CN110356107A - 通过图像剪切进行数字图像-纸张配准误差校正 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于应用图像剪切来校正数字图像‑纸张配准误差的方法、非暂时性计算机可读介质以及设备。例如，由印刷装置的处理器执行的所述方法包含：检测行进通过印刷装置的配准系统的纸张的歪斜量；确定所述歪斜量大于预定义阈值；将图像剪切应用于将被印刷在所述纸张上的数字图像；以及控制所述印刷装置的多个打印头以利用所应用的所述图像剪切将所述数字图像印刷在所述纸张上。

Description

通过图像剪切进行数字图像-纸张配准误差校正
本公开大体上涉及印刷装置中的配准误差，并且更具体地涉及用于执行图像剪切以校正数字图像-纸张配准误差的方法和设备。
印刷装置可以用于将图像印刷在印刷介质上。印刷介质可以沿着传送路径和成像路径被馈送通过印刷装置以印刷图像。沿着传送路径和成像路径，存在可能发生处理误差的某些位置，这些处理误差可能导致图像相对于印刷介质的未对准。
例如，印刷装置可以具有配准系统。配准系统可以负责将印刷介质正确地馈送至成像系统，以便使得印刷图像与印刷介质正确对准。随着印刷介质的大小和重量变得越来越大，当前设计的配准系统可能越来越难以处理更大的印刷介质。
根据本文图示的方面，提供了一种用于应用图像剪切来校正数字图像-纸张配准误差的方法、非暂时性计算机可读介质以及设备。实施例的一个公开特征在于一种由印刷装置的处理器执行的方法，所述方法：检测行进通过印刷装置的配准系统的纸张的歪斜量；确定所述歪斜量大于预定义阈值；将图像剪切应用于将被印刷在纸张上的数字图像；以及控制印刷装置的多个打印头以利用所应用的图像剪切将数字图像印刷在纸张上。
实施例的另一公开特征在于一种其上存储有多个指令的非暂时性计算机可读介质，多个指令包含在由处理器执行时使得处理器执行如下操作的指令：检测行进通过印刷装置的配准系统的纸张的歪斜量；确定所述歪斜量大于预定义阈值；将图像剪切应用于将被印刷在纸张上的数字图像；以及控制印刷装置的多个打印头以利用所应用的图像剪切将数字图像印刷在纸张上。
实施例的另一公开特征在于一种设备，所述设备包括处理器和存储多个指令的计算机可读介质，所述多个指令在由处理器执行时使得处理器执行如下操作：检测行进通过印刷装置的配准系统的纸张的歪斜量；确定所述歪斜量大于预定义阈值；将图像剪切应用于将被印刷在纸张上的数字图像；以及控制印刷装置的多个打印头以利用所应用的图像剪切将数字图像印刷在纸张上。
图1图示了本公开的实例印刷装置的框图；
图2图示了本公开的数字图像-纸张配准误差的实例；
图3图示了本公开的图像剪切的框图；
图4图示了本公开的用于应用图像剪切来校正数字图像-纸张配准误差的实例方法的流程图；以及
图5图示了适合于用于执行本文所描述的功能的实例计算机的高层级框图。
本公开涉及一种用于通过图像剪切来校正数字图像-纸张配准误差的方法和设备。如上文所讨论的，印刷装置可以具有配准系统。配准系统可以负责将印刷介质正确地馈送至成像系统，以便使得印刷图像与印刷介质正确对准。随着印刷介质的大小和重量变得越来越大，当前设计的配准系统可能越来越难以处理更大的印刷介质。
一些系统试图通过机械地移动纸张以与图像路径恰当地对准来消除配准误差。例如，系统可以使印刷介质旋转以消除歪斜，以便使得印刷图像与印刷介质对准。换言之，对准可以被定义为印刷图像的边界或边缘平行于印刷介质的边缘。
机械解决方案可能会限制能够恰当地处理的纸张的长度或大小。此外，在印刷装置可能需要处理各种不同大小的印刷介质的某些场景下，机械解决方案可能是不够的。
本公开的实施例使用图像剪切来校正数字图像-纸张配准误差。换言之，本公开不是机械地调整印刷介质，而是应用数字解决方案来调整印刷介质上的在穿过图像路径时可能已经歪斜的印刷图像。在一个实施例中，本公开的数字解决方案可以在除了机械解决方案之外被应用以校正配准误差。
图1图示了本公开的实例印刷装置100的框图。印刷装置100可以是任何类型的印刷装置，诸如，多功能装置(MFD)、复印机、激光印刷机、喷墨印刷机等。
在一个实施例中，印刷装置100可以包含配准系统102、数字前端(DFE)104、以及印刷系统106。应该注意的是，为了易于解释，印刷装置100已经在图1中被简化并且可以包含未示出的附加部件/系统。例如，印刷装置100还可以包含给纸托盘、精加工模块、传送路径部件、双面返回路径等。
在一个实施例中，配准系统102可以包含至少一个传感器108。传感器108可以是电荷耦合装置(CCD)传感器、电容传感器、摄像机传感器等。传感器108可以检测进入配准系统102以进行印刷的纸张的位置。在一个实施例中，所述位置可以指纸张的歪斜量。歪斜量可以被定义为相对于处理方向的未对准角度。当纸张歪斜时，在数字图像的印刷期间可能发生图像-纸张配准误差。
图2图示了图像-纸张配准误差的实例。例如，当在处理方向208上朝着印刷系统106离开配准系统102时，纸张202可能会歪斜。图2图示了歪斜角228，歪斜角228测量相对于处理方向208的歪斜量。在一个实例中，歪斜角228可以以毫弧度来进行测量。
在一个实施例中，当纸张202歪斜时，被印刷到纸张202上的数字图像204和206可能与纸张202未对准，从而产生图像-纸张配准误差。在一些情况下，图像-纸张配准误差可能不明显。然而，当纸张202的歪斜足够大时，图像-纸张配准误差可能会很明显。
例如，在图2中，图像204和206的边缘212可能不平行于纸张202的边缘210。此外，图像204和206的边缘214可能不平行于纸张202的边缘216。换言之，纸张202的右手侧上的边缘212和210之间的距离218可能小于纸张202的左手侧上的边缘212和210之间的距离220，或者反之亦然。此外，纸张202的顶部的边缘214和216之间的距离222可以大于纸张202的底部的边缘214和216之间的距离224，或者反之亦然。
如上所述，一些印刷装置试图经由机械设计来校正图像-纸张配准误差以控制纸张202的对准。然而，机械解决方案可能不够有效或不够快，或者如果纸张202太大或太长，则可能无法校正图像-纸张配准误差。然而，本公开将数字校正应用于数字图像204和/或206以使用DFE 104中的各个模块来校正图像-纸张配准误差。
返回参照图1，在一个实施例中，DFE 104可以包含处理器110、存储器112、预剪切模块114、图像剪切模块116、以及后剪切模块118。在一个实施例中，处理器110可以联接至印刷系统106中的传感器108、存储器112、预剪切模块114、图像剪切模块116、后剪切模块118、以及打印头120。
处理器110可以接收由传感器108检测的歪斜量。处理器110可以控制如下的操作：预剪切模块114、图像剪切模块116、后剪切模块118、以及打印头120，以便基于所检测到的歪斜量来校正图像-纸张配准误差。处理器110可以执行存储器112中存储的指令。存储器112也可以被用作缓冲器以在图像剪切处理期间临时地存储像素和扫描线信息，如下文进一步详细地讨论的。
在一个实施例中，预剪切模块114可以在数字图像(例如，数字图像204和/或206)上执行各种预剪切处理。预剪切模块114可以包含由处理器110执行的不同组件或指令以执行诸如边缘增长、线宽控制、颜色校正等操作。换言之，尽管预剪切模块114在图1中被图示为单个块，但预剪切模块114可以由多个不同的模块或部件组成，这些模块或部件分别执行不同的预剪切处理。
在一个实施例中，图像剪切模块114可以包含由处理器110执行的指令以执行将图像剪切应用于数字图像的操作。图像剪切可以在处理方向上、在交叉处理方向上、或者在处理方向和交叉处理方向两者上进行应用。
在一个实施例中，图像剪切可以包含扫描线或像素块的偏移，以便使数字图像在会补偿纸张中的歪斜量的方向上逐步地偏移。换言之，如果纸张在内侧方向上歪斜1.0毫弧度，则图像剪切可以试图使数字图像在内侧方向上逐步地偏移1.0毫弧度以便使得数字图像和纸张的边缘平行或对准。
在一些情况下，当仅仅在交叉处理方向上应用图像剪切时，可以校正横向边缘(例如，纸张202的边缘210以及数字图像204和206的边缘212)。然而，前缘和后缘(例如，纸张202的边缘216以及数字图像204和206的边缘214)可能仍未对准。换言之，应用图像剪切与简单地使图像旋转以校正被印刷的数字图像与纸张之间的对准不同。
如上文所讨论的，图像剪切可以在交叉处理方向上进行应用。在一个实施例中，交叉处理方向上的图像剪切可以使某数量的竖直扫描线在歪斜方向上偏移一个像素大小。在一个实施例中，竖直扫描线的所述数量可以是基于歪斜量。例如，如果传感器108检测到歪斜量为0.5毫弧度，则每2000个竖直扫描线块可以在歪斜方向上偏移一个像素。在一个实施例中，竖直扫描线可以按照简单步骤像素偏移进行偏移或者可以逐步地偏移。
图3图示了交叉处理方向图像剪切的实例。在图3中，原始数字图像302可以具有竖直扫描线3101至310n(本文也单独地称为竖直扫描线310或者统称为竖直扫描线310)和水平扫描线3141至314m(本文也单独地称为水平扫描线314或者统称为水平扫描线314)。每个竖直扫描线可以由像素3121至312m(本文也单独地称为像素312或者统称为像素312)组成。
应该注意的是，图3意在图示具有任何数量的竖直扫描线310、水平扫描线314以及像素312的原始数字图像302。因此，尽管原始图像302似乎是由8×8像素块组成，但应该注意的是其并不限制于此。此外，本文所描述的任何数值实例可以并不意在必定反映诸如在图3中图示的8×8像素块。
在一个实施例中，简单步骤像素偏移304可以包括在单个步骤中基于歪斜量使某数量的竖直扫描线偏移。例如，如在图3中图示的，简单步骤像素偏移304可以一次使四个竖直扫描线偏移一个像素大小。因此，竖直扫描线3101至3104可以在单个步骤中一起偏移。
在一个实施例中，逐步像素偏移306可以包含使所述数量的竖直扫描线逐步地偏移以便使得图像剪切不那么明显。例如，竖直扫描线3101可以偏移整个像素大小。竖直扫描线3102可以偏移四分之三的像素大小。竖直扫描线3103可以偏移一半的像素大小。竖直扫描线3104可以偏移四分之一的像素大小等等。在一个实施例中，偏移量可以是像素312的大小除以基于歪斜量进行偏移的竖直扫描线的数量。
在一个实施例中，可以预先确定图像剪切模块116是应用简单步骤像素偏移304还是逐步像素偏移306。在一个实施例中，所应用的像素偏移的类型可以是基于印刷分辨率和沿着数字图像路径(例如，半色调/二进制图像处理路径或连续色调图像路径)的数字图像处理的特定阶段。例如，对于高分辨率印刷机，可以应用简单步骤像素偏移304，并且对于低分辨率印刷机，可以应用逐步像素偏移306。此外，简单步骤像素偏移304可以应用于半色调或连续色调图像处理，而逐步像素偏移306仅仅可以应用于连续色调印刷。
与逐步像素偏移306相比，简单步骤像素偏移304可以更快并且消耗更少的存储器和处理资源。然而，简单步骤像素偏移304可能比逐步像素偏移306更加明显。发生偏移的竖直扫描线的数量可以取决于传感器108检测到的歪斜量而发生变化。
在一个实施例中，后剪切模块118可以在将图像剪切应用在交叉处理方向上之后将缺失喷墨工艺(missing jet process)应用于数字图像。缺失喷墨工艺可以是应用于一些印刷装置(例如，喷墨印刷机)以补偿缺失喷墨的进程。
例如，如果喷墨印刷机以每英寸1000个点进行印刷，则喷墨印刷机可以具有每英寸1000个喷墨，其负责在沿着交叉处理方向的每个相应位置处滴下墨点。喷墨印刷机可以检测喷墨是否在特定位置处未射出(例如，喷墨可能被堵塞)。例如，如果喷墨印刷机检测到喷墨号97在交叉处理方向上未射出，则喷墨印刷机可以经由邻近的喷墨(例如，喷墨号96和98)来分配附加墨水以补偿从喷墨号97缺失的点。
然而，如果在将图像剪切应用于数字图像之前将缺失喷墨工艺应用于数字图像，则缺失喷墨工艺可以在由于竖直扫描线310的偏移而引起的错误位置处进行补偿，如上文所描述的。因此，本公开确保在应用缺失喷墨工艺之前在交叉处理方向上应用图像剪切。
在一个实施例中，后剪切模块118还可以在处理方向上应用图像剪切。然而，应该注意的是，在处理方向上的图像剪切也可以由图像剪切模块116执行。
在一个实施例中，在处理方向上的图像剪切可以是任选的。在一个实施例中，在处理方向上的图像剪切可以使某数量的水平扫描线314在处理方向上偏移以调整处理方向上的图像-纸张配准误差。换言之，在处理方向上的图像剪切可以使数字图像204和206的边缘214与纸张202的边缘216对准，在图2中图示。
在一个实施例中，发生偏移的水平扫描线314的数量可以是歪斜量的函数。在一个实例中，所述函数可以包括分辨率乘以纸张的宽度乘以歪斜量。例如，对于14英寸宽的纸张，对于在每英寸1200点的分辨率下的1毫弧度(1/1000弧度)，可以应用在图像宽度上的大约17个像素的总偏移。
在一个实例中，在处理方向上的图像剪切可以偏移像素“块”312。在一个实施例中，块大小可以是歪斜量的倒数。因此，使用上文1毫弧度的实例，1/1000弧度的倒数将为1000像素。因此，我们需要使1000像素的每个块偏移1个像素，以在处理方向上在14英寸的宽度上实现17个像素的总剪切量。换言之，在处理方向上的图像剪切可以包含在交叉处理方向上的某数量的竖直扫描线和在处理方向上的某数量的水平扫描线。
返回参照图1，在一个实施例中，如果歪斜量大于预定义阈值，则可以激活图像剪切模块116和/或后剪切模块118。例如，一些歪斜量可能不明显。在一个实例中，预定义阈值可以为0.1毫弧度的歪斜、0.5毫弧度的歪斜、1毫弧度的歪斜等。传感器108检测到的歪斜量可以与预定义阈值作比较。如果歪斜量大于预定义阈值，则处理器110可以执行图像剪切模块116和/或后剪切模块118。
在一个实施例中，印刷系统106可以包含打印头120。打印头120可以是喷墨打印头、基于墨粉的成像/显影子系统等。打印头120可以分配任何印刷流体以将数字图像204和206印刷在纸张202上。在一个实施例中，在将图像剪切应用于数字图像之后，处理器110可以控制印刷系统106中的打印头120以利用被应用到纸张202上的图像剪切来印刷数字图像204和206。因此，数字图像204和206可以与纸张202恰当地对准，并且可以消除或排除图像-纸张配准误差。
因此，本公开的印刷装置100可以通过应用图像剪切来校正图像-纸张配准误差，而不是使用机械解决方案来调整纸张202的位置。本公开可以为图像-纸张配准误差提供更有效的校正。
图4图示了用于校正图像-纸张配准误差的实例方法400的流程图。在一个实施例中，方法400的一个或多个步骤或操作可以由印刷装置100、或者计算机/处理器执行，如在图5中图示的和下文所讨论的。
在框402处，方法400开始。在框404处，方法400检测行进通过印刷装置的配准系统的纸张的歪斜量。在一个实施例中，歪斜量可以由配准系统中的传感器检测。例如，传感器可以检测纸张前缘的两侧是否同时穿过传感器。如果前缘的相对侧在不同时间穿过传感器，则传感器可以基于前缘的每一侧穿过传感器的时间差来计算以毫弧度计的歪斜量。
在框406处，方法400确定歪斜量大于预定义阈值。歪斜量可以被传输至处理器，处理器然后可以将歪斜量与预定义阈值作比较。如果歪斜量大于或等于预定义阈值，则可以将图像剪切应用于待被印刷在纸张上的数字图像。
在框408处，方法400将图像剪切应用于待被印刷在纸张上的数字图像。在一个实施例中，图像剪切可以在交叉处理方向上进行应用，如上文所描述的。应该注意的是，若适用，则在应用缺失喷墨工艺之前在交叉处理方向上应用图像剪切。
在一个实施例中，图像剪切也可以在处理方向上进行应用，如上文所描述的。若适用，则可以在应用缺失喷墨工艺之前或之后在处理方向上应用图像剪切。
在任选框410处，方法400在应用了图像剪切之后将缺失喷墨工艺应用于数字图像。如上文所讨论的，缺失喷墨工艺可以补偿未能在喷墨印刷机中射出的喷墨。如果应用的话，则缺失喷墨工艺只有在应用了交叉处理方向上的图像剪切之后才能被应用。如上所述，在一些实施例中，在处理方向上的图像剪切可以是在应用了缺失喷墨工艺之后被应用。
在框412处，方法400控制印刷装置的多个打印头以利用所应用的图像剪切将数字图像印刷在纸张上。例如，打印头可以根据利用所应用的图像剪切进行处理的数字图像来分配墨水。因此，数字图像可以被印刷为使得数字图像和纸张的至少横向边缘是对准或者平行的。
换言之，如果未在处理方向上应用图像剪切，则数字图像的前缘和后缘可能不与纸张的前缘和后缘对准或者平行。换言之，本公开中应用的图像剪切并非简单地使数字图像旋转以使数字图像与纸张对准。在框414处，方法400结束。
应该注意的是，图4中叙述确定操作或涉及决策的框并不一定要求实践确定操作的两个分支。换言之，确定操作的其中一个分支可以被看作是任选步骤。此外，在不背离本公开的实例实施例的情况下，上文描述的方法400的一个或多个步骤、框、功能或操作可以包括任选步骤，或者可以进行组合、分离、以及/或者按照不同于上文描述的顺序来执行。
图5描绘了专用于执行本文所描述的功能的计算机的高层级框图。如在图5中描绘的，计算机500包括一个或多个硬件处理器元件502(例如，中央处理单元(CPU)、微处理器、或者多核处理器)、存储器504(例如，随机存取存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM))、用于校正图像-纸张配准误差的模块505、以及各种输入/输出装置506(例如，存储装置，包含但不限于，磁带驱动器、软盘驱动器、硬盘驱动器或光盘驱动器、接收器、发射器、扬声器、显示器、言语合成器、输出端口、输入端口、以及用户输入装置(诸如，键盘、小键盘、鼠标、麦克风等))。尽管仅仅示出了一个处理器元件，但应该注意的是，计算机可以采用多个处理器元件。
应该注意的是，本公开可以在软件中和/或在部署在硬件装置、计算机或任何其它硬件等效物(例如，印刷装置100)上的软件和硬件的组合中进行实施。例如，与上文所讨论的(多个)方法有关的计算机可读指令可以用于配置硬件处理器以执行上文所公开的方法的步骤、功能和/或操作。在一个实施例中，用于校正图像-纸张配准误差的本模块或过程505的指令和数据(例如，包括计算机可执行指令的软件程序)可以被加载到存储器504中并且由硬件处理器元件502执行以实施如上文结合实例方法400所讨论的步骤、功能或操作。此外，当硬件处理器执行指令以执行“操作”时，这可以包含硬件处理器直接执行操作以及/或者促进、指导、或者与另一硬件装置或部件(例如，协同处理器等)协作以执行操作。
执行与上文描述的(多个)方法有关的计算机可读或软件指令的处理器可以被视为编程处理器或专用处理器。这样，用于校正本公开的图像-纸张配准误差(包含相关联的数据结构)的本模块505可以被存储在有形或物理(概括地为非暂时性)计算机可读存储装置或介质(例如，易失性存储器、非易失性存储器、ROM存储器、RAM存储器、磁性或光学驱动器、装置或软磁盘等)上。更具体地，计算机可读存储装置可以包括任何物理装置，这些物理装置提供存储信息(诸如，待由处理器或诸如计算机或应用服务器等计算装置访问的数据和/或指令)的能力。

Claims (20)

1.一种用于校正图像-纸张配准误差的方法，其包括：
通过处理器检测行进通过印刷装置的配准系统的纸张的歪斜量；
通过所述处理器确定所述歪斜量大于预定义阈值；
通过所述处理器将图像剪切应用于待被印刷在所述纸张上的数字图像；
以及
通过所述处理器控制所述印刷装置的多个打印头以利用所应用的所述图像剪切将所述数字图像印刷在所述纸张上。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
在应用了所述图像剪切之后，通过所述处理器将缺失喷墨工艺应用于所述数字图像。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述图像剪切在交叉处理方向上进行应用。
4.根据权利要求3所述的方法，其中应用所述图像剪切的竖直扫描线的数量是基于所述歪斜量。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述图像剪切按照简单步骤像素偏移被应用于所述数量的竖直扫描线。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述图像剪切按照逐步像素偏移被应用于所述数量的竖直扫描线。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述图像剪切在处理方向上进行应用。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述图像剪切被应用于基于所述歪斜量的函数计算出的数量的水平扫描线。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述函数包括所述数字图像的分辨率乘以所述数字图像的宽度乘以所述歪斜量。
10.一种存储多个指令的非暂时性计算机可读介质，所述多个指令在由处理器执行时使得所述处理器执行操作以校正图像-纸张配准误差，所述操作包括：
检测行进通过印刷装置的配准系统的纸张的歪斜量；
确定所述歪斜量大于预定义阈值；
将图像剪切应用于将被印刷在所述纸张上的数字图像；以及
控制所述印刷装置的多个打印头以利用所应用的所述图像剪切将所述数字图像印刷在所述纸张上。
11.根据权利要求10所述的非暂时性计算机可读介质，其进一步包括：
在应用了所述图像剪切之后，将缺失喷墨工艺应用于所述数字图像。
12.根据权利要求10所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述图像剪切在交叉处理方向上进行应用。
13.根据权利要求12所述的非暂时性计算机可读介质，其中应用所述图像剪切的竖直扫描线的数量是基于所述歪斜量。
14.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述图像剪切按照简单步骤像素偏移被应用于所述数量的竖直扫描线。
15.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述图像剪切按照逐步像素偏移被应用于所述数量的竖直扫描线。
16.根据权利要求10所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述图像剪切在处理方向上进行应用。
17.根据权利要求16所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述图像剪切被应用于基于所述歪斜量的函数计算出的数量的水平扫描线。
18.根据权利要求17所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述函数包括所述数字图像的分辨率乘以所述数字图像的宽度乘以所述歪斜量。
19.一种用于校正图像-纸张配准误差的方法，其包括：
通过处理器检测行进通过印刷装置的配准系统的纸张的歪斜量；
通过所述处理器确定所述歪斜量大于预定义阈值；
在将缺失喷墨校正应用于数字图像之前，通过所述处理器将交叉处理方向图像剪切应用于将被印刷在所述纸张上的所述数字图像，其中所述交叉处理方向图像剪切在交叉处理方向上偏移第一数量的竖直扫描线，其中所述竖直扫描线数量是基于所述歪斜量；
在应用了所述交叉处理图像剪切之后，通过所述处理器将所述缺失喷墨工艺应用于所述数字图像；
通过所述处理器在处理方向上将处理方向剪切应用于第二数量的水平扫描线，所述第二数量的水平扫描线包括在所述交叉处理方向上的所述第一数量的竖直扫描线，其中所述水平扫描线的第二数量是基于所述歪斜量的函数；以及
通过所述处理器控制所述印刷装置的多个打印头以利用所应用的所述交叉处理方向图像剪切、所述缺失喷墨工艺、以及处理方向图像剪切将所述数字图像印刷在所述纸张上。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述交叉处理方向图像剪切按照简单步骤像素偏移或者逐步像素偏移被应用于所述第一数量的扫描线。
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