CN110910984A - 一种体育运动员状态调整信息处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于体育器械技术领域，公开了一种体育运动员状态调整信息处理系统及方法，所述体育运动员状态调整信息处理系统包括：生理信息采集模块、图像采集模块、中央控制模块、运动恢复模块、按摩模块、状态评估模块、心理沟通模块、娱乐模块、显示模块。本发明通过生理信息采集模块无需人工进行检测，节省了大量的人力物力，也大大提高了检测效率；同时，通过状态评估模块利用在预设时间内采集待评估人员的音频数据和视频数据，并提取音频数据和视频数据中待评估人员的多模态生理特征，进而根据多模态生理特征和预设的关联模型，输出待评估人员的精神状态评估结果。

Description

一种体育运动员状态调整信息处理系统及方法
技术领域
本发明属于体育器械技术领域，尤其涉及一种体育运动员状态调整信息处理系统及方法。
背景技术
体育运动是在人类发展过程中逐步开展起来的有意识地对自己身体素质的培养的各种活动。采取了各种走、跑、跳、投以及舞蹈等多种形式的身体活动，这些活动就是人们通常称作的身体练习过程。体育运动具有强身健体、娱乐，另外还有教育、政治、经济等功能。也可以说所处的历史阶段不同，体育就具有不同的功能，但是自从体育产生以来，强身健体及其娱乐自始至终是体育的主要功能。体育是一种复杂的社会文化现象，以身体活动为基本手段，增强体质、增进健康及其培养人的各种心理品质为目的。尤其是随着社会经济的发展，人们的生活水平得到了提高，人们对精神方面的需要高于对物质方面的需要。人们对于体育的认识不只限于强身健体的方面，希望通过体育活动的参与得到更多的精神享受。然而，现有体育运动员状态调整信息处理系统对运动员的生理信息监测，大部分的监测方法也都是基于人工进行检测，不仅耗费大量的人力物力，而且效率较低；同时，不能对运动员进行精神状态评估。
综上所述，现有技术存在的问题是：
现有体育运动员状态调整信息处理系统对运动员的生理信息监测，大部分的监测方法也都是基于人工进行检测，不仅耗费大量的人力物力，而且效率较低；同时，不能对运动员进行精神状态评估。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种体育运动员状态调整信息处理系统及方法。
本发明是这样实现的，一种体育运动员状态调整信息处理方法，所述体育运动员状态调整信息处理方法包括：
第一步，通过利用相关的传感器采集采集体育运动员身体生理数据；并且利用摄像器采集体育运动员图像数据；生理信息采集方法如下：
(1)通过配置于所述穿戴设备内的生理信息采集器实时采集运动员的第一生理信息；
(2)通过配置于所述穿戴设备内的无线发射器将所述第一生理信息发送给服务器；
通过配置于所述穿戴设备内的无线发射器将所述第一生理信息发送给服务器的步骤之后包括：
接收所述服务器反馈的比对结果，其中，所述比对结果为所述第一生理信息与预存的第二生理信息的比对结果；
当所述比对结果为“第一生理信息偏离所述第二生理信息的范围值时，所述穿戴设备发出警报信号；
通过配置于所述穿戴设备内的生理信息采集器实时采集运动员的第一生理信息的步骤之前包括：通过配置于所述穿戴设备内无线发射器与所述服务器建立通讯连接；
通过配置于所述穿戴设备内无线发射器与所述服务器建立通讯连接的步骤之后包括：将所述运动员的身份信息与所述穿戴设备的编号信息对应绑定；
通过配置于所述穿戴设备内无线发射器发送至所述服务器；
第二步，根据采集的运动员身体状态信息，控制器控制运动器械进行相应的运动恢复训练；利用按摩器对体育运动员进行身体按摩；
第三步，在运动员训练康复过程中，利用评估程序对体育运动员精神状态进行评估；在线沟通平台对体育运动员心理进行沟通疏导；同时利用在线多媒体娱乐平台进行娱乐活动；
第四步，通过利用显示器显示采集的体育运动员生理、图像数据及状态评估结果、娱乐内容。
进一步，所述体育运动员状态调整信息处理方法还包括：首先，通过生理信息采集模块采集体育运动员身体生理数据；通过图像采集模块利用摄像器采集体育运动员图像数据；其次，中央控制模块通过运动恢复模块利用运动器械进行运动恢复；通过按摩模块利用按摩器对体育运动员进行身体按摩；通过状态评估模块利用评估程序对体育运动员精神状态进行评估；通过心理沟通模块利用在线沟通平台对体育运动员心理进行沟通疏导；然后，通过娱乐模块利用在线多媒体娱乐平台进行娱乐活动；最后，通过显示模块利用显示器显示采集的体育运动员生理、图像数据及状态评估结果、娱乐内容。
进一步，所述体育运动员状态调整信息处理方法通过摄像器采集体育运动员图像数据的图像采集模块需要根据运动员身体状态图像数据信息，提取能够凸现相应的运动员身体状态图像特征，其中提取图像特征方法，具体过程如下：
根据所获取的运动员图像，构建尺度空间；并且对运动员图像信息中，检测极值点，获得特征点集合；
根据特征点集合，对能够凸显运动员关键身体运动状态的特征点进行精确定位，剔除其他不具有代表性的图像特征；
在特征点处提取特征描述符，确定特征点分分配方向值；根据生成的特征描述信息，寻找匹配点；
当特征点的特征向量生成后，采用关键点特征向量的欧式距离来作为关键点的相似性判定度量。
进一步，所述体育运动员状态调整信息处理方法的状态评估方法如下：
1)通过评估程序在预设时间内采集待评估人员的音频数据和视频数据；
2)提取所述音频数据和视频数据中待评估人员的多模态生理特征，所述多模态生理特征包括：面部瞳孔数据特征、语音数据特征以及心率和心率变异性数据特征；
3)根据所述多模态生理特征和预设的关联模型，输出待评估人员的精神状态评估结果，
4)所述关联模型为基于神经网络或SVM支持向量机对不同精神状态下的个体数据进行分类的训练模型。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述体育运动员状态调整信息处理方法的体育运动员状态调整信息处理系统，所述体育运动员状态调整信息处理系统包括：
生理信息采集模块，与中央控制模块连接，用于采集体育运动员身体生理数据；
图像采集模块，与中央控制模块连接，用于通过摄像器采集体育运动员图像数据；
中央控制模块，与生理信息采集模块、图像采集模块、运动恢复模块、按摩模块、状态评估模块、心理沟通模块、娱乐模块、显示模块连接，用于通过主机控制各个模块正常工作；
运动恢复模块，与中央控制模块连接，用于通过运动器械进行运动恢复；
按摩模块，与中央控制模块连接，用于通过按摩器对体育运动员进行身体按摩；
状态评估模块，与中央控制模块连接，用于通过评估程序对体育运动员精神状态进行评估；
心理沟通模块，与中央控制模块连接，用于通过在线沟通平台对体育运动员心理进行沟通疏导；
娱乐模块，与中央控制模块连接，用于通过在线多媒体娱乐平台进行娱乐活动；
显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示采集的体育运动员生理、图像数据及状态评估结果、娱乐内容。
进一步，所述中央控制模块包括：
数据清理模块，利用相应的算法对系统中的数据消除或者降低数据噪声，处理空缺值；
相关性分析模块，按照一定的数据相关判断程序，对数据的相关性进行判断，删除一些不相关或冗余的属性；
数据变换模块，按照一定的程序将数据转化成较高层，将获取的图像进行规范化。
进一步，所述运动恢复模块包括：
手臂训练模块，双手抓住两个闭环手柄，手柄附着在多功能健身器械的低位滑轮装置上；双肘按向身体外侧，双手掌心相对；朝着肩部方向向上拉动闭环手柄，在动作的最高位置时收缩手臂，沿反方向慢慢恢复至起始姿势；
腹肌康复训练模块，开始时面向定位滑轮装置，双膝跪地，坐在脚后跟上，双手抓住滑轮装置上附着的闭环手柄，双肘紧贴同侧的耳朵，核心部位保持稳定；下背部保持固定不动，慢慢向下卷曲肩部，将双肘向下拉至双膝位置；
腿部恢复模块，双脚自然分开，脚掌靠在踏板的底部，脚后跟远离踏板；伸直双腿，打开托架放杆，然后使脚后跟低于脚趾；双膝保持固定不动，尽力向上抬起双趾，沿反向慢慢恢复至起始姿势。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述体育运动员状态调整信息处理方法的信息数据处理终端。
本发明的另一目的在于提供一种实现所述体育运动员状态调整信息处理方法的计算机程序。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的体育运动员状态调整信息处理方法。
本发明的优点及积极效果为：本发明通过生理信息采集模块无需人工进行检测，节省了大量的人力物力，也大大提高了检测效率；同时，通过状态评估模块利用在预设时间内采集待评估人员的音频数据和视频数据，并提取音频数据和视频数据中待评估人员的多模态生理特征，进而根据多模态生理特征和预设的关联模型，输出待评估人员的精神状态评估结果；由于本发明实施例所提供的精神状态评估方法仅仅需要从音频数据和视频数据中获取待评估人员的多模态生理特征，且关联模型为预设好的训练模型，从而使得该精神状态评估方法能够灵活适用于多种场合和设备，对在场人员的精神状态进行评估。
本发明在对整个系统数据分类之前，对数据进行预处理，提高数据分类的准确性、有效性和可伸缩性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的体育运动员状态调整信息处理系统结构示意图。
图2是本发明实施例提供的中央控制模块结构示意图。
图3是本发明实施例提供的体育运动员状态调整信息处理方法流程图。
图中：1、生理信息采集模块；2、图像采集模块；3、中央控制模块；4、运动恢复模块；5、按摩模块；6、状态评估模块；7、心理沟通模块；8、娱乐模块；9、显示模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的体育运动员状态调整信息处理系统包括：生理信息采集模块1、图像采集模块2、中央控制模块3、运动恢复模块4、按摩模块5、状态评估模块6、心理沟通模块7、娱乐模块8、显示模块9。
生理信息采集模块1，与中央控制模块3连接，用于采集体育运动员身体生理数据；
图像采集模块2，与中央控制模块3连接，用于通过摄像器采集体育运动员图像数据；
中央控制模块3，与生理信息采集模块1、图像采集模块2、运动恢复模块4、按摩模块5、状态评估模块6、心理沟通模块7、娱乐模块8、显示模块9连接，用于通过主机控制各个模块正常工作；
运动恢复模块4，与中央控制模块3连接，用于通过运动器械进行运动恢复；
按摩模块5，与中央控制模块3连接，用于通过按摩器对体育运动员进行身体按摩；
状态评估模块6，与中央控制模块3连接，用于通过评估程序对体育运动员精神状态进行评估；
心理沟通模块7，与中央控制模块3连接，用于通过在线沟通平台对体育运动员心理进行沟通疏导；
娱乐模块8，与中央控制模块3连接，用于通过在线多媒体娱乐平台进行娱乐活动；
显示模块9，与中央控制模块3连接，用于通过显示器显示采集的体育运动员生理、图像数据及状态评估结果、娱乐内容。
本发明提供的生理信息采集模块1采集方法如下：
(1)通过配置于所述穿戴设备内的生理信息采集器实时采集运动员的第一生理信息；
(2)通过配置于所述穿戴设备内的无线发射器将所述第一生理信息发送给服务器。
本发明提供的通过配置于所述穿戴设备内的无线发射器将所述第一生理信息发送给服务器的步骤之后包括：
接收所述服务器反馈的比对结果，其中，所述“比对结果”为所述第一生理信息与预存的第二生理信息的比对结果；
当所述“比对结果”为“第一生理信息偏离所述第二生理信息的范围值”时，所述穿戴设备发出警报信号。
本发明提供的通过配置于所述穿戴设备内的生理信息采集器实时采集运动员的第一生理信息的步骤之前包括：
通过配置于所述穿戴设备内无线发射器与所述服务器建立通讯连接。
本发明提供的通过配置于所述穿戴设备内无线发射器与所述服务器建立通讯连接的步骤之后包括：
将所述运动员的身份信息与所述穿戴设备的编号信息对应绑定；
通过配置于所述穿戴设备内无线发射器发送至所述服务器。
本发明提供的用于通过摄像器采集体育运动员图像数据的图像采集模块2需要根据运动员身体状态图像数据信息，提取能够凸现相应的运动员身体状态图像特征，其中提取图像特征方法，具体过程如下：
根据所获取的运动员图像，构建尺度空间；并且对运动员图像信息中，检测极值点，获得特征点集合；
根据特征点集合，对能够凸显运动员关键身体运动状态的特征点进行精确定位，剔除其他不具有代表性的图像特征；
在特征点处提取特征描述符，确定特征点分分配方向值；根据生成的特征描述信息，寻找匹配点；
当特征点的特征向量生成后，采用关键点特征向量的欧式距离来作为关键点的相似性判定度量。
本发明提供的与生理信息采集模块1、图像采集模块2、运动恢复模块4、按摩模块5、状态评估模块6、心理沟通模块7、娱乐模块8、显示模块9连接，用于通过主机控制各个模块正常工作中央控制模块3包括：
数据清理模块，利用相应的算法对系统中的数据消除或者降低数据噪声，处理空缺值。
相关性分析模块，按照一定的数据相关判断程序，对数据的相关性进行判断，删除一些不相关或冗余的属性。
数据变换模块，按照一定的程序将数据转化成较高层，将获取的图像进行规范化。
本发明的与中央控制模块3连接，用于通过运动器械进行运动恢复的运动恢复模块4利用运动器械进行运动恢复的具体过程，如下：
在运动器械上设置有拉力传感器，拉力传感器将检测到的各个肢体部分拉伸数值，传递到主机，主机控制各个训练器加重训练强度；
手臂训练模块，双手抓住两个闭环手柄，手柄附着在多功能健身器械的低位滑轮装置上；双肘按向身体外侧，双手掌心相对；朝着肩部方向向上拉动闭环手柄，在动作的最高位置时收缩手臂，沿反方向慢慢恢复至起始姿势。
腹肌康复训练模块，开始时面向定位滑轮装置，双膝跪地，坐在脚后跟上，双手抓住滑轮装置上附着的闭环手柄，双肘紧贴同侧的耳朵，核心部位保持稳定；下背部保持固定不动，慢慢向下卷曲肩部，将双肘向下拉至双膝位置。
腿部恢复模块，双脚自然分开，脚掌靠在踏板的底部，脚后跟远离踏板；伸直双腿，打开托架放杆，然后使脚后跟低于脚趾；双膝保持固定不动，尽力向上抬起双趾，沿反向慢慢恢复至起始姿势。
本发明提供的状态评估模块6评估方法如下：
1)通过评估程序在预设时间内采集待评估人员的音频数据和视频数据；
2)提取所述音频数据和视频数据中待评估人员的多模态生理特征，所述多模态生理特征包括：面部瞳孔数据特征、语音数据特征以及心率和心率变异性数据特征；
3)根据所述多模态生理特征和预设的关联模型，输出待评估人员的精神状态评估结果，
4)所述关联模型为基于神经网络或SVM支持向量机对不同精神状态下的个体数据进行分类的训练模型。
本发明提供的评估方法还包括：在提取所述音频数据和视频数据中待评估人员的多模态生理特征之前，先对所述音频数据和视频数据进行滤波降噪预处理。
本发明提供的面部瞳孔数据特征包括：眼睑闭合时间、瞳孔直径比、眼睑盖住瞳孔的面积和眨眼频率中的至少一种。
本发明提供的语音数据特征包括：振动能量特征、基音频率特征、共振峰和信号持续时间中的至少一种。
本发明提供的心率和心率变异性数据特征通过基于远程成像光电容积脉搏波技术检测容积脉搏波而计算得出。
如图3所示，本发明实施例提供的体育运动员状态调整信息处理方法，具体包括以下步骤：
S101：通过利用相关的传感器采集采集体育运动员身体生理数据；并且利用摄像器采集体育运动员图像数据。
S102：根据采集的运动员身体状态信息，控制器控制运动器械进行相应的运动恢复训练；利用按摩器对体育运动员进行身体按摩。
S103：在运动员训练康复过程中，利用评估程序对体育运动员精神状态进行评估；在线沟通平台对体育运动员心理进行沟通疏导；同时利用在线多媒体娱乐平台进行娱乐活动。
S104：通过利用显示器显示采集的体育运动员生理、图像数据及状态评估结果、娱乐内容。
本发明工作时，首先，通过生理信息采集模块1采集体育运动员身体生理数据；通过图像采集模块2利用摄像器采集体育运动员图像数据；其次，中央控制模块3通过运动恢复模块4利用运动器械进行运动恢复；通过按摩模块5利用按摩器对体育运动员进行身体按摩；通过状态评估模块6利用评估程序对体育运动员精神状态进行评估；通过心理沟通模块7利用在线沟通平台对体育运动员心理进行沟通疏导；然后，通过娱乐模块8利用在线多媒体娱乐平台进行娱乐活动；最后，通过显示模块9利用显示器显示采集的体育运动员生理、图像数据及状态评估结果、娱乐内容。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种体育运动员状态调整信息处理方法，其特征在于，所述体育运动员状态调整信息处理方法包括：
第一步，通过利用相关的传感器采集采集体育运动员身体生理数据；并且利用摄像器采集体育运动员图像数据；生理信息采集方法如下：
(1)通过配置于所述穿戴设备内的生理信息采集器实时采集运动员的第一生理信息；
(2)通过配置于所述穿戴设备内的无线发射器将所述第一生理信息发送给服务器；
通过配置于所述穿戴设备内的无线发射器将所述第一生理信息发送给服务器的步骤之后包括：
接收所述服务器反馈的比对结果，其中，所述比对结果为所述第一生理信息与预存的第二生理信息的比对结果；
当所述比对结果为“第一生理信息偏离所述第二生理信息的范围值时，所述穿戴设备发出警报信号；
通过配置于所述穿戴设备内的生理信息采集器实时采集运动员的第一生理信息的步骤之前包括：通过配置于所述穿戴设备内无线发射器与所述服务器建立通讯连接；
通过配置于所述穿戴设备内无线发射器与所述服务器建立通讯连接的步骤之后包括：将所述运动员的身份信息与所述穿戴设备的编号信息对应绑定；
通过配置于所述穿戴设备内无线发射器发送至所述服务器；
第二步，根据采集的运动员身体状态信息，控制器控制运动器械进行相应的运动恢复训练；利用按摩器对体育运动员进行身体按摩；
第三步，在运动员训练康复过程中，利用评估程序对体育运动员精神状态进行评估；在线沟通平台对体育运动员心理进行沟通疏导；同时利用在线多媒体娱乐平台进行娱乐活动；
第四步，通过利用显示器显示采集的体育运动员生理、图像数据及状态评估结果、娱乐内容。
2.如权利要求1所述的体育运动员状态调整信息处理方法，其特征在于，所述体育运动员状态调整信息处理方法还包括：首先，通过生理信息采集模块采集体育运动员身体生理数据；通过图像采集模块利用摄像器采集体育运动员图像数据；其次，中央控制模块通过运动恢复模块利用运动器械进行运动恢复；通过按摩模块利用按摩器对体育运动员进行身体按摩；通过状态评估模块利用评估程序对体育运动员精神状态进行评估；通过心理沟通模块利用在线沟通平台对体育运动员心理进行沟通疏导；然后，通过娱乐模块利用在线多媒体娱乐平台进行娱乐活动；最后，通过显示模块利用显示器显示采集的体育运动员生理、图像数据及状态评估结果、娱乐内容。
3.如权利要求1所述的体育运动员状态调整信息处理方法，其特征在于，所述体育运动员状态调整信息处理方法通过摄像器采集体育运动员图像数据的图像采集模块需要根据运动员身体状态图像数据信息，提取能够凸现相应的运动员身体状态图像特征，其中提取图像特征方法，具体过程如下：
根据所获取的运动员图像，构建尺度空间；并且对运动员图像信息中，检测极值点，获得特征点集合；
根据特征点集合，对能够凸显运动员关键身体运动状态的特征点进行精确定位，剔除其他不具有代表性的图像特征；
在特征点处提取特征描述符，确定特征点分分配方向值；根据生成的特征描述信息，寻找匹配点；
当特征点的特征向量生成后，采用关键点特征向量的欧式距离来作为关键点的相似性判定度量。
4.如权利要求1所述的体育运动员状态调整信息处理方法，其特征在于，所述体育运动员状态调整信息处理方法的状态评估方法如下：
1)通过评估程序在预设时间内采集待评估人员的音频数据和视频数据；
2)提取所述音频数据和视频数据中待评估人员的多模态生理特征，所述多模态生理特征包括：面部瞳孔数据特征、语音数据特征以及心率和心率变异性数据特征；
3)根据所述多模态生理特征和预设的关联模型，输出待评估人员的精神状态评估结果；
4)所述关联模型为基于神经网络或SVM支持向量机对不同精神状态下的个体数据进行分类的训练模型。
5.一种实施权利要求1～4任意一项所述体育运动员状态调整信息处理方法的体育运动员状态调整信息处理系统，其特征在于，所述体育运动员状态调整信息处理系统包括：
生理信息采集模块，与中央控制模块连接，用于采集体育运动员身体生理数据；
图像采集模块，与中央控制模块连接，用于通过摄像器采集体育运动员图像数据；
中央控制模块，与生理信息采集模块、图像采集模块、运动恢复模块、按摩模块、状态评估模块、心理沟通模块、娱乐模块、显示模块连接，用于通过主机控制各个模块正常工作；
运动恢复模块，与中央控制模块连接，用于通过运动器械进行运动恢复；
按摩模块，与中央控制模块连接，用于通过按摩器对体育运动员进行身体按摩；
状态评估模块，与中央控制模块连接，用于通过评估程序对体育运动员精神状态进行评估；
心理沟通模块，与中央控制模块连接，用于通过在线沟通平台对体育运动员心理进行沟通疏导；
娱乐模块，与中央控制模块连接，用于通过在线多媒体娱乐平台进行娱乐活动；
显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示采集的体育运动员生理、图像数据及状态评估结果、娱乐内容。
6.如权利要求5所述的体育运动员状态调整信息处理系统，其特征在于，所述中央控制模块包括：
数据清理模块，利用相应的算法对系统中的数据消除或者降低数据噪声，处理空缺值；
相关性分析模块，按照一定的数据相关判断程序，对数据的相关性进行判断，删除一些不相关或冗余的属性；
数据变换模块，按照一定的程序将数据转化成较高层，将获取的图像进行规范化。
7.如权利要求5所述的体育运动员状态调整信息处理系统，其特征在于，所述运动恢复模块包括：
手臂训练模块，双手抓住两个闭环手柄，手柄附着在多功能健身器械的低位滑轮装置上；双肘按向身体外侧，双手掌心相对；朝着肩部方向向上拉动闭环手柄，在动作的最高位置时收缩手臂，沿反方向慢慢恢复至起始姿势；
腹肌康复训练模块，开始时面向定位滑轮装置，双膝跪地，坐在脚后跟上，双手抓住滑轮装置上附着的闭环手柄，双肘紧贴同侧的耳朵，核心部位保持稳定；下背部保持固定不动，慢慢向下卷曲肩部，将双肘向下拉至双膝位置；
腿部恢复模块，双脚自然分开，脚掌靠在踏板的底部，脚后跟远离踏板；伸直双腿，打开托架放杆，然后使脚后跟低于脚趾；双膝保持固定不动，尽力向上抬起双趾，沿反向慢慢恢复至起始姿势。
8.一种应用权利要求1～4任意一项所述体育运动员状态调整信息处理方法的信息数据处理终端。
9.一种实现权利要求1～4任意一项所述体育运动员状态调整信息处理方法的计算机程序。
10.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1～4任意一项所述的体育运动员状态调整信息处理方法。
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