CN113017632B - 一种智慧校园心理咨询辅助方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智慧校园心理咨询辅助方法及系统，该方法应用于该系统；该系统包括用于由学生随身佩戴的能够采集瞳孔影像和视线影像的摄像器，以及用于处理和分析影像结果的主控装置；摄像器与主控装置信号连接；该方法包括如下步骤：采集学生的视线影像，并根据视线影像分段采集瞳孔影像；根据瞳孔状态计算得到学生的专注时长；根据专注时长计算得到学生的焦虑等级。现有的获取学生心理焦虑程度的方法通常是以评定焦虑的量表来获得焦虑等级的数据。这种方法以学生自评为主，受主观因素影响。与现有技术相比，本发明能够最大限度地降低学生受原有文化水平和理解能力的主观影响，通过客观数据反映出学生的真实焦虑状况，极大地提升数据的可靠性。

Description

一种智慧校园心理咨询辅助方法及系统

技术领域

本发明涉及心理咨询技术领域，尤其涉及一种智慧校园心理咨询辅助方法及系统。

背景技术

在竞争越发激烈的当代社会中，学生的学业压力持续增强，从现代心理学角度分析，目前学生的心理状况令人担忧。最新的调研报告显示，学生已成为心理弱势群体，心理处于不健康或亚健康状态的学生占50％左右。学生常见的心理问题有：环境适应问题、学习问题、人际关系问题、恋爱与性心理问题、性格与情绪问题、求职与择业问题和神经症问题等。其中，神经症问题的临床表现症状为长期的睡眠困难、焦虑、抑郁、强迫、疑病、恐怖等，其已偏离正常状态的心理问题，需要进行专业的心理咨询或心理治疗。学校教育已经关注到这个问题，现在也越来越注重学生的心理健康，相配套的，各院校也纷纷建立起智慧校园心理咨询机制，配备了专门的老师和设备为学生提供心理咨询服务，及时疏解学生的心理问题。

但现有的校园心理咨询方法较为传统，停留在基础的问答、交谈层面，没有针对学生这一特定群体，也没有充分利用校园的特殊资源发展出一套专有的针对学生的心理咨询辅助方法。在心理咨询的实践过程中，我们发现焦虑是在学生群体中最为常见的心理健康问题，焦虑是指个体预料将来可能会有某种威胁或者不良后果时所产生的一种紧张、焦虑、烦恼、害怕等方面的不愉快情绪状态。学生无法准确知晓更无法向心理咨询师描述自己的焦虑程度，而心理咨询师在不掌握学生焦虑程度的情况下便难以进行有效的心理疏导。研究表明，高焦虑水平会损伤注意系统，而瞳孔影像可以反映出对注意力的控制能力，从而我们可以通过测量学生专注力水平反推出学生的焦虑程度，从而为心理咨询提供科学的依据。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种智慧校园心理咨询辅助方法及系统，旨在解决如何量化焦虑程度的问题。

为实现上述目的，本发明提供的智慧校园心理咨询辅助方法，应用于智慧校园心理咨询辅助系统；所述智慧校园心理咨询辅助系统包括用于由学生随身佩戴的能够采集瞳孔影像和视线影像的摄像器，以及用于处理和分析影像结果的主控装置；所述摄像器与所述主控装置信号连接；

所述智慧校园心理咨询辅助方法包括如下步骤：

通过所述摄像器采集学生的所述视线影像，并根据所述视线影像分段采集所述瞳孔影像；

通过所述主控装置根据瞳孔状态计算得到学生的专注时长；

通过所述主控装置根据所述专注时长计算得到学生的焦虑等级。

优选地，所述摄像器包括两组摄像头，一号摄像头对准人眼以采集所述瞳孔影像，二号摄像头对准学生的前视方向以采集所述视线影像。

优选地，所述通过所述摄像器采集学生的所述视线影像，并根据所述视线影像分段采集所述瞳孔影像的步骤前，包括：

录入标准场景影像并设定比对标准；所述标准场景影像包括课堂听讲影像、习作影像、考试影像和阅读影像中的一项或多项。

优选地，所述通过所述摄像器采集学生的所述视线影像，并根据所述视线影像分段采集所述瞳孔影像的步骤，包括：

通过所述一号摄像头拍摄所述视线影像，并将拍摄到的所述视线影像与所述标准场景影像进行比对；

当比对结果满足所述比对标准时，启动所述二号摄像头拍摄所述瞳孔影像；

当比对结果不满足所述比对标准时，关闭所述二号摄像头。

优选地，所述通过所述主控装置根据瞳孔状态计算得到学生的专注时长的步骤，包括：

根据所述瞳孔状态计算学生进入专注状态的时刻和结束专注状态的时刻；

获取每次从进入专注状态到结束专注状态的时长t；

累加一段所述瞳孔影像中的时长t，得到本段所述瞳孔影像的专注时长T1。

优选地，所述根据所述瞳孔状态计算学生进入专注状态的时刻和结束专注状态的时刻的步骤，包括：

测量瞳孔的直径和转角；

将瞳孔同时满足缩瞳条件和稳定条件的时刻确定为进入专注状态的时刻；所述缩瞳条件为瞳孔的直径缩小在原直径大小的6％以上且持续时长达到10秒；所述稳定条件为在10秒内瞳孔的转角不大于5°；

将瞳孔满足扩瞳条件或转动条件的时刻确定为结束专注状态的时刻；所述扩瞳条件为瞳孔的直径扩大在专注状态下瞳孔直径大小的6％以上且持续时长达到4秒；所述转动条件为在4秒内瞳孔出现不少于3次转角大于5°的转动。

优选地，所述通过所述主控装置根据所述专注时长计算得到学生的焦虑等级的步骤，包括：

建立所述专注比率k与焦虑等级的换算关系；

获取每段所述瞳孔影像的时长T2，并利用公式k＝T1/T2算得所述专注比率k；

根据所述换算关系得出所述焦虑等级。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种智慧校园心理咨询辅助系统，所述智慧校园心理咨询辅助系统运用以上任一项所述方法中的步骤。

优选地，所述智慧校园心理咨询辅助系统包括用于由学生随身佩戴的能够采集瞳孔影像和视线影像的摄像器，以及用于处理和分析影像结果的主控装置；所述摄像器与所述主控装置信号连接；

所述摄像器包括两组摄像头，一号摄像头对准人眼以采集所述瞳孔影像，二号摄像头对准学生的前视方向以采集所述视线影像。

优选地，所述智慧校园心理咨询辅助系统还包括与所述主控装置信号连接的终端装置；

所述终端装置包括咨询师终端和公共终端；所述咨询师终端用于向心理咨询师展示学生的信息，以及用于调取所述瞳孔影像和所述视线影像；所述公共终端能够用于播放宣传影片和采录、展示咨询信息和远程视频。

在本发明的技术方案中，通过采集、分析学生的所述视线影像，可以判断出学生正处于什么情境中，若该情境符合预设情境，则开始采集所述瞳孔影像，根据所述瞳孔影像中瞳孔的状态，可以分析得知学生是否处于专注状态，并能计算得到学生处于专注状态的时长。由于所述预设情境都需要集中注意力，所以通过计算学生处于专注状态的时长占总时长的比例就可推算得知该学生对注意力的控制状况，从而反映出该学生的焦虑程度。所述视线影像是指利用摄像头模拟佩戴者的视野采集到的影像，反映的是佩戴者目视所见的信息，也就是能够通过所述视线影像知道佩戴者看到了什么景象，通过对所述视线影像进行分析，就能获知佩戴者当时的情境，从而为何时开始采集所述瞳孔影像提供依据。所述瞳孔影像是指利用摄像头近距离拍摄佩戴者的眼球，并从中提取出与瞳孔相关的影像信息，其中包含了瞳孔的大小和瞳孔的移动轨迹等信息，根据这些有关瞳孔的信息能够分析得知佩戴者的注意力状态，从而计算得出所述专注时长。现有的有关获取学生心理焦虑程度的方法通常是以评定焦虑的量表，如汉密顿焦虑量表(HAMA)、焦虑自评量表(SAS)等，来获得焦虑等级的数据。这种方法以学生自评为主，受学生主观因素的影响。与现有技术相比，本发明能够最大限度地降低学生受原有文化水平和理解能力的主观影响，通过客观数据反映出学生的真实焦虑状况，极大地提升数据的可靠性。

附图说明

图1为本发明的智慧校园心理咨询辅助方法的第一实施例的流程示意图。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，在本发明的智慧校园心理咨询辅助系统的第一实施例中，所述智慧校园心理咨询辅助系统应用于智慧校园心理咨询辅助系统；所述智慧校园心理咨询辅助系统包括用于由学生随身佩戴的能够采集瞳孔影像和视线影像的摄像器，以及用于处理和分析影像结果的主控装置；所述摄像器与所述主控装置信号连接；

所述智慧校园心理咨询辅助方法包括如下步骤：

步骤S10，通过所述摄像器采集学生的所述视线影像，并根据所述视线影像分段采集所述瞳孔影像；

步骤S20，通过所述主控装置根据瞳孔状态计算得到学生的专注时长；

步骤S30，通过所述主控装置根据所述专注时长计算得到学生的焦虑等级。

在本发明的技术方案中，通过采集、分析学生的所述视线影像，可以判断出学生正处于什么情境中，若该情境符合预设情境，则开始采集所述瞳孔影像，根据所述瞳孔影像中瞳孔的状态，可以分析得知学生是否处于专注状态，并能计算得到学生处于专注状态的时长。由于所述预设情境都需要集中注意力，所以通过计算学生处于专注状态的时长占总时长的比例就可推算得知该学生对注意力的控制状况，从而反映出该学生的焦虑程度。所述视线影像是指利用摄像头模拟佩戴者的视野采集到的影像，反映的是佩戴者目视所见的信息，也就是能够通过所述视线影像知道佩戴者看到了什么景象，通过对所述视线影像进行分析，就能获知佩戴者当时的情境，从而为何时开始采集所述瞳孔影像提供依据。所述瞳孔影像是指利用摄像头近距离拍摄佩戴者的眼球，并从中提取出与瞳孔相关的影像信息，其中包含了瞳孔的大小和瞳孔的移动轨迹等信息，根据这些有关瞳孔的信息能够分析得知佩戴者的注意力状态，从而计算得出所述专注时长。现有的有关获取学生心理焦虑程度的方法通常是以评定焦虑的量表，如汉密顿焦虑量表(HAMA)、焦虑自评量表(SAS)等，来获得焦虑等级的数据。这种方法以学生自评为主，受学生主观因素的影响。与现有技术相比，本发明能够最大限度地降低学生受原有文化水平和理解能力的主观影响，通过客观数据反映出学生的真实焦虑状况，极大地提升数据的可靠性。

具体地，所述智慧校园心理咨询辅助方法，还包括：

步骤S40，在采集到的所述视线影像和所述瞳孔影像中插入同一时间轴，用以同时标记所述视线影像与所述瞳孔影像的采集时间；

步骤S50，保存插入所述时间轴的所述视线影像和所述瞳孔影像。

由于所述瞳孔影像需要依据所述视线影像分段采集，且所述瞳孔影像的采集时间点将直接影响所述焦虑程度值的计算，为了便于后期检查所述瞳孔影像的采集起止时间是否正确，需要存储影像，且必须保证所述视线影像与所述瞳孔影像同步录制且能对应观看。通过在所述视线影像与所述瞳孔影像中插入所述时间轴，就能利用同一时间标准判断影响的采集时间，从而确保了所述视线影像与所述瞳孔影像的同步性。

基于本发明的智慧校园心理咨询辅助方法的第一实施例，本发明的输入方法的第二实施例中，所述摄像器包括两组摄像头，一号摄像头对准人眼以采集所述瞳孔影像，二号摄像头对准学生的前视方向以采集所述视线影像。

所述摄像器上设置有两组独立运行的摄像头，两组所述摄像头分别朝向不同角度采集不同的影像。

具体地，所述摄像器可拆卸地安装于眼镜上。

为了有效固定所述摄像器，且让所述摄像器能够近距离拍摄眼球影像并能够模拟人眼视野，需要将所述摄像器固定在眼镜上。所述摄像器设置有类似于3D眼镜夹片上的弹力夹，通过将所述弹力夹夹持在镜片上，能够把所述摄像器固定在眼镜上。如果学生原本就佩戴眼镜，只需将所述摄像器夹在眼镜上即可；如果学生原本不佩戴眼镜，则需要将所述摄像器夹在一幅平光镜上，并让学生佩戴所述平光镜。

基于本发明的智慧校园心理咨询辅助方法的第二实施例，本发明的输入方法的第三实施例中，所述步骤S10前，包括：

步骤S60，录入标准场景影像并设定比对标准；所述标准场景影像包括课堂听讲影像、习作影像、考试影像和阅读影像中的一项或多项。

所述标准场景影像是指相关主题情境下的影像信息，例如从教室中采集到的课堂影像、从图书馆中采集到的阅读影像等，注意，此处的影像均以第一人视角进行采集。在听课、做题、阅读、考试等相对静态且需要进行思考的情境中，人们的注意力更容易集中，在这些情境中检测学生的专注力将得到更为准确的结果，所述标准场景影像正是录制于相关的场景中。所述标准场景影像将作为所述视线影像的比对标准，通过比对二者的符合程度，可以判断出佩戴者是否处于所述标准场景影像反映出的情境中。所述比对标准是指用以判断所述视线影像与所述标准场景影像符合程度的标准，当符合程度达到一定比例时，可以推断出佩戴者正处于与所述标准场景影像相同的情境中，从而为将所述瞳孔影像划分成若干计时段提供依据。

基于本发明的智慧校园心理咨询辅助方法的第三实施例，本发明的输入方法的第四实施例中，所述步骤S10，包括：

步骤S11，通过所述一号摄像头拍摄所述视线影像，并将拍摄到的所述视线影像与所述标准场景影像进行比对；

步骤S12，当比对结果满足所述比对标准时，启动所述二号摄像头拍摄所述瞳孔影像；

步骤S13，当比对结果不满足所述比对标准时，关闭所述二号摄像头。

在听课、做题、阅读、考试等相对静态且需要进行思考的情境中，人们的注意力更容易集中，在这些情境中检测学生的专注力将得到更为准确的结果。而在日常生活中，这种符合测验要求的情境所占时长比例并不高，由于所述摄像器需由学生随身携带，电力供应将较为紧张，为了减少不必要的电能输出、增加所述摄像器的续航时长，在日常状态下所述二号摄像头将处于关闭状态，只有当所述视线影像符合所述比对标准时，也就是意味着学生所处的情景满足测验要求时，所述二号摄像头才会被开启。

基于本发明的智慧校园心理咨询辅助方法的第一实施例至第四实施例中任一项，本发明的输入方法的第五实施例中，所述步骤S20，包括：

步骤S21，根据所述瞳孔状态计算学生进入专注状态的时刻和结束专注状态的时刻；

步骤S22，获取每次从进入专注状态到结束专注状态的时长t；

步骤S23，累加一段所述瞳孔影像中的时长t，得到本段所述瞳孔影像的专注时长T1。

在同一事件的持续过程中，例如一场考试中，由于所述视线影像展示的情境保持一致，所以只会录制一段所述瞳孔影像。但在此事件的持续过程中，学生可能多会次处于专注状态，为了统计学生在该事件的全程中处于专注状态种的总时长，必须记录学生每次进入专注状态和每次结束专注状态的时刻，计算出每段专注状态的时长后进行累加，最终获得总时长。

基于本发明的智慧校园心理咨询辅助方法的第五实施例，本发明的输入方法的第六实施例中，所述步骤S21，包括：

步骤S21a，测量瞳孔的直径和转角；

步骤S21b，将瞳孔同时满足缩瞳条件和稳定条件的时刻确定为进入专注状态的时刻；所述缩瞳条件为瞳孔的直径缩小在原直径大小的6％以上且持续时长达到10秒；所述稳定条件为在10秒内瞳孔的转角不大于5°；

步骤S21c，将瞳孔满足扩瞳条件或转动条件的时刻确定为结束专注状态的时刻；所述扩瞳条件为瞳孔的直径扩大在专注状态下瞳孔直径大小的6％以上且持续时长达到4秒；所述转动条件为在4秒内瞳孔出现不少于3次转角大于5°的转动。

学生是否进入专注状态可以根据瞳孔的变化进行判断。研究表明，当注意力保持集中时，人的瞳孔会收缩并保持收缩状态，同时，人的眼球转动幅度将减小。通过测量瞳孔直径的变化以及瞳孔转动的角度，我们可以知道学生是否已经集中注意力，也就是进入到了专注状态。相反的，同样是通过测量瞳孔的直径变化以及瞳孔转动角度，当学生注意力分散时，瞳孔将由收缩状态恢复，并且增大眼球转动的幅度，从而可以判断学生是否已经分散了注意力，也就是结束了专注状态。

基于本发明的智慧校园心理咨询辅助方法的第六实施例，本发明的输入方法的第七实施例中，所述步骤S30，包括：

步骤S31，建立所述专注比率k与焦虑等级的换算关系；

步骤S32，获取每段所述瞳孔影像的时长T2，并利用公式k＝T1/T2算得所述专注比率k；

步骤S33，根据所述换算关系得出所述焦虑等级。

具体地，所述焦虑等级分为A/B/C/D四级，A级对应的所述专注比率k的范围是0≤k＜0.4；B级对应的所述专注比率k的范围是0.4≤k＜0.6；C级对应的所述专注比率k的范围是0.6≤k＜0.8；D级对应的所述专注比率k的范围是0.8≤k≤1.0。

所述焦虑等级从A级至D级反映出焦虑程度依次递减。A级反映出学生的专注力很差，在考试、阅读、做题等需要保持高度专注的事务上能够维持专注力集中的时长占总时长的比例不足40％，从而可知该名学生对于注意力的控制能力非常弱，注意系统可能已因过度焦虑损伤；而D级反映出学生的专注力非常强，注意力分散的总时长能够被控制在20％以内，充分证明该名学生对注意力有足够的控制能力，因而判断其不具有焦虑的心理健康问题。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种智慧校园心理咨询辅助系统，所述智慧校园心理咨询辅助系统运用以上任一方法中的步骤。

优选地，所述智慧校园心理咨询辅助系统包括用于由学生随身佩戴的能够采集瞳孔影像和视线影像的摄像器，以及用于处理和分析影像结果的主控装置；所述摄像器与所述主控装置信号连接；

所述摄像器包括两组摄像头，一号摄像头对准人眼以采集所述瞳孔影像，二号摄像头对准学生的前视方向以采集所述视线影像。

具体地，所述摄像器设置有启动开关，当所述启动开关被激活时，所述一号摄像头进入工作状态。

为了避免学生在运动状态或睡眠状态时，所述一号摄像头持续工作造成电能浪费，在所述摄像器上设置有所述启动开关，以控制所述摄像器的启闭。

优选地，所述智慧校园心理咨询辅助系统还包括与所述主控装置信号连接的终端装置；

所述终端装置包括咨询师终端和公共终端；所述咨询师终端用于向心理咨询师展示学生的信息，以及用于调取所述瞳孔影像和所述视线影像；所述公共终端能够用于播放宣传影片和采录、展示咨询信息和远程视频。

所述咨询师终端可以是安装有咨询师终端程序的手机、平板或电脑，所述公共终端可以使安装有公共终端程序的手机、平板或电脑；心理咨询师只需通过下载安装所述咨询师终端程序就能随时掌握咨询人的相关信息，咨询人也能通过自有设备进行远程咨询。所述咨询信息包括咨询人的个人信息、咨询预约信息、咨询评定表格和咨询结果等。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明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，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种智慧校园心理咨询辅助系统，其特征在于，所述智慧校园心理咨询辅助系统包括用于由学生随身佩戴的能够采集瞳孔影像和视线影像的摄像器，以及用于处理和分析影像结果的主控装置；所述摄像器与所述主控装置信号连接；该智慧校园心理咨询辅助系统应用智慧校园心理咨询辅助方法；

所述智慧校园心理咨询辅助方法包括如下步骤：

通过所述摄像器采集学生的所述视线影像，并根据所述视线影像分段采集所述瞳孔影像；

所述视线影像是指利用摄像头模拟佩戴者的视野采集到的影像；

在采集到的所述视线影像和所述瞳孔影像中插入同一时间轴，用以同时标记所述视线影像与所述瞳孔影像的采集时间；

通过所述主控装置根据瞳孔状态计算得到学生的专注时长；

通过所述主控装置根据所述专注时长计算得到学生的焦虑等级；

所述通过所述主控装置根据瞳孔状态计算得到学生的专注时长的步骤，包括：

根据所述瞳孔状态计算学生进入专注状态的时刻和结束专注状态的时刻；

获取每次从进入专注状态到结束专注状态的时长t；

累加一段所述瞳孔影像中的时长t，得到本段所述瞳孔影像的专注时长T1；

所述根据所述瞳孔状态计算学生进入专注状态的时刻和结束专注状态的时刻的步骤，包括：

测量瞳孔的直径和转角；

将瞳孔同时满足缩瞳条件和稳定条件的时刻确定为进入专注状态的时刻；所述缩瞳条件为瞳孔的直径缩小在原直径大小的6%以上且持续时长达到10秒；所述稳定条件为在10秒内瞳孔的转角不大于5°；

将瞳孔满足扩瞳条件或转动条件的时刻确定为结束专注状态的时刻；所述扩瞳条件为瞳孔的直径扩大在专注状态下瞳孔直径大小的6%以上且持续时长达到4秒；所述转动条件为在4秒内瞳孔出现不少于3次转角大于5°的转动；

所述通过所述主控装置根据所述专注时长计算得到学生的焦虑等级的步骤，包括：

建立专注比率k与焦虑等级的换算关系；

获取每段所述瞳孔影像的时长T2，并利用公式k=T1/T2算得所述专注比率k；

根据所述换算关系得出所述焦虑等级；

所述焦虑等级分为A/B/C/D四级，A级对应的所述专注比率k的范围是0≤k＜0.4；B级对应的所述专注比率k的范围是0.4≤k＜0.6；C级对应的所述专注比率k的范围是0.6≤k＜0.8；D级对应的所述专注比率k的范围是0.8≤k≤1.0，所述焦虑等级从A级至D级反映出焦虑程度依次递减。

2.根据权利要求1所述的智慧校园心理咨询辅助系统，其特征在于，所述摄像器包括两组摄像头，一号摄像头对准人眼以采集所述瞳孔影像，二号摄像头对准学生的前视方向以采集所述视线影像。

3.根据权利要求2所述的智慧校园心理咨询辅助系统，其特征在于，所述通过所述摄像器采集学生的所述视线影像，并根据所述视线影像分段采集所述瞳孔影像的步骤前，包括：

录入标准场景影像并设定比对标准；所述标准场景影像包括课堂听讲影像、习作影像、考试影像和阅读影像中的一项或多项。

4.根据权利要求3所述的智慧校园心理咨询辅助系统，其特征在于，所述通过所述摄像器采集学生的所述视线影像，并根据所述视线影像分段采集所述瞳孔影像的步骤，包括：

通过所述一号摄像头拍摄所述视线影像，并将拍摄到的所述视线影像与所述标准场景影像进行比对；

当比对结果满足所述比对标准时，启动所述二号摄像头拍摄所述瞳孔影像；

当比对结果不满足所述比对标准时，关闭所述二号摄像头。

5.根据权利要求4所述的智慧校园心理咨询辅助系统，其特征在于，所述智慧校园心理咨询辅助系统包括用于由学生随身佩戴的能够采集瞳孔影像和视线影像的摄像器，以及用于处理和分析影像结果的主控装置；所述摄像器与所述主控装置信号连接；

所述摄像器包括两组摄像头，一号摄像头对准人眼以采集所述瞳孔影像，二号摄像头对准学生的前视方向以采集所述视线影像。

6.根据权利要求5所述的智慧校园心理咨询辅助系统，其特征在于，所述智慧校园心理咨询辅助系统还包括与所述主控装置信号连接的终端装置；

所述终端装置包括咨询师终端和公共终端；所述咨询师终端用于向心理咨询师展示学生的信息，以及用于调取所述瞳孔影像和所述视线影像；所述公共终端能够用于播放宣传影片和采录、展示咨询信息和远程视频。

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