CN111372048B - 图像预监处理设备及其方法、现场可编程逻辑门阵列 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了图像预监处理设备及其方法、现场可编程逻辑门阵列，该方法包括：从内部存储器获取第一图像和第二图像；将第一图像输入第一类通道，以使第一类通道基于第一预设参数输出第一类通道图像；将第二图像输入第二类通道，以使第二类通道基于第二预设参数输出第二类通道图像；其中，第一预设参数大于第二预设参数。通过上述方式，提高图像预监处理设备的图像处理通道数，提高资源利用率，且不影响预监画面的图像质量。

Description

图像预监处理设备及其方法、现场可编程逻辑门阵列
技术领域
本申请涉及图像处理领域，特别是涉及一种图像预监处理设备及其方法、现场可编程逻辑门阵列。
背景技术
图像预监切换设备广泛用于会议、演出、展示等大屏幕显示场合，包括图像输入源、显示输出接口以及监视设备。图像预监切换设备工作时输入多路视频源，先预监后切换，在监视设备上先观察编辑好即将显示的下一场景的画面，确认无误后切换到主屏显示。
相关技术的图像预监切换设备的硬件采用的是现场可编程逻辑门阵列(FPGA)加上外部随机存储器(DDR)帧缓存架构来实现，设备的帧缓存是一个固定值，同时设置多个图像处理通道作为主显通道或预监通道，图像处理通道工作时同时占用帧缓存资源。另外，在图像处理方法上：上述多个图像处理通道选择其中之一输出到主显接口作为主显的画面，一旦选定某一图像处理通道作为主显通道后其帧缓存参数不能调整。而下一场景的准备过程，必须在其他图像处理通道，即预监通道里编辑，因此在主显通道帧缓存参数无法调整的情况下，预监通道的帧缓存资源在某些场景下会造成紧张导致溢出，导致无法完成预监通道内的多路图像处理任务或者处理质量下降；而在另外一些场景下帧缓存资源对于预监通道可能过剩，导致帧缓存资源的浪费。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提供一种图像预监处理设备及其方法、现场可编程逻辑门阵列，能够提高图像预监处理设备的图像处理通道数，提高资源利用率，且不影响预监画面的图像质量。
本申请采用的一种技术方案是提供一种图像预监处理方法，该方法包括：从内部存储器获取第一图像和第二图像；将第一图像输入第一类通道，以使第一类通道基于第一预设参数输出第一类通道图像；将第二图像输入第二类通道，以使第二类通道基于第二预设参数输出第二类通道图像；其中，第一预设参数大于第二预设参数。
其中，将第一图像输入第一类通道，以使第一类通道基于第一预设参数输出第一类通道图像，包括：将第一类通道的参数配置为第一预设参数，以使第一类通道进入第一工作模式；将第一图像输入第一类通道，以输出第一类通道图像。
其中，将第二图像输入第二类通道，以使第二类通道基于第二预设参数输出第二类通道图像，包括：将第二类通道的参数配置为第二预设参数，以使第二类通道进入第二工作模式；将第二图像输入第二类通道，以输出第二类通道图像。
其中，第二预设参数包括压缩比例；将第二图像输入第二类通道，以输出第二类通道图像，包括：将第二图像输入第二类通道；对第二图像按照压缩比例进行压缩，以得到第二类通道图像；输出第二类通道图像。
其中，该方法还包括：获取第一切换指令；基于第一切换指令，将第二类通道的参数配置为第一预设参数，并输出第二类通道图像。
其中，获取第一切换指令之后，还包括：将第一类通道的参数配置为第二预设参数，并获取第三图像；将第三图像输入第一类通道，以使第一类通道输出第三类通道图像。
其中，将第三图像输入第一类通道，以使第一类通道输出第三类通道图像之后，还包括：获取第二切换指令；基于第二切换指令，将第一类通道的参数配置为第一预设参数，并输出第三类通道图像；将第二类通道的参数配置为第二预设参数，并获取第四图像；将第四图像输入第二类通道，以使第二类通道输出第四类通道图像。
其中，第一预设参数为主显参数，第二预设参数为预监参数。
本申请采用的另一种技术方案是提供一种现场可编程逻辑门阵列，该现场可编程逻辑门阵列包括：获取模块，用于从内部存储器获取第一图像和第二图像；处理模块，用于将第一图像输入第一类通道，以使第一类通道基于第一预设参数输出第一类通道图像；将第二图像输入第二类通道，以使第二类通道基于第二预设参数输出第二类通道图像。
本申请采用的另一种技术方案是提供一种图像预监处理设备，该图像预监处理设备包括处理器以及与处理器连接的存储器；存储器用于存储程序数据，处理器用于执行程序数据，以实现上述方案的任一方法。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请的一种图像预监处理方法，该方法包括：从内部存储器获取第一图像和第二图像；将第一图像输入第一类通道，以使第一类通道基于第一预设参数输出第一类通道图像；将第二图像输入第二类通道，以使第二类通道基于第二预设参数输出第二类通道图像；其中，第一预设参数大于第二预设参数。通过区别设置第一类通道和第二类通道，让其工作于不同模式，按需占用带宽，提高图像预监处理设备的图像处理通道数，提高资源利用率，且不影响预监画面的图像质量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1是本申请提供一种图像预监处理方法第一实施例的流程示意图；
图2是本申请提供一种图像预监处理方法第二实施例的流程示意图；
图3是本申请提供一种图像预监处理方法第三实施例的流程示意图；
图4是本申请提供一种图像预监处理方法第四实施例的流程示意图；
图5是本申请提供一种现场可编程逻辑门阵列一实施例的结构示意图；
图6是本申请提供一种现场可编程逻辑门阵列另一实施例的结构示意图；
图7是本申请提供图像预监处理设备一实施例的结构示意图；
图8是本申请提供图像预监处理设备另一实施例的结构示意图；
图9是本申请提供的可读存储介质一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一类实施例中。在说明书中的各类位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
参阅图1，图1是本申请提供一种图像预监处理方法第一实施例的流程示意图，该方法包括：
步骤11：从内部存储器获取第一图像和第二图像。
在一些实施例中，内部存储器中存储着许多图像，这些图像用于在接下来的工作中通过图像预监设备的主显通道和预监通道的处理进行播放。
在一些实施例中，第一图像和第二图像在存储至内部存储器之前，需要进行图像预处理，例如图像裁剪、图像压缩。
图像裁剪的原理是图像存储为矩阵或者数组，划定一定的像素区域，将该像素区域以外的矩阵或数组去除，以留下该像素区域的图像。
图像压缩的目的是减少表示图像时需要的数据量，在本实施例中可以是图像几何尺寸的变化，如将原图像的长和宽按比例缩小，可以使用双线性插值法实现图像压缩。
步骤12：将第一图像输入第一类通道，以使第一类通道基于第一预设参数输出第一类通道图像。
在一些实施例中，第一预设参数是主显参数，相应的设置有第一预设参数的第一类通道为主显通道。
其中，主显通道是指为主显接口提供图像的视频处理功能模块的集合，每个主显通道具有多个图像窗口，每个类窗口包括裁剪、压缩、放大等模块，第一预设参数则包括裁剪、压缩、放大对应的参数。
步骤13：将第二图像输入第二类通道，以使第二类通道基于第二预设参数输出第二类通道图像。
在一些实施例中，第二预设参数是预监参数，相应的设置有第二预设参数的第二类通道为预监通道。
其中，预监通道作为正在编辑、即将切换为主显通道的视频处理功能模块的集合，其包含的模块与主显通道相同，第二预设参数则包括裁剪、压缩、放大对应的参数。
在一些实施例中，第一预设参数中相应的参数大于第二预设参数中的相应的参数。具体地，第一预设参数可以是相关图像预监处理中的常规参数。具体地，经过第一预设参数设置的通道输出的图像所占用的带宽大于第二预设参数设置的通道输出的图像所占用的带宽。
可以理解，在图像预监处理中包括多路图像处理通道，每路图像处理通道包括一类第一类通道和一类第二类通道。
在一应用场景中，第一预设参数是相关图像预监处理中的常规参数，第一类通道设置第一预设参数以作为主显通道，第二类通道设置第二预设参数以作为预监通道。具体地，第一预设参数的压缩比例为1，第二预设参数中的压缩比例为2，其余参数均相同。可以理解，图像尺寸与数据带宽成正比，带宽的大小决定总的通道数量，而由上述第二预设参数中的压缩比例为2，可以计算出图像预监处理当前的通道数量。
具体如下：
将第二图像输入至预监通道，此时将预监通道的压缩比例设置为m＝2，则第二图像在预监通道的尺寸为宽W1＝1/2*W，高H1＝1/2*H；其中，W为输入预监通道前第二图像的宽，H为输入预监通道前第二图像的高，则相应的数据量将会降低到：
每路预监通道的带宽＝1/2*W*1/2*H＝1/4*W*H；
在最大带宽需求的情况下，也将降低预监通道的每路图像窗口数据带宽到原来的1/4带宽。则图像预监处理设备的预监通道总带宽减少到原来的1/4总带宽。
这样每路图像处理通道包括主显通道和预监通道，合计占用带宽
B＝b+1/4b；其中，b表示主显通道所占带宽，1/4b表示预监通道所占带宽。
在本实施例中图像预监处理设备与相关的图像预监处理设备的相同数据带宽容量下，即总带宽还是
B_total＝2*p*b
则可容纳图像通道数p_new为：
p_new＝B_total/B＝2*p*b/(5/4*b)＝8/5*p＝1.6*p＝(1+60％)*p；
其中，p表示通道中的窗口数量。
可见，本实施例中图像预监处理设备总的通道数量与相关的图像预监处理设备总的通道数量相比可增加60％。
在一具体实施例方式中，第二类通道只设置一路通道，作为预监通道，且设置第二预设参数，所以剩余的带宽资源会相应增加，由此可以利用增加的剩余带宽进行合理调配，在硬件设施固定的条件下，提高图像预监处理设备的图像处理通道数。
区别于现有技术的情况，本申请的一种图像预监处理方法，该方法包括：从内部存储器获取第一图像和第二图像；将第一图像输入第一类通道，以使第一类通道基于第一预设参数输出第一类通道图像；将第二图像输入第二类通道，以使第二类通道基于第二预设参数输出第二类通道图像；其中，第一预设参数大于第二预设参数。通过区别设置第一类通道和第二类通道，让其工作于不同模式，按需占用带宽，提高图像预监处理设备的图像处理通道数，提高资源利用率，且不影响预监画面的图像质量。
参阅图2，图2是本申请提供一种图像预监处理方法第二实施例的流程示意图，该方法包括：
步骤21：从内部存储器获取第一图像和第二图像。
步骤21与上述实施例具有相同或相似的技术方案，这里不做赘述。
步骤22：将第一类通道的参数配置为第一预设参数，以使第一类通道进入第一工作模式。
在一些实施例中，第一预设参数为主显参数，第一类通道则被配置为显通道。
步骤23：将第一图像输入第一类通道，以输出第一类通道图像。
在一些实施例中，将第一图像输入第一类通道，以输出第一类通道图像，则第一图像按照第一预设参数进行相应修改，成为第一类通道图像。
步骤24：将第二类通道的参数配置为第二预设参数，以使第二类通道进入第二工作模式。
在一些实施例中，第二预设参数为预监参数，第二类通道则被配置为预监通道。
步骤25：将第二图像输入第二类通道，以输出第二类通道图像。
在一些实施例中，将第二图像输入第二类通道，以输出第二类通道图像，则第二图像按照第二预设参数进行相应修改，成为第二类通道图像。
在一些实施例中，第二预设参数包括压缩比例。将第二图像输入第二类通道，以输出第二类通道图像具体为将第二图像输入第二类通道；第二图像按照压缩比例进行压缩，以得到第二类通道图像；输出第二类通道图像。压缩比例可以是2-16中任一数值，例如2、4、5、8、9、13。第二图像按照压缩比例进行压缩。
通过上述方式，进行第一类通道和第二类通道工作模式的切换，有效避免了相关技术中在主显通道帧缓存参数无法调整的情况下，预监通道的帧缓存资源在某些场景下会造成紧张导致溢出，导致无法完成预监通道内的多路图像处理任务或者处理质量下降；而在另外一些场景下帧缓存资源对于预监通道可能过剩，导致帧缓存资源的浪费的问题。
参阅图3，图3是本申请提供一种图像预监处理方法第三实施例的流程示意图，该方法包括：
步骤31：从内部存储器获取第一图像和第二图像。
步骤32：将第一图像输入第一类通道，以使第一类通道基于第一预设参数输出第一类通道图像。
步骤33：将第二图像输入第二类通道，以使第二类通道基于第二预设参数输出第二类通道图像。
步骤31-33与上述实施例具有相同或相似的技术方案，这里不做赘述。可以理解，第一预设参数是主显参数，第二预设参数是预监参数。
步骤34：获取第一切换指令。
在一些实施例中，若未获取到切换指令，则继续按照步骤31-33进行工作。
步骤35：基于第一切换指令，将第二类通道的参数配置为第一预设参数，并输出第二类通道图像。
在一些实施例中，在接收到第一切换指令后，说明第二类通道的图像将作为主显画面进行播放，则将第二类通道的参数配置为第一预设参数，并输出第二类通道图像。即第二类通道被配置为主显参数，作为主显通道进行图像播放。
步骤36：将第一类通道的参数配置为第二预设参数，并获取第三图像。
在一些实施例中，在接收到第一切换指令后，说明第一类通道的将作为预监通道进行图像播放，则将第一类通道的参数配置为第二预设参数，然后获取第三图像。
可以理解，当第一图像作为主显画面播放后，在获取第一切换指令后，第二类通道的第二图像作为主显画面播放，则此时第一类通道需要获取第三图像来进行预监处理。
步骤37：将第三图像输入第一类通道，以使第一类通道输出第一类通道图像。
在一些实施例中，在响应第一切换指令后，还会有第二切换指令，参阅图4，图4是本申请提供一种图像预监处理方法第四实施例的流程示意图，该方法包括：
步骤41：获取第二切换指令。
在一些实施例中，若未获取到第二切换指令，则继续按照上述实施例进行工作。
第二切换指令用于对第一类通道和第二类通道进行切换。
步骤42：基于第二切换指令，将第一类通道的参数配置为第一预设参数，并输出第一类通道图像。
在一些实施例中，在接收到第二切换指令后，说明此时作为预监通道的第一类通道的图像将作为主显通道进行主显画面播放，则将第一类通道的参数配置为第一预设参数，并将上述第三图像作为第一类通道图像输出。即此时第一类通道被配置为主显参数，作为主显通道进行图像播放。
步骤43：将第二类通道的参数配置为第二预设参数，并获取第四图像。
在一些实施例中，在接收到第二切换指令后，说明第二类通道的将作为预监通道进行图像播放，则将第二类通道的参数配置为第二预设参数，然后获取第四图像。
可以理解，当第二图像作为主显画面播放后，在获取第二切换指令后，第一类通道的第三图像作为主显画面播放，则此时第二类通道需要获取第四图像来进行预监处理。
步骤44：将第四图像输入第二类通道，以使第二类通道输出第二类通道图像。
可以理解，在上述个实施例中，获取到的图像在存储至内部存储器之前均进行过预处理，如利用不同算法进行压缩、放大等处理，例如利用插值算法进行图像的缩放。
参阅图5，图5是本申请提供一种现场可编程逻辑门阵列一实施例的结构示意图，该现场可编程逻辑门阵列50包括获取模块51和处理模块52。
获取模块51用于从内部存储器获取第一图像和第二图像。
处理模块52用于将第一图像输入第一类通道，以使第一类通道基于第一预设参数输出第一类通道图像；将第二图像输入第二类通道，以使第二类通道基于第二预设参数输出第二类通道图像。
在一些实施例中，现场可编程逻辑门阵列50还包括切换模块，切换模块用于生成切换指令，以使处理器响应于该切换指令对第一类通道和第二类通道进行切换。
可以理解，现场可编程逻辑门阵列50在实际应用中，可实现上述任一实施例的方法。
参阅图6，图6是本申请提供一种现场可编程逻辑门阵列另一实施例的结构示意图，该现场可编程逻辑门阵列60包括图像处理通道61、存储器62、切换模块63和配置模块64。
图像处理通道61用于获取第一图像和第二图像，并将第一图像和第二图像分别输入至第一类通道和第二类通道。
存储器62用于存储图像处理通道61获取的图像。
切换模块63用于生成切换指令，以使配置模块64对图像处理通道61中第一类通道和第二类通道配置第一预设参数和/或第二预设参数。
配置模块64用于对图像处理通道61中第一类通道和第二类通道配置第一预设参数和/或第二预设参数。
可以理解，现场可编程逻辑门阵列60在实际应用中，可实现上述任一实施例的方法。
参阅图7，图7是本申请提供图像预监处理设备一实施例的结构示意图，该图像预监处理设备70包括处理器71以及与处理器71连接的存储器72；存储器72用于存储程序数据，处理器71用于执行程序数据，以实现以下方法：
从内部存储器获取第一图像和第二图像；将第一图像输入第一类通道，以使第一类通道基于第一预设参数输出第一类通道图像；将第二图像输入第二类通道，以使第二类通道基于第二预设参数输出第二类通道图像；其中，第一预设参数大于第二预设参数。
可选的，处理器71用于执行程序数据时，还用于实现以下方法：将第一类通道的参数配置为第一预设参数，以使第一类通道进入第一工作模式；将第一图像输入第一类通道，以输出第一类通道图像。
可选的，处理器71用于执行程序数据时，还用于实现以下方法：将第二类通道的参数配置为第二预设参数，以使第二类通道进入第二工作模式；将第二图像输入第二类通道，以输出第二类通道图像。
可选的，处理器71用于执行程序数据时，还用于实现以下方法：第二图像输入第二类通道；对第二图像按照压缩比例进行压缩，以得到第二类通道图像；输出第二类通道图像。
可选的，处理器71用于执行程序数据时，还用于实现以下方法：获取第一切换指令；基于第一切换指令，将第二类通道的参数配置为第一预设参数，并输出第二类通道图像。
可选的，处理器71用于执行程序数据时，还用于实现以下方法：将第一类通道的参数配置为第二预设参数，并获取第三图像；将第三图像输入第一类通道，以使第一类通道输出第三类通道图像。
可选的，处理器71用于执行程序数据时，还用于实现以下方法：获取第二切换指令；基于第二切换指令，将第一类通道的参数配置为第一预设参数，并输出第三类通道图像；将第二类通道的参数配置为第二预设参数，并获取第四图像；将第四图像输入第二类通道，以使第二类通道输出第四类通道图像。
参阅图8，图8是本申请提供图像预监处理设备另一实施例的结构示意图，该图像预监处理设备80包括图像输入接口81、存储器82、图像输出接口83、现场可编程逻辑门阵列84。
现场可编程逻辑们阵列84被配置为：
从图像输入接口81获取输入图像，缓存于存储器82中，将第一类通道配置第一预设参数，在存储器82输出的第一图像选择的第一类通道输出时，将第一图像从图像输出接口83输出；将第二类通道配置第二预设参数，在存储器82输出的第二图像选择的第二类通道输出时，将第二图像从图像输出接口83输出。
可以理解，图像预监处理设备80在实际应用中，可实现上述任一实施例的方法。
参阅图9，图9是本申请提供的可读存储介质一实施例的结构示意图，可读存储介质90用于存储程序数据91，程序数据91在被处理器执行时，用于实现以下的方法步骤：
从内部存储器获取第一图像和第二图像；将第一图像输入第一类通道，以使第一类通道基于第一预设参数输出第一类通道图像；将第二图像输入第二类通道，以使第二类通道基于第二预设参数输出第二类通道图像；其中，第一预设参数大于第二预设参数。
可以理解，程序数据91在被处理器执行时，还用于实现上述任一实施例方法。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种图像预监处理方法，其特征在于，所述方法包括：
从内部存储器获取第一图像和第二图像；
设置第一预设参数为主显参数，第二预设参数为预监参数；
将所述第一图像输入第一类通道，以使所述第一类通道基于所述第一预设参数输出第一类通道图像；
将所述第二图像输入第二类通道，以使所述第二类通道基于所述第二预设参数输出第二类通道图像；
其中，所述第一预设参数小于所述第二预设参数；
获取第一切换指令，基于所述第一切换指令，将所述第二类通道的参数配置为所述第一预设参数，并输出所述第二类通道图像；
将所述第一类通道的参数配置为所述第二预设参数，并获取第三图像；
将所述第三图像输入所述第一类通道，以使所述第一类通道输出所述第一类通道图像；
获取第二切换指令；
基于所述第二切换指令，将所述第一类通道的参数配置为所述第一预设参数，并输出所述第一类通道图像；
将所述第二类通道的参数配置为所述第二预设参数，并获取第四图像；
将所述第四图像输入所述第二类通道，以使所述第二类通道输出所述第二类通道图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述将所述第一图像输入第一类通道，以使所述第一类通道基于第一预设参数输出第一类通道图像，包括：
将所述第一类通道的参数配置为所述第一预设参数，以使所述第一类通道进入第一工作模式；
将所述第一图像输入第一类通道，以输出所述第一类通道图像。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述将所述第二图像输入第二类通道，以使所述第二类通道基于第二预设参数输出第二类通道图像，包括：
将所述第二类通道的参数配置为所述第二预设参数，以使所述第二类通道进入第二工作模式；
将所述第二图像输入第二类通道，以输出所述第二类通道图像。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述第二预设参数包括压缩比例；
所述将所述第二图像输入第二类通道，以输出所述第二类通道图像，包括：
将所述第二图像输入第二类通道；
对所述第二图像按照压缩比例进行压缩，以得到第二类通道图像；
输出所述第二类通道图像。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一预设参数为主显参数，所述第二预设参数为预监参数。
6.一种现场可编程逻辑门阵列，其特征在于，包括：
获取模块，用于从内部存储器获取第一图像和第二图像；
处理模块，用于将所述第一图像输入第一类通道，以使所述第一类通道基于第一预设参数输出第一类通道图像；将所述第二图像输入第二类通道，以使所述第二类通道基于第二预设参数输出第二类通道图像，其中：所述第一预设参数小于所述第二预设参数；
所述处理模块还可以用于获取第一切换指令以及获取第二切换指令；
基于所述第一切换指令，将所述第二类通道的参数配置为所述第一预设参数，并输出所述第二类通道图像；
将所述第一类通道的参数配置为所述第二预设参数，并获取第三图像；
将所述第三图像输入所述第一类通道，以使所述第一类通道输出所述第一类通道图像；
基于所述第二切换指令，将所述第一类通道的参数配置为所述第一预设参数，并输出所述第一类通道图像；
将所述第二类通道的参数配置为所述第二预设参数，并获取第四图像；
将所述第四图像输入所述第二类通道，以使所述第二类通道输出所述第二类通道图像。
7.一种图像预监处理设备，其特征在于，所述图像预监处理设备包括处理器以及与所述处理器连接的存储器；
所述存储器用于存储程序数据，所述处理器用于执行所述程序数据，以实现如权利要求1-5任一项所述的方法。
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