィールド内処理を行ってYC分離するといった動き適応型
の処理が考えられる。
フレーム期間離れた二つの信号間の低域成分と、相互に
2フレーム期間離れた二つの信号間の高域成分とによ
り、画像の動きを検出するようにしている。かかる動き
検出回路の従来例を第6図に示す。
を1フレーム期間遅延して出力するフレームメモリ、20
3,210は減算回路、204,215はLPF(ローパスフィル
タ)、205は動き量検出回路、206,211はBPF(バンドパ
スフィルタ)、207,212は掛算回路、208はキャリア発生
回路、209,213はサブサンプル回路、216は出力端子であ
る。
入力端子201より入力された信号の1フレーム間差信号
を求め、LPF204により水平方向低域成分の差信号が抽出
されるが、これによって1フレーム間の画像の動きが検
出できる。
により抽出され、キャリア発生回路208と掛算回路207,2
12により低域に変換された後に、画素がサブサンプル回
路209,213により間引かれる。こうして、少ないメモリ
容量により、フレームメモリ202,214及び減算回路210を
介して2フレーム間差信号を得るようにしている。LPF2
15は、2フレーム間差信号の低域成分を抽出し、2フレ
ーム間差信号に含まれるノイズ成分を除去する。かくし
て得られた信号から2フレーム間の画像の動きが検出で
きる。
使って、画像の動き量を検出する。
するための1フレーム間動き検出では、1フレーム間差
信号をLPF204により帯域制限し、色信号を除去するよう
にしている。1フレーム間差信号には動きを表す情報の
ほかに色信号が含まれているためである。
し1.5MHz程度であるので、色信号による動きの誤検出を
防止するには、LPFの通過帯域としては、(fsc−1.5MH
z)程度以下であることが必要となる。
分の1フレーム間差信号が失われるので、細かい絵柄
(輝度信号高域成分)の動きの検出もれを生じるとうい
問題がある。
ズされた信号のように、必ずしもNTSC方式の規格を厳密
には守っておらず、色信号の帯域が広がっているものも
ある。この場合、動きの誤検出を考えるとLPFの通過帯
域をさらに狭くする必要があるが、動きの検出もれを考
慮すると通過帯域はあまり狭くすることができない。
よび動きの検出もれの双方について満足のできる、1フ
レーム間動き検出を実現することにあり、さらに2フレ
ーム間動き検出と併せて性能の良い動き検出方法及び回
路を実現することにある。
分がμscで、垂直空間周波数成分がνscで、時間周波数
成分がλscである如き色副搬送波周波数fscを、帯域幅
約fcの色差信号で変調して得られる色信号が、輝度信号
の高周波数部分に多重されてなる複合カラーテレビジョ
ン信号について、該複合カラーテレビジョン信号に含ま
れる画像の動きを検出する際い次のようにする。
り、垂直空間周波数νがνsc近傍の成分は、水平空間周
波数μ方向の通過帯域を狭帯域に帯域制限して、そうで
ない場合に多く含まれることになる色信号を除去する。
また、垂直空間周波数νがνsc近傍以外の成分は、もと
もと色信号を余り含まないから、水平空間周波数μ方向
の通過帯域を広帯域に帯域制限することにより、細かい
絵柄を表わす輝度信号高域成分が失なわれないようにす
る。以上のようにしてそれぞれの成分を帯域制限して得
られる残りの信号成分(1フレーム間差信号)を基にし
て、本発明では1フレーム間動き検出を行うようにして
いる。
う両方の問題に対応可能な、性能の良い1フレーム間動
き検出を実現することができ、2フレーム間動き検出と
併せれば複合カラーテレビジョン信号のほぼ完全な動き
検出を実現することができる。
本発明の説明に当たっては、複合カラーテレビジョン信
号として、NTSC方式を例にとって説明する。したがって
色副搬送波周波数fscの水平空間周波数μscは約3.58〔M
Hz〕、垂直空間周波数νscは525/4〔cph:cycleper pict
ure hight〕、時間周波数は15〔Hz〕、色差信号の帯域f
cは約1.5〔MHz〕である。
第1図において、1は入力端子、2は1フレーム間動き
検出回路、3は2フレーム間動き検出回路、4,18はフレ
ームメモリ、5,8,10,19は減算回路、6は垂直BPF、7は
ラインメモリ、9,14,15は水平BPF、11,20は水平LPF、1
2,21は絶対値回路、13,22は変換回路、16,17はサンプリ
ングレート変換回路、23は合成回路、24は出力端子であ
る。
レームメモリ4と減算回路5とを用いて1フレーム間差
信号を得る。1フレーム間差信号中には画像の動き情報
の他に、色副搬送波周波数がフレーム間で反転している
ために、1フレーム間差をとることにより生じた色信号
も含まれている。
垂直の2次元の帯域制限を行い、垂直空間周波数の異な
る2つの領域の1フレーム間差信号成分に対して、それ
ぞれ異なる水平空間周波数通過特性を持たせるようにし
ている。
ョン信号の中で、動き検出に用いる周波数帯域の信号成
分を示す帯域特性図である。横軸に水平空間周波数μ
を、縦軸に垂直空間周波数νをとっている。
回路8で構成された垂直BPF6に入力して、垂直空間周波
数方向の帯域制限を行う。ラインメモリ7では、NTSC信
号の1水平走査期間(以下、1Hと略す)遅延する。した
がって、本実施例における垂直BPF6の垂直空間周波数特
性は、直流と525/2[cph]で0、252/4[cph]でピーク
となるsinの絶対値型となり、525/4±約525/8[cph]
(第2図参照)という通過帯域を持つ。
平空間周波数方向の帯域制限を行う。この水平BPF9の水
平空間周波数特性は、色信号帯域を十分に含むように設
定する。
であるが、1.5MHz以上で急激に信号が無くなっているわ
けではない。また、動きの検出感度に着目すると、−30
dB程度のフレーム間差信号は動きと判断すべきであるこ
とが、実験から得られている。これらを考慮して本実施
例では、例えば、約3.58±2〔MHz〕程度の通過帯域幅
(第2図参照)を持つように設定する。
減算回路10によって求め、その出力を水平LPF11によっ
て水平空間周波数方向にさらに帯域制限する。この水平
LPF11の水平空間周波数特性は、動きの検出もれが多く
ならないように、約3〔MHz〕程度と広帯域な通過帯域
を持つようにしている。
がとられた後に、変換回路13により適度な大きさの動き
情報に変換される。
信号は2フレーム間動き検出回路3に入力される。
報あるいは、前記従来例と同様に、2フレームめのフレ
ームメモリを、画素を間引くことによりメモリ容量の削
減を図っている。但し、2フレーム間差の後に絶対値を
求めることにより、従来例にある色復調回路を不要にし
ている。
するとともに、フレームメモリ4の出力信号を水平14に
入力する。これらの水平BPF14,15は、色信号帯域を抽出
するもので、同一特性のものとする。
な構成のもので構わない。
係数回路、36は加算回路である。単位遅延回路31,32は
入力信号を時間Tだけ遅延する。係数回路34は入力信号
を1/2倍し、係数回路33,35は入力信号を−1/4倍する。
加算回路36は係数回路の出力信号を加算する。この結
果、第3図の回路の周波数特性は、Gを利得とすると
き、次式のようになる。
としたとき、単位遅延回路31,32は4fscをクロックとす
る2つのフリップフロップで構成すれば良く、周波数特
性は次式で表現され、特性図を第4図に示す。
サンプリングレート変換回路16,17に入力され、信号が
間引かれる。このサンプリングレート変換回路16,17の
構成例を第5図に示す。
本構成例では、4fscでラッチしたデータを、2fscでラッ
チしなおすことにより、データ数を1/2に減らしてい
る。
信号は、フレームメモリ18に入力され、さらに1フレー
ム期間遅延される。このフレームメモリ18の容量は、初
段のフレームメモリ4に比べると、メモリ容量は1/2程
度で構わないことになる。
リングレート変換回路17の出力信号との差を求め、出力
に2フレーム間差信号を得ている。
レーム間差信号に含まれるノイズなどの不要成分を除去
する。その後、絶対値回路21、変換回路22を経て動き情
報に変換する。
き情報と、2フレーム間動き検出回路3で得た動き情報
とを合成し、出力端子24に画像の動き信号を得る。
路2における色信号の除去を、垂直BPF6、水平BPF9、減
算回路10によって構成した水平・垂直帯域制限回路と、
水平LPF11とを直列に配置して処理している。
フレーム間差信号に対して、それぞれ異なる水平空間周
波数特性を持たせるようにしている。
信号が多く含まれている帯域なので、色信号帯域を十分
に除去するようにしているので、色信号がもれ込むこと
による動きの誤検出を防止できる。また、垂直空間周波
数が525/4[cph]近傍以外の領域では、色信号はあまり
存在しない領域であるから、動きの検出帯域が狭くなり
すぎないよう、つまり細かな絵柄の高域信号の検出を損
なわないようにしているので、動きの検出もれを少なく
することができる。
よる動きの誤検出および細かな絵柄の高域信号の除去に
よる動きの検出もれ、という両方の問題に対応可能な、
性能の良い1フレーム間動き検出を実現することができ
る。
とにより、1フレーム間動き検出では困難な色信号帯域
の動き検出を可能にしている。すなわち、2フレームを
隔てると、1フレーム隔てたときに反転した色信号の位
相が更に反転してもとの位相に戻るので、2フレーム隔
てた信号同士の間で減算すると、色信号は本質的に零に
なるので、動き検出が色信号にわずらわされず、容易に
なる。
数を間引いてフレームメモリのメモリ容量を減らすよう
にしているが、2フレーム間差の後に絶対値を求めるよ
うに構成することで、従来例では必要とする色復調回路
を不要にしている。
成としたが、本発明にはこれに限らない。これらのフィ
ルタは線形回路であるので、順番を入替えても良く、従
って、水平BPF9の後段に垂直BPF6を置く構成としても良
い。
ら構成した水平・垂直帯域制限回路と、水平LPF11との
順を入替えて構成しても構わない。この場合、水平LPF1
1により帯域制限がされるので、信号の標本化周波数を
下げても折り返し妨害の発生する心配はなく、したがっ
て、ラインメモリ7のメモリ容量を減らすことができ
る。
別の実施例のブロック図を示す。
は加算回路、54,55は水平LPF、57は出力端子、他は第1
図におけるフレーム間動き検出回路2のそれと同じであ
る。
リ7と減算回路8とから構成される垂直BPF6と、ライン
メモリ7と加算回路53とから構成されるLPF52とに供給
される。
h]でピーク、525/4[cph]で0となるcosの絶対値型と
なり、525/4±約525/8[cph]という阻止帯域を持つ。
6の出力信号を水平空間周波数方向に狭帯域に制限す
る。例えば、約1.5〔MHz〕程度の通過帯域とする。
ように、垂直LPF52の出力信号を水平空間周波数方向に
広帯域に制限する。例えば、約3〔MHz〕程度の通過帯
域とする。
力信号とを加算する。これにより、水平・垂直の空間周
波数特性は、第1図の実施例で説明した1フレーム間動
き検出回路の特性と同様に、第2図に示すようなものに
なる。
周波数の異なる2つの領域の1フレーム間差信号に対し
て、それぞれ異なる水平空間周波数特性を持たせること
ができる。
を十分に除去するようにしているので、色信号がもれ込
むことによる動きの誤検出を防止できる。また、垂直空
間周波数が525/4[cph]近傍以外の領域では、検出帯域
が狭くなりすぎないようにしているので、動きの検出も
れを少なくすることができる。
び動きの検出もれという両方の問題に対応可能な、性能
の良い1フレーム間動き検出を実現することができる。
の更に別の実施例のブロック図を示す。第8図におい
て、61は垂直BPF、62はラインメモリ、63,64は減算回
路、他は第1図および第7図におけるそれと同じであ
る。
メモリ4からの1フレーム遅延信号とを、それぞれ垂直
BPF6,61で処理した後に、減算回路64により1フレーム
間の差を求めるようにいている。この構成によっても、
垂直空間周波数の異なる2つの領域の1フレーム間差信
号に対して、それぞれ異なる水平空間周波数特性を持た
せることができる。
を十分に除去するようにしているので、色信号がもれ込
むことによる動きの誤検出を防止できる。また、垂直空
間周波数が525/4[cph]近傍以外の領域では、検出帯域
が狭くなりすぎないようにしているので、動きの検出も
れを少なくすることができる。
び動きの検出もれという両方の問題に対応可能な、性能
の良い1フレーム間動き検出を実現することができる。
録される信号は、これまでの実施例で説明した1フレー
ム間差信号ではなく、入力したNTSC信号とこれを1フレ
ーム遅延したNTSC信号である。
為のラインくし型フィルタ用あるいはタイミング調整用
のラインメモリと共用してもかまわない。この場合、動
き検出のための特別ラインメモリを新たに必要とするこ
とはなく、回路規模の低減を図ることができる。
て、ラインメモリを1個だけ用いた構成により説明を行
ったが、本発明はこれに限らない。
n2型の周波数特性となる構成としても、本発明による効
果は同じである。
近傍の1フレーム間差信号に対する水平空間周波数方向
の帯域制限を、水平空間周波数μが0以上約1.5MHz程度
以下の通過帯域として説明してきたが、本発明はこれに
限らない。
帯域幅と動きの検出感度とによって影響される。したが
って、現行の放送のように、NTSC方式としての規格が厳
密には守られておらず色信号の帯域が広い場合や、動き
の検出感度を高く設定する場合などでは、上記帯域制限
を、例えば、1MHz程度以下に設定すれば良い。このよう
に、垂直空間周波数がνsc近傍では、色信号の影響をほ
ぼ完全に排除するように通過帯域を設定するのが、本発
明のポイントである。
において、垂直空間周波数の異なる2つの領域の1フレ
ーム間差信号に対して、それぞれ異なる水平空間周波数
特性を持たせるようにしている。垂直空間周波数がνsc
近傍では、色信号帯域を十分に除去するようにしている
ので、色信号がもれ込むことによる動きの誤検出を防止
できる。
出帯域が狭くなりすぎないようにしているので、動きの
検出もれを少なくすることができる。
検出および細かな絵柄の高域信号の除去による動きの検
出もれという両方の問題に対応が可能となるので、性能
の良い1フレーム間動き検出を実現することができると
いう効果がある。また、2フレーム間動き検出と併せ
て、複合カラーテレビジョン信号のほぼ完全な動き検出
を実現することができるという効果がある。
2図は第1図の実施例の1フレーム間動き検出の検出領
域を示す説明図、第3図は第1図における水平BPFの一
構成例を示すブロック図、第4図は第3図の水平BPFの
周波数特性を示す特性図、第5図は第3図におけるサン
プリングレート変換回路の一構成例を示すブロック図、
第6図は動き検出回路の従来の構成を示すブロック図、
第7図及び第8図はそれぞれ本発明の他の実施例の構成
を示すブロック図、である。 符号の説明 2……1フレーム間動き検出回路、3……2フレーム間
動き検出回路、4,18……フレームメモリ、7,62……ライ
ンメモリ、6,61……垂直BPF、9,14,15……水平BPF、52
……垂直LPF、11,20,54,55……水平LPF、12,21……絶対
値回路、13,22……変換回路、23……合成回路。
Claims (9)
- 【請求項1】水平空間周波数成分がμscで、垂直空間周
波数成分がνscで、時間周波数成分がλscである如き色
副搬送波周波数fscを、帯域幅約fcの色差信号で変調し
て得られる色信号が、輝度信号の高周波部分に多重され
てなる複合カラーテレビジョン信号を入力され、該テレ
ビジョン信号に含まれる画像の動きを検出する動き検出
回路において、 前記画像の動きを検出するに際し、前記複合カラーテレ
ビジョン信号のフレーム周期の1フレーム期間だけ、互
いに差のある二つの複合カラーテレビジョン信号の差を
とって得られる1フレーム間差信号に対し、 垂直空間周波数がνsc近傍の信号については水平空間周
波数方向の通過帯域を狭帯域とし、垂直空間周波数がν
sc近傍以外の信号については水平空間周波数方向の通過
帯域を広帯域とする如き帯域制限を施して後、得られる
信号の有無により画像の動きを検出することを特徴とす
る画像の動き検出方法。 - 【請求項2】請求項1に記載の画像の動き検出方法にお
いて、前記垂直空間周波数がνsc近傍の信号というの
が、νsc±約(νsc/2)の周波数帯域の信号から成るこ
とを特徴とする画像の動き検出方法。 - 【請求項3】請求項1又は2に記載の画像の動き検出方
法において、前記狭帯域とは、水平空間周波数が0以上
で(μsc−fc)程度以下の範囲の通過帯域であることを
特徴とする画像の動き検出方法。 - 【請求項4】請求項1,2又は3に記載の画像の動き検出
方法において、前記広帯域とは、水平空間周波数が0以
上でμsc未満の範囲の通過帯域であることを特徴とする
画像の動き検出方法。 - 【請求項5】水平空間周波数成分がμscで、垂直空間周
波数成分がνscで、時間周波数成分がλscである如き色
副搬送波周波数fscを、帯域幅約fcの色差信号で変調し
て得られる色信号が、輝度信号の高周波部分に多重され
てなる複合カラーテレビジョン信号を入力され、該テレ
ビジョン信号に含まれる画像の動きを検出する動き検出
回路において、 前記複合カラーテレビジョン信号を入力され、そのフレ
ーム周期の1フレーム期間だけ遅延させて出力する遅延
回路(4)と、 前記遅延回路(4)の入力テレビジョン信号と出力テレ
ビジョン信号との間の差を求めて出力する第1の減算器
(5)と、 前記垂直空間周波数νscを中心として約±(νsc/2)の
帯域幅を持ち、前記第1の減算器(5)の出力信号を入
力とする垂直の帯域通過回路(6)と、 前記水平空間周波数μscを中心として約±fcの帯域幅を
持ち、前記垂直の帯域通過回路(6)の出力信号を入力
とする水平の帯域通過回路(9)と、 前記第1の減算器(5)の出力信号と前記水平の帯域通
過回路(9)の出力信号との間の差を求めて出力する第
2の減算器(10)と、 水平空間周波数が0以上で前記μsc未満の通過帯域幅を
持ち、前記第2の減算器(10)の出力信号を入力とする
水平の低減通過回路(11)と、 を具備し、該水平の低減通過回路(11)の出力信号から
前記画像の動きを検出することを特徴とする動き検出回
路。 - 【請求項6】請求項5に記載の動き検出回路において、
前記垂直の帯域通過回路(6)と前記水平の帯域通過回
路(9)との接続順序を入れ替えて成ることを特徴とす
る動き検出回路。 - 【請求項7】請求項5又は6に記載の動き検出回路にお
いて、水平の低域通過回路(11)を前記第2の減算器
(10)の後段に接続するのに代えて、前記第1の減算器
(5)の後段に接続して成ることを特徴とする動き検出
回路。 - 【請求項8】水平空間周波数成分がμscで、垂直空間周
波数成分がνscで、時間周波数成分がλscである如き色
副搬送波周波数fscを、帯域幅約fcの色差信号で変調し
て得られる色信号が、輝度信号の高周波部分に多重され
てなる複合カラーテレビジョン信号を入力され、該テレ
ビジョン信号に含まれる画像の動きを検出する動き検出
回路において、 前記複合カラーテレビジョン信号を入力され、そのフレ
ーム周期の1フレーム期間だけ遅延させて出力する遅延
回路(4)と、 前記遅延回路(4)の入力テレビジョン信号と出力テレ
ビジョン信号との間の差を求めて出力する第1の減算器
(5)と、 垂直空間周波数が0以上で(νsc/2)程度以下の通過帯
域幅を持ち、前記第1の減算器(5)の出力信号を入力
とする垂直の低域通過回路(52)と、 水平空間周波数が0以上でμsc未満の通過帯域幅を持
ち、前記前記垂直の低域通過回路(52)の出力信号を入
力とする第1の水平の低域通過回路(55)と、 前記垂直空間周波数νscを中心として約±(νsc/2)の
帯域幅を持ち、前記減算器(5)の出力信号を入力とす
る垂直の帯域通過回路(6)と、 水平空間周波数が0以上で(μsc−fc)程度以下の通過
帯域幅を持ち、前記垂直の帯域通過回路(6)の出力信
号を入力とする第2の水平の低域通過回路(54)と、 前記第1の水平の低域通過回路(55)の出力信号と前記
第2の水平の低域通過回路(54)の出力信号とを加算す
る加算器(56)と、 を具備し、該加算器(56)の出力信号から前記画像の動
きを検出することを特徴とする動き検出回路。 - 【請求項9】水平空間周波数成分がμscで、垂直空間周
波数成分がνscで、時間周波数成分がλscである如き色
副搬送波周波数fscを、帯域幅約fcの色差信号で変調し
て得られる色信号が、輝度信号の高周波部分に多重され
てなる複合カラーテレビジョン信号を入力され、該テレ
ビジョン信号に含まれる画像の動きを検出する動き検出
回路において、 前記垂直空間周波数νscを中心として約±(νsc/2)の
帯域幅を持ち、前記複合カラーテレビジョン信号を入力
とする第1の垂直の帯域通過回路(6)と、 前記複合カラーテレビジョン信号を入力され、そのフレ
ーム周期の1フレーム期間だけ遅延させて出力する遅延
回路(4)と、 前記遅延回路(4)の入力テレビジョン信号と出力テレ
ビジョン信号との間の差を求めて出力する第1の減算器
(5)と、 前記垂直空間周波数νscを中心として約±(νsc/2)の
帯域幅を持ち、前記遅延回路(4)の出力信号を入力と
する第2の垂直の帯域通過回路(61)と、 前記第1の垂直の帯域通過回路(6)の出力信号と前記
第2の垂直の帯域通過回路(61)の出力信号との間の差
を求めて出力する第2の減算器(64)と、 前記水平空間周波数μscを中心として約±fcの帯域幅を
持ち、前記第2の減算器(64)の出力信号を入力とする
水平の帯域通過回路(9)と、 前記第1の減算器(5)の出力信号と前記水平の帯域通
過回路(9)の出力信号との間の差を求めて出力する第
3の減算器(10)と、 水平空間周波数が0以上で前記μsc未満の通過帯域幅を
持ち、前記第3の減算器(10)の出力信号を入力とする
水平の低域通過回路(11)と、 を具備し、該水平の低域通過回路(11)の出力信号から
前記画像の動きを検出することを特徴とする動き検出回
路。
Priority Applications (1)
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JP2320755A JP2837261B2 (ja) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | 動き検出方法及び回路 |
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JP2008160419A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 動き検出装置 |
-
1990
- 1990-11-27 JP JP2320755A patent/JP2837261B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04192786A (ja) | 1992-07-10 |
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