CN1276426C - 记录/再生多信道流的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及记录/再生多个子信道的方法和设备。本再生多个子信道的方法检查所再生的多个子信道是否属于相同的广播(RF)信道，如果其属于相同的RF信道，则除去除一个子信道之外的子信道中包含的PSI(节目专用信息)分组，如果不是，则参考所再生的多个子信道中包含的PSI分组，创建新的PSI分组，以替换它们。另外，对于后面一种情况，本发明对除一个子信道之外的子信道中包含的PCR(节目时钟基准)进行适当的补偿。本发明使数字电视机能够在PIP(画中画)或多屏幕模式中同时播放多个子信道，在信道选择和播放(或解码)中不会出现错误。

Description

记录/再生多信道流的方法和设备
技术领域
本发明涉及向/从诸如高密度DVD(数字多功能光盘)的记录介质记录/再生多信道流的方法和设备。
背景技术
随着视频/音频数据压缩、数字调制/解调等领域的技术发展，以数字数据流形式广播电视信号的数字电视广播系统正在进行快速的标准化。
在数字电视广播系统中，根据由MPEG 2(运动图像专家组)所指定的数据压缩规则，对所要进行广播的音频/视频(A/V)信号进行压缩，将压缩后的A/V数据以传输流(TS)的形式进行广播，传输流也是在MPEG 2标准中定义的，由连续的188字节长度的传输分组(TP)构成。
随着A/V数据压缩和传输技术的发展，数字电视广播系统将会很快得到商业化，其能够比模拟电视系统支持更高质量的视频和音频。另外，其能保证与数字通信设备、数字存储设备等等的数据兼容性。
还有，正在开发一种新的设备，用于为数字电视广播系统的商业化作准备。即，能够接收数字广播节目的TS，并且将其记录在可写HD-DVD上的数字记录仪。随着数字电视广播系统的商业化，数字记录仪将会被广泛使用。
一个物理广播信道(通常称为“RF信道”)具有大约为6MHz的带宽，能够保证19.4Mbps的数据率。此数据率能够承载一个HD-TV广播信号，或者大约4个SD-TV信号。在RF信道中承载一个SD-TV信号的逻辑或者虚拟信道称为‘子信道’。
也就是说，一个RF信道有时候包括多个数字信道，即，承载互相不同的广播节目的子信道。因此，正在开发的DVD记录仪必须能够在用户的要求下，同时记录/再生两个或者多个子信道。另外，其能够分别记录/再生从不同的RF信道中选择的两个或者多个子信道。
还有，能够接收和播放数字电视广播节目的设备，诸如数字电视机，在接收到电视节目数字流的PSI(节目专用信息)之前，不能选择子信道和对所接收到的RF流进行解码。另外，在允许的间隔内接收由数字流所承载的各个PCR(节目时钟基准)，在使用PCR对内部时钟进行同步之后，该设备能够保持构成数字流的分组的准确播放定时。
通常，数字记录仪对一个信道进行记录，然后对其进行再生。对于数字记录仪能够记录多个信道的情况，其能够再生从所记录的多个信道中选择的一个信道，或者同时再生至少两个信道，以在多个屏幕上进行播放，例如，数字电视机的PIP(画中画)。
在这个提供多信道的方式中，提供PSI的方式必须不同，可以根据所有的多个信道是否属于一个RF信道，对插入到各个信道流的PCR进行补偿。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于多个信道的PSI记录方法，其对关于多个所记录信道的PSI进行记录，从而能够以后在诸如数字电视机的显示设备上分别或者同时对所记录的信道进行播放。
本发明的另一个目的是提供一种PSI传输方法，传输随多个信道一起记录的PSI，从而能够以后在诸如数字电视机的显示设备上，同时进行播放。
本发明的另一个目的是提供一种时间信息提供方法，提供多个记录信道的时间信息，从而能够以后在诸如数字电视机的显示设备上，同时进行播放。
根据本发明的一个方面，提供了一种记录多个子信道的方法，包括以下步骤：(a)调谐数字广播信号，以输出多个广播信道；(b)从这多个广播信道中提取节目专用信息PSI；(c)从这多个广播信道的至少一个中选择多个子信道，并将提取的PSI插入到这多个子信道中；以及(d)将已插入了PSI的这多个子信道以及指示这多个子信道是选自相同广播信道还是不同广播信道的信息记录到记录介质上。
根据本发明的另一个方面，提供了一种记录多个子信道的设备，包括：调谐器，调谐数字广播信号，以输出多个广播信道；解码器，从这多个广播信道中提取节目专用信息PSI；选择器，从这多个广播信道的至少一个中选择多个子信道，并将提取的PSI插入到这多个子信道中；以及记录装置，将已插入了PSI的这多个子信道以及指示这多个子信道是选自相同广播信道还是不同广播信道的信息记录到记录介质上。
根据本发明的还一个方面，提供了一种再生多个子信道的方法，包括如下步骤：从记录介质中读出多个子信道；检查这多个子信道是属于同一个广播信道还是属于不同广播信道；如果这多个子信道属于同一个广播信道，就删除除一个子信道外的所有其它子信道所包括的PSI分组；或者，如果这多个子信道属于不同广播信道，就根据所述多个子信道所包括的所有PSI重新构建新的PSI，并用该新的PSI替换这些PSI；以及多路复用这多个子信道，以输出多路复用的子信道。
根据本发明的再一个方面，提供了一种再生多个子信道的设备，包括：读出装置，从记录介质中读出多个子信道；判断装置，检查这多个子信道是属于同一个广播信道还是属于不同广播信道；数据处理器，如果这多个子信道属于同一个广播信道，就删除除一个子信道外的所有其它子信道所包括的PSI分组；或者，如果这多个子信道属于不同广播信道，就根据所述多个子信道所包括的所有PSI重新构建新的PSI，并用该新的PSI替换这些PSI；以及多路复用器，多路复用这多个其PSI已被替换的子信道，以输出多路复用的子信道。
具有上述特征的多信道流记录/再生方法能够为数字显示设备提供适用于从一个RF信道或者互相不同的RF信道中选择的多个子信道的PCR和PSI，从而消除了数字显示设备中的信道选择或播放定时中的误差。因此，能够通过多信道的稳定解码，保证诸如PIP的多屏幕显示。
附图说明
图1显示的是根据本发明，用于记录多信道流的光盘设备的框图；
图2显示的是从一个RF(广播)信道中选择两个子信道以记录到记录介质上的示意过程；
图3a和3b显示的是不同类型的与记录流相关的节目信息专用字段；
图4显示的是从两个不同的RF信道中选择两个子信道记录在记录介质上的示意过程；
图5显示的是根据本发明，用于再生所记录的多信道流的光盘设备的框图；
图6显示的是对由图2的记录过程所记录的、属于相同RF信道的两个子信道进行再生的示意过程；
图7显示的是对由图4的记录过程所记录的、属于不同RF信道的两个子信道进行再生的示意过程；
图8a到8c显示的是根据本发明，对再生的多信道流的PCR进行补偿的示例性方式。
具体实施方式
为了能够完全理解本发明，下面结合附图，对本发明的优选实施例进行描述。
图1显示的是根据本发明，用于记录多信道流的光盘设备的框图。图1中的设备可以是能够在可写HD-DVD(高密度DVD)上进行记录的数字视频记录器(DVR)，包括两个调谐器10和20，用于将各自的通频带调谐到数字广播电视信号的RF频带；两个PCR/PSI解码器11和21，用于从分别由两个调谐器10和20所选择的RF信道的数字流中，提取包含PCR和PSI的分组；两个流选择器12和22，用于分别从通过PCR/PSI解码器11和21输出的数字流中，选择子信道；两个时钟计数器14和24，用于生成各自的时钟，将其时钟与PCR/PSI解码器11和21提取的相应PCR进行同步，并且对同步后的时钟进行计数；两个缓存器13和23，在TP(传输分组)到达时存储构成各个子信道流的TP，同时把时钟计数器14和24的计数值添加到各个TP中；流记录器15，用于交替地对存储在两个缓存器13和23中的分组进行记录，并且创建和记录所要记录的流的导航数据；光学拾取器16，用于根据流的位模式和从流记录器15输出的导航数据，在诸如HD-DVD的记录介质100上形成标志/空白图案或者信息坑；以及控制器17，用于对用于多流记录的所有单元进行总体控制操作。
两个调谐器10和20中的每一个均通过一个数字广播电视信道，即，由控制器17所选择的RF信道，而两个PCR/PSI解码器11和21中的每一个均提取包含PCR和PSI分组的分组，其具有广播节目的分段的PSI。最长在数字电视广播标准所指定的允许间隔内，例如，由100毫秒，在RF信道的数字流中至少插入一个PCR。PCR/PSI解码器11和21分别将包含在所提取的分组中的PCR发送到时钟计数器14和24。
流选择器12和22中的每一个均对构成所接收的RF信道的数字流的各个TP的PID(分组ID)进行监视，并且仅对其PID与控制器17所选择的各个子信道相对应的TP进行输出。
两个时钟计数器14和24中的每一个均将其时钟与连续接收的PCR进行同步，保持对同步后的时钟进行计数，并且将时钟计数值提供给两个缓存器13和23作为PAT(分组到达时间)。
当对TP进行存储时，两个缓存器13和23中的每一个均读取时钟计数器14或者24的计数值，并且将所读取的计数值作为PAT而添加到所存储的TP中。流记录器15从缓存器13和23中，以预定的数据单元，交替地提取以此方式进行存储的具有PAT的TP，然后施加给光学拾取器16，以写在HD-DVD 100上。在对缓存器13和23中所存储的TP进行记录的过程中或者在其之后，流记录器15也为所写入的流创建和写入导航数据。
通过上述的过程，在HD-DVD 100上记录了分别从不同的RF信道所选择的两个子信道。
可以从一个RF信道中选择两个子信道。在此情况下，第一流选择器12不是选择一个子信道，而是两个子信道。将所选择的两个子信道中的一个传输到第二缓存器23，其不使用第二时钟计数器24，而是使用第一时钟计数器14的计数值，来向各个存储的TP添加PAT。流记录器15在缓存器13和23中，交替地提取以此方式存储的相同RF信道的两个子信道的TP，然后以与上述相同的方式，记录到HD-DVD 100上。
下面，对将从一个或者多个RF信道中选择的多个子信道记录到记录介质上的方法进行详细描述。
图2显示的是从一个RF(广播)信道中选择两个子信道记录到记录介质上的示意过程。在图2的实例中，根据观众的选择，从第一调谐器10所调谐的、包含四个SD质量的子信道的一个RF信道中，选择子信道CH1和CH3。
将由第一流选择器12所选择的两个子信道分别存储在第一缓存器13和第二缓存器23中。此时，第一流选择器12将第一PCR/PSI解码器11所提取的PSI分组插入到一个子信道，并且将这些分组复制到另一个子信道，以使存储在两个缓存器13和23中的两个子信道均具有相同的PSI分组。
两个缓存器13和23均从第一时钟计数器14中读取时钟计数值，并且当存储各个TP时添加到各个子信道的各个TP中。流记录器15以预定的数据单元，交替地提取两个子信道的单独存储的流201和202，然后，记录到HD-DVD 100上。
流记录器15在一个流对象，即管理单元中，或者在两个不同的流对象中，记录两个子信道，并且为各个流对象创建和记录导航数据。
根据高密度记录介质的标准，一个PGI(节目信息)与一个流对象关联。为了应对将多个子信道记录在一个流对象中的情况，节目类型字段‘PG_TY’，即与流对象有关的PGI的一个字段，具有一个3比特的子字段‘Channel_Ns’，用于指示子信道的记录类型，如图3a所示。
当将一个子信道流记录在一个相关的流对象中时，此子字段‘Channel_Ns’为‘000’，当记录相同RF信道的两个子信道时，为‘001’，当记录两个不同RF信道的两个子信道时，为‘010’。
从而，对于图2中多信道流记录的实例，在子字段‘Channel_Ns’中记录为‘001’。
如果在一个流对象中记录一个子信道，从而创建多个PGI，则节目类型字段‘PG_TY’可以具有图3b的格式。在图3b中所示的链接节目数目子字段‘LK_PG_Nu’的长度为4比特。当记录一个信道时，此子字段为‘0XXX’。当同时记录属于相同RF信道的两个子信道时，b3和b2分别为‘1’和‘0’，而将‘其它信道数目-1’的值记录到b1b0。当同时记录属于不同RF信道的两个子信道时，b3b2为‘11’，而b1b0的值为‘其它信道数目-1’。
从而，对于图2中的多信道流记录实例的情况，在与记录了子信道CH1的流对象相关的PGI的子字段‘LK_PG_Nu’中写入‘1010’，在与记录了子信道CH3的另一个流对象相关的PGI的该字段中写入‘1000’。
可以将这些子字段‘Channel_Ns’和‘LK_PG_Nu’分配在另一个导航数据，例如单元信息中，而不是PGI中。
图4显示的是从两个不同的RF信道中选择两个子信道，以记录在记录介质上的示意过程。在图4的实例中，由第一流选择器12从第一调谐器10所调谐的RF信道中，选择SD质量的子信道CH1，而由第二流选择器22从第二调谐器20所调谐的另外一个RF信道中，选择SD质量的子信道CH3。
对于上面的对属于不同RF信道的两个所选择的子信道进行记录的情况，两个流选择器12和22在所选择的子信道中，分别插入PSI分组‘PSI1’和‘PSI2’，这是由PSI/PCR解码器11和21分别从不同的RF信道中提取而来的，然后将插入了PSI分组的子信道传输到缓存器13和23。第一缓存器13读取第一时钟计数器14的4字节长度当前计数值，并且将所读取的计数值作为PAT添加到所接收的子信道CH1的TP中。第二缓存器23读取第二时钟计数器24的4字节长度当前计数值，并且将其添加到所接收的、来自第二流选择器22的子信道CH3的TP中。
如上所述，将分别存储在第一缓存器13和第二缓存器23中的子信道CH1401和CH3402记录到HD-DVD 100的一个流对象中，或者分别记录到两个流对象中。流记录器15同时创建与所创建的一个或者多个流对象相关的导航数据，然后记录到记录介质100上。
如果将图3a中的节目类型字段用于图4中的记录实例，则在子字段‘Channel_Ns’中写入‘010’，而如果使用图3b中的节目类型字段，则对于子信道CH1的流401，在PGI的子字段‘LK_PG_Nu’中写入‘1110’。
下面，对用于再生按照上述方法进行记录的多信道流的再生方法和设备进行描述。
图5显示的是根据本发明，用于再生所记录的多信道流的光盘设备的框图。图5中的设备可以是数字视频记录器(DVR)，包括流读取器36，用于读取所记录的信号，对所读取的信号进行处理，以恢复初始数据流，并且将所恢复的数据流分离成单独的子信道流；两个缓存器33和35，用于存储所分离的子信道流；两个PCR/PSI解码器32和34，用于将各个子信道流分离为PCR信息、PSI分组和实际数据，即A/V(音频/视频)分组；时钟计数器30，用于连续地对内部时钟进行计数；二次多路复用器31，如果需要，基于子信道之间的相互关系，从分别通过两个PCR/PSI解码器32和34输出的子信道流中，重新构建多信道流；以及控制器37，用于在检查了所再生的子信道的相互关系之后，控制二次多路复用器31的流构建操作。
下面对图5中设备的多信道流再生方法进行描述。
流读取器36对记录在一个流对象或者分别记录在两个流对象中的多信道流进行读取。如果是从一个流对象中读取的，则流读取器36顺序地读取所记录的数据，并且基于各个TP的PID，将其分离为各个子信道，而如果是从两个流对象中读取的，则流读取器36交替地读取两个流对象，并且在相应的缓存器33或者35中，对交替读取的数据进行存储。
流读取器36还检查与一个或多个流对象相关的PGI的节目类型字段，并且将图3a所示的子字段‘Channel_Ns’的值，或者图3b所示的子字段‘LK_PG_Nu’的值通报给控制器37。然后，基于所通报的信息，控制器37获知所读取的子信道之间的相互关系，并且根据所知道的事实，对二次多路复用器31进行控制。
PSI/PCR解码器32或34将存储在缓存器33和35中的各个子信道流分离为PSI分组和A/V分组，并且对TP中的各个TP进行解码，然后传输给二次多路复用器31。二次多路复用器31基于控制器37的控制信息，分别对两个子信道的输入进行处理。
图6显示的是对由图2的记录过程所记录的、属于相同RF信道的两个子信道进行再生的示意过程。
在图6的实例中，基于从流读取器36发出的子字段值，即‘Channel_Ns’为‘001’，或者‘LK_PG_Nu’为‘1000’或者‘1010’，控制器37获知所再生的子信道属于相同的RF信道。因此，控制器37将指示‘相同信道模式’的信号施加给二次多路复用器31。
然后，由于两个所再生的子信道具有相同的PSI分组，所以二次多路复用器31删除插入在两个子信道流，例如，来自第二PSI/PCR解码器34的两个子信道流中一个子信道流的PSI分组。将一个子信道流和删除了PSI分组的另外一个子信道流暂时存储在二次多路复用器31的内部缓存器中。对存储在内部缓存器中的两个子信道的TP进行复用，以按照PAT的顺序进行顺序传输。即，不考虑子信道，首先传输具有更前的PAT的TP，然后传输具有更后的PAT的TP。
在对第一个TP进行传输之后，传输第一个TP时时钟计数器30的当前计数值与先前计数值之间的差异等于下一个TP的PAT和已经传输的第一个TP的PAT之间的时间差时，传输下一个TP。以此方式，确定后续TP的各个传输时间。
数字电视机之类的显示设备接收如上所述传输的两个子信道的流，其可以根据PSI信息对此进行选择和解码，以在多屏幕或PIP屏幕中显示。
图7显示的是对由图4的记录过程所记录的、属于不同RF信道的两个子信道进行再生的示意过程。
在图7的实例中，基于从流读取器36传来的子字段值，即‘Channel_Ns’为‘010’，或者‘LK_PG_Nu’为‘1100’或者‘1110’，控制器37获知所再生的子信道属于彼此不同的两个RF信道。因此，控制器37将指示‘不同信道模式’的信号传输给二次多路复用器31。
然后，二次多路复用器31对从PSI/PCR解码器32和34输入的、分别包含在两个子信道中的PSI分组‘PSI1’和‘PSI2’进行检查，以相应地构建新的PSI分组‘PSIn’。用这些新的PSI分组‘PSIn’分别替换旧的PSI分组‘PSI1’和‘PSI2’。由新的PSI分组所承载的PSI信息包括PAT(节目关联表)、PMT(节目映射表)、NIT(网络信息表)和CAT(条件访问表)，它们是鉴于由子信道CH1和CH3构成的虚拟单一RF信道而生成的。
另外，对PCR进行修改，以由属于不同RF信道的两个子信道构成一个虚拟RF信道。对于PCR的修改，二次多路复用器31对PCR偏移进行计算，其有必要加到由两个子信道中的任意一个所承载的PCR中去，或者从中减去。PCR偏移等于两个子信道的第一个PCR之间的差值。
例如，如果第二个RF信道的子信道CH3的第一个PCR‘PCR31’为‘900’，而第一个RF信道的子信道CH1的第一个PCR‘PCR11’为‘1000’，如图8a所示，则PCR偏移量为‘100’。
将如上获得的PCR偏移量加到第一个PCR较小的子信道流，即子信道流CH3的各个PCR‘PCR3X’上，或者从第一个PCR较大的子信道流，即，子信道流CH1中减去该PCR偏移量。图8b到8c显示的是在各个PCR中，对子信道CH3进行补偿的各种情况。
通过PCR偏移量，对修改了PCR的子信道流所承载的诸如PTS(显示时间标记)和DTS(解码时间标记)的其它时间信息进行修改。
对按照上述方式进行重新构建的两个子信道的TP进行复用，以按照PAT的顺序进行连续传输。按照上述同样的方式，确定连续TP之间的传输间隔。
接收到按照上述方式进行传输的多信道流的显示设备，诸如数字电视机，能够基于PSI信息对其进行选择和解码，以在多屏幕或者画中画屏幕中进行播放。
对于同时对在不同的时间区域中进行记录的两个子信道进行再生的情况，即使其位于相同的RF信道，还是使用上述的用于属于不同RF信道的子信道的再生方法，而不使用用于属于相同RF信道的子信道的方法。
也就是说，在这种情况下，在提供给数字电视机之前，对一个子信道的PCR(以及PTS/DTS)进行修改，并且重新构建PSI信息。还有，由于其各自的记录时间区域不同，对第一个PAT在前的一个子信道流的PAT全部加上两个第一PAT之间的差值。还有，基于一个子信道的修改后的PAT和其它子信道的初始PAT，确定两个子信道的TP的传输顺序和之间的时间间隔。
在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以实施为多种形式。以上实施例不限于上述的任何细节，而应在权利要求所限定的精神和范围内广义地解释，因此，所附的权利要求涵盖所有落在权利要求的界限或其等同物内的变化和改进。

Claims (16)

1.一种记录多个子信道的方法，包括以下步骤：
(a)调谐数字广播信号，以输出多个广播信道；
(b)从这多个广播信道中提取节目专用信息PSI；
(c)从这多个广播信道的至少一个中选择多个子信道，并将提取的PSI插入到这多个子信道中；以及
(d)将已插入了PSI的这多个子信道以及指示这多个子信道是选自相同广播信道还是不同广播信道的信息记录到记录介质上。
2.根据权利要求1的方法，其中从一个广播信道提取的PSI插入到从该广播信道选出的那些子信道。
3.根据权利要求1的方法，还包括记录指示所述多个子信道的记录类型的信息。
4.一种记录多个子信道的设备，包括：
调谐器，调谐数字广播信号，以输出多个广播信道；
解码器，从这多个广播信道中提取节目专用信息PSI；
选择器，从这多个广播信道的至少一个中选择多个子信道，并将提取的PSI插入到这多个子信道中；以及
记录装置，将已插入了PSI的这多个子信道以及指示这多个子信道是选自相同广播信道还是不同广播信道的信息记录到记录介质上。
5.根据权利要求4的设备，其中所述选择器把从一个广播信道提取的PSI插入到从该广播信道选出的那些子信道。
6.根据权利要求4的设备，其中所述记录装置还记录指示所述多个子信道的记录类型的信息。
7.一种再生多个子信道的方法，包括如下步骤：
从记录介质中读出多个子信道；
检查这多个子信道是属于同一个广播信道还是属于不同广播信道；
如果这多个子信道属于同一个广播信道，就删除除一个子信道外的所有其它子信道所包括的PSI分组；或者，
如果这多个子信道属于不同广播信道，就根据所述多个子信道所包括的所有PSI重新构建新的PSI，并用该新的PSI替换这些PSI；以及
多路复用这多个子信道，以输出多路复用的子信道。
8.根据权利要求7的方法，还包括在多路复用所述多个子信道之前，修改这些子信道之一的节目时钟基准PCR的步骤。
9.根据权利要求8的方法，其中所述修改步骤利用等于所述多个子信道的第一PCR之间的差值的修改量对所述PCR进行修改。
10.根据权利要求9的方法，其中对PCR已经被修改了的那些子信道的解码时间标记DTS和显示时间标记PTS进行补偿量等于所述修改量的补偿。
11.根据权利要求7的方法，其中所述检查步骤基于在管理信息中分配的字段值检查所述多个子信道是属于同一广播信道还是属于不同广播信道。
12.一种再生多个子信道的设备，包括：
读出装置，从记录介质中读出多个子信道；
判断装置，检查这多个子信道是属于同一个广播信道还是属于不同广播信道；
数据处理器，如果这多个子信道属于同一个广播信道，就删除除一个子信道外的所有其它子信道所包括的PSI分组；或者，
如果这多个子信道属于不同广播信道，就根据所述多个子信道所包括的所有PSI重新构建新的PSI，并用该新的PSI替换这些PSI；以及
多路复用器，多路复用这多个其PSI已被替换的子信道，以输出多路复用的子信道。
13.根据权利要求12的装置，其中所述数据处理器还在多路复用器多路复用所述多个子信道之前，修改这些子信道之一的节目时钟基准PCR。
14.根据权利要求13的装置，其中所述数据处理器利用等于所述多个子信道的第一PCR之间的差值的修改量对所述PCR进行修改。
15.根据权利要求14的装置，其中所述数据处理器对PCR已经被修改了的那些子信道的解码时间标记DTS和显示时间标记PTS进行补偿量等于所述修改量的补偿。
16.根据权利要求12的装置，其中所述判断装置基于在管理信息中分配的字段值检查所述多个子信道是属于同一广播信道还是属于不同的广播信道。
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