JP2007228193A - 画像処理装置、画像処理方法、画像形成装置および印刷物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】多値画像データを入力する入力部と、入力部から入力された多値画像データに応じて所定の角度方向に優先的に大きさが拡大される、中空構造の網点パターンを形成する出力画像データを生成する2値化処理部とを備えている。
【選択図】図4
Description
例えば、電子写真方式によりカラー画像を形成するカラー画像形成装置においては、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)の4色のトナー像を、記録媒体である用紙の上に順次重ね刷りすることによってカラー画像を作成している。その際に、各色トナー像の濃淡は、上記した2値化処理を用いて、多数の微小な網点の集合として再現される。
さらには、中間調の画像濃度領域でのトナー過多は、現像工程においてトナーを不要に消費してしまうという問題も引き起こす。
そこで、2値化処理を行なうに際しては、最大濃度を確保しつつ、中間調の画像濃度領域でのトナー過多を抑制することが必要となる。
また、印刷に用いる印刷網点であって、網点を構成する基本単位または最小単位が中空構造を有する印刷網点についての技術が存在する(例えば、特許文献2参照)。
また、上記した特許文献2に記載された技術では、中空構造とすることにより、ハイライト部分(低濃度域)において画像の途切れが生じ、画像再現性が乏しくなるという課題がある。これに対して、特許文献2には、面積率に応じた複数の網点マトリックスを用意し、面積率により網点マトリックスを選択して、特定濃度域だけを中空構造とすることが記載されている。ところが、このような方法においても、網点マトリックスが切り替えられる濃度領域境界では、網点構造の不連続による階調性のギャップが生じるため、画像階調性が損なわれるという問題が発生する。
このように、上記したような従来技術では、中間調の画像濃度領域でのトナー過多を抑制することは可能であるが、画像品質を劣化させるという課題があった。
ここでの「中空構造」とは、画素ドットが形成されない場合に加えて、外郭部よりも低濃度の画素ドットが形成される場合も含む。以下、同様である。
特に、第2の画像データ生成部は、入力部から入力された多値画像データのデータ値が所定値以上の範囲にて、第2の画像データを生成することを特徴とすることができる。また、第2の画像データ生成部は、非画素ドットの集合が画素ドットの輪郭部と重ならないように、第2の画像データを生成することを特徴とすることもできる。
ここで、処理ステップは、入力された多値画像データのデータ値に応じて大きさが所定の角度方向に優先的に拡大される、画素ドットの集合を形成する第1の画像データを生成し、画素ドットの集合の内部にて、入力された多値画像データのデータ値に応じて所定の角度方向に優先的に大きさが拡大縮小される非画素ドットの集合を形成する第2の画像データを生成し、生成された第1の画像データと第2の画像データとに基づいて、中空構造の網点パターンを形成する出力画像データを生成することを特徴としている。
ここで、網点の内部に形成される中空部は、網点の外郭部を形成する領域よりも濃度が低く形成されたことを特徴とすることができる。
図1は、本実施の形態が適用される画像形成装置1の全体構成を示す図である。図1に示す画像形成装置1は、画像データが入力される入力部の一例であって、入力された画像データに対してマッピング処理等の画像処理を行なう色分解信号生成部10、スクリーン処理により多値の画像データを2値の画像データに変換する2値化処理部20、2値化処理部20で生成された2値の画像データを記憶する2値データ記憶部30、記録材である用紙上に画像を印刷する画像印刷部(画像形成部)としてのマーキングエンジン部40、装置全体の動作を制御する制御部60を含んで構成されている。ここで、色分解信号生成部10と2値化処理部20と2値データ記憶部30とは、多値の画像データを2値の画像データに変換する2値化処理を実行する画像処理部(画像処理装置)100を構成する。
なお、色分解信号生成部10においては、上記したマッピング処理に加えて、下地除去処理、変倍処理、コントラスト調整(濃度調整)処理、色補正処理、フィルタ処理、TRC(Tone Reproduction Control)補正処理(「階調補正処理」とも呼ばれる)等の所定の画像処理(前処理)が同時に施される。
2値データ記憶部30は、2値化処理部20で生成された2値化記録信号Doutを記憶する。
ここで、各画像形成ユニット46Y,46M,46C,46Kは、現像器43に収納されたトナーを除いて、略同様に構成されている。そして、画像形成ユニット46Y,46M,46C,46Kは、それぞれがイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像を形成する。
その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Pは、中間転写ベルト50から剥離され、搬送ベルト51,52により定着装置54まで搬送される。定着装置54に搬送された用紙P上の未定着トナー像は、定着装置54によって熱および圧力による定着処理を受けることで用紙P上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Pは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙載置部(不図示)に搬送される。
本実施の形態の2値化処理部20では、色分解信号生成部10から入力された色成分毎の濃度階調を有する多値画像データDMVから、網点と呼ばれる着色ドットの大きさによって擬似的に中間調画像の濃度を表わす2値化記録信号Doutを生成する。その際に、本実施の形態の2値化記録信号Doutは、中間濃度域(中間調域)において、内部に空隙を持った中空構造(リング状)の網点を形成するように生成される。
ここで、図2は、中間濃度域で形成される網点の一例を示した図である。図2に示したように、中間濃度域で形成される網点は、網点の外郭を構成する外郭ドット(出力ドット)の中に、空隙を形成する白ドット(無出力ドット)が配置された構成を有してしる。特に、本実施の形態の2値化処理部20において中間濃度域で形成される網点は、一定の角度方向、例えばスクリーン角θ方向に沿って延びた(すなわち、画素ドットがスクリーン角θ方向に拡大する)形状で構成されている。なお、図2では、一例として6ビット64階調を表現する網点を示した。
ここでは、遷移点濃度Ccntを一点の濃度値として説明しているが、空隙数の最大値を取る領域を、ある所定の濃度範囲にまたがって設定することも可能であり、かかる設定も本発明の実施の形態に含まれる。
なお、低濃度側からの空隙形成開始点を与える第1濃度C1,C3を設定するのは、黒ドット(出力ドット)の集合で形成される網点の外郭をすべて黒ドットに維持しながら、その内部に白ドット(無出力ドット)を配置するためには必然的なものと考えてよい。一方、高濃度側からの空隙形成開始点を与える第2濃度C2,C4に関しては、中間濃度域(中間調域)でのみ網点内に白ドットを配置するためのものであり、本願発明においては必須のものではない。すなわち、画像濃度が低濃度側の空隙形成開始点を与える第1濃度C1,C3を超えて、最大濃度Cmaxまでの範囲を着色ドット内部に白ドットを配置する処理対象の濃度範囲としてもよい。
ここで、「優先的」とは、入力画像の濃度が“0”から遷移点濃度Ccntに達するまで、単位網点領域内で、漸次出力ドットの数が増加するが、その増加量が一定の角度方向(例えばスクリーン角θ方向)において多く、例えば一定の角度方向と直交する方向には増加量が少ないことを意味する。
空隙プロファイル記憶部292に記憶される第2閾値マトリクスMTX2は、主に、色分解信号生成部10からの多値画像データDMVに関する中間濃度域の低濃度側における空隙サイズを規定している。また、第3閾値マトリクスMTX3は、主に、多値画像データDMVに関する中間濃度域の高濃度側における空隙サイズを規定している。そして、第2閾値マトリクスMTX2により規定される空隙サイズと、第3閾値マトリクスMTX3により規定される空隙サイズとの合成によって、多値画像データDMVに関する中間濃度域全体における空隙サイズを規定するように構成されている。ここでの空隙は、網点プロファイル記憶部291(第1閾値マトリクスMTX1)での場合と同様に、空隙を形成するドット(白ドット)の数が漸次一定の角度方向(例えばスクリーン角θ方向)に優先的に増加(拡大)または減少(縮小)するように構成される。なお、ここでの“合成”とは、比較処理部21および2値演算処理部25による第2閾値マトリクスMTX2および第3閾値マトリクスMTX3を参照した比較処理結果の論理合成を意味する。
また、空隙形成開始点の濃度をある程度高めに設定して、入力濃度が所定濃度を超えるまでは空隙を形成しないようにすることで、集積(クラスター化)した微小な網点内に空隙を形成しないような特性を設定している。それにより、ドットサイズが小さいハイライト部で空隙を発生させた場合に生じる網点の再現性の悪化を抑制することが可能となる。
同様に、各色成分(Y,M,C,K)の網点がそれぞれ異なる所定の密度(線数)を持ったラインスクリーンで形成されるように構成することもできる。
このように、第1閾値マトリクスMTX1、第2閾値マトリクスMTX2および第3閾値マトリクスMTX3に設定される閾値マトリクスを構成することで、マーキングエンジン部40で各色トナー像が重ね合わされる際に、上記したマーキングエンジン部40での振動外乱等により、各色トナー像がすべて一定方向にズレることが無い。そのため、カラー画像における色再現性の低下を抑制することも可能となる。
空隙サイズ固定方式を用いる場合には、中間濃度域の一定範囲(第1濃度C1〜第2濃度C2)に対して1種類の空隙サイズb0を指定するだけでよいので簡単なプロファイル構成となる。その一方で、その発生メカニズムは定かではないが、空隙発生位置に疑似輪郭が生じる場合がある。その場合には、濃度毎に異なる空隙サイズを指定する空隙サイズ可変方式を採用することにより、かかる疑似輪郭の問題を解消することができる。
なお、図3(B)にて実線で示した空隙サイズの変化特性では、その特性線を略連続的に変化するように滑らかな曲線で表現しているが、網点内に空隙を形成するに際して、所定サイズの単位網点領域内の座標位置にドットを打つか打たないかにより空隙サイズが定まるので、実際には、段階的に変化する特性を有することになる。
また、図3(B)にて破線で示したように、空隙サイズ固定方式と空隙サイズ可変方式の中間的な方式として、多値画像データDMVの濃度値の中間濃度域の一定範囲で、空隙サイズが漸次大きくなり最大値に達した後には漸次小さくなるように、空隙サイズを濃度に応じて数段階に変化させる方式を用いることもできる。
ここで、図5は、本実施の形態の2値化処理部20による網点処理の手順の概要を示したフローチャートである。また、図6は、本実施の形態の2値化処理部20での網点処理によるリング状網点の生成過程を示した図である。図6(A)は、第1比較処理部211から出力される2値データDo1、すなわち第1ビットマップデータBM1の一例を示している。図6(B)は、第2比較処理部212から出力される2値データDo2の一例を示している。図6(C)は、第3比較処理部213から出力される2値データDo3の一例を示している。図6(D)は、第1の2値演算処理部251から出力される第2ビットマップデータBM2の一例を示している。図6(E)は、第2の2値演算処理部252から出力される2値化記録信号Doutの一例を示している。
第2の2値演算処理部252は、第1比較処理部211から出力された第1ビットマップデータBM1と、第1の2値演算処理部251から出力された第2ビットマップデータBM2との間で、“BM1−BM2”なる2値論理演算(論理減算処理)を行なうことで、図6(E)に示した2値化記録信号Doutを生成する。したがって、第2の2値演算処理部252は、演算処理部として機能する。
次に、取得された多値画像データDMVが第1濃度C3以上の場合に、多値画像データDMVが遷移点濃度Ccnt(空隙数の最大値を与える濃度)以上か否かを判断する(S105)。多値画像データDMVが第1濃度C3以上で、かつ遷移点濃度Ccnt未満の場合には、第1濃度C3を超えた濃度値に応じてドットをON(黒ドット/出力ドット)とする第2ビットマップデータBM2を生成する(S106)。
さらに、多値画像データDMVが第2濃度C4を超える場合には、第2ビットマップデータBM2の出力をすべてオフ(ゼロ→白ドット/無出力ドット)とする(S109)。
特に、本実施の形態では、空隙サイズ可変方式を採用しつつ、中間濃度域でのみ空隙を網点内に形成するため、第1ビットマップデータBM1がすべて“1”となる遷移点濃度Ccntで無出力ドットの数が最大となるようにし、遷移点濃度Ccntの前後、すなわち第1濃度C3から遷移点濃度Ccntまでの濃度範囲、および遷移点濃度Ccntから第2濃度C4までの濃度範囲では、無出力ドットの数が最大値から漸次減少するようにすることで、無出力ドットの数を入力画像濃度に動的に対応させている。
図6(E)に示したように、第2の2値演算処理部252から出力される2値化記録信号Doutは、中間濃度域で網点ドットの内部に空隙を持つ2値データとなる。すなわち、2値化処理部20は、網点を表わす電子データである2値化記録信号Dout上で、外郭ドットの内部の一部のドットを無出力ドットにしている。
本実施の形態のマーキングエンジン部40のように、画像印刷部として電子写真方式を用いた場合には、電子写真プロセス各部を駆動する駆動系の外乱や、レーザ露光装置45Y,45M,45C,45K(図1参照)が受ける振動等により、形成される画像には、「バンディング」と呼ばれる副走査方向の濃度ムラが発生し易い。ところが、本実施の形態の2値化処理部20では、特にバンディングが目立つ低濃度域から中間濃度域において、各網点ドットが副走査方向に連なったラインスクリーンで表現されることとなる。そのため、かかる濃度域でのバンディングの発生は抑制され、濃度ムラが殆ど目立たない高品質な画像の形成が可能となる。
このように構成することで、マーキングエンジン部40で各色トナー像が重ね合わされる際に、上記したマーキングエンジン部40での振動外乱等により、各色トナー像がすべて一定方向にズレることが無い。そのため、カラー画像における色再現性の低下を抑制することも可能となる。
さらに、入力濃度が第1濃度C3を超えた場合において、網点内部の着色剤の量を低下させるように設定しているので、図6(E)から容易に理解できるように、集積(クラスター化)した微小な網点に関しては、その内部のドットを間引かないように設定できる。そのため、着色画素エリアが小さくなりすぎて網点部分のドット再現が不安定になることを抑制できる。すなわち、ハイライト領域の色再現性および濃度再現性を維持しながら、トナー消費量を削減することができる。特に、濃度毎に空隙サイズの最適化を図る空隙サイズ可変方式を採用すれば、空隙発生位置での疑似輪郭の発生を抑制しながら、画質維持やトナー消費低減効果の向上を図ることができる。
さらには、入力画像の濃度に対応する空隙サイズを規定するプロファイルデータ(すなわち閾値データ)を空隙プロファイル記憶部292に記憶しておき、その閾値データと多値画像データDMVを比較して空隙を生成しているので、1つの処理装置において、プロファイルを変更することが可能である。そのため、容易に異なる特性の空隙を持つ網点画像を生成することができ、空隙サイズや空隙発生濃度が変更されても、2値化処理のパラメータを設計し直す必要がない。よって、空隙生成のパラメータ設計を効率的に行なうこともできる。
実施の形態1では、一定の角度方向(例えば、スクリーン角θ方向)に沿って延びた形状の網点であって、輪郭形状を維持しながら内部に同様形状の空隙(白ドット)が形成された網点により、中間調再現を行なう場合を示した。本実施の形態では、空隙(白ドット)に代えて、外郭ドットを形成する際の記録エネルギよりも低い記録エネルギにより形成されたドットが配置された網点により、中間調再現を行なう場合を示す。なお、実施の形態1と同様の構成については、詳細な説明を省略する。
ここで、図10は、本実施の形態の変調制御部80の構成を示したブロック図である。図10に示したように、変調制御部80は、第1ビットマップデータBM1からレーザ光のON/OFF制御信号を生成するON/OFF制御信号生成部81、第2ビットマップデータBM2からレーザ強度の変調のための出力変調制御信号を生成する出力変調制御信号生成部82を含んで構成されている。すなわち、出力変調信号DEXには、レーザ光のON/OFF制御信号と出力変調制御信号生成部82とが含まれている。
なお、マーキングエンジン部40としてインクジェット方式が用いられた場合には、出力変調信号DEXは、出射させるインク量を制御するインク量調整信号として用いられることとなる。
ここで、図11は、本実施の形態の画像処理部100による網点処理の手順の概要を示したフローチャートである。また、図12は、本実施の形態の画像処理部100での網点処理によるリング状網点の生成過程を示した図である。図12(A)は、2値化処理部90の第1比較処理部211から出力される2値データDo1、すなわち第1ビットマップデータBM1の一例を示している。図12(B)は、2値化処理部90の第2比較処理部212から出力される2値データDo2の一例を示している。図12(C)は、2値化処理部90の第3比較処理部213から出力される2値データDo3の一例を示している。図12(D)は、第1の2値演算処理部251から出力される第2ビットマップデータBM2の一例を示している。
生成された第1ビットマップデータBM1は、一旦2値データ記憶部30に格納された後、変調制御部80のON/OFF制御信号生成部81に出力される。そして、ON/OFF制御信号生成部81は、第1ビットマップデータBM1からレーザ光のON/OFFを制御するON/OFF制御信号を生成する(S210)。
そして、生成された第2ビットマップデータBM2は、一旦2値データ記憶部30に格納された後、変調制御部80の出力変調制御信号生成部82に出力される。そして、出力変調制御信号生成部82は、第2ビットマップデータBM2からレーザ強度の変調のための出力変調制御信号を生成する(S211)。
さらに、変調制御部80は、ON/OFF制御信号と出力変調制御信号とを出力変調信号DEXとして、マーキングエンジン部40に出力する(S212)。
よって、実質的には、実施の形態1と同様の網点出力画像を得ることができ、網点画像の内部のレーザ出力(露光量)を低減することで、出力画像においては、網点内部の着色剤を無くすか、または着色剤の層厚を薄くすることができる。これにより、着色剤の転写性をよくすることができ、画質を向上させることができる。また、光吸収に寄与する着色材量の割合を増加させることができるので、着色材の消費量を低減することもできる。
しかし、本発明はこれに限定されず、予め、多値画像データDMVの中間濃度域全体における空隙サイズを規定する図6(D)や図12(D)の網点パターンを与える空隙閾値マトリクス(例えば、1つの座標に低濃度側と高濃度側の2つの閾値を設定する)を空隙プロファイル記憶部292に用意すること可能である。そして、この空隙閾値マトリクスを使って第1の2値演算処理部251にて2値化処理を実行するように構成してもよい。このような構成により、使用する閾値マトリクス数を少なくすることができるので、装置の低廉化を図ることができる。
この場合には、記録媒体(HDD等)やインターネット等のネットワークを介して、かかる網点処理を実行させるプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ(組込マイコン等)や、CPU(Central Processing Unit )、論理回路、記憶装置等の機能を1つのチップ上に搭載して所望のシステムを実現するSOC(System On a Chip:システムオンチップ)、各種のプログラムをインストールすることで各種の機能を実行することが可能な汎用のパーソナルコンピュータ等に、インストールされることにより実現される。
Claims (17)
- 多値画像データを2値化して擬似的に中間調を再現する出力画像データを生成する画像処理装置であって、
多値画像データを入力する入力部と、
前記入力部から入力された前記多値画像データに応じて所定の角度方向に優先的に大きさが拡大される、中空構造の網点パターンを形成する出力画像データを生成する2値化処理部と
を備えたことを特徴とする画像処理装置。 - 前記2値化処理部は、前記多値画像データのデータ値が所定の範囲内にある場合に、略線状構造の前記網点パターンを形成する前記出力画像データを生成することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 前記入力部は、色成分毎の前記多値画像データを入力し、前記2値化処理部は、当該色成分毎に異なる前記角度方向に優先的に拡大される前記網点パターンを形成する前記出力画像データを生成することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 前記2値化処理部は、前記網点パターンの内部に形成される中空部の大きさが、前記多値画像データのデータ値が所定の範囲に達するまでは拡大し、当該所定範囲を超える領域では縮小する前記出力画像データを生成することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 前記2値化処理部は、
前記入力部から入力された多値画像データのデータ値に応じて所定の角度方向に優先的に大きさが拡大される、画素ドットの集合を形成する第1の画像データを生成する第1の画像データ生成部と、
前記第1の画像データにより形成される前記画素ドットの集合の内部にて、前記入力部から入力された多値画像データのデータ値に応じて所定の角度方向に優先的に大きさが拡大縮小される、非画素ドットの集合を形成する第2の画像データを生成する第2の画像データ生成部と、
前記第1の画像データ生成部により生成された前記第1の画像データと、前記第2の画像データ生成部により生成された前記第2の画像データとに基づいて、前記出力画像データを生成する演算処理部と
を含むことを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。 - 前記第2の画像データ生成部は、前記入力部から入力された多値画像データのデータ値が所定値以上の範囲にて、前記第2の画像データを生成することを特徴とする請求項5記載の画像処理装置。
- 前記第2の画像データ生成部は、前記非画素ドットの集合が前記画素ドットの輪郭部と重ならないように、前記第2の画像データを生成することを特徴とする請求項5記載の画像処理装置。
- 多値画像データを2値化して擬似的に中間調を再現する出力画像データを生成する画像処理方法であって、
多値画像データを入力する入力ステップと、
入力された前記多値画像データに応じて所定の角度方向に優先的に大きさが拡大される、中空構造の網点パターンを形成する出力画像データを生成する処理ステップと、
前記出力画像データを出力する出力ステップと
を含むことを特徴とする画像処理方法。 - 前記処理ステップは、
入力された前記多値画像データのデータ値に応じて大きさが所定の角度方向に優先的に拡大される、画素ドットの集合を形成する第1の画像データを生成し、
前記画素ドットの集合の内部にて、入力された前記多値画像データのデータ値に応じて所定の角度方向に優先的に大きさが拡大縮小される非画素ドットの集合を形成する第2の画像データを生成し、
生成された前記第1の画像データと前記第2の画像データとに基づいて、中空構造の網点パターンを形成する前記出力画像データを生成することを特徴とする請求項8記載の画像処理方法。 - 多値画像データを2値化して擬似的に中間調を再現する画像形成装置であって、
多値画像データを入力する入力部と、
前記入力部から入力された多値画像データのデータ値に応じて所定の角度方向に優先的に大きさが拡大される、中空構造の網点パターンを形成する出力画像データを生成する2値化処理部と、
前記2値化処理部により生成された前記出力画像データに基づいて中間調画像を形成する画像形成部と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記2値化処理部は、前記多値画像データのデータ値が所定の範囲内にある場合に、略線状構造の前記網点パターンを形成する前記出力画像データを生成することを特徴とする請求項10記載の画像形成装置。
- 前記入力部は、色成分毎の前記多値画像データを入力し、前記2値化処理部は、当該色成分毎に異なるスクリーン角を持った略線状構造の前記網点パターンを形成する前記出力画像データを生成することを特徴とする請求項11記載の画像形成装置。
- 前記2値化処理部は、
前記入力部から入力された前記多値画像データのデータ値に応じて所定の角度方向に優先的に大きさが拡大される、画素ドットの集合を形成する第1の画像データを生成する第1の画像データ生成部と、
前記第1の画像データにより形成される前記画素ドットの集合の内部にて、前記入力部から入力された前記多値画像データのデータ値に応じて所定の角度方向に優先的に大きさが拡大縮小される非画素ドットの集合を形成する第2の画像データを生成する第2の画像データ生成部と、
前記第1の画像データ生成部により生成された前記第1の画像データと、前記第2の画像データ生成部により生成された前記第2の画像データとに基づいて、前記出力画像データを生成する演算処理部と
を含むことを特徴とする請求項10記載の画像形成装置。 - 前記画像形成部は、着色剤を記録媒体上に塗付することで前記中間調画像を形成するとともに、前記第2の画像データ生成部により生成された第2の画像データに基づいて、当該着色剤の塗付量を制御することを特徴とする請求項13記載の画像形成装置。
- 前記画像形成部は、着色剤を記録媒体上に塗付することで前記中間調画像を形成するとともに、前記第2の画像データ生成部により生成された第2の画像データに基づいて、当該着色剤の塗付を禁止することを特徴とする請求項13記載の画像形成装置。
- 網点により擬似的に中間調画像が再現された印刷物であって、
画像の濃度に応じて所定の角度方向に優先的に大きさが拡大される中空構造の網点により当該画像が形成されたことを特徴とする印刷物。 - 前記網点の内部に形成される中空部は、当該網点の外郭部を形成する領域よりも濃度が低く形成されたことを特徴とする請求項16記載の印刷物。
Priority Applications (3)
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