CN103077367A - 标签检测系统、装置及其检测标签的方法 - Google Patents

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刘梦洲
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Abstract

本发明提供一种标签检测系统、装置及其检测标签的方法，通过对待测电路板图像进行图像处理，得到待测电路板图像的二值图，参照样板标签的二值图扫描该待测电路板图像获取与该样板标签大小相同的区域，对每一区域与样板标签进行归一化相关系数匹配，得到待测电路板标签的位置信息及判断标签贴在电路板上的情况，从而快速、准确的检测电路板上的标签。

Description

标签检测系统、装置及其检测标签的方法
技术领域
本发明涉及一种标签检测系统，更具体地，涉及一种标签检测系统、装置及其检测标签的方法。
背景技术
在主板或板卡上需要贴上一些带有序列号等信息的标签，在生产过程中需要检验这些标签的正确性，如标签信息是否正确，标签所贴位置是否准确，有无贴歪或贴反，有无缺失。常用的检测标签方法是直接用待测板去进行模板匹配，然而此方法准确性不高，误判率高，尤其对标签贴歪、贴反的情况难以判断。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明的目的在于，提供一种标签检测系统，其包括一用于显示信息的显示单元，一用于拍摄图像的拍照单元，一存储单元，其存储有一样板标签的二值图及该样板标签贴在电路板上的位置信息；一拍照控制模块，用于控制拍照单元拍摄一待测电路板图像；一图像处理模块，用于对该待测电路板图像进行图像处理得到该待测电路板的二值图；一扫描模块，用于从该待测电路板二值图的起始位置开始以该样板标签的二值图为参考单位进行扫描，将该待测电路板的二值图划分多个与该样板标签的二值图相同大小的区域；一匹配模块，用于对该待测电路板的二值图中每一与该样板标签的二值图相同大小的区域与该样板标签的二值图进行归一化相关系数匹配得到一匹配值；一最大值获取模块，用于从各个得到的匹配值中获取一最大值及根据该最大值对应的扫描区域获取到该待测电路板中标签的位置信息；一判断模块，用于判断该待测电路板中标签的位置信息与存储单元存储的样板标签的位置信息是否一致，当两个位置信息一致时，还将该最大值与两个阀值进行比较得到一检测结果；及一输出控制模块，用于控制显示单元显示待测电路板上标签的检测结果。
一种标签检测装置，其连接一用于显示信息的显示单元、一用于拍摄图像的拍照单元及一存储单元，该存储单元存储有一样板标签的二值图及该样板标签贴在电路板上的位置信息，该标签检测装置包括：一拍照控制模块，用于控制拍照单元拍摄一待测电路板图像；一图像处理模块，用于对该待测电路板图像进行图像处理得到该待测电路板的二值图；一扫描模块，用于从该待测电路板二值图的起始位置开始以该样板标签的二值图为参考单位进行扫描，将该待测电路板的二值图划分多个与该样板标签的二值图相同大小的区域；一匹配模块，用于对该待测电路板的二值图中每一与该样板标签的二值图相同大小的区域与该样板标签的二值图进行归一化相关系数匹配得到一匹配值；一最大值获取模块，用于从各个得到的匹配值中获取一最大值及根据该最大值对应的扫描区域获取到该待测电路板中标签的位置信息；一判断模块，用于判断该待测电路板中标签的位置信息与存储单元存储的样板标签的位置信息是否一致，当两个位置信息一致时，还将该最大值与两个阀值进行比较得到一检测结果；及一输出控制模块，用于控制显示单元显示待测电路板上标签的检测结果。
一种标签检测系统检测标签的方法，该标签检测系统存储有一样板标签的二值图及该样板标签贴在电路板上的位置信息，该方法包括如下步骤：拍摄一待测电路板图像；对该待测电路板图像进行图像处理得到该待测电路板的二值图；从该待测电路板二值图的起始位置开始以该样板标签的二值图为参考单位进行扫描，将该待测电路板的二值图划分多个与该样板标签的二值图相同大小的区域；对该待测电路板的二值图中每一与该样板标签的二值图相同大小的区域与该样板标签的二值图进行归一化相关系数匹配得到一匹配值；从各个得到的匹配值中获取一最大值及根据该最大值对应的扫描区域获取到该待测电路板中标签的位置信息；判断该待测电路板中标签的位置信息与存储单元存储的样板标签的位置信息是否一致，当两个位置信息一致时，还将该最大值与两个阀值进行比较得到一检测结果；及控制显示待测电路板上标签的检测结果。
本发明涉及的标签检测系统、装置及其检测标签的方法，通过对待测电路板图像进行图像处理，得到待测电路板图像的二值图，参照样板标签的二值图扫描该待测电路板图像获取与该样板标签大小相同的区域，对每一区域与样板标签进行归一化相关系数匹配，得到待测电路板标签的位置信息及判断标签贴在电路板上的情况，从而快速、准确的检测电路板上的标签。
附图说明
图1是本发明一标签检测系统的硬件结构图。
图2是图1标签检测系统的标签检测装置的硬件结构图。
图3是图1标签检测系统一具体实施例的示意图。
图4是图1标签检测系统判断电路板上标签的示意图。
图5及图6是图1标签检测系统检测标签的方法流程图。
主要元件符号说明
  标签检测系统  1
  标签检测装置  2
  拍照单元  10
  存储单元  20
  显示单元  30
  控制单元  40
  拍照控制模块  400
  图像处理模块  410
  数组定义模块  420
  扫描模块  430
  匹配模块  440
  最大值获取模块  450
  判断模块  460
  输出控制模块  470
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
图1是本发明一标签检测系统的硬件结构图。该标签检测系统1用于检测一电路板上的标签。该标签检测系统1包括一标签检测装置2、一拍照单元10、一存储单元20及一显示单元30。该标签检测装置2电连接该拍照单元10、该存储单元20及该显示单元30，该标签检测装置2用于控制各个单元。该拍照单元10用于拍摄图像，其所处的位置使其可拍摄到待测电路板。该显示单元30用于显示信息。
该拍照单元10用于拍摄样板标签贴在正确位置的电路板图像，其中样板标签是指标签贴在电路板正确位置处贴正、贴齐的状态。该标签检测装置2对该样板标签的电路板图像进行图像处理得到该样板标签的二值图及该样板标签贴在电路板上的位置信息。该图像处理过程为：截取该电路板图像中的样板标签，对该样板标签进行灰度化得到该标签的灰度图，将该灰度图进行自适应二值化处理得到该样板标签的二值图；对该电路板图像进行灰度化得到该电路板的灰度图，将该灰度图进行自适应二值化处理得到该电路板的二值图，根据样板标签的二值图在电路板的二值图上扫描到样板标签及得到该样板标签在电路板上的位置信息。该存储单元20存储有该样板标签的二值图及该样板标签贴在电路板上的位置信息。该样板标签的二值图及该样板标签贴在电路板上的位置信息亦可从其他存储设备获取。
如图2所示，该标签检测装置2包括一控制单元40。该控制单元40进一步包括一拍照控制模块400、一图像处理模块410、一数组定义模块420、一扫描模块430、一匹配模块440、一最大值获取模块450、一判断模块460及一输出控制模块470。该拍照控制模块410用于响应用户的输入操作控制该拍照单元10拍摄需检测标签的待测电路板，得到整张待测电路板图像。该图像处理模块410用于对该待测电路板图像进行灰度化得到该待测电路板图像的灰度图，将该灰度图进行自适应二值化处理得到该待测电路板的二值图。
该数组定义模块420用于定义一二维数组，该二维数组的行数和列数分别为该待测电路板二值图的行数减去该样板标签二值图的行数后加上一、该待测电路板二值图的列数减去该样板标签二值图的列数后加上一。例如，该待测电路板的二值图为m*n，其中，m为行数，n为列数，该样板标签的二值图为a*b，其中，a为行数，b为列数，则该二维数组的行数为(m-a+1)和列数为(n-b+1)。
该扫描模块430用于从该待测电路板二值图的起始位置开始以该样板标签的二值图为参考单位进行扫描，将该待测电路板的二值图划分为多个与该样板标签的二值图相同大小的区域。该匹配模块440用于对该待测电路板的二值图中每一与该样板标签的二值图相同大小的区域与该样板标签的二值图进行归一化相关系数匹配得到一匹配值，将各个得到的匹配值存于该数组定义模块420定义的二维数组的相应位置中。该最大值获取模块450用于获取该二维数组中的最大值及根据该最大值在定义的二维数组中对应的位置获取到该待测电路板中标签的位置信息。在本发明的另一实施方式中，该该标签检测装置2无需包括该数组定义模块420，该最大值获取模块450可直接从各个得到的匹配值中获取最大值及根据该最大值对应的扫描区域获取到该待测电路板中标签的位置信息。
该判断模块460用于判断该待测电路板中标签的位置信息与存储单元20存储的样板标签的位置信息是否一致。当两个位置信息不一致时，该输出控制模块470用于输出一提示信息及控制显示单元50显示该提示信息以提示用户待测电路板上标签位置贴错或没贴标签。当两个位置信息一致时，该判断模块460还用于将该最大值与两个阀值进行比较得到一检测结果，该两个阀值可从实验中获得。该输出控制模块470用于根据判断模块460的检测结果控制显示单元50显示相应的信息，从而用户可根据该显示信息判断标签贴在待测电路板上的情况。
如图3所示，为标签检测系统1扫描待测电路板的具体过程。在本实施例中，该样板标签的二值图为一两行两列的二维数组，即为两行两列的4个栅格。该待测电路板的二值图为一四行四列的二维数组，即为四行四列的16个栅格。假设贴有样板标签的电路板的二值图亦为四行四列的16个栅格，通过图像处理得知该样板标签位于电路板右下方两行两列的4个栅格，从而可得知样板标签在电路板中的位置信息。该数组定义模块420根据上述计算公式定义的二维数组为三行三列。
该扫描模块430的扫描过程为：从该待测电路板二值图的起始位置开始以两行两列栅格(图3中所示的虚线框)为参考单位进行扫描，在该待测电路板的二值图中共扫描到9个与该样板标签的二值图相同大小的区域。该匹配模块440对该待测电路板中每次扫描的区域与该样板标签的二值图进行归一化相关系数匹配得到一匹配值，将各个得到的匹配值存于该数组定义模块420定义的二维数组的相应位置中，即定义的二维数组中第1个位置赋予与第一次扫描区域的匹配值，依次类推将9个匹配值赋予定义的二维数组的相应位置中。该最大值获取模块450获取该二维数组中的最大值及根据该最大值在定义的二维数组中对应的位置获取到该待测电路板中标签的位置信息，例如，该最大值位于定义二维数组中的第9位置，则该待测电路板中标签的位置信息为最后一次扫描的区域，即该待测电路板中的标签位于右下方两行两列的栅格中。该判断模块460判断该待测电路板中标签的位置信息与存储单元20存储的样板标签的位置信息是一致的。
如图4所示，当该最大值大于该第一阀值时，该检测结果为待测电路板上贴在标签位置的标签贴的较好，如贴齐、贴正等，当该最大值位于该第一阀值和该第二阀值之间时，该检测结果为待测电路板上贴在标签位置的标签贴的较差，如贴歪或贴反等，当该最大值小于该第二阀值时，该检测结果为待测电路板上没有贴标签。
若要判断待测电路板上标签信息的正确与否，在该最大值大于该第一阀值的情况下，该图像处理模块410根据该待测电路板中标签的位置信息获取待测电路板中的标签图像，对该待测电路板上的标签图像进行灰度化和自适应二值化处理得到该标签图像的二值图，及对该标签的二值图进行字符分割得到该待测电路板上标签的序列号。该存储单元20还存储有与样板标签为一套标签的所有序列号及每一序列号都对应一待测电路板。同一套标签的序列号是按一排序规则产生的各不相同的序列号。该判断模块460判断该标签的序列号是否是已存储标签的正确序列号，即该标签序列号是否对应该待测电路板的，从而来判断该标签是否贴在对应的电路板上。因此，用户可根据不同检测结果采取相应措施，如对贴反或贴歪的标签重新贴过，对没贴的电路板贴上标签等。
与现有技术相比，本发明的标签检测系统、装置通过对待测电路板图像进行图像处理，得到待测电路板图像的二值图，参照样板标签的二值图扫描该待测电路板图像获取与该样板标签大小相同的区域，对每一区域与样板标签进行归一化相关系数匹配，得到待测电路板标签的位置信息及判断标签贴在电路板上的情况，从而快速、准确的检测电路板上的标签。
图5及图6是图1标签检测系统检测标签的方法流程图。该拍照控制模块400控制拍照单元10拍摄待测电路板图像(步骤S400)，该图像处理模块410对该待测电路板图像进行图像处理得到该待测电路板的二值图(步骤S410)，该数组定义模块420根据待测电路板的二值图和该存储的样板标签的二值图定义该二维数组，该二维数组的行数和列数分别为该待测电路板二值图的行数减去该样板标签二值图的行数后加上一，该待测电路板二值图的列数减去该样板标签二值图的列数后加上一(步骤S420)。
该扫描模块430从待测电路板二值图的起始位置开始以该样板标签的二值图为参考单位进行扫描，将该待测电路板的二值图划分为多个与该样板标签的二值图相同大小的区域(步骤S430)，该匹配模块440对该待测电路板二值图中每一与该样板标签二值图相同大小的区域与该样板标签的二值图进行归一化相关系数匹配得到一匹配值，将各个匹配值存于该定义的二维数组的相应位置中(步骤S440)，该最大值获取模块450获取二维数组中的最大值，根据该最大值在定义的二维数组中对应的位置获取到该待测电路板中标签的位置信息(步骤S450)。
该判断模块460判断该待测电路板中标签的位置信息与存储单元20存储的样板标签的位置信息是否一致(步骤S460)，当两个位置信息不一致时，该输出控制模块470输出提示信息及控制显示单元50显示该提示信息以提示用户待测电路板上标签位置贴错或没贴标签(步骤S465)，当两个位置信息一致时，该判断模块460将该最大值与两个阀值进行比较得到检测结果(步骤S470)，该输出控制模块470控制显示单元50显示待测电路板上标签的检测结果，即当该最大值大于该第一阀值时，该检测结果为待测电路板上贴在标签位置的标签贴的较好(步骤S472)，当该最大值位于该第一阀值和该第二阀值之间时，该检测结果为待测电路板上贴在标签位置的标签贴的较差(步骤S474)，当该最大值小于该第二阀值时，该检测结果为待测电路板上没有贴标签(步骤S476)。
该图像处理模块410根据该待测电路板中标签的位置信息获取待测电路板中的标签图像，对该待测电路板上的标签图像进行灰度化和自适应二值化处理得到该标签图像的二值图(步骤S500)，该图像处理模块410还对该标签的二值图进行字符分割得到该待测电路板上标签的序列号(步骤S510)，该判断模块460判断该标签的序列号是否是已存储标签的正确序列号(步骤S520)，如果是，该输出控制模块470控制显示单元50标签贴在对应的电路板上(步骤S530)，如果否，该输出控制模块470控制显示单元50标签贴错电路板(步骤S540)。
尽管对本发明的优选实施方式进行了说明和描述，但是本领域的技术人员将领悟到，可以作出各种不同的变化和改进，这些都不超出本发明的真正范围。因此期望，本发明并不局限于所公开的作为实现本发明所设想的最佳模式的具体实施方式，本发明包括的所有实施方式都有所附权利要求书的保护范围内。

Claims (18)

1.一种标签检测系统，其包括一用于显示信息的显示单元，一用于拍摄图像的拍照单元，其特征在于，该标签检测系统还包括：
一存储单元，其存储有一样板标签的二值图及该样板标签贴在电路板上的位置信息；
一拍照控制模块，用于控制拍照单元拍摄一待测电路板图像；
一图像处理模块，用于对该待测电路板图像进行图像处理得到该待测电路板的二值图；
一扫描模块，用于从该待测电路板二值图的起始位置开始以该样板标签的二值图为参考单位进行扫描，将该待测电路板的二值图划分多个与该样板标签的二值图相同大小的区域；
一匹配模块，用于对该待测电路板的二值图中每一与该样板标签的二值图相同大小的区域与该样板标签的二值图进行归一化相关系数匹配得到一匹配值；
一最大值获取模块，用于从各个得到的匹配值中获取一最大值及根据该最大值对应的扫描区域获取到该待测电路板中标签的位置信息；
一判断模块，用于判断该待测电路板中标签的位置信息与存储单元存储的样板标签的位置信息是否一致，当两个位置信息一致时，还将该最大值与两个阀值进行比较得到一检测结果；及
一输出控制模块，用于控制显示单元显示待测电路板上标签的检测结果。
2.如权利要求1所述的标签检测系统，其特征在于，该图像处理模块对该待测电路板图像进行图像处理的具体过程为：对该待测电路板图像进行灰度化处理得到该待测电路板图像的灰度图，将该灰度图进行自适应二值化处理得到该待测电路板的二值图。
3.如权利要求1所述的标签检测系统，其特征在于，该输出控制模块还用于当两个位置信息不一致时，输出一提示信息及控制显示单元显示该提示信息以提示用户待测电路板上标签位置贴错或没贴标签。
4.如权利要求1所述的标签检测系统，其特征在于，当该最大值大于该第一阀值时，该检测结果为待测电路板上贴在标签位置的标签贴的较好，当该最大值位于该第一阀值和该第二阀值之间时，该检测结果为待测电路板上贴在标签位置的标签贴的较差，当该最大值小于该第二阀值时，该检测结果为待测电路板上没有贴标签。
5.如权利要求4所述的标签检测系统，其特征在于，该存储单元还存储有与样板标签为一套标签的所有序列号及每一序列号都对应一待测电路板，当该最大值大于该第一阀值时，该图像处理模块还用于对该待测电路板上的标签图像进行灰度化和二值化处理得到该标签图像的二值图，对该二值图进行字符分割得到该标签的序列号，该判断模块还用于判断该标签的序列号是否是已存储标签的正确序列号，从而来判断该标签是否贴在对应的电路板上。
6.如权利要求1所述的标签检测系统，其特征在于，还包括一数组定义模块，其用于根据该待测电路板的二值图和该存储的样板标签的二值图定义一二维数组，该二维数组的行数和列数分别为该待测电路板二值图的行数减去该样板标签二值图的行数后加上一，该待测电路板二值图的列数减去该样板标签二值图的列数后加上一；该匹配模块还用于将各个得到的匹配值存于该数组定义模块定义的二维数组的相应位置中，该最大值获取模块还用于根据该最大值在定义的二维数组中对应的位置获取到该待测电路板中标签的位置信息。
7.一种标签检测装置，其连接一用于显示信息的显示单元、一用于拍摄图像的拍照单元及一存储单元，该存储单元存储有一样板标签的二值图及该样板标签贴在电路板上的位置信息，其特征在于，该标签检测装置包括：
一拍照控制模块，用于控制拍照单元拍摄一待测电路板图像；
一图像处理模块，用于对该待测电路板图像进行图像处理得到该待测电路板的二值图；
一扫描模块，用于从该待测电路板二值图的起始位置开始以该样板标签的二值图为参考单位进行扫描，将该待测电路板的二值图划分多个与该样板标签的二值图相同大小的区域；
一匹配模块，用于对该待测电路板的二值图中每一与该样板标签的二值图相同大小的区域与该样板标签的二值图进行归一化相关系数匹配得到一匹配值；
一最大值获取模块，用于从各个得到的匹配值中获取一最大值及根据该最大值对应的扫描区域获取到该待测电路板中标签的位置信息；
一判断模块，用于判断该待测电路板中标签的位置信息与存储单元存储的样板标签的位置信息是否一致，当两个位置信息一致时，还将该最大值与两个阀值进行比较得到一检测结果；及
一输出控制模块，用于控制显示单元显示待测电路板上标签的检测结果。
8.如权利要求7所述的标签检测装置，其特征在于，该图像处理模块对该待测电路板图像进行图像处理的具体过程为：对该待测电路板图像进行灰度化得到该待测电路板图像的灰度图，将该灰度图进行自适应二值化处理得到该待测电路板的二值图。
9.如权利要求7所述的标签检测装置，其特征在于，该输出控制模块还用于当两个位置信息不一致时，输出一提示信息及控制显示单元显示该提示信息以提示用户待测电路板上标签位置贴错或没贴标签。
10.如权利要求7所述的标签检测装置，其特征在于，当该最大值大于该第一阀值时，该检测结果为待测电路板上贴在标签位置的标签贴的较好，当该最大值位于该第一阀值和该第二阀值之间时，该检测结果为待测电路板上贴在标签位置的标签贴的较差，当该最大值小于该第二阀值时，该检测结果为待测电路板上没有贴标签。
11.如权利要求10所述的标签检测装置，其特征在于，该存储单元还存储有与样板标签为一套标签的所有序列号及每一序列号都对应一待测电路板，当该最大值大于该第一阀值时，该图像处理模块还用于对该待测电路板上的标签图像进行灰度化和二值化处理得到该标签图像的二值图，对该二值图进行字符分割得到该标签的序列号，该判断模块还用于判断该标签的序列号是否是已存储标签的正确序列号，从而来判断该标签是否贴在对应的电路板上。
12.如权利要求7所述的标签检测装置，其特征在于，还包括一数组定义模块，其用于根据该待测电路板的二值图和该存储的样板标签的二值图定义一二维数组，该二维数组的行数和列数分别为该待测电路板二值图的行数减去该样板标签二值图的行数后加上一，该待测电路板二值图的列数减去该样板标签二值图的列数后加上一；该匹配模块还用于将各个得到的匹配值存于该数组定义模块定义的二维数组的相应位置中，该最大值获取模块还用于根据该最大值在定义的二维数组中对应的位置获取到该待测电路板中标签的位置信息。
13.一种标签检测系统检测标签的方法，该标签检测系统存储有一样板标签的二值图及该样板标签贴在电路板上的位置信息，其特征在于，该方法包括如下步骤：
拍摄一待测电路板图像；
对该待测电路板图像进行图像处理得到该待测电路板的二值图；
从该待测电路板二值图的起始位置开始以该样板标签的二值图为参考单位进行扫描，将该待测电路板的二值图划分多个与该样板标签的二值图相同大小的区域；
对该待测电路板的二值图中每一与该样板标签的二值图相同大小的区域与该样板标签的二值图进行归一化相关系数匹配得到一匹配值；
从各个得到的匹配值中获取一最大值及根据该最大值对应的扫描区域获取到该待测电路板中标签的位置信息；
判断该待测电路板中标签的位置信息与存储单元存储的样板标签的位置信息是否一致，当两个位置信息一致时，还将该最大值与两个阀值进行比较得到一检测结果；及
控制显示待测电路板上标签的检测结果。
14.如权利要求13所述的标签检测系统检测标签的方法，其特征在于，步骤“对该待测电路板图像进行图像处理”具体为：对该待测电路板图像进行灰度化得到该待测电路板图像的灰度图，将该灰度图进行自适应二值化处理得到该待测电路板的二值图。
15.如权利要求13所述的标签检测系统检测标签的方法，其特征在于，还包括步骤：当两个位置信息不一致时，输出一提示信息及控制显示该提示信息以提示用户待测电路板上标签位置贴错或没贴标签。
16.如权利要求13所述的标签检测系统检测标签的方法，其特征在于，当该最大值大于该第一阀值时，该检测结果为待测电路板上贴在标签位置的标签贴的较好，当该最大值位于该第一阀值和该第二阀值之间时，该检测结果为待测电路板上贴在标签位置的标签贴的较差，当该最大值小于该第二阀值时，该检测结果为待测电路板上没有贴标签。
17.如权利要求16所述的标签检测系统检测标签的方法，其特征在于，该存储单元还存储有与样板标签为一套标签的所有序列号及每一序列号都对应一待测电路板，还包括步骤：
当该最大值大于该第一阀值时，对该待测电路板上的标签图像进行灰度化和二值化处理得到该标签图像的二值图；
对该二值图进行字符分割得到该标签的序列号；及
判断该标签的序列号是否是已存储标签的正确序列号，从而来判断该标签是否贴在对应的电路板上。
18.如权利要求13所述的标签检测系统检测标签的方法，其特征在于，还包括步骤：
根据该待测电路板的二值图和该存储的样板标签的二值图定义一二维数组，该二维数组的行数和列数分别为该待测电路板二值图的行数减去该样板标签二值图的行数后加上一，该待测电路板二值图的列数减去该样板标签二值图的列数后加上一；
将各个得到的匹配值存于该数组定义模块定义的二维数组的相应位置中；及
根据该最大值在定义的二维数组中对应的位置获取到该待测电路板中标签的位置信息。
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