CN112109549A - 一种仪表显示方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车载仪表技术领域，提供一种仪表显示方法和系统，根据图形检测模块、主控模块、异常处理模块和存储模块建立了一个兼容故障检测、修复的闭环系统，对当前帧图像中网格化处理(步骤S1)，获取预定显示区域进行针对性的采样，获取集合采样像素点数据的捕获数据(步骤S2)，将捕获数据与预设图像进行对比分析(步骤S3)，快速且准确的得到预定显示区域的显示状态以及故障类型，从而进行有针对性的故障修复，并在数据错误时，控制显示模块直接显示重要的仪表数据(步骤S4)，使得用户可在任何时刻均能够获取准确的车辆的行驶数据，进一步的保障用户的使用安全。

Description

一种仪表显示方法和系统

技术领域

本发明涉及车载仪表技术领域，尤其涉及一种仪表显示方法和系统。

背景技术

车载仪表是车辆的重要功能设备，车载仪表中的指示灯和速度油量等信息，主要应用于功能安全定义，因此必须确保其准确无误地显示在显示屏上。但是，现有的仪表产品的显示屏，无法判断仪表主机发送过来的显示内容是否是完整、正确的，只能根据接收到的信息进行显示。因此，显示屏即使出现黑屏、花屏、冻屏等故障，也及时地进行故障检测以及故障修复。但是若在车辆行驶过程中仪表显示屏无法正常显示的话，驾驶员将无法获得车辆的行驶数据，使得驾驶员误判当前的车辆状态，更甚者将造成交通事故。

发明内容

本发明提供一种仪表显示方法和系统，解决了现有仪表检测方式故障检测准确度低、故障定位能力差以及故障修复速率低的技术问题。

为解决以上技术问题，本发明提供一种仪表显示方法，包括步骤：

S1、获取当前帧图像，并对所述当前帧图像进行网格化处理获取预定显示区域；

S2、采样所述预定显示区域中的像素点得到捕获数据；

S3、根据所述捕获数据与预设图像，判断所述预定显示区域的显示状态以及故障类型；

S4、根据所述故障类型，将与所述当前帧图像对应的、正确的显示数据输出到显示模块进行显示。

本基础方案对当前帧图像中网格化处理(步骤S1)，获取预定显示区域进行针对性的采样，获取集合采样像素点数据的捕获数据(步骤S2)，将捕获数据与预设图像进行对比分析(步骤S3)，快速且准确的得到预定显示区域的显示状态以及故障类型，从而进行有针对性的故障修复，并在数据错误时，控制显示模块直接显示重要的仪表数据(步骤S4)，使得用户可在任何时刻均能够获取准确的车辆的行驶数据，进一步的保障用户的使用安全。

在进一步的实施方案中，所述步骤S1包括步骤：

S11、获取仪表主机发送的当前帧图像；

S12、网格化所述当前帧图像，获取对应于每一个显示项目的独立的预定显示区域。

本方案根据每一个显示项目网格化当前帧图像，获取独立的预定显示区域，可对每一个显示项目进行有针对性性的检测，从而实现故障的快速定位与针对性修复。

在进一步的实施方案中，所述步骤S2包括：遍历所有的所述预定显示区域，对所述预定显示区域内各像素点的α通道的值进行随机采样，整合所有采样数据得到捕获数据。

本方案采集预定显示区域内各像素点的α通道的值，利用α通道保存唯一色彩深度特性，可快速确定预定显示区域内的特征，并简化对比分析时数据比对难度，直接对比α通道的值即可确定对比是否一致。

在进一步的实施方案中，所述步骤S3包括步骤：

S31A、获取正确显示的上一帧图像数据，设置为第一预设图像；

S32A、获取所述第一预设图像上对应于所述捕获数据的像素点，并获取所述像素点的α通道的值生成参考数据；

S33A、根据所述捕获数据与所述参考数据的对比结果，判断所述预定显示区域是否冻结。

本方案以显示冻结为显示画面卡滞的检测原理，获取上一帧图像数据为参照对象，持续一段时间内，显示图像上像素点的α通道的值保持不变，则可直接地判断预定显示区域是否处于显示冻结状态，进而加快了故障检测速率。

在进一步的实施方案中，所述步骤S4包括步骤：

S41A、根据显示冻结的判断结果，生成一个临时检测界面；

S42A、重新获取对应于所述当前帧图像的显示数据，并输出到所述临时检测界面进行显示；

S43A、重复步骤S1～S3，得到显示结果并判断所述显示数据是否为正确的显示数据；

S44A、将正确的所述显示数据输出到显示模块进行显示。

本方案在得到显示冻结的判断结果后，直接在原有的仪表显示界面上生成临时检测界面，显示重新获取对应于当前帧图像的显示数据，从而在仪表显示界面显示冻结的情况下，也能够向用户(驾驶员)提供重要的车辆行驶数据；同时对显示数据进行检测，进一步的确定显示数据的准确性，规避临时检测界面与仪表显示界面同时出错的风险。

在进一步的实施方案中，所述步骤S3包括步骤：

S31B、获取所述预定显示区域在不同显示状态下的正确图像数据，设置为第二预设图像；

S32B、获取所述第二预设图像上对应于所述捕获数据的像素点，并获取所述像素点的α通道的值生成标准数据；

S33B、根据所述捕获数据与所述标准数据的对比结果，判断所述预定显示区域的图像数据是否异常。

本方案采集预定显示区域在不同显示状态下的正确图像数据，囊括了预定显示区域所有的正常显示状态，将捕获数据与所有正常显示状态的标准数据进行匹配，若匹配不成功即可确定预定显示区域的图像数据异常，此判断方法简单、高效，且准确度高。

在进一步的实施方案中，所述步骤S4包括步骤：

S41B、根据图像数据异常的判断结果，重新获取对应于所述当前帧图像的显示数据并存储到存储模块，重复步骤S1～S3，确定所述显示数据是否异常；

S42B、若所述显示数据正确，则将其输出到所述显示模块进行显示，若所述显示数据异常，则从存储模块中读取对应于所述预定显示区域的具体显示数值，并将所述具体显示数值描画到显示输出图层上进行输出显示。

本方案设置两路故障修复通道，一路对重新获取的显示数据进行异常检测，判断其是否可直接输出到显示模块进行显示；另一路将重新获取的显示数据存储在存储模块中，提取显示数据中的具体显示数值并描画到显示输出图层上进行输出显示，跳过显示模块的数据解析步骤，直接进行数据填写，从而有效地避开了设备故障导致的显示异常。

本发明还提供运行上述仪表显示方法的仪表显示系统，包括连接的仪表主机和显示屏组件；所述显示屏组件包括图形检测模块及与其连接的主控模块、存储模块和显示模块；所述仪表主机包括异常处理模块；

所述图形检测模块用于获取当前帧图像，并对所述当前帧图像进行网格化处理获取预定显示区域；采样所述预定显示区域中的像素点得到捕获数据；根据所述捕获数据与预设图像，获取所述预定显示区域的显示状态以及故障类型；

所述主控模块用于将所述故障类型反馈到所述异常处理模块，请求下发正确的显示数据；

所述异常处理模块用于响应所述主控模块的请求；

所述存储模块用于存储所述显示数据；

所述图形检测模块还用于根据所述故障类型，将与所述当前帧图像对应的、正确的显示数据输出到显示模块；

所述显示模块用于显示所述显示数据。

本基础方案根据图形检测模块、主控模块、异常处理模块和存储模块建立了一个兼容故障检测、修复的闭环系统；采用图形检测模块对当前帧图像进行故障识别，包括网格化当前帧图像以及预定显示区域的像素点采样，配合存储模块的数据存储功能，达到高精度的对比检测；并进一步地根据预设程序，运行与故障类型匹配的故障修复程序，快速地修复当前显示故障，将正确的显示数据正常的显示在显示模块上，使得用户可在任何时刻均能够获取准确的车辆的行驶数据，进一步的保障用户的使用安全。

在进一步的实施方案中，所述图形检测模块包括异常检测模块和描画模块；

所述异常检测模块用于根据第一预设图像和第二预设图像分别获取参考数据和标准数据，并根据所述捕获数据、参考数据和标准数据，判断所述预定显示区域是否冻结、所述图像数据是否异常；

所述描画模块用于根据所述显示数据，描画显示输出图层并输出到显示模块进行显示。

在进一步的实施方案中，所述第一预设图像为正确显示的上一帧图像数据；

所述第二预设图像为所述预定显示区域在不同显示状态下的正确图像数据；

所述捕获数据、参考数据和标准数据分别为当前帧图像、第一预设图像和第二预设图像中采样像素点的α通道的值。

本方案设置异常检测模块，获取对应于第一预设图像和第二预设图像的参考数据和标准数据，采用唯一对应的像素点的α通道的值作为比对特征，对显示模块的当前显示故障进行精准的判断，将当前的捕获数据与上一帧图像数据的参考数据进行对比，根据两者的一致性可快速判断预定显示区域是否冻结；将当前的捕获数据与不同显示状态下的正确图像数据(标准数据)进行匹配，进行一一对照，若匹配不成功则可直接判定当前帧图像的图像数据不正确。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的一种仪表显示方法的系统流程图；

图2是本发明实施例2提供的一种仪表显示系统的系统框架图。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本发明的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制，因为在不脱离本发明精神和范围基础上，可以对本发明进行许多改变。

实施例1

本发明实施例提供的一种仪表显示方法，如图1所示，在本实施例中，包括步骤S1～S4：

S1、获取当前帧图像，并对当前帧图像进行网格化处理获取预定显示区域，包括步骤S11～S12：

S11、获取仪表主机发送的当前帧图像；

S12、网格化当前帧图像，获取对应于每一个显示项目的独立的预定显示区域。

具体的，仪表上重要指示信息一般在显示画面上的固定位置，因此可根据固定位置划分出预定显示区域，例如，对于静态指示信息(例如报警灯)采用与该静态指示信息区域外切的矩形进行外包围网格化，对于圆形区域的指示信息(例如仪表盘)可采用圆周等分的方法，通过轴对称线与等分角中心线重合的外切矩形进行网格化。进行网格化操作时，也可以根据实际需要选择其它网格化形式。

本实施例根据每一个显示项目网格化当前帧图像，获取独立的预定显示区域，可对每一个显示项目进行有针对性性的检测，从而实现故障的快速定位与针对性修复。

S2、采样预定显示区域中的像素点得到捕获数据，包括：遍历所有的预定显示区域，对预定显示区域内各像素点的α通道的值进行随机采样，整合所有采样数据得到捕获数据。

本实施例采集预定显示区域内各像素点的α通道的值，利用α通道保存色彩深度的唯一值，可快速确定预定显示区域内的特征，并简化对比分析时数据比对难度，直接对比α通道的值即可确定对比是否一致。

S3、根据捕获数据与预设图像，判断预定显示区域的显示状态以及故障类型。

在本发明实施例的一种实施方式中，步骤3包括步骤S31A～S33A：

S31A、获取正确显示的上一帧图像数据，设置为第一预设图像；

S32A、获取第一预设图像上对应于捕获数据的像素点，并获取像素点的α通道的值生成参考数据；

S33A、根据捕获数据与参考数据的对比结果，判断预定显示区域是否冻结。

其中，对比公式如下：

其中，A表示前后两帧图像的对比差异度，i表示当前计算的像素点序号，n是每个预定显示区域内像素点的总个数，PRE[i]表示参考数据(当前检测的预定显示区域前一帧图像数据中该像素点α通道的值)，CAP[i]表示捕获数据(当前捕获的预定显示区域中像素点α通道的值)。

若A为0，则表示前后两帧图像的像素点是一样的，表示该预定显示区域显示已冻结(例如报警灯或表针冻结)。

在本发明实施例的另一种实施方式中，步骤3包括步骤S31B～S33B：

S31B、获取预定显示区域在不同显示状态下的正确图像数据，设置为第二预设图像。

S32B、获取第二预设图像上对应于捕获数据的像素点，并获取像素点的α通道的值生成标准数据；

S33B、根据捕获数据与标准数据的对比结果，判断预定显示区域的图像数据是否异常。

其中，对比公式如下：

其中，B表示当前帧图像的图像数据(捕获数据)与不同显示状态下的正确图像数据(标准数据)的对比差异度，i表示当前计算的像素点序号，n是每个预定显示区域内像素点的总个数，

表示标准数据(当前检测的预定显示区域中的像素点α通道的理论值)，CAP[i]表示捕获数据(当前捕获的预定显示区域中像素点α通道的值)。

若B为0，则表示当前帧图像的图像数据是正确的。

例如，仪表上的报警灯显示区域包括点亮、熄灭两种正常显示状态，这两种显示状态下，每个像素点的α通道的值均是固定的(即标准数据为固定值)。当捕获数据与标准数据不匹配时，则代表报警灯显示区域不在点亮、熄灭两种正常显示状态中的任一状态中，而此步骤检测的是传输的图像数据，并未进行显示，因此即为当前帧图像数据异常。

本实施例以显示冻结为显示画面卡滞为检测原理，获取上一帧图像数据为参照对象，持续一段时间内，显示图像上像素点的α通道的值保持不变，则可直接地判断预定显示区域是否处于显示冻结状态，进而加快了故障检测速率。

采集预定显示区域在不同显示状态下的正确图像数据，囊括了预定显示区域所有的正常显示状态，将捕获数据与所有正常显示状态的标准数据进行匹配，若匹配不成功即可确定预定显示区域的图像数据异常，此判断方法简单、高效，且准确度高。

S4、根据故障类型，将与当前帧图像对应的、正确的显示数据输出到显示模块进行显示。

在本发明实施例的一种实施方式中，步骤S4包括步骤S41A～S44A：

S41A、根据显示冻结的判断结果(即A(1)不为0)，生成一个临时检测界面；

S42A、重新获取对应于当前帧图像的显示数据，并输出到临时检测界面进行显示；

S43A、重复步骤S1～S3，得到显示结果并判断显示数据是否为正确的显示数据(即判断A(m)是否为0)；

S44A、将正确的显示数据输出到显示模块进行显示；若显示数据依旧无法正常显示，则返回至步骤S41A。

其中，A(1)、A(m)分别为第1次、第m次获取的图像数据判断结果(显示冻结的判断)，m表示获取图像数据的次数。

在本发明实施例的另一种实施方式中，还包括步骤S41B～S42B：

S41B、根据图像数据异常的判断结果(即B(1)不为0)，重新获取对应于当前帧图像的显示数据并存储到存储模块，重复步骤S1～S3，确定显示数据是否异常(即判断B(2)是否为0)；

S42B、若显示数据正确，则将其输出到显示模块进行显示，若显示数据异常，则从存储模块中读取对应于预定显示区域的具体显示数值，并将具体显示数值描画到显示输出图层上进行输出显示。

其中，B(1)、B(2)分别为第1次、第2次获取的图像数据判断结果(图像数据是否正确的判断)。

本实施例在得到显示冻结的判断结果后，直接在原有的仪表显示界面上生成临时检测界面，显示重新获取对应于当前帧图像的显示数据，从而在仪表显示界面显示冻结的情况下，也能够向用户(驾驶员)提供重要的车辆行驶数据；同时对显示数据进行检测，进一步的确定显示数据的准确性，规避临时检测界面与仪表显示界面同时出错的风险。

设置两路故障修复通道，一路对重新获取的显示数据进行异常检测，判断其是否可直接输出到显示模块进行显示；另一路将重新获取的显示数据存储在存储模块中，提取显示数据中的具体显示数值并描画到显示输出图层上进行输出显示，跳过显示模块的数据解析步骤，直接进行数据填写，从而有效地避开了设备故障导致的显示异常。

本发明实施例对当前帧图像中网格化处理(步骤S1)，获取预定显示区域进行针对性的采样，获取集合采样像素点数据的捕获数据(步骤S2)，将捕获数据与预设图像进行对比分析(步骤S3)，快速且准确的得到预定显示区域的显示状态以及故障类型，从而进行有针对性的故障修复，并在数据错误时，控制显示模块直接显示重要的仪表数据(步骤S4)，使得用户可在任何时刻均能够获取准确的车辆的行驶数据，进一步的保障用户的使用安全。

实施例2

本发明实施例还提供运行实施例1的一种仪表显示系统，参见图2，包括连接的仪表主机1和显示屏组件；显示屏组件包括图形检测模块21及与其连接的主控模块22、存储模块23和显示模块24；仪表主机1包括异常处理模块11；

图形检测模块21用于获取当前帧图像，并对当前帧图像进行网格化处理获取预定显示区域；采样预定显示区域中的像素点得到捕获数据；根据捕获数据与预设图像，获取预定显示区域的显示状态以及故障类型；

主控模块22内置反馈模块221，反馈模块221用于将故障类型反馈到异常处理模块11，并请求下发正确的显示数据；

异常处理模块11用于响应主控模块22的请求；

存储模块23用于存储显示数据；

图形检测模块21还用于根据故障类型，将与当前帧图像对应的、正确的显示数据输出到显示模块24；

显示模块24用于显示显示数据。

其中，主控模块22与图形检测模块2121均包括但不限于MCU芯片；显示模块24为车载仪表显示屏。

在本实施例中，仪表主机1与显示屏组件通过LVDS传送图像数据。每帧画面的数据量为其分辨率与每像素点的数据量之积，以1920*720的分辨率为例，传输的数据量是1920*720*4byte。进行图像数据的传输时，可在仪表主机1和显示屏组件的接口处分别设置串化芯片、解串芯片，对发送或接收的图像数据进行串化处理或解串处理。

本发明实施例根据图形检测模块21、主控模块22、异常处理模块11和存储模块23建立了一个兼容故障检测、修复的闭环系统；采用图形检测模块21对当前帧图像进行故障识别，包括网格化当前帧图像以及预定显示区域的像素点采样，配合存储模块23的数据存储功能，达到高精度的对比检测；并进一步地根据预设程序，运行与故障类型匹配的故障修复程序，快速地修复当前显示故障，将正确的显示数据正常的显示在显示模块24上，使得用户可在任何时刻均能够获取准确的车辆的行驶数据，进一步的保障用户的使用安全。

在进一步的实施方案中，图形检测模块21包括异常检测模块211和描画模块212；

异常检测模块211用于根据第一预设图像和第二预设图像分别获取参考数据和标准数据，并根据捕获数据、参考数据和标准数据，判断预定显示区域是否冻结、图像数据是否异常；

描画模块212用于根据显示数据，描画显示输出图层并输出到显示模块24进行显示。具体包括：

在检测到显示冻结信号后，将当前接收到的显示数据输出到临时检测界面中进行显示；

在检测到异常处理模块11发送的显示数据(在反馈模块221的请求下第2次发送的显示数据，第1次为正常发送)依旧不正确时，获取图形检测模块21从存储模块23中提取的对应于预定显示区域的具体显示数值，并将具体显示数值描画在显示输出图层上，最后输出到显示模块24进行显示。

在进一步的实施方案中，第一预设图像为正确显示的上一帧图像数据；

第二预设图像为预定显示区域在不同显示状态下的正确图像数据；

捕获数据、参考数据和标准数据分别为当前帧图像、第一预设图像和第二预设图像中采样像素点的α通道的值。

本实施例设置异常检测模块211，获取对应于第一预设图像和第二预设图像的参考数据和标准数据，采用唯一对应的像素点的α通道的值作为比对特征，对显示模块24的当前显示故障进行精准的判断，将当前的捕获数据与上一帧图像数据的参考数据进行对比，根据两者的一致性可快速判断预定显示区域是否冻结；将当前的捕获数据与不同显示状态下的正确图像数据(标准数据)进行匹配，进行一一对照，若匹配不成功则可直接判定当前帧图像的图像数据不正确。

本实施例所提供的故障检测、故障修复系统采用各个模块实现故障检测、故障修复方法中的各个步骤，为故障检测、故障修复方法提供硬件基础，便于方法实施，鉴于上述各个模块主要是用于执行实施例1中的各个步骤，而步骤S1-S4中更具体的内容实施例1已经说明，本实施例则不再赘述。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种仪表显示方法，其特征在于，包括步骤：

S1、获取当前帧图像，并对所述当前帧图像进行网格化处理获取预定显示区域；

S2、采样所述预定显示区域中的像素点得到捕获数据；

S3、根据所述捕获数据与预设图像，判断所述预定显示区域的显示状态以及故障类型；

S4、根据所述故障类型，将与所述当前帧图像对应的、正确的显示数据输出到显示模块进行显示。

2.如权利要求1所述的一种仪表显示方法，其特征在于，所述步骤S1包括步骤：

S11、获取仪表主机发送的当前帧图像；

S12、网格化所述当前帧图像，获取对应于每一个显示项目的独立的预定显示区域。

3.如权利要求2所述的一种仪表显示方法，其特征在于，所述步骤S2包括：遍历所有的所述预定显示区域，对所述预定显示区域内各像素点的α通道的值进行随机采样，整合所有采样数据得到捕获数据。

4.如权利要求3所述的一种仪表显示方法，其特征在于，所述步骤S3包括步骤：

S31A、获取正确显示的上一帧图像数据，设置为第一预设图像；

S32A、获取所述第一预设图像上对应于所述捕获数据的像素点，并获取所述像素点的α通道的值生成参考数据；

S33A、根据所述捕获数据与所述参考数据的对比结果，判断所述预定显示区域是否冻结。

5.如权利要求3所述的一种仪表显示方法，其特征在于，所述步骤S3包括步骤：

S31B、获取所述预定显示区域在不同显示状态下的正确图像数据，设置为第二预设图像；

S32B、获取所述第二预设图像上对应于所述捕获数据的像素点，并获取所述像素点的α通道的值生成标准数据；

S33B、根据所述捕获数据与所述标准数据的对比结果，判断所述预定显示区域的图像数据是否异常。

6.如权利要求4所述的一种仪表显示方法，其特征在于，所述步骤S4包括步骤：

S41A、根据显示冻结的判断结果，生成一个临时检测界面；

S42A、重新获取对应于所述当前帧图像的显示数据，并输出到所述临时检测界面进行显示；

S43A、重复步骤S1～S3，得到显示结果并判断所述显示数据是否为正确的显示数据；

S44A、将正确的所述显示数据输出到显示模块进行显示。

7.如权利要求5所述的一种仪表显示方法，其特征在于，所述步骤S4包括步骤：

S41B、根据图像数据异常的判断结果，重新获取对应于所述当前帧图像的显示数据并存储到存储模块，重复步骤S1～S3，确定所述显示数据是否异常；

S42B、若所述显示数据正确，则将其输出到所述显示模块进行显示，若所述显示数据异常，则从存储模块中读取对应于所述预定显示区域的具体显示数值，并将所述具体显示数值描画到显示输出图层上进行输出显示。

8.一种仪表显示系统，包括连接的仪表主机和显示屏组件，其特征在于：所述显示屏组件包括图形检测模块及与其连接的主控模块、存储模块和显示模块；所述仪表主机包括异常处理模块；

所述图形检测模块用于获取当前帧图像，并对所述当前帧图像进行网格化处理获取预定显示区域；采样所述预定显示区域中的像素点得到捕获数据；根据所述捕获数据与预设图像，获取所述预定显示区域的显示状态以及故障类型；

所述主控模块用于将所述故障类型反馈到所述异常处理模块，请求下发正确的显示数据；

所述异常处理模块用于响应所述主控模块的请求；

所述存储模块用于存储所述显示数据；

所述图形检测模块还用于根据所述故障类型，将与所述当前帧图像对应的、正确的显示数据输出到显示模块；

所述显示模块用于显示所述显示数据。

9.如权利要求8所述的一种仪表显示系统，其特征在于：所述图形检测模块包括异常检测模块和描画模块；

所述异常检测模块用于根据第一预设图像和第二预设图像分别获取参考数据和标准数据，并根据所述捕获数据、参考数据和标准数据，判断所述预定显示区域是否冻结、所述图像数据是否异常；

所述描画模块用于根据所述显示数据，描画显示输出图层并输出到显示模块进行显示。

10.如权利要求9所述的一种仪表显示系统，其特征在于：

所述第一预设图像为正确显示的上一帧图像数据；

所述第二预设图像为所述预定显示区域在不同显示状态下的正确图像数据；

所述捕获数据、参考数据和标准数据分别为当前帧图像、第一预设图像和第二预设图像中采样像素点的α通道的值。

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