KR20100048180A - 영상처리 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

방송 디스플레이 장치 및 그의 영상처리 및 출력방법이 개시된다. 본 영상처리 및 출력방법은 　원영상의 가장자리 영역에 노이즈 영역이 존재하는지를 결정하여 노이즈영역에 대한 영상처리를 수행하는 단계를 포함한다. 이에 의해 　방송신호제작중 신호 가장자리 영역에 삽입되는 일부 원치않는 신호를 효과적으로 제거할 수 있다. 　

방송수신장치, TV, 영상처리, 저스트스캔　

Description

영상처리 장치 및 방법{Image processing apparatus and method thereof}

본 발명은 영상처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화면 가장자리 영역에 대한 영상처리를 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

디스플레이 장치, 특히 TV에서는 화면출력을 할때 전통적으로 오버스캔(over scan)이라는 방식을 적용해 왔다. 오버스캔이란 원신호 영상(원영상)의 액티브(active) 구간 중 가장자리 일정비율을 잘라낸 다음, 남은 영상을 디스플레이 장치에 확대시켜 보여주는 방식을 말한다. 이러한 방식은 아날로그 방송때부터 일반적으로 적용되어 왔던 방식으로 방송국 또는 방송제조사에서 영상을 제작할때 일부 원치않는 신호가 가장자리 영역에 삽입되는 문제점 등을 해결하기 위해 쓰여 왔다.　

하지만, 이러한 오버스캔방식은 몇가지 문제점이 있는데, 예를 들면 입력된 원영상의 일부 데이터를 잃어버리게 된다. 즉, 원영상에서 일정부분을 잘라내기 때문에 사용자가 볼 수 있는 화면이 상대적으로 좁아지게 된다는 문제점이 있었다. 최근들어 디지털 방송이 활성화 되고 선명한 화질에 대한 요구가 증대됨에 따라 오버스캔을 0% 적용한 스캔 방식이 시도되고 있다. 이러한 방식에 대한 일반적 용어 가 부재함으로 저스트스캔(just scan)으로 칭하기로 한다.

방송신호 제작기술이 과거대비 상당히 향상된건 사실이지만, 아직까지 완벽한 신호를 제작하는것은 현실적으로 어려움이 많다. 특히 신호의 가장자리 영역에 아직도 일부 원치않는 신호가 삽입되는 경우가 존재하기에 저스트스캔 적용시 이에 대한 해결책이 요구된다고 할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 저스트스캔 적용시 발생할 수 있는 문제점을 해결함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상처리 및 출력방법은, 원영상의 가장자리 영역에 노이즈 영역이 존재하는지 결정하는 단계, 상기 노이즈 영역에 대한 영상처리를 수행하는 단계 및 상기 영상처리된 원영상을 출력하는 단계를 포함한다.

이 경우, 상기 노이즈 영역의 존재를 결정하는 단계는, 사용자에게 노이즈 영역에 대한 선택가능한 메뉴를 제공하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 선택가능한 메뉴를 제공하는 단계는, 노이즈 영역의 범위를 구체적으로 선택가능한 메뉴를 제공하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 노이즈 영역의 존재를 결정하는 단계는, 기 설정된 기준에 따라 가장자리 영역에 존재하는 노이즈 영역의 유무를 자동으로 결정하는 단계;를 포함 할 수도 있다.

그리고, 상기 노이즈 영역의 유무를 자동으로 결정하는 단계는, 가장자리의 일정영역에서 특정패턴이 연속적으로 나타나는지를 비교하는 단계;를 포함할 수도 있다.

한편, 상기 영상처리를 수행하는 단계는 상기 노이즈영역만을 다른 영상데이터로 변환하는 단계; 를 포함할 수도 있다.

또는, 상기 영상처리를 수행하는 단계는 상기 노이즈영역을 포함한 테두리 영역을 다른 영상데이터로 변환하는 단계;를 포함할 수도 있다.

이 경우, 상기 테두리 영역을 다른 영상데이터로 변환하는 단계는 상기 테두리 영역의 너비를 사용자로부터 입력받는 단계;를 포함할 수 있다.

또는, 상기 테두리 영역을 다른 영상데이터로 변환하는 단계는 상기 테두리 영역의 영상데이터의 채도정보를 서서히 증가 또는 감소시키는 단계;를 포함할 수도 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치는, 원영상의 가장자리 영역에 노이즈 영역이 존재하는지 결정하는 노이즈영역결정부, 상기 노이즈 영역에 대한 영상처리를 수행하는 영상처리부 및 상기 영상처리된 원영상이 디스플레이 될 수 있도록 디스플레이부에 출력하는 비디오출력부를 포함한다.

이 경우, 사용자에게 노이즈 영역에 대한 선택가능한 메뉴를 제공하는 메뉴생성부를 더 포함할 수도 있다.

여기서, 상기 노이즈영역결정부는 특정기준에 따라 가장자리 영역에 존재하 는 노이즈 영역의 유무를 자동으로 결정할 수 있다.

그리고, 상기 영상처리부는 상기 노이즈영역만을 다른 영상데이터로 변환할 수 있다.

또는, 상기 영상처리부는 상기 노이즈영역을 포함한 테두리 영역을 다른 영상데이터로 변환할 수 있다.　

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 원신호의 데이터를 잃어버리지 않으면서도 신호의 가장자리 영역의 일부 원치않는 신호를 효과적으로 제거함으로써 사용자에게 보다 향상된 TV 시청환경을 제공할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1,2는 본 발명의 일 실시예에 따른 개선하고자 하는 디스플레이 장치의 출력 화면의 예이다. 　도 1의 디스플레이 장치(100)은 TV 또는 모니터로 구현될 수 있으며, 도 1은 이러한 장치의 출력 등을 나타나며, 구체적으로는, 저스트스캔을 적용한 화면이다. 　이경우 신호의 가장자리 영역에 일부 원치않는 신호가 삽입되는 경우가 존재하며 이는 노이즈 형태(110)로 나타난다. 도 1에서는 이러한 노이즈가 화면 상단 가장자리(110)에 나타나는 예이다. 본 명세서에서는 노이즈라고 언급하였지만, 이는 수신을 원하지 않는 데이터를 의미하므로 가비지 데이터 등과 같은 다양한 용어로 표현될 수 있다.

도 2의 디스플레이 장치(200)은 화면 오른쪽 가장자리(210,220)에 일부 원치 않는 신호가 삽입된 경우를 나타내며 역시 노이즈 형태로 나타난다.

　도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 특히, 도 3은 본 디스플레이 장치가 DTV(Digital Television)로 구현되었을 경우를 나타낸다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 DTV는 방송수신부(310),　신호분리부(320), 오디오 디코딩부(330), 오디오 처리부(335), 오디오 출력부(340), 스피커부(345), 비디오 디코딩부(350), 비디오 처리부(355), 메뉴 생성부(360), 비디오 출력부(365), 디스플레이 부(370) 등을 포함한다. 　

방송수신부(310)는 방송국으로부터 유선 또는 무선으로 수신되는 방송들 중 어느 하나를 선국하여 복조한다.

신호분리부(320)는 방송수신부(310)에서 출력되는 방송신호에 대한 분리 및 재조합을 행한다. 이는 디지털 방송의 경우 영상, 음성, 데이터 등이 전송패킷(Transport packet)이라는 단위로 섞여 있는데(Multiplexing) 기인하며 신호분리부(320)에서 이렇게 섞여 있는 전송패킷들에 대한 분리 및 재조합이 이루어진다. 이러한 분리 및 재조합은 데이터 방송 등의 상황에서는 상당히 복잡한 양상으로 나타날 수 있으나 본 실시예에서는 편의상 음성신호와 영상신호에 한정해서 설명하기로 한다. 신호분리부에서는 음성신호와 영상신호를 분리하여 음성신호는 오디오 디코딩부(330)에, 영상신호는 비디오 디코딩부(350)에 전달한다. 　

오디오 디코딩부(330)은 신호 분리부(320)에서 출력되는 오디오 신호를 디코딩 한다. 디코딩된 오디오 신호는 오디오 처리부(335)에서 추가 처리가 행해지는데 예를 들면 음성 노이즈를 제거한다든지 특정 오디오 효과를 줄 수 있다. 오디오 처리부(335)에서 　출력된 신호는 오디오 출력부(340)에서 최종 오디오 출력을 위해 실제 스피커부(345)에 적합한 최종 출력형태로 변환되며 스피커부(345)에 의해 최종 출력된다.

비디오 디코딩부(350)은 신호분리부(320)에서 출력되는 비디오 신호를 디코딩한다. 이에 따라, 비디오 디코딩부(350)에서는 압축해제된 비디오 신호가 출력되게 된다.

비디오 처리부(355)는 비디오 디코딩부(350)에서 출력된 비디오 신호에 대한 추가 영상처리를 행한다. 대표적인 예로는 화질개선을 위한 여러 가지 처리가 있을 수 있고 또한 디스플레이를 위한 처리, 예를 들면 메뉴(Graphic user interface)생성부(360)에서 생성된 메뉴로 대표되는 그래픽 신호의 추가, 출력해상도 변환, 출력비디오 영역의 변경 등이 이루어 질수 있다.

비디오 출력부(365)는 비디오 처리부(355)에서 출력되는 비디오 신호를 디스플레이부(370)를 통해 출력가능한 포맷의 비디오 신호로 최종 변환한다.

비디오 처리부(355), 메뉴생성부(360), 비디오 출력부(365)는 이후 도4, 도5에서 보다 자세히 설명하기로 한다.

도 4는 도3의 비디오 처리부(355), 메뉴생성부(360), 비디오 출력부(365)를 보다 자세히 설명하기 위한 블럭도이다.

비디오 처리부(355)는 노이즈영역결정부(351)와 영상처리부(352)를 포함한다.

노이즈영역결정부(351)는 원영상의 가장자리 영역에 노이즈 영역이 존재하는지를 　결정한다. 원영상의 가장자리 영역은 도1,2에서와 같이 상하좌우 가장자리 영역을 가리키며 원영상의 10% 이하영역이다. 예를 들면 들어오는 영상의 해상도가 1920x1080일때 상하로는 108 픽셀(pixel)을 넘지못하고 좌우로는 192 픽셀을 넘지 못하는 가장자리 영역을 가리킨다. 　노이즈 영역이 존재하는지를 결정하는 방식의 예에 대해서는 노이즈영역의 유무를 자동으로 결정하는 방법과 사용자가 메뉴생성부(360)을 통해 출력된 메뉴 등을 통해 결정하는 방법 등이 있으나 도면 7에서 보다 자세히 설명하기로 한다. 노이즈영역결정부(351)에 의해 노이즈영역이 결정되면 영상처리부(352)에서 이 영역에 대한 영상처리가 행해진다. 영상처리의 구체적 예에 대해서는 도면 7에서 보다 자세히 설명하기로 한다. 이하 비디오출력부(365), 디스플레이 부(370)은 도 3에서 설명한것과 같다.

도 5는 도4의 메뉴생성부(820)를 통해서 생성되는 메뉴의 일 예(600)이다.

저스트스캔(610)은 서브메뉴중의 하나이며 사용자가 저스트스캔을 선택했을 때 활성화 될 수 있다. 테두리 너비(620)는 저스트스캔 메뉴의 일 메뉴일수 있으며 사용자가 테두리 너비를 선택할수 있도록 한다. 또한 이러한 테두리 너비는 여러 가지 값(630,631,632)을 가질수 있으며 사용자는 이러한 값들 중 하나를 선택할 수 있다. 즉, 테두리 설정을 포기하거나(630), 상하좌우로 5픽셀(631)씩 테두리를 설정하거나, 상하좌우로 10픽셀(632)씩 테두리를 설정할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상처리 방법을 도시한 도면이다.

단계 S400에서는 가장자리 영역에 노이즈영역이 있는지를 판단한다.

원영상의 가장자리 영역은 도1,2에서와 같이 상하좌우 가장자리 영역을 가리키며 원영상의 10% 이하영역이다. 예를 들면 들어오는 영상의 해상도가 1920x1080일때 상하로는 108 픽셀(pixel)을 넘지못하고 좌우로는 192 픽셀을 넘지 못하는 가장자리 영역을 가리킨다. 　노이즈 영역이 존재하는지를 결정하는 방식의 예에 대해서는 노이즈영역의 유무를 자동으로 결정하는 방법과 사용자가 메뉴생성부(820)을 통해 출력된 메뉴 등을 통해 결정하는 방법 등이 있으나 도면 7에서 보다 자세히 설명하기로 한다. 단계 S410에서는 단계 S400에 의해 노이즈영역이 결정되면 결정된 노이즈 영역에 대한 영상처리를 행한다. 영상처리의 구체적 예에 대해서는 도면 7에서 보다 자세히 설명하기로 한다. 단계 S420에서는 영상처리된 원영상을 디스플레이 부에 출력한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상처리 방법을 도시한 도면이다.

단계 S500에서는 가장자리영역에 노이즈 영역이 존재하는지 결정하는데 있어서 자동으로 결정할지 또는 　사용자가 메뉴생성부를 통해 출력된 메뉴 등을 통해 결정할지를 선택하는 모드로서 자동모드일경우 단계 S510으로 이동하고 자동모드가 아닐경우는 단계 S520으로 이동한다.

단계 S510에서는 가장자리에 존재하는 노이즈 영역의 유무를 자동으로 결정하는 단계로서 다음과 같은 실시예들을 생각해볼수 있다. 예를들어, 화면가장자리 부분의 일정구간에 대해서, 이전의 연속된 몇 프레임동안 각각의 픽셀에 해상하는 밝기 또는 색정보 값이 일정 값보다 큰 값으로 계속 변화될 경우 정상적인 데이터가 아닌 노이즈로 판단할 수 있다. 　또다른 예로서, 화면 가장자리의 일정구간에 대해서 특정패턴이 연속적으로 나타날때 노이즈로 판단할 수 있다. 이에 대한 예시로서 수평방향 혹은 수직방향으로 한 라인 대부분이 검정색인 라인이 검출되고, 그 다음에 흰색 점선으로 이루어진 라인이 일정라인 이상 반복된후, 다시 대부분이 검정색 라인이 검출되는 패턴에서는 방송편집 혹은 방송장비상에서 만들어진 불필요한 노이즈로 판단할 수 있다. 　

단계 S520에서는 노이즈 영역에 대한 판단을 자동으로 결정하지 않고 사용자의 입력을 통해 노이즈영역에 대한 판단을 하는 단계이다. 　예를 들어, 도면 5에서와 같은 메뉴를 제공하면 사용자는 가장자리에 노이즈가 없다고 판단하면 테두리 없음(630)을 선택할 것이고 가장자리 끝부분에만 노이즈가 있다고 판단하면 5 픽셀(631) 테두리를 선택할 것이다. 만약 노이즈가 가장자리에 많다고 판단한다면 10 픽셀(632) 테두리를 선택할 가능성이 높다.

단계 S530은 단계 S520에 반응하여 사용자의 입력이 있을경우 이를 수신하는 단계를 가리킨다.

단계 S540은 가장자리영역에 노이즈 영역이 존재하는지를 판단하는 단계로 단계 S510이나 단계 S530의 과정을 통해 얻은 데이터를 이용해 판단한다.

단계 S540을 통해 가장자리영역에 노이즈 영역이 존재하지 않는다고 판단되면 더이상의 영상처리는 필요없게 된다. 그러나, 노이즈영역이 존재한다고 판단되면 영상처리를 통해 이러한 노이즈효과를 줄일 수 있다. 영상처리에 관련해서는 많은 방법이 존재하겠지만 본 발명에서는 가장자리에 테두리를 설정하여 노이즈영역을 가리는 방법과 노이즈가 존재하는 영역만 영상처리 하는 방법을 예시한다. 　

단계 S550에서 테두리를 설정하는 모드로 판명되면 단계 S560을 진행하고 그렇지 않으면 단계 S570을 진행한다.

단계 S560은 가장자리 노이즈에 대해 테두리를 설정하여 노이즈를 잘 보이지 않게 하는 방법으로 테두리의 색에 대해서는 다음과 같은 방법을 예를 들수 있다. 가장자리 영상과 유사한 색으로 테두리의 색을 설정할 수 있고 테두리 색을 한가지 색으로 할것이 아니라 완만하게 변화하는 색으로 구현 할 수 도 있다. 예를들면 테두리 영역의 영상데이터의 채도정보를 서서히 증가 또는 감소시킬수 있다.

　　　　단계 S570은 노이즈영역만에 대한 영상처리를 진행하는 단계로 영상처리 관련해서는 많은 방법이 존재하겠지만 본 발명에서는 예시하는 방법으로는 이전 프레임 혹은 주변의 픽셀값 중 하나를 반복하는 방법, 이전 프레임 혹은 주변의 픽셀값을 참조하여 평균값으로 바꾸는 방법, 이전 프레임 혹은 주변의 픽셀값을 참조하여 예상되는 값으로 바꾸는 방법등이 있다.

구체적으로 설명하면, 노이즈 영역에 해당하는 픽셀을 비 노이즈 영역에 해당하는 픽셀 등의 픽셀 값으로 조정하여 주거나, 일정 영역 내의 픽셀들에 대하여 그 픽셀의 평균값을 산출한 후, 산출된 평균값으로 조정하여 주거나, 적어도 하나의 이전 프레임에서의 동일 위치의 픽셀 값을 참고하여 그 값으로 조정하여 주는 등의 방식으로 노이즈 영역을 제거할 수 있다.

단계 S580은 영상처리된 원영상을 영상디스플레이에 출력할수 있는 형태로 변형하는 단계이다. 　따라서 최종적으로 사용자에게 보이는 영상은 노이즈가 제거된 원화면이거나 도 8과 같이 노이즈가 존재하는 가장자리 영역에 테두리가 설정된 형태가 된다.

지금까지 도 1 내지　도 8를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 영상처리 및 출력방법에 대해서 설명하였다.

본 실시예에서는 DTV　위주로 설명되었으나 컴퓨터 모니터, 휴대폰 등 대부분의 디스플레이 장치에 적용할수 있음은 물론이다. 　

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일 출력화면을 보여주는 디스플레이 화면,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일 출력화면을 보여주는 디스플레이 화면,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 구성을 나타낸 블럭도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 구성을 나타낸 블럭도,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 메뉴화면을 나타낸 메뉴구성도,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 영상처리방법을 설명하기 위해 제공된 흐름도,

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 영상처리방법을 설명하기 위해 제공된 흐름도, 그리고

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 　디스플레이장치의 영상처리결과를 보여주는 디스플레이 화면이다. 　

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

310 : 방송수신부 320 : 신호분리부

330 : 오디오디코딩부 335 : 오디오처리부

340 : 오디오출력부 345 : 스피커장치

350 : 비디오디코딩부 335 : 비디오처리부

360 : 메뉴생성부 365 : 비디오출력부

370 : 디스플레이장치 351 : 노이즈영역결정부

352 : 영상처리부

Claims (14)

1. 원영상의 가장자리 영역에 노이즈 영역이 존재하는지 결정하는 단계;

   상기 노이즈 영역에 대한 영상처리를 수행하는 단계; 및

   상기 영상처리된 원영상을 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리 및 출력 방법.　
2. 제 1항에 있어서,

   상기 노이즈 영역의 존재를 결정하는 단계는

   사용자에게 노이즈 영역에 대한 선택가능한 메뉴를 제공하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리 및 출력 방법.　
3. 제 2항에 있어서,

   상기 선택가능한 메뉴를 제공하는 단계는

   노이즈 영역의 범위를 구체적으로 선택가능한 메뉴를 제공하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리 및 출력 방법.　
4. 제 1항에 있어서,

   상기 노이즈 영역의 존재를 결정하는 단계는

   기 설정된 기준에 따라 가장자리 영역에 존재하는 노이즈 영역의 유무를 자 동으로 결정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리 및 출력 방법.　
5. 제 4항에 있어서,

   상기 노이즈 영역의 유무를 자동으로 결정하는 단계는

   가장자리의 일정영역에서 특정패턴이 연속적으로 나타나는지를 비교하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리 및 출력 방법.　
6. 제 1항에 있어서,

   상기 영상처리를 수행하는 단계는 　

   상기 노이즈영역만을 다른 영상데이터로 변환하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리 및 출력 방법.　
7. 제 1항에 있어서,

   상기 영상처리를 수행하는 단계는 　

   상기 노이즈영역을 포함한 테두리 영역을 다른 영상데이터로 변환하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리 및 출력 방법.　
8. 제 7항에 있어서,

   상기 테두리 영역을 다른 영상데이터로 변환하는 단계는 　　

   상기 테두리 영역의 너비를 사용자로부터 입력받는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리 및 출력 방법.　
9. 제 7항에 있어서,

   상기 테두리 영역을 다른 영상데이터로 변환하는 단계는 　　

   상기 테두리 영역의 영상데이터의 채도정보를 서서히 증가 또는 감소시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상처리 및 출력 방법.　
10. 원영상의 가장자리 영역에 노이즈 영역이 존재하는지 결정하는 노이즈영역결정부;

    상기 노이즈 영역에 대한 영상처리를 수행하는 영상처리부; 및

    상기 영상처리된 원영상이 디스플레이 될 수 있도록 디스플레이부에 출력하는 비디오출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.　
11. 제 10항에 있어서,

    사용자에게 노이즈 영역에 대한 선택가능한 메뉴를 제공하는 메뉴생성부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.　
12. 제 10항에 있어서,

    상기 노이즈영역결정부는

    특정기준에 따라 가장자리 영역에 존재하는 노이즈 영역의 유무를 자동으로 결정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.　
13. 제 10항에 있어서,

    상기 영상처리부는 　

    상기 노이즈영역만을 다른 영상데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치. 　
14. 제 10항에 있어서,

    상기 영상처리부는 　

    상기 노이즈영역을 포함한 테두리 영역을 다른 영상데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.　

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