JPH1065877A - 画像処理装置 - Google Patents

画像処理装置

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JPH1065877A
JPH1065877A JP8221943A JP22194396A JPH1065877A JP H1065877 A JPH1065877 A JP H1065877A JP 8221943 A JP8221943 A JP 8221943A JP 22194396 A JP22194396 A JP 22194396A JP H1065877 A JPH1065877 A JP H1065877A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 原稿の傾斜による歪み補正及び輝度補正を行
う画像処理装置がなかった。 【解決手段】 原稿を撮影して得られた画像のエッジを
検出するエッジ検出部10と、上記エッジから原稿のス
キューを検出するスキュー検出部11と、スキュー検出
部11により検出されたスキューに基づいて上記画像を
回転する回転補正部12と、回転補正部12により回転
された画像のエッジから原稿の高さを計算する高さ演算
部14と、上記回転補正部12により回転された画像の
エッジから画像の拡大率を計算する拡大率演算13と、
上記原稿の高さと上記拡大率とに基づいて上記回転補正
部12により回転された画像を伸縮変換して歪みを補正
する歪み補正部15と、から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は画像処理装置に関す
るものであり、特に本等の空間的に曲がった原稿の画像
を歪みのない画像に補正するための画像処理装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の技術として、例えば特開平6−1
64852号公報に示されているように、表面を黒くし
た原稿ガイドを原稿台に設け、本等の原稿の像と原稿台
の像との境界を検出し、その検出結果に基づいて画像の
変倍率を算出し、画像の歪みを補正するものがある。
【0003】また、特開平5ー161004号公報に示
されているように、原稿と原稿台との境界から画像の歪
み及び輝度むらを補正するものがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
6−164852号公報の技術では、行曲がり補正(原
稿の縦方向の膨らみの歪み補正)しか行っておらず、原
稿の傾斜や回転による歪み補正については述べられてな
い。加えて、輝度補正を行っていないため、本の綴じ目
付近の影になる部分が黒く写るといった問題があった。
【0005】また、上記技術では、原稿の傾斜や回転と
いったスキューが全く考慮されていず、原稿の高さを本
の綴じ目と垂直な方向で同一として、原稿上部の境界か
らのエッジのみを用いて補正を行うため、原稿を傾けた
り、回転させて置いた場合、本の綴じ目付近の歪みの大
きい部分を補正する際、原稿下部を正しく補正できない
といった問題があった。
【0006】さらに、原稿ガイドに沿って被写体である
原稿を配置しても、通常、原稿のスキューが生じ、この
場合も同様に、本の綴じ目付近の歪み補正が充分できな
いといった問題があった。
【0007】本発明の目的は、上記問題点を解決するた
め、スキューがかかった原稿であっても、歪みを補正
し、自然な画像を出力することのできる画像処理装置を
提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の画像処
理装置は、原稿を撮影して得られた画像のエッジを検出
するエッジ検出手段と、上記エッジから原稿のスキュー
を検出するスキュー検出手段と、該スキュー検出手段に
より検出されたスキューに基づいて上記画像を回転する
回転補正手段と、該回転補正手段により回転された画像
のエッジから原稿の高さを計算する高さ演算手段と、上
記回転補正手段により回転された画像のエッジから画像
の拡大率を計算する拡大率演算手段と、上記原稿の高さ
と上記拡大率とに基づいて上記回転補正手段により回転
された画像を伸縮変換して歪みを補正する歪み補正手段
と、を備えたことを特徴とする。
【0009】請求項2に記載の画像処理装置は、原稿を
撮影して得られた画像のエッジを検出するエッジ検出手
段と、上記エッジから原稿のスキューを検出するスキュ
ー検出手段と、該スキュー検出手段により検出されたス
キューに基づいて上記画像中の所定領域の画像のみの変
形を行う画像変形手段と、該画像変形手段により変形さ
れた画像のエッジから原稿の高さを計算する高さ演算手
段と、上記画像変形手段により変形された画像のエッジ
から画像の拡大率を計算する拡大率演算手段と、上記原
稿の高さと上記拡大率とに基づいて上記画像変形手段に
より変形された画像を伸縮変換して歪みを補正する歪み
補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【0010】請求項3に記載の画像処理装置は、原稿を
撮影して得られた画像のエッジを検出するエッジ検出手
段と、上記エッジから原稿のスキューを検出するスキュ
ー検出手段と、上記エッジから原稿の高さを計算する高
さ演算手段と、上記エッジから画像の拡大率を計算する
拡大率演算手段と、上記スキュー検出手段により検出さ
れたスキューに基づいて上記画像中の所定領域の画像を
複数の台形領域に分割し、上記スキューと上記原稿の高
さと上記拡大率とに基づいて上記台形領域ごとに伸縮変
換して歪みを補正する歪み補正手段と、を備えたことを
特徴とする。
【0011】請求項4に記載の画像処理装置は、請求項
1乃至請求項3に記載の画像処理装置において、上記歪
み補正手段で歪み補正された画像の輝度値を補正する輝
度補正部をさらに備えたことを特徴とする。
【0012】請求項5に記載の画像処理装置は、請求項
1乃至請求項3に記載の画像処理装置において、上記エ
ッジ検出手段は、画像のエッジの変化量が大きくなるに
応じて検出区間を小さくすることを特徴とする。
【0013】請求項6に記載の画像処理装置は、請求項
2に記載の画像処理装置において、上記画像変形手段
は、スキューに応じて上記所定領域の範囲を変化させる
ことを特徴とする。
【0014】請求項7に記載の画像処理装置は、請求項
3に記載の画像処理装置において、上記歪み補正手段
は、スキューに応じて上記所定領域の範囲を変化させる
ことを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施の形態について詳細に説明する。
【0016】(第1の実施の形態)図1に、原稿を上向
きに配置して原稿を読み取る形態の画像入力装置の模式
図を示す。本等の綴じ目のある原稿1は上向きにして原
稿ガイド2に沿って原稿台3に配置され、上部のCCD
の撮像素子とレンズ系で構成される画像撮像部4によっ
て撮影される。原稿台3と原稿ガイド2は互いに垂直に
配設され、原稿1の背景色の白色と区別できる黒色にな
っている。原稿1は原稿台2の上に置かれるため、高い
ところほど画像撮像部4に近付き、画像は拡大される。
画像撮像部4で撮影された信号をA/D変換してメモリ
や記憶媒体に一旦記憶された画像に対して、本発明の画
像処理を行う。なお、本実施の形態では、画像撮像部4
は、原稿1に対して固定であり、原稿1の画像全体を取
り込めるが、原稿1が大きな場合は、画像撮像部4は、
原稿1に対して相対的に可動できるようにしてもよい。
【0017】図2に、画像撮像部4で撮影された信号を
A/D変換してメモリ等に一旦記憶された画像を模式的
に示す。xy座標は、メモリ等に一旦記憶された画像の
画素の位置を表現するための座標であり、原稿像21か
ら求められるエッジは、原稿ガイド像22と原稿台像2
3とで形成されるベースライン24までの距離y0とベ
ースライン24からの変位d(x)により表現される。
【0018】図3に、原稿を下向きに配置して原稿を読
み取る形態の画像入力装置の模式図を示す。このような
画像入力装置は、例えば、フラットベットのスキャナや
複写機がある。原稿1は下向きに原稿台のガラス面5に
配置され、画像撮像部6をスキャンして撮影される。原
稿のエッジを検出するため、例えばスキャナの蓋を黒色
にする、もしくは蓋を空けたまま撮影された信号をA/
D変換してメモリや記憶媒体に一旦記憶される。原稿下
向きの場合は、本の綴じ目など、ガラス面5から浮いた
部分は画像撮像部6から遠ざかるため、画像は縮小され
る。
【0019】図4に、画像撮像部6で撮影した画像を模
式的に示す。図4の符号は、図2と同様であるので、説
明は省略する。
【0020】図5に、第1の実施の形態の画像処理装置
のブロック図を示す。画像処理装置は、中央処理部や計
算結果を記憶するレジスタ等の通常の計算機で構成さ
れ、画像入力装置内に設けてもよいし、別途設けても良
い。ここで、画像処理の対象は、原稿を上向きにして画
像入力した場合、下向きにして画像入力した場合のいづ
れの画像でもよい。10は入力された画像から原稿と原
稿台または原稿ガイドとの境界からエッジを検出するエ
ッジ検出部であり、11はエッジ検出部10が検出した
エッジに基づいて原稿の綴じ目(基準線)とそのスキュ
ーを検出するスキュー検出部であり、12はスキュー検
出部11で検出したスキューから画像全体の回転を補正
する回転補正部であり、13,14は回転補正部12に
より回転補正された画像をエッジ検出部10により再び
エッジの検出を行い、検出されたエッジに基づき画像の
拡大率を計算する拡大率演算部、原稿の高さを計算する
高さ演算部である。15は回転補正部12によって回転
補正された画像を、拡大率演算部13及び高さ演算部1
4より得られた情報に基づき画像全体の歪みを補正し
て、矩形形状の画像を得るための歪み補正部であり、1
6は歪み補正部15により歪みが補正された画像の輝度
を補正する輝度補正部である。
【0021】図7及び図8を用いて、エッジ検出部10
がエッジ検出を行う手順について説明する。エッジ検出
部10は、図7に示すように、原稿のエッジ付近の色が
白色である場合、画像中の原稿の外側の点Aからy方向
にスキャンし、輝度値がある閾値を越える位置を原稿の
エッジとする。なお、図8に示すように、原稿のエッジ
を検出する際、ノイズ等の影響をなくすため、ある閾値
を越える点が数点しか連続しない場合、その点をエッジ
とはせず、エッジの探索を続ける。
【0022】閾値でエッジを判断した場合、画像からの
エッジの位置は画素に対応した離散値しかとりえない。
そのため、本発明ではエッジの位置から高さ、倍率など
を演算するため、画像をなめらかに補正できないといっ
た問題がある。そこで、エッジを検出するにはx方向に
数画素おきにし、間を直線で補間するとよい。また、原
稿の綴じ目付近のエッジをなめらかに検出するには、エ
ッジを検出する間隔は、エッジの位置座標の変化の大き
い所を細かくする方がよい。
【0023】図9を用いて、スキュー検出部11の動作
を説明する。図9は、エッジ検出部10で検出された原
稿の綴じ目付近の上下の位置座標点列であるエッジデー
タを示している。原稿が上向きの場合も下向きの場合
も、原稿の綴じ目付近はそのまわりよりも縮小されて撮
影されるため、エッジの極小点及び極大点が綴じ目の位
置となる。スキュー検出部11は、エッジ検出部10か
らのエッジデータを探索して、y方向の極小点及び極大
点の位置座標を求め、原稿上下の綴じ目の位置座標(x
b1,yb1),(xb2,yb2)を特定して、式(1)のよ
うに原稿のスキュー角度αを算出する。
【0024】
【数1】
【0025】次に、回転補正部12は、スキュー検出部
11により検出されたスキュー角度αを用い、例えば、
画像全体に対して式(2)の回転変換を行う事によりス
キューを補正することができる。本実施の形態では、ス
キューの補正を原点に対し直接行っているが、座標変換
をしてから行っても良い。
【0026】
【数2】
【0027】図10を用いて、拡大率演算部13の動作
を説明する。スキュー補正がなされた画像から再びエッ
ジ検出部10はエッジデータを求め、原稿台上の高さに
あると、ベースライン24の位置で結像するエッジデー
タが点Aで結像するとき、点Aのy方向の拡大率r
(x)は式(3)で求められる。
【0028】
【数3】
【0029】フラットベットのスキャナ等のように、レ
ンズとラインセンサ等の撮像素子をx方向に走査し、撮
像した画像の場合、x方向には平行投影となるため、x
方向の拡大、縮小はない。また、レンズの位置を固定し
て撮像した画像の場合、点投影となるため、x方向の拡
大率はy方向と同じr(x)となる。
【0030】図6を用いて、高さ演算部14の動作を説
明する。図6に、原稿のx方向から見たときの原稿のエ
ッジとベースラインと原稿の高さH(x)の撮像素子
上、つまり画像中での対応関係を示す。高さH(x)の
ところにある原稿のエッジは画像中のベースライン21
よりもd(x)だけ離れた場所で像を結ぶ。レンズと撮
像素子間の距離をfとしたとき、原稿の撮像素子上での
見かけの高さh(x)は式(4)で求めることができ
る。高さ演算部14は、スキュー補正がなされた画像の
エッジデータからx方向でh(x)を求める。
【0031】
【数4】
【0032】なお、原稿下向きの場合は、エッジの変位
d(x)を負として、式(4)で高さh(x)を求める
ことができる。
【0033】図11を用いて、歪み補正部15の動作を
説明する。原稿の見かけの高さh(x)を求めると、画
像をx方向で適当な区間に分割し、区間の長さ△xでの
高さの差を△hとすると、原稿の見かけの長さ△lは式
(5)のように近似できる。
【0034】
【数5】
【0035】原稿面の傾きによるx方向の歪みは、各区
間毎に画像をx方向に△l/△x倍に拡大して補正す
る。ただし、レンズ固定で入力した画像の場合、x方向
にもレンズとの距離の違いによる拡大縮小があるため、
x方向の拡大率は式(6)となる。
【0036】
【数6】
【0037】また、y方向の拡大縮小による歪みは、各
xの位置で画像を縦方向に1/r(x)倍すれば補正で
きる。以上の結果、歪み補正がされた矩形形状の画像が
得られる。
【0038】図12を用いて輝度補正部16の動作を説
明する。y方向に画素の輝度値を調べ、その最大値がL
MAX だったとする。このとき、ある閾値thを設け、そ
れ以上の値をもつ画素に対し、画素の最大値が例えば2
55になるように演算を行う。画素の値をval、補正
後の値をval′とすると式(7)のように計算でき
る。なお、LMAX は輝度の高い数画素の平均にしても良
い。
【0039】
【数7】
【0040】以上の説明では、白黒画像を入力画像とし
たが、カラー画像の場合にも同様にして処理できる。即
ち、カラー画像の場合には、R,G,Bの画像から輝度
成分及び色差に変換して、輝度成分を抽出して原稿のエ
ッジ検出を白黒画像と同様にして行えばよく、また、歪
み補正については、R,G,Bのデータに対して伸縮変
換すればよく、さらに、輝度補正については、輝度成分
に補正をかけてR,G,Bに変換すればよい。
【0041】(第2の実施の形態)図13に、第2の実
施の形態の画像処理装置のブロック図を示す。17はス
キュー検出部11によって検出された原稿の綴じ目(基
準線)に基づいて画像の一部領域を変形させる画像変形
部である。第1の実施の形態と第2の実施の形態との違
いは、前者が回転補正部12により画像を回転して補正
するのに対し、後者は画像変形部17によって原稿の綴
じ目を含む入力画像の一部を変形させている点のみであ
り、画像変形部17以外は第1の実施の形態と同様に動
作する。
【0042】図14を用いて、画像変形部17の動作を
説明する。画像変形は、スキュー検出部11で検出され
た原稿の綴じ目の中点である中心点から±L0 の範囲で
変形を行い、綴じ目を表す直線aが直線bのようにx軸
と垂直になるように変形する。このとき、直線d,a間
の距離をLda(y)、直線e,a間の距離をLea(y)
として、画像のそれぞれの座標を、直線dから直線aの
範囲はL0/Lda(y)倍、直線eから直線aの範囲は
0/Lea(y)倍することにより綴じ目を表す直線a
が直線bに一致するように変形する。なお、画像変形部
17で画像変形を行うL0の範囲は固定値でもよいが、
画像変形部17が設定するL0の範囲をスキュー検出部
11で検出されたスキュー角度に応じて可変にして、ス
キュー角度が大きくなるにつれ、L0の範囲を大きくす
るようにした方が、より自然な画像が得られるので望ま
しい。
【0043】本実施の形態は、第1の実施の形態と比較
して、画像の歪み補正は幾分悪くなるものの、原稿の綴
じ目付近の歪みの多い領域を補正でき、画像変形領域が
少ないので処理量が少なくてすみ、処理速度を向上させ
ることができる。
【0044】(第3の実施の形態)図15に、第3の実
施の形態の画像処理装置のブロック図を示す。10は入
力された画像からエッジを検出するエッジ検出部であ
り、11,13,14はそれぞれ、エッジ検出部10が
検出したエッジに基づいて、原稿の綴じ目(基準線)と
スキューを検出するスキュー検出部、画像の拡大率を計
算する拡大率演算部、原稿の高さを計算する高さ演算部
である。18はスキュー検出部11、拡大率演算部1
3、及び高さ演算部14より得られた情報に基づき、入
力画像の歪みを補正する歪み補正部であり、19は歪み
補正部18で歪みを補正された画像の輝度をスキュー検
出部11から得られるスキューを基に補正する輝度補正
部である。歪み補正部18と輝度補正部19以外は第1
の実施の形態と同様に動作する。
【0045】図16を用いて、歪み補正部18を説明す
る。スキュー検出部11で検出された原稿の綴じ目の中
点である中心点から±L0 の範囲で、原稿の綴じ目を表
す線aとして、直線b,a間、及び直線a,c間のスキ
ュー角度が徐々にy方向に合致するように、直線b,a
間、及び直線a,c間の画像を段階的に傾けた複数の台
形形状の画像に分割する。ここで、画像の補正を行うの
は全体の領域であり、L0の範囲以外では分割された画
像は矩形形状になっている。なお、歪み補正部18で歪
み補正を行うL0の範囲は固定値でもよいが、歪み補正
部18が設定するL0の範囲をスキュー検出部11で検
出されたスキュー角度に応じて可変にして、スキュー角
度が大きくなるにつれ、L0の範囲を大きくするように
した方が、より自然な画像が得られるので望ましい。
【0046】x方向の補正では、先に計算した拡大率、
原稿の高さの値は、綴じ目のy座標のライン上の値であ
るとし、台形をこれらの値からx方向に拡大して、原稿
の傾斜を延ばす。また、y方向の補正では、原稿面での
点Aの高さは点Bと同一とし、点Bのx座標をxB とす
ると、画像を直線BA方向に1/r(xB )倍すること
により補正を行う。このように、それぞれの台形で同様
の補正を行い、補正後のエッジが矩形形状の画像が得ら
れる。
【0047】次に、輝度補正部19の動作を説明する。
輝度補正は第1の実施の形態と同様にして行うが、スキ
ュー検出部11から得られた各台形のスキュー角度の方
向、つまり歪み補正部18による補正方向に沿って、輝
度値の最大値LM A X を求めて輝度補正を行う。
【0048】上記実施の形態は、第2の実施の形態と比
較して画像の歪み補正はより自然になり、第1の実施の
形態と比較して歪み補正領域が少ないので処理量が少な
くてすみ、処理速度を向上させることができる。
【0049】
【発明の効果】請求項1に記載の画像処理装置によれ
ば、スキューがかかった画像であっても、スキューを回
転補正してから歪み補正をするので、自然な画像を得る
ことができる。
【0050】請求項2に記載の画像処理装置によれば、
スキューがかかった画像であっても、画像の一部の所定
領域のみ変形を行ってから歪み補正をするので、処理速
度が向上すると共に、自然な画像を得ることができる。
【0051】請求項3に記載の画像処理装置によれば、
スキューがかかった画像であっても、画像の一部の所定
領域を台形領域ごとに分割して歪み補正をするので、処
理速度が向上すると共に、自然な画像を得ることができ
る。
【0052】請求項4に記載の画像処理装置によれば、
本等の原稿の綴じ目付近の像が見やすい画像が得られ
る。
【0053】請求項5に記載の画像処理装置によれば、
本等の原稿の綴じ目付近のエッジを正確かつ滑らかに検
出できる。
【0054】請求項6に記載の画像処理装置によれば、
スキューに応じて所定領域の範囲を選択するので、適切
な画像変形の処理範囲を選択できる。
【0055】請求項7に記載の画像処理装置によれば、
スキューに応じて所定領域の範囲を選択するので、適切
な歪み補正の処理範囲を選択できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】原稿上向きの画像入力装置を示す。
【図2】原稿上向きの画像を取り込んだ様子を示す。
【図3】原稿下向きの画像入力装置を示す。
【図4】原稿下向きの画像を取り込んだ様子を示す。
【図5】第1の実施の形態の画像処理装置のブロック図
を示す。
【図6】原稿と画像撮像部の距離と撮像位置の関係を説
明するための図である。
【図7】画像のエッジ検出を説明するための図である。
【図8】画像のエッジ検出のフローチャートである。
【図9】画像のスキュー検出を説明するための図であ
る。
【図10】画像の拡大率計算を説明するための図であ
る。
【図11】画像の歪み補正を説明するための図である。
【図12】画像の輝度補正を説明するための図である。
【図13】第2の実施の形態の画像処理装置のブロック
図である。
【図14】第2の実施の形態の画像変形を説明するため
の図である。
【図15】第3の実施の形態の画像処理装置のブロック
図である。
【図16】第3の実施の形態の歪み補正を説明するため
の図である。
【符号の説明】
1 原稿 2 原稿ガイド 3 原稿台 4,6 画像撮像部 5 ガラス面 10 エッジ検出部 11 スキュー検出部 12 回転補正部 13 拡大率演算部 14 高さ演算部 15,18 歪み補正部 16,19 輝度補正部 17 画像変形部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原稿を撮影して得られた画像のエッジを
    検出するエッジ検出手段と、 上記エッジから原稿のスキューを検出するスキュー検出
    手段と、 該スキュー検出手段により検出されたスキューに基づい
    て上記画像を回転する回転補正手段と、 該回転補正手段により回転された画像のエッジから原稿
    の高さを計算する高さ演算手段と、 上記回転補正手段により回転された画像のエッジから画
    像の拡大率を計算する拡大率演算手段と、 上記原稿の高さと上記拡大率とに基づいて上記回転補正
    手段により回転された画像を伸縮変換して歪みを補正す
    る歪み補正手段と、を備えたことを特徴とする画像処理
    装置。
  2. 【請求項2】 原稿を撮影して得られた画像のエッジを
    検出するエッジ検出手段と、 上記エッジから原稿のスキューを検出するスキュー検出
    手段と、 該スキュー検出手段により検出されたスキューに基づい
    て上記画像中の所定領域の画像のみの変形を行う画像変
    形手段と、 該画像変形手段により変形された画像のエッジから原稿
    の高さを計算する高さ演算手段と、 上記画像変形手段により変形された画像のエッジから画
    像の拡大率を計算する拡大率演算手段と、 上記原稿の高さと上記拡大率とに基づいて上記画像変形
    手段により変形された画像を伸縮変換して歪みを補正す
    る歪み補正手段と、を備えたことを特徴とする画像処理
    装置。
  3. 【請求項3】 原稿を撮影して得られた画像のエッジを
    検出するエッジ検出手段と、 上記エッジから原稿のスキューを検出するスキュー検出
    手段と、 上記エッジから原稿の高さを計算する高さ演算手段と、 上記エッジから画像の拡大率を計算する拡大率演算手段
    と、 上記スキュー検出手段により検出されたスキューに基づ
    いて上記画像中の所定領域の画像を複数の台形領域に分
    割し、上記スキューと上記原稿の高さと上記拡大率とに
    基づいて上記台形領域ごとに伸縮変換して歪みを補正す
    る歪み補正手段と、を備えたことを特徴とする画像処理
    装置。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至請求項3に記載の画像処理
    装置において、上記歪み補正手段で歪み補正された画像
    の輝度値を補正する輝度補正部をさらに備えたことを特
    徴とする画像処理装置。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至請求項3に記載の画像処理
    装置において、上記エッジ検出手段は、画像のエッジの
    変化量が大きくなるに応じて検出区間を小さくすること
    を特徴とする画像処理装置。
  6. 【請求項6】 請求項2に記載の画像処理装置におい
    て、上記画像変形手段は、スキューに応じて上記所定領
    域の範囲を変化させることを特徴とする画像処理装置。
  7. 【請求項7】 請求項3に記載の画像処理装置におい
    て、上記歪み補正手段は、スキューに応じて上記所定領
    域の範囲を変化させることを特徴とする画像処理装置。
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