CN102957858A - 数字拍摄设备及控制该设备设置白平衡的方法 - Google Patents

Abstract

提供一种数字拍摄设备及控制该设备设置白平衡的方法。提供一种能够手动设置白平衡增益的数字拍摄设备及使用该数字拍摄设备的方法。该数字拍摄设备包括：发光装置，被构造为发射多种颜色的光；发光装置控制单元，被构造为控制发光装置的光发射发光；成像装置，被构造为捕捉入射到对象上的光以生成多个图像信号；以及增益设置单元，被构造为通过使用生成的图像信号来设置白平衡增益。

Description

数字拍摄设备及控制该设备设置白平衡的方法

本申请要求2011年8月12日提交至韩国知识产权局的第10-2011-0080648号韩国专利申请的利益，所述申请的整个公开通过引用包含于此。

技术领域

本发明涉及一种数字拍摄设备及控制该设备的方法，尤其是，本发明涉及一种数字拍摄设备及控制该设备基于在发射不同颜色的光之后捕捉多个图像来确定白平衡的方法。

背景技术

通常，数字拍摄设备捕捉对象的图像，其中，在捕捉到的图像中对象的颜色没有对人眼显现为正确的颜色。造成这种现象的原因之一是在数字拍摄设备上难以设置白平衡。白平衡确定用于通过拍摄设备捕捉对象的图像的不同颜色传感器之间的平衡。

设置白平衡的一个难点是图像可在非常不同的光照条件下被捕捉到。例如，对象的图像可在阳光下或白炽灯下被捕捉到。数字拍摄设备可以是诸如相机、蜂窝电话或者音乐播放器的便携式电子装置。

设置白平衡的一个已知方法是：对于具有等百分比的红R、绿G和蓝B的对象，像拍摄灰卡那样，基于捕捉到的灰卡的图像来设置白平衡。然而，对拍摄设备的用户来说不方便的是携带灰卡且必须拍摄灰卡的图片以调整对于不同光照条件的白平衡。

发明内容

因此，本领域需要一种数字拍摄设备及在数字拍摄设备上用于确定白平衡的方法。

根据本发明的实施例，提供一种数字拍摄设备，所述数字拍摄设备包括：发光装置，被构造为发射多种颜色的光；发光装置控制单元，被构造为控制发光装置的光发射；成像装置，被构造为捕捉入射到对象上的光以生成多个图像信号；以及增益设置单元，被构造为通过比较生成的多个图像信号来设置白平衡增益。

发光装置控制单元可被构造为：控制发光装置对于多种颜色中的两种或更多种颜色，每次以一种颜色顺序发射多种颜色中的一种颜色的光。

增益设置单元可被构造为：从生成的两个或更多个图像信号中的差异来确定对象的颜色。可从发光装置发射的不同颜色的光来生成所述两个或更多个图像信号。

增益设置单元可被构造为：通过比较当发光装置发射光时生成的图像信号和当发光装置没有发射光时生成的图像信号来确定环境光的色温。

增益设置单元可被构造为：基于对象的颜色和环境光的色温来设置白平衡增益。

发光装置可被构造为发射红（R）、绿（G）和蓝（B）光。

发光装置可被构造为发射青（C）、品红（M）和黄（Y）光。

发光装置可包括发光二极管（LED）或者有机发光二级管（OLED）。

发光装置可安装在所述数字拍摄设备中。

发光装置可以可拆卸地连接到所述数字拍摄设备。

发光装置控制单元可与发光装置集成。

公开一种控制数字拍摄设备的方法。所述方法可包括：对于光的多种颜色中的每一种，发射具有光的多种颜色中的一种颜色的光以照明对象；至少捕捉部分发射的入射到对象上的光以生成光的多种颜色中的每一种的图像信号；以及基于比较生成的图像信号中的至少两个来设置白平衡增益。

发射光的步骤还可包括：每次以一种颜色顺序发射具有多种颜色中的一种颜色的光。

设置白平衡增益的步骤可包括：从生成的图像信号中的至少两个之间的差异来确定对象的颜色。

所述方法可包括：捕捉首次不发光时入射到对象上的光以生成图像信号；以及基于比较首次不发光时生成的图像信号和首次发光时生成的至少一个图像信号来确定环境光的色温。

设置白平衡增益的步骤还可包括：基于确定的对象的颜色和确定的环境光的色温来设置白平衡增益。

所述方法可包括：确定白平衡增益是否被设置为手动确定；以及如果白平衡增益被设置为手动确定，则每次以一种颜色顺序发射具有多种颜色中的一种颜色的光。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和其他特点和优点将变得更加清楚，其中：

图1是根据本发明实施例的数字拍摄设备的示例的框图；

图2是示出根据本发明另一实施例的发光装置的示例的示图；

图3是示出根据本发明另一实施例的发光装置的示例的示图；

图4是示出根据本发明实施例的数字拍摄设备的示例的示意图；

图5是示出根据本发明实施例的发光装置的示例和发光装置控制单元的示例的电路图；

图6是示出根据本发明另一实施例的数字拍摄设备的示例的框图；

图7是示出根据本发明另一实施例的数字拍摄设备的示例的框图；

图8是根据本发明实施例的控制数字拍摄设备的方法的流程图；

图9是根据本发明实施例的设置白平衡增益的方法的流程图。

具体实施方式

以下，将参照附图更全面地描述本发明，附图中示出本发明的示例性实施例。然而，本发明可被实现为许多不同的形式，并且不应被解释为限制于这里提出的实施例；相反，提供这些实施例，以使本公开将是全面和完整的，并且这些实施例将本发明的构思完全传达给本领域技术人员。在附图中，相同的标号表示相同的元件。另外，尽管描述了本发明，但省略关于相关的公知的功能或配置（所述功能或配置可能减小发明点的清晰度）的详细描述。

数字拍摄设备的配置

图1是根据本发明实施例的数字拍摄设备1的示例的框图。数字拍摄设备1包括互相分离的主体单元1b和镜头单元1a。

参照图1，数字拍摄设备1包括镜头单元1a和主体单元1b，其中，镜头单元1a可经由镜头卡口125可拆卸地连接到主体单元1b。

镜头单元1a包括成像镜头101、镜头驱动单元103、镜头位置检测单元104和镜头控制单元105。

成像镜头101包括聚焦镜头102，经由聚焦镜头102可根据聚焦镜头102的驱动来执行焦点调整。

镜头驱动单元103在镜头控制单元105的控制下驱动聚焦镜头102。镜头位置检测单元104检测聚焦镜头102的位置，并将检测结果发送到镜头控制单元105。

镜头控制单元105控制镜头驱动单元103的操作，并从镜头位置检测单元104接收位置信息。镜头控制单元105与中央处理单元（CPU）106进行通信，并将与聚焦检测有关的信息发送到CPU 106或者从CPU 106接收与聚焦检测有关的信息。

主体单元1b包括CPU 106、成像装置控制单元107、成像装置108、模拟信号处理器（ASP）109、模/数（A/D）转换器110、图像输入控制器111、数字信号处理器（DSP）112、压缩/解压缩单元113、显示控制器114、显示单元115、白平衡（WB）检测单元116、自动曝光（AE）检测单元117、AF检测单元118、存储器119、存储器控制器120、存储卡121、操纵单元122、发光装置控制单元123和发光装置124。

CPU 106控制数字拍摄设备1的所有操作。

成像装置控制单元107生成定时信号并将定时信号施加到成像装置108，因此，成像装置控制单元107控制成像装置108的成像操作。另外，如果在成像装置108的每个扫描线中完成了电荷的积累，则成像装置控制单元107控制成像装置108顺序读取图像信号。

成像装置108通过捕捉通过成像镜头101的对象图像的光来生成图像信号。成像装置108可包括多个光电转换装置和用于从光电转换装置发送电荷的电荷传输线。

模拟信号处理器109从通过成像装置108读取的图像信号消除噪声，或者将图像信号的大小放大到预定水平。A/D转换器110将从模拟信号处理器109输出的模拟图像信号转换成数字图像信号。图像输入控制器111处理从A/D转换器110输出的数字图像信号，从而可通过每个后续元件对图像信号执行图像处理。

WB检测单元116、AE检测单元117和AF检测单元118对从图像输入控制器111输出的图像信号分别执行自动白平衡（AWB）处理、AE处理和AF处理。

根据当前实施例的WB检测单元116可包括用于自动调整白平衡的自动白平衡调整功能和用于通过用户操纵手动调整白平衡的手动（或自定义）白平衡调整功能。手动白平衡调整功能通过使用由用户捕捉到的图像来设置白平衡增益。

当手动白平衡调整功能被执行时，WB检测单元116从由下面将描述的发光装置124发射的光生成的图像信号中的差异来检测对象的颜色。另外，WB检测单元116可通过使用当发光装置124没有发射光时生成的图像信号和当发光装置124发射光时生成的图像信号来检测环境光的色温。即，通过使用当发光装置124没有发射光时生成的图像信号和对象的颜色来检测环境光的色温。WB检测单元116可通过使用例如对象的颜色和/或环境光的色温来设置白平衡增益。WB检测单元116可以是白平衡增益设置单元的示例。

从图像输入控制器111输出的图像信号可暂时存储在存储器119中。存储器119可包括诸如同步动态随机存取存储器（SDRAM）的存储介质。

数字信号处理器112对从图像输入控制器111输出的图像信号执行一系列图像信号处理操作（例如，伽马校正）以创建可在显示单元115上显示的实时取景图像或捕捉到的图像。

此外，数字信号处理器112可根据通过WB检测单元116检测到的白平衡增益来执行捕捉到的图像的白平衡调整。也就是，数字信号处理器112和WB检测单元116可以是白平衡控制单元的示例。

压缩/解压缩单元113对执行了图像信号处理的图像信号执行压缩或解压缩。关于压缩，以例如JPEG压缩格式或者H.264压缩格式对图像信号进行压缩。包括通过压缩处理生成的图像数据的图像文件被发送到存储器控制器120，并且存储器控制器120将所述图像文件存储在存储卡121中。

显示控制器114控制将通过显示单元115输出的图像。例如，显示单元115显示各种图像（例如，捕捉到的图像或者实时取景图像）和各种设置信息。显示单元115和显示控制器114可分别包括液晶显示器（LCD）和LCD驱动器。但是，本发明不限于此，显示单元115和显示控制器114可分别包括例如有机发光二级管（OLED）显示器及其驱动单元。

存储器119可包括视频随机存取存储器（VRAM）或者电可擦除可编程只读存储器（EEPROM），其中，VRAM暂时存储关于将在显示单元115上显示的图像的信息，EEPROM可存储例如执行程序和/或各种管理信息。

操纵单元122是用户输入用于操纵数字拍摄设备1的各种命令的单元。操纵单元122可包括（但不限于）各种按钮，例如，快门释放按钮、电源开关、模式转盘或菜单按钮。

发光装置控制单元123是用于驱动发光装置124的单元，其中，发光装置124包括在拍摄或AF驱动期间将光照射到对象上的发光元件。发光装置控制单元123可控制发光装置124顺序发射多种颜色的光，或者可控制发光装置124同时发射多种颜色的光或部分颜色的光，从而发射白色或者各种颜色中的任何颜色。

发光装置124发射用于AF驱动或者拍摄的辅助光。发光装置124可发射多种颜色的光，并且可包括用于发射每种颜色的光的固体发光元件。另外，发光装置124可通过组合多种颜色来控制辅助光的颜色。包括在发光装置124中的固体发光元件可以是LED、OLED、电致发光（EL）装置等。

在当前实施例中，发光装置124和发光装置控制单元123被安装在主体单元1b中。

图2是示出根据本发明另一实施例的发光装置124a的示例的示图。

参照图2，发光装置124a可发射三种不同颜色的光。发光装置124a包括用于发射各个颜色的光的发光装置11到13。例如，发光装置11到13可以是分别发射红（R）、绿（G）和蓝（B）光的LED。或者，发光装置11到13可以是分别发射青（C）、品红（M）和黄（Y）光的LED。然而，本发明不限于此，发光装置11到13可发射包括各种颜色的复合色的光。

发光装置11到13可被构造为一个芯片。但是，本发明不限于此，并且发光装置11到13可被单独构造。

发光装置124a可在发光装置控制单元123的控制下顺序发射多种颜色的光，或者可同时发射所有颜色的光。或者，发光装置124a可顺序发射包括两种颜色的复合色的光。例如，当发光装置124a发射R、G和B颜色的光时，首先，可同时发射R和G颜色的光；然后，可发射G和B颜色的光；最后，可发射B和R颜色的光。

图3是示出根据本发明另一实施例的发光装置124b的示例的示图。

参照图3，为了确保足量的光，发光装置124b包括用于每种颜色的多个发光元件。例如，包括在左侧芯片20中的多个发光装置21到23、包括在中间芯片30中的多个发光装置31到33以及包括在右侧芯片40中的多个发光装置41到43可分别发射R、G和B颜色的光。

在图2和图3中，发光装置124a和124b均包括三种颜色，但本发明不限于此。例如，发光装置124a和124b均可包括两种颜色或四种或更多种颜色。

图4是示出根据本发明实施例的数字拍摄设备1的示例的示意图。

参照图4，发光装置124形成于数字拍摄设备1的前表面以将辅助光照射到对象上。

图5是示出根据本发明实施例的发光装置124c的示例和发光装置控制单元123的电路图。

参照图5，发光装置124c包括发射不同颜色的光的多个发光装置51到53、多个开关装置SW1到SW3以及多个电阻器R1到R3。开关装置SW1到SW3控制发光装置51到53的光发射，即，开关装置SW1到SW3根据来自发光装置控制单元123的控制信号来控制发光装置51到53的每个的开/关操作。开关装置SW1到SW3可以是例如晶体管。电阻器R1到R3可控制与其连接的发光元件的亮度。为了控制发光元件的亮度，电阻器R1到R3可控制电流量。为此，可使用可变电阻器。

V_cc表示用于发光装置124c的光发射的电源。该电源可被用于主体单元1b的操作。

图6是示出根据本发明另一实施例的数字拍摄设备2的示例的框图。

除了包括发光装置224的单独的装置2c可以可拆卸地连接到数字拍摄设备2的主体单元2b外，图6所示的数字拍摄设备2具有与图1所示的数字拍摄设备1相同的配置和功能。

在参照图1和图6描述的数字拍摄设备1和2中，发光装置控制单元123和223与CPU 106和206是分开的。然而，本发明不限于此。例如，CPU 106和206可包括发光装置控制单元123和223的功能，从而直接控制发光装置124和224的光发射。

在当前实施例中，可从主体单元2b提供用于发光装置224的光发射的电源。或者，单独的装置2c可包括对发光装置224供电以由此发射光的电池。

图7是示出根据本发明另一实施例的数字拍摄设备3的示例的框图。

在当前实施例中，发光装置控制单元323与发光装置324集成，从而形成单独的装置3c。除了包括发光装置控制单元323和发光装置324的单独的装置3c可以可拆卸地连接到数字拍摄设备3的主体单元3b外，图7所示的数字拍摄设备3具有与图1所示的数字拍摄设备1相同的配置和功能。

在当前实施例中，可从主体单元3b提供用于发光装置324的光发射的电源。或者，单独的装置3c可包括对发光装置324供电以由此发射光的电池。

图8是根据本发明实施例的控制数字拍摄设备1到3的方法的示例的流程图。

以下，将描述图1所示的数字拍摄设备1的操作。

参照图8，如果通过用户操纵接通电源开关（S100），则开启显示单元115（S101）。

成像装置108开始周期性的图像捕捉操作（S102）。即，成像装置108周期性地捕捉对象图像的光以重复生成图像信号，并随后执行光测量以执行AE和AWB操作（S103）。接着，成像装置108将周期性捕捉的图像显示为实时取景图像（S104）。

接着，确定用户是否已经执行手动设置白平衡的操纵（S105）。如果白平衡被自动设置，则从通过AWB功能捕捉的图像来自动设置白平衡增益。

在操作S105，如果用户已经执行手动设置白平衡的操纵，则执行手动白平衡操作（S106）。将参照图9描述执行手动白平衡操作的详细方法。

如果使用自动白平衡调整功能，或者如果通过手动白平衡操作设置白平衡增益，然后用户半按下快门释放按钮并由此S1信号被施加（S107），则执行AF操作（S108）。可通过各种方法执行AF操作，例如，诸如对比度AF的被动型AF操作或使用相位差方法的主动型AF操作。

当完成了AF操作时，用户完全按下快门释放按钮，然后S2信号被施加（S109），图像被捕捉，并将捕捉到的图像存储在存储卡121中（S110）。

接着，如果电源开关断开，则结束数字拍摄设备1的操作。否则，所述方法返回到操作S102，以重复诸如实时取景图像的显示、图像的捕捉等操作（S111）。

通过上述操作执行实时取景图像的显示、图像的捕捉、白平衡的设置等，但是本发明不限于此。也就是说，这些操作的顺序可以是不同的。例如，如果在操作S100到S111期间的任何时间点断开电源开关，则可结束数字拍摄设备1的操作。

以下，将描述通过执行手动白平衡操作来设置白平衡增益的方法。

图9是根据本发明实施例的设置白平衡增益的方法的流程图。在实施例中，白平衡的手动设置不包括来自拍摄设备的用户的输入。

参照图9，当用户操纵数字拍摄设备1以执行手动白平衡操作时，数字拍摄设备1准备捕捉用于手动白平衡的图像（S200）。然后，为了对发光操作的数量进行计数，n值被设为1。

发光装置124包括用于发射多种颜色的光的多个发光元件。因此，发光装置控制单元123控制包括在发光装置124中的多种颜色中的任意一种颜色的光被发射（S201）。然后，在发光装置124将光照射到对象上时捕捉图像（S202）。捕捉到的图像被存储在存储卡121中（S203）。

在图像被捕捉和存储之后，确定是否已经发射可由发光装置124发射的所有颜色的光（S204）。例如，如果已经发射总共m种颜色的光，则确定n值是否等于m值。否则，如果没有发射所有颜色的光，则将n值加1（S205），从而发射还没有被发射的颜色的光，并且所述方法返回到操作S201。在实施例中，并非所有的颜色都被发射。另外，可通过从一个或多个光生成装置发射光来发射颜色。

另一方面，如果已经发射所有颜色的光，则提取捕捉到的图像的图像信号之间的颜色变化，并且根据提取的颜色变化检测或确定对象的颜色（S206）。如果从发光装置124顺序发射各种颜色的辅助光，则图像信号根据对象的颜色和辅助光的颜色而变化。因此，可基于这样的事实检测或确定对象的颜色。

如果检测到或者确定了对象的颜色，则关闭发光装置124，并由此在发光装置124的关状态下捕捉图像，且通过使用图像的图像信号和对象的颜色来检测环境光的色温（S207）。

如果检测到环境光的色温，则根据检测到的或者确定的色温来计算白平衡增益，并且将计算结果设置为白平衡增益（S208）。

由于每当发光装置124顺序发射光时根据当前实施例的数字拍摄设备1可捕捉图像，因此数字拍摄设备1可包括连续拍摄功能。此外，发光装置控制单元123可根据数字拍摄设备1捕捉图像的速度来控制发光装置124顺序发射多种颜色的光的速度。从数字拍摄设备1的第一图像捕捉操作到下一图像捕捉操作花费预定的时间段。因此，发光装置控制单元123可适当控制发光时间，以使发光装置124不会过早发射下一颜色的光。

通常，为了执行手动白平衡功能，拍摄灰卡或者具有白颜色的对象以设置白平衡增益。然而，对用户而言，总是携带灰卡是非常不方便的。也难以找到具有白颜色的对象，而实际上，对象并不总是具有完全的白颜色，因此在这种情况下，可能无法正确设置白平衡增益。

然而，如上所述，根据本发明的数字拍摄设备和控制该设备的方法，通过使用一般对象可正确设置手动白平衡增益，并由此可正确执行白平衡调整。

可以以通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或者被设计为执行这里描述的功能的其他可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或者它们的任何组合来实现或执行结合这里公开的实施例描述的各种说明逻辑、逻辑块、模块和电路。通用处理器可以是微处理器，但是，在替代方式中，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器还可被实现为计算装置的组合，例如，DSP和微处理器、多个微处理器、结合DSP核的一个或多个微处理器的组合或者任何其他这种配置。

另外，结合这里公开的各方面描述的方法或算法的步骤和/或行为可被直接实现为硬件、由处理器执行的软件模块或者两者的组合。软件模块可驻存于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或者在本领域中已知的任何其他形式的存储介质。示例性存储介质可连接到处理器，从而处理器可从存储介质读取信息并将信息写入存储介质。或者，存储介质可集成到处理器中。此外，在某些方面，处理器和存储介质可驻存于ASIC中。另外，ASIC可驻存于用户终端中。或者，处理器和存储介质可作为离散组件驻存在用户终端中。另外，在某些方面，方法或算法的步骤和/或行为可作为一个指令或指令的任何组合或指令集驻存于可以是非暂时性的机器可读介质和/或计算机可读介质中。在实施例中，可使用数字拍摄设备和另一装置之间发送的数据从数字拍摄设备远程实现方法的一些步骤和/或行为。本发明的实施例可被写为计算机程序，并且可在使用计算机可读记录介质执行程序的通用数字计算机中实现本发明的实施例。计算机可读记录介质的示例包括磁存储介质（例如，ROM、软盘、硬盘等）、光记录介质（例如，CD-ROM或者DVD）和存储介质。

尽管已参照本发明的示例性实施例具体示出和描述了本发明，但本领域普通技术人员将理解，在不脱离由权利要求限制的本发明的精神和范围的情况下，可对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (15)

1.一种数字拍摄设备，所述数字拍摄设备包括：

发光装置，被构造为发射多种颜色的光；

发光装置控制单元，被构造为控制发光装置的光发射；

成像装置，被构造为捕捉入射到对象上的光以生成多个图像信号；及

增益设置单元，被构造为通过比较生成的多个图像信号来设置白平衡增益。

2.如权利要求1所述的数字拍摄设备，其中，发光装置控制单元被构造为：控制发光装置对于所述多种颜色中的两种或更多种颜色，每次以一种颜色顺序发射所述多种颜色中的一种颜色的光。

3.如权利要求2所述的数字拍摄设备，其中，增益设置单元被构造为：从生成的两个或更多个图像信号中的差异来确定对象的颜色，其中，从发光装置发射的不同颜色的光来生成所述两个或更多个图像信号。

4.如权利要求3所述的数字拍摄设备，其中，增益设置单元被构造为：通过比较当发光装置发射光时生成的图像信号和当发光装置没有发射光时生成的图像信号来确定环境光的色温。

5.如权利要求4所述的数字拍摄设备，其中，增益设置单元被构造为：基于对象的颜色和环境光的色温来设置白平衡增益。

6.如权利要求1所述的数字拍摄设备，其中，发光装置被构造为:发射红（R）、绿（G）和蓝（B）光,或者被构造为发射青（C）、品红（M）和黄（Y）光。

7.如权利要求1所述的数字拍摄设备，其中，发光装置包括发光二极管（LED）或者有机发光二级管（OLED）。

8.如权利要求1所述的数字拍摄设备，其中，发光装置安装在所述数字拍摄设备中。

9.如权利要求1所述的数字拍摄设备，其中，发光装置可拆卸地连接到所述数字拍摄设备。

10.如权利要求9所述的数字拍摄设备，其中，发光装置控制单元与发光装置集成。

11.一种控制数字拍摄设备的方法，所述方法包括：

对于光的多种颜色中的每一种，发射具有光的多种颜色中的一种颜色的光以照明对象；

至少捕捉部分发射的入射到对象上的光以生成用于光的多种颜色中的每一种的图像信号；及

基于比较生成的图像信号中的至少两个来设置白平衡增益。

12.如权利要求11所述的方法，其中，发射光的步骤还包括：每次以一种颜色顺序发射具有多种颜色中的一种颜色的光。

13.如权利要求12所述的方法，其中，设置白平衡增益的步骤包括：从生成的图像信号中的至少两个之间的差异来确定对象的颜色。

14.如权利要求13所述的方法，还包括：

捕捉首次不发光时入射到对象上的光以生成图像信号；及

基于比较首次不发光时生成的图像信号和首次发光时生成的至少一个图像信号来确定环境光的色温。

15.如权利要求14所述的方法，其中，设置白平衡增益的步骤还包括：基于确定的对象的颜色和确定的环境光的色温来设置白平衡增益。

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