JPH087785B2 - ２値化処理装置 - Google Patents
２値化処理装置Info
- Publication number
- JPH087785B2 JPH087785B2 JP1122137A JP12213789A JPH087785B2 JP H087785 B2 JPH087785 B2 JP H087785B2 JP 1122137 A JP1122137 A JP 1122137A JP 12213789 A JP12213789 A JP 12213789A JP H087785 B2 JPH087785 B2 JP H087785B2
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- JP
- Japan
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- connectivity
- level
- distribution
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- Prior art date
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/40—Picture signal circuits
- H04N1/403—Discrimination between the two tones in the picture signal of a two-tone original
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/20—Image preprocessing
- G06V10/28—Quantising the image, e.g. histogram thresholding for discrimination between background and foreground patterns
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Theoretical Computer Science (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はテレビカメラから得られた映像信号を２値化
する２値化処理装置に関するものである。
する２値化処理装置に関するものである。
従来の技術 濃淡の映像信号を２値化する従来の２値化処理装置
は、第７図が示すように映像信号の濃度分布を求め、濃
度分布の谷のところを２値化レベルとしていた。
は、第７図が示すように映像信号の濃度分布を求め、濃
度分布の谷のところを２値化レベルとしていた。
すなわち、テレビカメラ54から取り込まれた対象物53
および背景53aの映像信号は、A/D変換器55によりディジ
タル化され、濃度分布記憶部56に記憶される。制御部57
は第８図に示すように記憶された濃度分布より、極大点
58,59・極小点60を求めて、濃度分布の谷を求め、谷の
ところを２値化レベルとしていた。
および背景53aの映像信号は、A/D変換器55によりディジ
タル化され、濃度分布記憶部56に記憶される。制御部57
は第８図に示すように記憶された濃度分布より、極大点
58,59・極小点60を求めて、濃度分布の谷を求め、谷の
ところを２値化レベルとしていた。
発明が解決しようとする課題 ところで、認識対象物の濃度が均一でない場合、第９
図に示すように、谷が２つ以上存在して２値化レベルを
一意に決定出来なかった。
図に示すように、谷が２つ以上存在して２値化レベルを
一意に決定出来なかった。
本発明は前記問題点に鑑み、認識対象物の濃度が均一
でない場合でも、安定して２値化レベルを決定すること
の出来る２値化処理装置を提供するものである。
でない場合でも、安定して２値化レベルを決定すること
の出来る２値化処理装置を提供するものである。
課題を解決するための手段 映像信号を２値化する手段と、２値化された信号より
隣り合う画素との連結度を調べて連結度分布を作成する
手段と、各レベル毎の連結度分布より、最大連結度の頻
度と最小連結度の頻度が、中間の連結度の頻度の総和に
対して共に高く、且つ中間の連結度の頻度の総和が最小
となるレベルを２値化レベルと判定する手段とを備えた
ものである。
隣り合う画素との連結度を調べて連結度分布を作成する
手段と、各レベル毎の連結度分布より、最大連結度の頻
度と最小連結度の頻度が、中間の連結度の頻度の総和に
対して共に高く、且つ中間の連結度の頻度の総和が最小
となるレベルを２値化レベルと判定する手段とを備えた
ものである。
また、第２の発明は、２値化した際の対象物の外形形
状を安定化しつつ、前記問題点を解消するために、２値
化された信号を平滑化する手段と、平滑化された信号よ
り隣り合う画素との連結度を調べて連結度分布を作成す
る手段とを備えたものである。
状を安定化しつつ、前記問題点を解消するために、２値
化された信号を平滑化する手段と、平滑化された信号よ
り隣り合う画素との連結度を調べて連結度分布を作成す
る手段とを備えたものである。
また、第３の発明は、対象物と背景との間の濃度差が
小さい場合に、前記問題点を解消するために、映像信号
をフィルタリングする手段と、フィルタリングされた信
号を２値化する手段と、２値化された信号を平滑化する
手段と、平滑化された信号より隣り合う画素との連結度
を調べて連結度分布を作成する手段とを備えたものであ
る。
小さい場合に、前記問題点を解消するために、映像信号
をフィルタリングする手段と、フィルタリングされた信
号を２値化する手段と、２値化された信号を平滑化する
手段と、平滑化された信号より隣り合う画素との連結度
を調べて連結度分布を作成する手段とを備えたものであ
る。
作用 第１の発明は前記した構成によって、認識対象物の濃
度が均一でない場合に、連結度という２値画像の特徴情
報を用いて２値化レベルを判定する。
度が均一でない場合に、連結度という２値画像の特徴情
報を用いて２値化レベルを判定する。
すなわち、安定した２値画像では、最大連結度の頻度
と最小連結度の頻度が、中間の連結度の頻度の総和に対
して共に高く、且つ中間の連結度の頻度が低くなるとい
う特徴を用いて２値化レベルを判定することにより、対
象物の濃度や形状に関係なく安定して２値化レベルを決
定することが可能となる。
と最小連結度の頻度が、中間の連結度の頻度の総和に対
して共に高く、且つ中間の連結度の頻度が低くなるとい
う特徴を用いて２値化レベルを判定することにより、対
象物の濃度や形状に関係なく安定して２値化レベルを決
定することが可能となる。
第２の発明は前記した構成によって、２値化した時の
形状のバラツキが大きく平滑化が必要な場合に、平滑化
された信号の連結度を用いて２値化レベルを判定する。
すなわち、平滑化された２値画像の安定度を判定して２
値化レベルを決定することにより、平滑化された画像に
対しても安定して２値化レベルを決定することが可能と
なる。
形状のバラツキが大きく平滑化が必要な場合に、平滑化
された信号の連結度を用いて２値化レベルを判定する。
すなわち、平滑化された２値画像の安定度を判定して２
値化レベルを決定することにより、平滑化された画像に
対しても安定して２値化レベルを決定することが可能と
なる。
第３の発明は前記した構成によって、対象物と背景と
の間に濃度差が小さい場合に、映像信号のフィルタリン
グを行って、エッジの強調を行う。このエッジが強調さ
れた画像を２値化し、さらに平滑化することにより輪郭
形状を抽出することが可能となる。本発明では、前記平
滑化された画像の連結度より２値化レベルを決定するこ
とにより、輪郭形状の安定した２値画像を得ることが可
能となる。
の間に濃度差が小さい場合に、映像信号のフィルタリン
グを行って、エッジの強調を行う。このエッジが強調さ
れた画像を２値化し、さらに平滑化することにより輪郭
形状を抽出することが可能となる。本発明では、前記平
滑化された画像の連結度より２値化レベルを決定するこ
とにより、輪郭形状の安定した２値画像を得ることが可
能となる。
実施例 以下、本発明の第１の実施例における２値化処理装置
について、図面を参照しながら説明する。
について、図面を参照しながら説明する。
第１図は本実施例における２値化処理装置のブロック
図である。第１図において、テレビカメラ２から入力さ
れた対象物１および背景1aの映像信号は２値化手段3,4,
5によって２値化され、それぞれの２値信号記憶部6,7,8
に記憶される。記憶された２値信号は、制御部15の指令
に基づいて取り出され、それぞれの連結度分布作成手段
9,10,11によって連結度分布が作成され、それぞれの連
結度分布記憶部12,13,14に記憶される。
図である。第１図において、テレビカメラ２から入力さ
れた対象物１および背景1aの映像信号は２値化手段3,4,
5によって２値化され、それぞれの２値信号記憶部6,7,8
に記憶される。記憶された２値信号は、制御部15の指令
に基づいて取り出され、それぞれの連結度分布作成手段
9,10,11によって連結度分布が作成され、それぞれの連
結度分布記憶部12,13,14に記憶される。
連結度分布作成手段9,10,11が制御部15によって“4"
近傍の連結度を調べるように指定された場合、連結度分
布関数をｈ（ｎ）、（x,y）座標の２値信号をＳ（x,y）
とすると、連結組ｎの分布は を、認識対象範囲全領域について算出することにより得
られる。（１）式の関係を図示したものが第２図であ
る。また、具体的に２値画像から連結度を算出した例を
第３図（ａ），（ｂ）に示す。
近傍の連結度を調べるように指定された場合、連結度分
布関数をｈ（ｎ）、（x,y）座標の２値信号をＳ（x,y）
とすると、連結組ｎの分布は を、認識対象範囲全領域について算出することにより得
られる。（１）式の関係を図示したものが第２図であ
る。また、具体的に２値画像から連結度を算出した例を
第３図（ａ），（ｂ）に示す。
制御部15は、連結度分布記憶部12,13,14より、各レベ
ル毎の連結度分布を取り出し、最大連結度の頻度と最小
連結度の頻度が、中間の連結度の頻度の総和に対して共
に高く、且つ中間の連結度の頻度の総和が最小となるレ
ベルを２値化レベルと判定する。例えば“4"近傍の連結
度を調べる場合は、最小連結度“0"及び最大連結度“5"
の頻度が高く、且つ中間の連結度“1"〜“4"の頻度の総
和が最小となる連結度分布があらわれるレベルを、最適
な２値化レベルと判定する。
ル毎の連結度分布を取り出し、最大連結度の頻度と最小
連結度の頻度が、中間の連結度の頻度の総和に対して共
に高く、且つ中間の連結度の頻度の総和が最小となるレ
ベルを２値化レベルと判定する。例えば“4"近傍の連結
度を調べる場合は、最小連結度“0"及び最大連結度“5"
の頻度が高く、且つ中間の連結度“1"〜“4"の頻度の総
和が最小となる連結度分布があらわれるレベルを、最適
な２値化レベルと判定する。
“4"近傍の連結度分布を、各２値化レベルで見た場
合、第４図に示すように、２値化レベルが低すぎる場合
は連結度“5"に頻度が集中し、２値化レベルが高すぎる
場合は連結度“0"に頻度が集中する。逆に、最適な２値
化レベルでは、対象物１と背景1aが明確に分離され、２
値化ノイズがなくなる為、連結度の頻度は、背景部が連
結度“0"に集中し、対象物が連結度“5"に集中し、中間
の連結度“1"〜“4"の頻度は小さくなる。
合、第４図に示すように、２値化レベルが低すぎる場合
は連結度“5"に頻度が集中し、２値化レベルが高すぎる
場合は連結度“0"に頻度が集中する。逆に、最適な２値
化レベルでは、対象物１と背景1aが明確に分離され、２
値化ノイズがなくなる為、連結度の頻度は、背景部が連
結度“0"に集中し、対象物が連結度“5"に集中し、中間
の連結度“1"〜“4"の頻度は小さくなる。
以上のように本実施例によれば、各レベル毎の連結度
分布より、最大連結度の頻度と最小連結度の頻度が、中
間の連結度の頻度の総和に対して共に高く、且つ中間の
連結度の頻度の総和が最小となる連結度分布が得られる
レベルを、最適な２値化レベルと判定することにより、
対象物１の濃度が均一でない場合でも安定して２値化レ
ベルを決定することができる。
分布より、最大連結度の頻度と最小連結度の頻度が、中
間の連結度の頻度の総和に対して共に高く、且つ中間の
連結度の頻度の総和が最小となる連結度分布が得られる
レベルを、最適な２値化レベルと判定することにより、
対象物１の濃度が均一でない場合でも安定して２値化レ
ベルを決定することができる。
次に、本発明の第２の実施例について図面を参照しな
がら説明する。
がら説明する。
第５図は実施例における２値化処理装置のブロック図
である。第５図において、テレビカメラ17から入力され
た対象物16および背景16aの映像信号は、２値化手段18,
19,20によって２値化された後、平滑化手段21,22,23に
よって平滑化され２値信号記憶部24,25,26に記憶され
る。平滑化手段21,22,23は、制御部33の指示に基づき拡
大・縮小処理を行い２値画像の平滑化を行う。２値信号
記憶部24,25,26に記憶された２値信号は、制御部33の指
示に基づいて取り出され、連結度分布作成手段27,28,29
によって連結度分布が作成され、連結度分布記憶部30,3
1,32に記憶される。制御部33は、連結度分布記憶部30,3
1,32より、各レベル毎の連結度分布を取り出し、最大連
結度の頻度と最小連結度の頻度が、中間の連結度の頻度
の総和に対して共に高く、且つ中間の連結度の総和が最
小となる連結度分布が得られるレベルを、最適な２値化
レベルと判定する。
である。第５図において、テレビカメラ17から入力され
た対象物16および背景16aの映像信号は、２値化手段18,
19,20によって２値化された後、平滑化手段21,22,23に
よって平滑化され２値信号記憶部24,25,26に記憶され
る。平滑化手段21,22,23は、制御部33の指示に基づき拡
大・縮小処理を行い２値画像の平滑化を行う。２値信号
記憶部24,25,26に記憶された２値信号は、制御部33の指
示に基づいて取り出され、連結度分布作成手段27,28,29
によって連結度分布が作成され、連結度分布記憶部30,3
1,32に記憶される。制御部33は、連結度分布記憶部30,3
1,32より、各レベル毎の連結度分布を取り出し、最大連
結度の頻度と最小連結度の頻度が、中間の連結度の頻度
の総和に対して共に高く、且つ中間の連結度の総和が最
小となる連結度分布が得られるレベルを、最適な２値化
レベルと判定する。
以上の構成によれば、２値化された信号を平滑化し、
各レベル毎に平滑化された信号の連結度分布より２値化
レベルを判定することにより、２値化した時の対象物１
の外形形状を安定化させる２値化レベルを決定すること
ができる。
各レベル毎に平滑化された信号の連結度分布より２値化
レベルを判定することにより、２値化した時の対象物１
の外形形状を安定化させる２値化レベルを決定すること
ができる。
次に、本発明の第３の実施例について図面を参照しな
がら説明する。
がら説明する。
第６図は実施例における２値化処理装置のブロック図
である。第６図において、テレビカメラ35から入力され
た対象物34および背景34aの映像信号は、フィルタリン
グ手段36によってフィルタリングされる。このフィルタ
リング手段36は、制御部52の指示に基づいて、対象物34
および背景34aの特性に合わせてフィルタを切り換え
る。フィルタリングされた信号は、２値化手段37,38,39
によって２値化された後、平滑化手段40,41,42によって
平滑化され２値信号記憶部43,44,45に記憶される。平滑
化手段40,41,42は、制御部52の指示に基づいて拡大・縮
小処理を行い２値画像の平滑化を行う。２値信号記憶部
43,44,45に記憶された２値信号は、制御部52の指示に基
づいて取り出され、連結度分布作成手段46,47,48によっ
て連結度分布が作成され、連結度分布記憶部49,50,51に
記憶される。制御部52は、連結度分布記憶部49,50,51よ
り、各レベル毎の連結度分布を取り出し、最大連結度の
頻度と最小連結度の頻度が中間の連結度の頻度の総和に
対して共に高く、且つ中間の連結度の総和が最小となる
連結度分布が得られるレベルを、最適な２値化レベルと
判定する。
である。第６図において、テレビカメラ35から入力され
た対象物34および背景34aの映像信号は、フィルタリン
グ手段36によってフィルタリングされる。このフィルタ
リング手段36は、制御部52の指示に基づいて、対象物34
および背景34aの特性に合わせてフィルタを切り換え
る。フィルタリングされた信号は、２値化手段37,38,39
によって２値化された後、平滑化手段40,41,42によって
平滑化され２値信号記憶部43,44,45に記憶される。平滑
化手段40,41,42は、制御部52の指示に基づいて拡大・縮
小処理を行い２値画像の平滑化を行う。２値信号記憶部
43,44,45に記憶された２値信号は、制御部52の指示に基
づいて取り出され、連結度分布作成手段46,47,48によっ
て連結度分布が作成され、連結度分布記憶部49,50,51に
記憶される。制御部52は、連結度分布記憶部49,50,51よ
り、各レベル毎の連結度分布を取り出し、最大連結度の
頻度と最小連結度の頻度が中間の連結度の頻度の総和に
対して共に高く、且つ中間の連結度の総和が最小となる
連結度分布が得られるレベルを、最適な２値化レベルと
判定する。
以上の構成によれば、フィルタリングされた信号を２
値化し、２値化された信号を平滑化し、各レベル毎に平
滑化された信号の連結度分布より２値化レベルを判定す
ることにより、対象物34と背景34aとの濃度差が小さい
場合でも、安定した輪郭形状が得られる２値化レベルを
決定することができる。
値化し、２値化された信号を平滑化し、各レベル毎に平
滑化された信号の連結度分布より２値化レベルを判定す
ることにより、対象物34と背景34aとの濃度差が小さい
場合でも、安定した輪郭形状が得られる２値化レベルを
決定することができる。
なお、第１の実施例において連結度分布作成手段9,1
0,11は“4"近傍の連結度を求めるとしたが、連結度分布
作成手段は、“8"近傍の連結度を求めることとしてもよ
い。また、必ずしも連続している画素で連結度をみる必
要はなく、間引いた画素間の連結度を求めてもよい。
0,11は“4"近傍の連結度を求めるとしたが、連結度分布
作成手段は、“8"近傍の連結度を求めることとしてもよ
い。また、必ずしも連続している画素で連結度をみる必
要はなく、間引いた画素間の連結度を求めてもよい。
発明の効果 以上述べたように、第１の発明は、対象物の濃度が均
一でない場合でも安定して２値化レベルを決定すること
ができる。
一でない場合でも安定して２値化レベルを決定すること
ができる。
また、第２の発明によれば、単純な２値化では外形の
形状にバラツキが生じて平滑化が必要な場合に、外形形
状を安定化させる２値化レベルを決定することができ
る。
形状にバラツキが生じて平滑化が必要な場合に、外形形
状を安定化させる２値化レベルを決定することができ
る。
また、第３の発明によれば、対象物と背景との間の濃
度差が小さく、フィルタリングによるエッジの強調が必
要な場合に、輪郭形状の安定した２値画像が得られる２
値化レベルを決定することができる。
度差が小さく、フィルタリングによるエッジの強調が必
要な場合に、輪郭形状の安定した２値画像が得られる２
値化レベルを決定することができる。
第１図は本発明の第１の実施例における２値化処理装置
のブロック図、第２図は“4"近傍の連結度を表わす図、
第３図（ａ），（ｂ）は“4"近傍の連結度を算出した一
例を示す図、第４図は連結度分布が２値化レベルを変え
ることにより変化する一例を示す図、第５図は本発明の
第２の実施例における２値化処理装置のブロック図、第
６図は本発明の第３の実施例における２値化処理装置の
ブロック図、第７図は従来の２値化処理装置のブロック
図、第８図は従来の２値化処理装置の原理を示す濃度分
布図、第９図は従来の２値化処理装置の問題点を示す濃
度分布図である。 3,4,5,18,19,20,37,38,39……２値化手段、9,10,11,27,
28,29,46,47,48……連結度分布作成手段、15,33,52……
制御部、21,22,23,40,41,42……平滑化手段、36……フ
ィルタリング手段。
のブロック図、第２図は“4"近傍の連結度を表わす図、
第３図（ａ），（ｂ）は“4"近傍の連結度を算出した一
例を示す図、第４図は連結度分布が２値化レベルを変え
ることにより変化する一例を示す図、第５図は本発明の
第２の実施例における２値化処理装置のブロック図、第
６図は本発明の第３の実施例における２値化処理装置の
ブロック図、第７図は従来の２値化処理装置のブロック
図、第８図は従来の２値化処理装置の原理を示す濃度分
布図、第９図は従来の２値化処理装置の問題点を示す濃
度分布図である。 3,4,5,18,19,20,37,38,39……２値化手段、9,10,11,27,
28,29,46,47,48……連結度分布作成手段、15,33,52……
制御部、21,22,23,40,41,42……平滑化手段、36……フ
ィルタリング手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秦 純一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−300979（ＪＰ，Ａ) 電子情報通信学会論文誌 Ｖｏｌ．Ｊ70 −Ｄ Ｎｏ．１ Ｐ．164〜174 谷口 倫 一郎 他「二値画像の複雑さと多値画像の 閾値処理に関する考察」
Claims (3)
- 【請求項１】映像信号を２値化する手段と、２値化され
た信号より隣り合う画素との連結度を調べて連結度分布
を作成する手段と、各レベル毎の連結度分布より、最大
連結度の頻度と最小連結度の頻度が、中間の連結度の頻
度の総和に対して共に高く、且つ中間の連結度の頻度の
総和が最小となるレベルを２値化レベルと判定する手段
とを備えたことを特徴とする２値化処理装置。 - 【請求項２】映像信号を２値化する手段と、２値化され
た信号を平滑化する手段と、平滑化された信号より隣り
合う画素との連結度を調べて連結度分布を作成する手段
と、各レベル毎の連結度分布より、最大連結度の頻度と
最小連結度の頻度が、中間の連結度の頻度の総和に対し
て共に高く、且つ中間の連結度の頻度の総和が最小とな
るレベルを２値化レベルと判定する手段とを備えたこと
を特徴とする２値化処理装置。 - 【請求項３】映像信号をフィルタリングする手段と、フ
ィルタリングされた信号を２値化する手段と、２値化さ
れた信号を平滑化する手段と、平滑化された信号より隣
り合う画素との連結度を調べて連結度分布を作成する手
段と、各レベル毎の連結度分布より、最大連結度の頻度
と最小連結度の頻度が、中間の連結度の頻度の総和に対
して共に高く、且つ中間の連結度の頻度の総和が最小と
なるレベルを２値化レベルと判定する手段とを備えたこ
とを特徴とする２値化処理装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1122137A JPH087785B2 (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | ２値化処理装置 |
| US07/523,108 US5166986A (en) | 1989-05-16 | 1990-05-14 | Apparatus for binarizing image signals |
| EP90109287A EP0398314B1 (en) | 1989-05-16 | 1990-05-16 | An apparatus for binarizing image signals |
| KR1019900007003A KR940002236B1 (ko) | 1989-05-16 | 1990-05-16 | 영상신호의 2치화 처리장치 |
| DE69015252T DE69015252T2 (de) | 1989-05-16 | 1990-05-16 | Vorrichtung zur Umwandlung von Bildsignalen in binäre Form. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1122137A JPH087785B2 (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | ２値化処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02300980A JPH02300980A (ja) | 1990-12-13 |
| JPH087785B2 true JPH087785B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=14828530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1122137A Expired - Lifetime JPH087785B2 (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | ２値化処理装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5166986A (ja) |
| EP (1) | EP0398314B1 (ja) |
| JP (1) | JPH087785B2 (ja) |
| KR (1) | KR940002236B1 (ja) |
| DE (1) | DE69015252T2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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