CN114324189B - 一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法 - Google Patents
一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,首先拍摄机织物图片,并将其读入MATLAB软件中,然后分别提取读入的机织物图片的每根经纱和纬纱上不同部位的颜色信息,得到多个经纱颜色信息矩阵和多个纬纱颜色信息矩阵,接着将所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵从RGB色度空间转换到CIELAB色度空间,并计算所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵各自在CIELAB色度空间的颜色均值,最后使用CMC色差公式计算所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵各自在CIELAB色度空间的颜色均值之差,即为经、纬纱之间的色差。本发明的一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,操作简单,具有可重复性和客观性。
Description
技术领域
本发明属于纺织品颜色评价技术领域,涉及一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法。
背景技术
机织物的经纬纱可能由相同的材料组成,也可能由不同的材料组成。对于经纬纱材料相同的白胚布机织物来说,在对织物进行染色时,除去客观因素的影响,经纬纱颜色一般差异不大,而对于经纬纱材料不同的白坯布机织物,在染色时,由于纤维种类不同,其染色性能可能也有所差异,所以会出现竞染、沾色的情况,此时得到的染色织物,经纬纱颜色一般会有所不同。对于色纺织物,也即经纬纱是由不同颜色单纤维组成的织物,即使经纬纱所用单纤维相同,由于混色均匀度不完全相同,经纬纱之间同样会存在一定的颜色差异。目前颜色均匀程度主要通过与标样对比,主观评定,该方法受主观因素影响较大,且费时费力。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题,提供一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法。本发明首先通过图像处理的方法,提取织物图片的颜色信息,然后对其分析处理,最后提出一个评价经纬纱颜色均匀度的算法,对机织物的均匀度进行客观的评价,减少评价中对主观的依赖,使评价结果具有客观不变性。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,首先拍摄机织物图片,并将其读入MATLAB软件中,然后分别提取读入的机织物图片的每根经纱和纬纱上不同部位的颜色信息,得到多个经纱颜色信息矩阵和多个纬纱颜色信息矩阵,接着将所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵从RGB色度空间转换到CIELAB色度空间,并计算所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵各自在CIELAB色度空间的颜色均值,最后使用CMC色差公式计算所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵各自在CIELAB色度空间的颜色均值之差,即为经、纬纱之间的色差,计算结果即可用于评价机织物经纬纱颜色均匀性,色差越大,说明颜色均匀性越差。
本发明的方法适用于任何需要评价经纬纱颜色差异的有色(除了白坯布)机织物。本发明中的经纬纱颜色信息来自同一个织物图片,具有相同的拍摄条件,颜色信息提出和处理方法也相同,也即客观因素给经纬纱颜色信息可能造成的误差相同,在不考虑这些客观因素造成的误差的前提下,可以认为得到的经纬纱颜色信息与真实颜色信息一致。本发明使用的CMC色差公式为纺织行业色差评价常用公式,与人眼视觉一致性较高,评价结果更加客观准确。因此,本发明所提方法在评价机织物经纬纱颜色均匀度方面具有客观准确性。
作为优选的技术方案:
如上所述的一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,具体包括如下步骤:
(1)使用TCapture专业成像软件拍摄机织物图片;
(2)使用MATLAB软件中的imread()函数读取步骤(1)中拍摄的机织物图片,得到机织物图片的颜色信息矩阵;
(3)手动在读入的机织物图片每根经纱上的经组织点和/或经浮长线的不同部位以及每根纬纱上的纬组织点和/或纬浮长线的不同部位分别进行数据框选(数据框选即画一个矩形框,选择矩形框内部的数据),提取机织物图片经纱和纬纱上不同部位的颜色信息,得到多个经纱颜色信息矩阵和多个纬纱颜色信息矩阵;经纱在纬纱之上,称为一个经组织点,连续有两个及以上经组织点相邻时,称为经浮长线;纬纱在经纱之上,称为一个纬组织点,连续有两个及以上纬组织点相邻时,称为纬浮长线;
(4)使用MATLAB软件中的makecform()函数和applycform()函数,将步骤(3)得到的所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵从RGB色度空间转换到CIELAB色度空间,之后分别计算所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵各自在CIELAB色度空间的颜色均值;
(5)将步骤(4)得到的所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵各自在CIELAB色度空间的颜色均值输入到CMC色差公式,计算得到机织物经、纬纱之间的色差,具体计算方法参考文献(测色与计算机配色[M].北京:中国纺织出版社,2017.,页码:54-55)。
如上所述的一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,步骤(1)中拍摄时曝光方式选择手动曝光,时间设置为不大于1秒,拍摄时只使用上灯光,其它参数视情况而定,或选择默认值。
如上所述的一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,步骤(2)中读取机织物图片的过程为:
rgb0=imread('图片名称');
其中,'图片名称'为所述机织物图片在计算机中命名的名称;rgb0为机织物图片在RGB色度空间的颜色信息矩阵。
如上所述的一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,步骤(3)中进行框选时的选框为矩形框,选框的中心与经组织点或经浮长线、纬组织点或纬浮长线的中心尽可能重合;
对织物图片的颜色信息进行提取的具体过程为:首先在织物图片上的任意位置确定一个点,即为选框的左上角位置,然后在织物图片上确定另一个与左上角位置不同的位置处的点,即为选框的右下角位置,从左上角到右下角建立一个矩形,即为选框,选框内的织物图片的所有颜色点组成了该选框框选的颜色信息矩阵。
如上所述的一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,选框的边平行于经纱或纬纱的长度方向,选框的边长lj和lw满足:
其中,lj为选框平行于经纱长度方向的边长,Lj为经组织点或经浮长线、纬组织点或纬浮长线沿经纱长度方向的最大距离;lw为选框平行于纬纱长度方向的边长,Lw为经组织点或经浮长线、纬组织点或纬浮长线沿纬纱长度方向的最大距离。
如上所述的一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,所框选的经组织点或经浮长线个数不少于机织物图片中所有经组织点或经浮长线总个数的3/4,所框选的纬组织点或纬浮长线个数不少于机织物图片中所有纬组织点或纬浮长线总个数的3/4。
如上所述的一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,步骤(4)中将提取出的所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵从RGB色度空间转换到CIELAB色度空间的步骤如下:
(1)对所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵进行数据格式转换:
rgbk=im2double(rgb0k);
其中,rgb0k为经纱或纬纱上的第k个在RGB色度空间的颜色信息矩阵,数据格式为uint8或uint16;rgbk为经纱或纬纱上的第k个在RGB色度空间的颜色信息矩阵,数据格式为双精度型;im2double为MATLAB中转换数据格式的函数;
(2)设置色度空间转换格式:
C_srgb2lab=makecform('srgb2lab','AdaptedWhitePoint',whitepoint('d65'));
其中,C_srgb2lab为设置的色度空间转换函数;makecform()为MATLAB中创建颜色转换结构的函数;'srgb2lab'为颜色转换类型;'AdaptedWhitePoint'为调整白点选项;whitepoint('d65')为调整白点的白点值;
(3)进行色度空间转换:
Labk=applycform(rgbk,C_rgb2lab);
其中,Labk为经纱或纬纱上的第k个在CIELAB色度空间的颜色信息矩阵,applycform()为执行色度空间转换的函数。
如上所述的一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,步骤(4)中所有经纱颜色信息矩阵和所有纬纱颜色信息矩阵各自在CIELAB色度空间的颜色均值的计算公式为:
其中,为所有经纱颜色信息矩阵或所有纬纱颜色信息矩阵的亮度值CIE L*的均值,/>为所有经纱颜色信息矩阵或所有纬纱颜色信息矩阵的红绿值CIE a*的均值,/>为所有经纱颜色信息矩阵或所有纬纱颜色信息矩阵的黄蓝值CIE b*的均值;/>为经纱或纬纱上的第k个颜色信息矩阵的亮度层的所有数据点的亮度值CIE L*的均值,/>为经纱或纬纱上的第k个颜色信息矩阵的红绿层的所有数据点的红绿值CIE a*的均值,/>为经纱或纬纱上的第k个颜色信息矩阵的黄蓝层的所有数据点的黄蓝值CIE b*的均值;m为经纱或纬纱上提取得到的颜色信息矩阵的个数;
其中,Labk(i,j,1)为经纱或纬纱上的第k个颜色信息矩阵的亮度层的第i行、第j列的亮度值,Labk(i,j,2)为经纱或纬纱上的第k个颜色信息矩阵的红绿层的第i行、第j列的红绿值,Labk(i,j,3)为经纱或纬纱上的第k个颜色信息矩阵的黄蓝层的第i行、第j列的黄蓝值;nk为经纱或纬纱上的第k个颜色信息矩阵中的数据点总数。
如上所述的一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,步骤(5)中CMC色差公式中的亮度调整因子l和彩度调整因子c的值分别设为2和1。
有益效果:
本发明的一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,操作简单、方便,可以获取经纱和纬纱不同部位的颜色信息,通过比较它们之间色差的大小,判断经纱和纬纱颜色的均匀程度,可为染整过程中的工艺调整提供参考。
附图说明
图1为拍摄的机织物图片,其中织物为5枚3飞纬面缎纹组织;
图2和图3分别为对图1进行纬纱颜色信息和经纱颜色信息提取的示意图;
图4和图5分别为再次对图1进行纬纱颜色信息和经纱颜色信息提取的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,具体步骤如下:
(1)使用TCapture专业成像软件拍摄机织物图片,拍摄时曝光方式选择手动曝光,时间设置不大于1秒;
(2)使用MATLAB软件中的imread()函数读取步骤(1)中拍摄的机织物图片,得到机织物图片的颜色信息矩阵;其中,读取机织物图片的过程为:
rgb0=imread('图片名称');
其中,'图片名称'为所述机织物图片在计算机中命名的名称;rgb0为机织物图片在RGB色度空间的颜色信息矩阵;
(3)手动在读入的机织物图片每根经纱上的经组织点和/或经浮长线的不同部位以及每根纬纱上的纬组织点和/或纬浮长线的不同部位分别用矩形框进行数据框选,所框选的经组织点或经浮长线个数不少于机织物图片中所有经组织点或经浮长线总个数的3/4,所框选的纬组织点或纬浮长线个数不少于机织物图片中所有纬组织点或纬浮长线总个数的3/4,得到多个经纱颜色信息矩阵和多个纬纱颜色信息矩阵;其中,选框的边平行于经纱或纬纱的长度方向,选框的边长lj和lw满足:
其中,lj为选框平行于经纱长度方向的边长,Lj为经组织点或经浮长线、纬组织点或纬浮长线沿经纱长度方向的最大距离;lw为选框平行于纬纱长度方向的边长,lw为经组织点或经浮长线、纬组织点或纬浮长线沿纬纱长度方向的最大距离;
(4)使用MATLAB软件中的makecform()函数和applycform()函数,将步骤(3)得到的所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵从RGB色度空间转换到CIELAB色度空间,之后分别计算所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵各自在CIELAB色度空间的颜色均值;
(4.1)对所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵进行数据格式转换:
rgbk=im2double(rgb0k);
其中,rgb0k为经纱或纬纱上的第k个在RGB色度空间的颜色信息矩阵,数据格式为uint8或uint16;rgbk为经纱或纬纱上的第k个在RGB色度空间的颜色信息矩阵,数据格式为双精度型;im2double为MATLAB中转换数据格式的函数;
(4.2)设置色度空间转换格式:
C_srgb2lab=makecform('srgb2lab','AdaptedWhitePoint',whitepoint('d65'));
其中,C_srgb2lab为设置的色度空间转换函数;makecform()为MATLAB中创建颜色转换结构的函数;'srgb2lab'为颜色转换类型;'AdaptedWhitePoint'为调整白点选项;whitepoint('d65')为调整白点的白点值;
(4.3)进行色度空间转换:
Labk=applycform(rgbk,C_rgb2lab);
其中,Labk为经纱或纬纱上的第k个在CIELAB色度空间的颜色信息矩阵,applycform()为执行色度空间转换的函数;
(5)将步骤(4)得到的所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵各自在CIELAB色度空间的颜色均值输入到CMC色差公式,CMC色差公式中的亮度调整因子l和彩度调整因子c的值分别设为2和1,计算得到机织物经、纬纱之间的色差,计算公式为:
其中,为所有经纱颜色信息矩阵或所有纬纱颜色信息矩阵的亮度值CIE L*的均值,/>为所有经纱颜色信息矩阵或所有纬纱颜色信息矩阵的红绿值CIE a*的均值,/>为所有经纱颜色信息矩阵或所有纬纱颜色信息矩阵的黄蓝值CIE b*的均值;/>为经纱或纬纱上的第k个颜色信息矩阵的亮度层的所有数据点的亮度值CIE L*的均值,/>为经纱或纬纱上的第k个颜色信息矩阵的红绿层的所有数据点的红绿值CIE a*的均值,/>为经纱或纬纱上的第k个颜色信息矩阵的黄蓝层的所有数据点的黄蓝值CIE b*的均值;m为经纱或纬纱上提取得到的颜色信息矩阵的个数;
其中,Labk(i,j,1)为经纱或纬纱上的第k个颜色信息矩阵的亮度层的第i行、第j列的亮度值,Labk(i,j,2)为经纱或纬纱上的第k个颜色信息矩阵的红绿层的第i行、第j列的红绿值,Labk(i,j,3)为经纱或纬纱上的第k个颜色信息矩阵的黄蓝层的第i行、第j列的黄蓝值;nk为经纱或纬纱上的第k个颜色信息矩阵中的数据点总数。
针对一机织物,该织物为5枚3飞纬面缎纹,经、纬纱都是黑、白涤纶单丝混色的原配色化纤丝,本发明的具体实施步骤如下:
(1)使用TCapture专业成像软件拍摄机织物图片,如图1所示。拍摄时的参数设置:放大倍数为40,预览分辨率和拍摄分辨率均为2040×1528,手动曝光时间为00:00:800:900,增益值设置为7,帧数选择low,位深选择8位,伽马值为0,对比度为0,饱和度为0,红为1.16,绿为1.00,蓝为1.30,只使用上灯光,图像保存格式为.GIF;
(2)使用MATLAB软件中的imread()函数读取步骤(1)中拍摄的机织物图片,得到机织物图片的颜色信息矩阵;其中,读取机织物图片的过程为:
rgb0=imread('图片名称');
其中,'图片名称'为所述机织物图片在计算机中命名的名称;rgb0为机织物图片在RGB色度空间的颜色信息矩阵;
(3)手动在读入的机织物图片每根纬纱上的纬浮长线的不同部位以及每根经纱上的经组织点的不同部位分别用矩形框进行数据框选,如图2和图3所示,每个纬浮长上的选框和每个经组织点上的选框都有各自的编号,其所对应的边长如表1和表2所示。
表1纬浮长上的选框边长
表2经组织点上的选框边长
(4)使用MATLAB软件中的makecform()函数和applycform()函数,将步骤(3)得到的所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵从RGB色度空间转换到CIELAB色度空间,之后分别计算所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵各自在CIELAB色度空间的颜色均值,如表3所示:
表3第一次得到的经纱颜色信息矩阵和纬纱颜色信息矩阵各自在CIELAB色度空间的颜色均值
(5)利用步骤(4)得到的经纱颜色信息矩阵和纬纱颜色信息矩阵各自在CIELAB色度空间的颜色均值,使用CMC(2:1)色差公式计算经、纬纱之间的颜色差异,结果为1.89CMC(2:1)单位;
(6)为了验证所提方法的可重复性,重复步骤(3),经、纬纱上的框选部位分别如图4和图5所示,每个纬浮长上的选框和每个经组织点上的选框都有各自的编号,其所对应的边长如表4和表5所示。
表4纬浮长上的选框边长
表5经组织点上的选框边长
(7)采用步骤(4)的方法对步骤(6)得到的多个经纱颜色信息矩阵和多个纬纱颜色信息矩阵进行处理,得到所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵各自在CIELAB色度空间的颜色均值,如表6所示;
表6第二次得到的经纱颜色信息矩阵和纬纱颜色信息矩阵各自在CIELAB色度空间的颜色均值
(8)利用步骤(7)得到的经纱颜色信息矩阵和纬纱颜色信息矩阵各自在CIELAB色度空间的颜色均值,使用CMC(2:1)色差公式计算经、纬纱之间的颜色差异,结果为1.76CMC(2:1)单位。
可以看出,步骤(8)与步骤(5)两次所得结果之间的差非常小,说明本发明所提方法具有较好的可重复性,评价结果具有客观性。
Claims (9)
1.一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,其特征在于:首先拍摄机织物图片,并将其读入MATLAB软件中,然后分别提取读入的机织物图片的每根经纱和纬纱上不同部位的颜色信息,得到多个经纱颜色信息矩阵和多个纬纱颜色信息矩阵,接着将所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵从RGB色度空间转换到CIELAB色度空间,并计算所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵各自在CIELAB色度空间的颜色均值,最后使用CMC色差公式计算所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵各自在CIELAB色度空间的颜色均值之差,即为经、纬纱之间的色差;
将所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵从RGB色度空间转换到CIELAB色度空间的步骤如下:
(1)对所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵进行数据格式转换:
rgbk=im2double(rgb0k);
其中,rgb0k为经纱或纬纱上的第k个在RGB色度空间的颜色信息矩阵,数据格式为uint8或uint16;rgbk为经纱或纬纱上的第k个在RGB色度空间的颜色信息矩阵,数据格式为双精度型;im2double为MATLAB中转换数据格式的函数;
(2)设置色度空间转换格式:
C_srgb2lab=makecform('srgb2lab','AdaptedWhitePoint',whitepoint('d65'));
其中,C_srgb2lab为设置的色度空间转换函数;makecform()为MATLAB中创建颜色转换结构的函数;'srgb2lab'为颜色转换类型;'AdaptedWhitePoint'为调整白点选项;
whitepoint('d65')为调整白点的白点值;
(3)进行色度空间转换:
Labk=applycform(rgbk,C_rgb2lab);
其中,Labk为经纱或纬纱上的第k个在CIELAB色度空间的颜色信息矩阵,
applycform()为执行色度空间转换的函数。
2.根据权利要求1所述的一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
(1)使用TCapture专业成像软件拍摄机织物图片;
(2)使用MATLAB软件中的imread()函数读取步骤(1)中拍摄的机织物图片,得到机织物图片的颜色信息矩阵;
(3)手动在读入的机织物图片每根经纱上的经组织点和/或经浮长线的不同部位以及每根纬纱上的纬组织点和/或纬浮长线的不同部位分别进行数据框选,得到多个经纱颜色信息矩阵和多个纬纱颜色信息矩阵;
(4)使用MATLAB软件中的makecform()函数和applycform()函数,将步骤(3)得到的所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵从RGB色度空间转换到CIELAB色度空间,之后分别计算所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵各自在CIELAB色度空间的颜色均值;
(5)将步骤(4)得到的所述经纱颜色信息矩阵和所述纬纱颜色信息矩阵各自在CIELAB色度空间的颜色均值输入到CMC色差公式,计算得到机织物经、纬纱之间的色差。
3.根据权利要求2所述的一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,其特征在于,步骤(1)中拍摄时曝光方式选择手动曝光,时间设置为不大于1秒。
4.根据权利要求2所述的一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,其特征在于,步骤(2)中读取机织物图片的过程为:
rgb0=imread('图片名称');
其中,'图片名称'为所述机织物图片在计算机中命名的名称;rgb0为机织物图片在RGB色度空间的颜色信息矩阵。
5.根据权利要求4所述的一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,其特征在于,步骤(3)中进行框选时的选框为矩形框。
7.根据权利要求6所述的一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,其特征在于,所框选的经组织点或经浮长线个数不少于机织物图片中所有经组织点或经浮长线总个数的3/4,所框选的纬组织点或纬浮长线个数不少于机织物图片中所有纬组织点或纬浮长线总个数的3/4。
8.根据权利要求2所述的一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,其特征在于,步骤(4)中所有经纱颜色信息矩阵和所有纬纱颜色信息矩阵各自在CIELAB色度空间的颜色均值的计算公式为:
其中,为所有经纱颜色信息矩阵或所有纬纱颜色信息矩阵的亮度值CIE L*的均值,/>为所有经纱颜色信息矩阵或所有纬纱颜色信息矩阵的红绿值CIE a*的均值,/>为所有经纱颜色信息矩阵或所有纬纱颜色信息矩阵的黄蓝值CIE b*的均值;/>为经纱或纬纱上的第k个颜色信息矩阵的亮度层的所有数据点的亮度值CIE L*的均值,/>为经纱或纬纱上的第k个颜色信息矩阵的红绿层的所有数据点的红绿值CIE a*的均值,/>为经纱或纬纱上的第k个颜色信息矩阵的黄蓝层的所有数据点的黄蓝值CIE b*的均值;m为经纱或纬纱上提取得到的颜色信息矩阵的个数;
其中,Labk(i,j,1)为经纱或纬纱上的第k个颜色信息矩阵的亮度层的第i行、第j列的亮度值,Labk(i,j,2)为经纱或纬纱上的第k个颜色信息矩阵的红绿层的第i行、第j列的红绿值,Labk(i,j,3)为经纱或纬纱上的第k个颜色信息矩阵的黄蓝层的第i行、第j列的黄蓝值;nk为经纱或纬纱上的第k个颜色信息矩阵中的数据点总数。
9.根据权利要求2所述的一种机织物经纬纱颜色均匀性评价方法,其特征在于,步骤(5)中CMC色差公式中的亮度调整因子l和彩度调整因子c的值分别设为2和1。
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