JP2009075846A - 輪郭抽出装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】原画像の輪郭を手動によって抽出又は修正する際に、輪郭点の設定・変更を正確かつ容易に行うことができるようにする。
【解決手段】原画像から輪郭を手動抽出・修正する際に、マウスを操作し、原画像が表示されている第１のウインドウ４０上でマウスポインタ４２を原画像の輪郭を構成する点に移動させると、そのマウスポインタ４２によって指定された位置を中心にして所定範囲Ａの画像を切り出し、この切り出した画像を別の第２のウインドウ４４に拡大表示するとともに、第２のウインドウ４４の中心（マウスポインタ４２で指定した位置に相当）に小さい点のマーカー４６を表示する。これにより、第１のウインドウ４０上でマウスポインタ４２によって指定した輪郭点の位置を、その指定した位置付近の画像が拡大表示された第２のウインドウ４４上で確認することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は輪郭抽出装置及びプログラムに係り、特に原画像の輪郭を手動によって抽出又は修正する輪郭抽出装置及びプログラムに関する。

従来、２次元画像中から関心領域の輪郭を手動で抽出する方法や、関心領域の形状（輪郭）を手動で修正する方法（特許文献１）は、既によく知られている。

特許文献１に記載の関心領域形状の修正方法は、一群の連続する多節線分で規定される関心領域の形状を修正する際に、多節線分の内の一つを選択し、この選択した多節線分を関心領域の輪郭上の位置までドラッグすることによって、選択した多節線分に隣接する他の多節線分の一つ又は複数を、所定の張力に応じて追随して移動させることにより、一群の連続する多節線分で規定される関心領域の形状（輪郭）を修正するようにしている。
特開２０００−３０８６１９号公報

しかしながら、手動でマウスポインタを関心領域の輪郭上に移動させ、これにより２次元の原画像から関心領域の輪郭を手動で抽出又は修正する場合、マウスポインタや既に決定した輪郭の代表点あるいは輪郭線を示す画像が、原画像中の輪郭部分に重なって表示されるため、原画像の輪郭点の設定・修正の邪魔になり、原画像の輪郭点の設定等を正確に行うことができないという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、原画像の輪郭を手動によって抽出又は修正する際に、輪郭点の設定・変更を正確かつ容易に行うことができる輪郭抽出装置及びプログラムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、原画像の輪郭を手動によって抽出又は修正する輪郭抽出装置において、原画像を取り込む画像取込手段と、表示手段と、前記取り込んだ原画像を前記表示手段の第１のウインドウに表示させる第１の表示制御手段と、前記第１のウインドウ上で手動操作によりポインタを移動させて前記原画像の輪郭を構成する点を指定するポインティングデバイスと、前記ポインティングデバイスによって指定された位置を中心にして、前記原画像から所定範囲の画像を切り出し、この切り出した画像を前記表示手段の第１のウインドウとは別の第２のウインドウに拡大して表示させる第２の表示制御手段であって、前記指定された位置を視認可能にするマーカーを前記第２のウインドウの中心に表示させる第２の表示制御手段と、を備えたことを特徴としている。

即ち、原画像から輪郭を手動抽出・修正する際に、ポインティングデバイスを操作し、原画像が表示されている第１のウインドウ上でポインタを原画像の輪郭を構成する点に移動させると、そのポインタによって指定された位置を中心にして所定範囲の画像を切り出し、この切り出した画像を別の第２のウインドウに拡大表示するとともに、第２のウインドウの中心（ポインタで指定した位置に相当）にマーカーを表示するようにしている。これにより、第１のウインドウ上でポインタによって指定した輪郭点の位置を、その指定した位置付近の画像が拡大表示された第２のウインドウ上で確認することができ、輪郭点の設定・変更を正確かつ容易に行うことができる。尚、ポインティングデバイスとしては、マウス、タッチパッド、トラックボール、ジョイスティック等がある。

請求項２に示すように請求項１に記載の輪郭抽出装置において、前記第１の表示制御手段は、前記ポインティングデバイスによって指定され、決定された原画像の輪郭を構成する点、又は各点を結ぶ輪郭線を視認可能に表示させることを特徴としている。これにより、第１のウインドウ上で既に設定されている輪郭点・線を確認することができる。

請求項３に示すように請求項２に記載の輪郭抽出装置において、前記マーカーは、前記第２のウインドウの中心近傍の画像とは色又は輝度が異なり、かつ前記視認可能に表示された前記原画像の輪郭を構成する輪郭点、又は各輪郭点を結ぶ輪郭線の線幅よりも小さい点であることを特徴としている。

請求項４に示すように請求項１又は２に記載の輪郭抽出装置において、前記マーカーは、前記第２のウインドウの中心近傍の画像とは色又は輝度が異なり、前記第２のウインドウの中心を示す円又は十字のマーカーであることを特徴としている。

請求項３、４に係る発明によれば、第２のウインドウに表示されるマーカーによって画像中の輪郭の視認が邪魔されないようにすることができる。

請求項５に示すように請求項１から４のいずれかに記載の輪郭抽出装置において、前記第２のウインドウは、輪郭を決定するモードが指定されると、前記第１のウインドウ内であって、前記ポインティングデバイスのポインタ及びその周辺の画像の邪魔にならない領域に表示されることを特徴としている。

請求項６に示すように請求項１から４のいずれかに記載の輪郭抽出装置において、前記第１及び第２のウインドウは、それぞれ前記表示手段の画面上に並べて表示されることを特徴としている。

請求項７に示すように請求項１から６のいずれかに記載の輪郭抽出装置において、前記第２のウインドウに表示される画像の前記第１のウインドウに表示される画像に対する拡大率を設定する拡大率設定手段を更に備えたことを特徴としている。

請求項８に示すように請求項１から７のいずれかに記載の輪郭抽出装置において、前記取り込んだ原画像を階調変換するためのウインドウ幅及びウインドウレベルを、手動で設定する手動設定手段又は自動で設定する自動設定手段を更に備えたことを特徴としている。

即ち、手動設定手段によってウインドウ幅及びウインドウレベルを設定する場合には、前記表示手段に表示される画像を見ながらその輪郭が視認しやすいようにウインドウ幅及びウインドウレベルを設定する。また、自動設定手段は、画像の各画素値の分布を示すヒストグラムを作成し、ヒストグラム解析することにより画素分布の高い部分に絞ってウインドウ幅及びウインドウレベルを自動設定することで、先鋭度（輪郭）がより明瞭な画像にすることができる。

請求項９に示すように請求項１から８のいずれかに記載の輪郭抽出装置において、前記取り込んだ原画像の輪郭を強調する輪郭強調処理手段、又は前記取り込んだ原画像の微分画像を生成する微分画像生成手段を更に備え、前記原画像の輪郭強調された画像又は微分画像を表示可能にしたことを特徴としている。これにより、輪郭の設定・変更時に輪郭を視認しやすくすることができる。

請求項１０に係る発明は、原画像の輪郭を手動によって抽出又は修正する輪郭抽出プログラムにおいて、原画像を取り込む機能と、前記取り込んだ原画像を表示手段の第１のウインドウに表示させる第１の表示制御機能と、ポインティングデバイスの手動操作に応じて前記第１のウインドウ上でポインタを移動させるとともに、該ポインタによって指定された前記原画像の輪郭を構成する点の位置情報を取得する機能と、前記ポインティングデバイスによって指定された位置を中心にして、前記原画像から所定範囲の画像を切り出し、この切り出した画像を前記表示手段の第１のウインドウとは別の第２のウインドウに拡大して表示させる第２の表示制御機能であって、前記指定された位置を視認可能にするマーカーを前記第２のウインドウの中心に表示させる第２の表示制御機能と、をコンピュータに実現させることを特徴としている。

請求項１１に示すように請求項１０に記載の輪郭抽出プログラムにおいて、前記第１の表示制御機能は、前記ポインティングデバイスによって指定され、決定された原画像の輪郭を構成する輪郭点、又は各輪郭点を結ぶ輪郭線を視認可能に描画することを特徴としている。

請求項１２に示すように請求項１１に記載の輪郭抽出プログラムにおいて、前記マーカーは、前記第２のウインドウの中心近傍の画像とは色又は輝度が異なり、かつ前記視認可能に描画された前記原画像の輪郭を構成する輪郭点、又は各輪郭点を結ぶ輪郭線の線幅よりも小さい点であることを特徴としている。この小さい点により、前記第２のウインドウの中心近傍の画像に含まれる輪郭の視認が妨げられないようにしている。

請求項１３に示すように請求項１０又は１１に記載の輪郭抽出プログラムにおいて、前記マーカーは、前記第２のウインドウの中心近傍の画像とは色又は輝度が異なり、前記第２のウインドウの中心を示す円又は十字のマーカーであることを特徴としている。

本発明によれば、原画像の輪郭を手動によって抽出又は修正する際に、別ウインドウで部分的に拡大された画像上でポインタによって指定した位置を確認することができ、また、別ウインドウ上ではポインタや既に決定した輪郭線等によって画像が邪魔されないようにすることができ、これにより輪郭点の設定・変更を正確かつ容易に行うことができる。

以下、添付図面に従って本発明に係る輪郭抽出装置の好ましい実施の形態について説明する。

＜装置構成＞
図１は本発明に係る輪郭抽出装置の実施の形態を示すハードウエア構成図である。

この輪郭抽出装置１０は、例えば、パーソナルコンピュータ（パソコン）によって構成されており、主として各構成要素の動作を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）１２と、装置の制御プログラムが格納されたり、プログラム実行時の作業領域となる主メモリ１４と、液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ等のモニタ装置３０の表示を制御するグラフィックボード１６と、ネットワーク網と接続される通信インターフェース（通信Ｉ／Ｆ）１８と、パソコンのオペレーティングシステム（ＯＳ）、パソコンに接続された周辺機器のデバイスドライバ、本発明に係る輪郭抽出プログラムを含む各種のアプリケーションソフト、Ｘ線ＣＴ装置、ＭＲＩ装置等によって撮影された医用画像等が格納されるハードディスク装置２０と、ＣＤ−ＲＯＭドライブ２２と、キーボード３２のキー操作を検出して指示入力としてＣＰＵ１２に出力するキーボードコントローラ２４と、位置を入力するポインティングデバイスとしてのマウス３４の状態を検出してモニタ装置３０上のマウスポインタの位置やマウス３４の状態等の信号をＣＰＵ１２に出力するマウスコントローラ２６とから構成されている。

尚、上記構成のパソコンは、ハードディスク装置２０に格納されている、本発明に係る輪郭抽出プログラムを除いて周知のものであるため、各構成要素の詳細な説明については省略する。

＜第１の実施の形態＞
図２は本発明に係る輪郭抽出装置による輪郭点の設定処理の流れを示すフローチャートであり、この処理は、輪郭抽出プログラムを起動することによって実施される。

また、図３は輪郭点の設定処理時にモニタ装置３０に表示される画像の第１の実施の形態を示す図である。尚、この実施の形態では、Ｘ線ＣＴ装置によって撮影された医用画像の臓器や病変部の輪郭上の代表点を、マウスポインタを操作して順次クリック指定し、代表点同士をスプライン補間等の補間曲線によって繋いで、輪郭を抽出する場合について説明する。

まず、ハードディスク装置２０から所望の医用画像（原画像）を読み出し、モニタ装置３０に表示させ、輪郭を決定するモードを指定する。このとき原画像は、図３に示すようにモニタ装置３０の第１のウインドウ４０に表示される。

図２において、読影医等の操作者は、マウス３４を操作し、マウスポインタ４２を輪郭抽出対象（臓器）の輪郭上の点（代表点）に移動させる（ステップＳ１０）。尚、図３上では、マウスポインタ４２は、矢印で示されている。

輪郭抽出装置１０は、このマウスポインタ４２の位置（マウスポインタ４２によって指定された点の位置）を検出する（ステップＳ１２）。そして、マウスポインタ３３の位置を中心にして、図３に示す所定範囲Ａの画像を原画像から切り出し（ステップＳ１４）、この切り出した画像を、第１のウインドウ４０とは別の第２のウインドウ４４に拡大して表示させる（ステップＳ１６）。

この第２のウインドウ４４の中心には、第２のウインドウ４４の中心を示すマーカー（即ち、マウスポインタ４２によって指定された位置を示すマーカー）４６が表示される。このマーカー４６は、第２のウインドウ４４の中心近傍の画像とは色又は輝度が異なり、かつ後述する第１のウインドウ４０に表示される輪郭点４８、又は輪郭点４８を結ぶ輪郭線４９の線幅よりも小さい点として表示される。マーカー４６を小さい点にすることより、第２のウインドウ４４の中心近傍の画像に含まれる輪郭の視認が妨げられないようにしている。

尚、医用画像は、通常、白黒画像であるため、この実施の形態では、マーカー４６を赤色で表示し、画像と識別できるようにしている。

操作者は、第２のウインドウ４４上で、マーカー４６が輪郭上の点に正確に位置しているか否かを確認する（ステップＳ１８）。マーカー４６が輪郭上に正確に位置していない場合には、ステップＳ１０に戻り、マウスポインタ４２を輪郭上に移動させ、ステップＳ１０からステップＳ１８の処理を繰り返す。マウスポインタ４２を移動させると、その移動に伴って第２のウインドウ４４内の画像が移動する。

一方、マーカー４６が輪郭上に正確に位置していることが確認されると、マウス３４を左クリックし、マウスポインタ４２によって指定した点を輪郭上の点として決定させる（ステップＳ２０）。

上記のようにして輪郭上の点が決定されると、第１のウインドウ４０に表示された原画像上に輪郭点４８が描画されるとともに、既に決定された輪郭点４８との間に輪郭線４９が描画される。

尚、第２のウインドウ４４の画像上には、図３に示すように輪郭点として白抜きの丸４３が表示され、輪郭線として点線４５が表示されているが、これらの表示は行わなくてもよい。また、輪郭点、輪郭線の表示・非表示を選択できるようにしてもよい。

続いて、輪郭抽出対象の輪郭上の点の設定が全て終了したか否か確認する（ステップＳ２２）。そして、輪郭抽出対象の輪郭上の点の設定が全て終了していない場合には、ステップＳ１０に戻り、次の輪郭点の設定を行い、全て終了した場合には、輪郭を決定するモードを終了する。

尚、上記第１の実施の形態において、第２のウインドウ４４は、第１のウインドウ４０上のマウスポインタ４２及びその周辺部を避ける位置に適宜移動させられる。

また、すでに決定した輪郭や、計算等で自動的に求められた輪郭を修正する場合には、輪郭点の指定と同様に、第２のウインドウ４４を参照しながら修正対象の輪郭点５０上にマウスポインタ４２を合わせ、その輪郭点を移動または消去する操作を行う（たとえば、移動であればマウスドラッグ、消去であれば、消去モードに入り指定点を左クリック）。

＜第２の実施の形態＞
図４は輪郭点の設定処理時にモニタ装置３０に表示される画像の第２の実施の形態を示す図である。

図３に示した第１の実施の形態では、第１のウインドウ４０内に第２のウインドウ４４を表示するようにしたが、図４に示す第２の実施の形態では、第１のウインドウ５０と第２のウインドウ５２とは、それぞれ画像が重ならないようにモニタ装置３０の画面上に並べて配置されている。

尚、第２の実施の形態の第１のウインドウ５０及び第２のウインドウ５２に表示される画像は、第１の実施の形態の第１のウインドウ４０及び第２のウインドウ４４と同様であり、また、輪郭点の設定処理も同様に行われるため、その詳細な説明は省略する。

図４に示すように第２の実施の形態では、輪郭の決定を更に容易にするための機能を操作・選択するためのグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）画面５４を備えている。

即ち、ＧＵＩ画面５４には、画像の拡大率を設定するためのスクロールバー５４Ａ、原画像を階調変換するためのウインドウ幅（ＷＷ）及びウインドウレベル（ＷＬ）を、手動で設定するためのスクロールバー５４Ｂ、５４Ｃ、輪郭強調処理を選択するためのチェックボックス５４Ｄ、微分画像の生成を選択するためのチェックボックス５４Ｅ、及び輪郭表示を選択するためのチェックボックス５４Ｆが設けられている。

マウス３４でスクロールバー５４Ａをドラッグして移動させることにより、第２のウインドウ５２に表示される画像の第１のウインドウ５０に表示される画像に対する拡大率を設定することができる。輪郭抽出装置１０はこの設定された拡大率に応じて原画像から切り出す画像サイズを変え、その切り出した画像を第２のウインドウ５２に拡大表示させる。

マウス３４でスクロールバー５４Ｂ、５４Ｃをそれぞれドラッグして移動させることにより、ＷＷ及びＷＬを設定することができる。輪郭抽出装置１０はこの設定されたＷＷ及びＷＬに応じた範囲の画素値（画素値の中心レベルとその前後の幅の画素値）を抽出し、この抽出した画素値をその画素値に応じてモニタ装置３０に表示する階調（例えば、０〜２５５）に変換する。例えば、ＷＷを狭くすると、画像の先鋭度が高くなり、輪郭がより鮮明になる。

尚、ＷＷ及びＷＬは、原画像を元に自動的に設定するようにしてもよい。即ち、原画像の各画素値の分布を示すヒストグラムを作成し、このヒストグラムを解析することにより画素分布の高い部分の画素値が抽出されるように、ＷＷ及びＷＬを自動設定する。

また、マウス３４でチェックボックス５４Ｄにチェックを入れることにより、輪郭強調処理を選択することができる。輪郭抽出装置１０は輪郭強調処理が選択されると、原画像に輪郭強調処理（シャープネス処理）を実施し、あるいは通常の輪郭強調処理よりも強い輪郭強調処理を実施し、輪郭をより鮮明に表示する。

更に、マウス３４でチェックボックス５４Ｅにチェックを入れることにより、微分画像を生成する処理を選択することができる。輪郭抽出装置１０は微分画像の生成処理が選択されると、原画像を微分して微分画像を生成し、この微分画像を表示するようにする。

マウス３４でチェックボックス５４Ｆにチェックを入れることにより、輪郭表示を選択することができる。輪郭抽出装置１０は、輪郭表示が選択されると、第２のウインドウ５２にも輪郭点及び輪郭線を表示させる。

尚、上記ＧＵＩ画面５４での操作に応じて処理された画像は、第２のウインドウ５２のみに表示するようにしてもよいし、第１のウインドウ５０及び第２のウインドウ５２の両方に表示するようにしてもよい。

＜変形例＞
この実施の形態では、第２のウインドウの中心に小さい点のマーカーを表示するようにしたが、これに限らず、例えば、図５に示すように白抜きの小さい円（同図（Ａ））、十字マーク（同図（Ｂ）、（Ｃ））等が考えられ、要は輪郭の確認の邪魔にならないマーカーであれば、如何なるものでもよい。

また、輪郭を決定する際に、一時的にマウスポインタ、輪郭点、及び輪郭線を消せるようにしてもよい。

更に、この実施の形態では、医用画像から臓器、病変部等の輪郭を抽出する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、一般写真から顔の輪郭、その他、種々の画像の輪郭を抽出する場合にも適用できる。

図１は本発明に係る輪郭抽出装置の実施の形態を示すハードウエア構成図である。 図２は本発明に係る輪郭抽出装置による輪郭点の設定処理の流れを示すフローチャートである。 図３は輪郭点の設定処理時にモニタ装置に表示される画像の第１の実施の形態を示す図である。 図４は輪郭点の設定処理時にモニタ装置に表示される画像の第２の実施の形態を示す図である。 図５は第２のウインドウに表示されるマーカーの他の例を示す図である。

符号の説明

１０…輪郭抽出装置（パソコン）、１２…中央処理装置（ＣＰＵ）、１４…主メモリ、１６…グラフィックボード、２０…ハードディスク装置、２６…マウスコントローラ、３０…モニタ装置、３４…マウス、４０、５０…第１のウインドウ、４２…マウスポインタ、４４、５２…第２のウインドウ、４６…マーカー、５４…ＧＵＩ画面

Claims (13)

1. 原画像の輪郭を手動によって抽出又は修正する輪郭抽出装置において、
   原画像を取り込む画像取込手段と、
   表示手段と、
   前記取り込んだ原画像を前記表示手段の第１のウインドウに表示させる第１の表示制御手段と、
   前記第１のウインドウ上で手動操作によりポインタを移動させて前記原画像の輪郭を構成する点を指定するポインティングデバイスと、
   前記ポインティングデバイスによって指定された位置を中心にして、前記原画像から所定範囲の画像を切り出し、この切り出した画像を前記表示手段の第１のウインドウとは別の第２のウインドウに拡大して表示させる第２の表示制御手段であって、前記指定された位置を視認可能にするマーカーを前記第２のウインドウの中心に表示させる第２の表示制御手段と、
   を備えたことを特徴とする輪郭抽出装置。
2. 前記第１の表示制御手段は、前記ポインティングデバイスによって指定され、決定された原画像の輪郭を構成する点、又は各点を結ぶ輪郭線を視認可能に表示させることを特徴とする請求項１に記載の輪郭抽出装置。
3. 前記マーカーは、前記第２のウインドウの中心近傍の画像とは色又は輝度が異なり、かつ前記視認可能に表示された前記原画像の輪郭を構成する輪郭点、又は各輪郭点を結ぶ輪郭線の線幅よりも小さい点であることを特徴とする請求項２に記載の輪郭抽出装置。
4. 前記マーカーは、前記第２のウインドウの中心近傍の画像とは色又は輝度が異なり、前記第２のウインドウの中心を示す円又は十字のマーカーであることを特徴とする請求項１又は２に記載の輪郭抽出装置。
5. 前記第２のウインドウは、輪郭を決定するモードが指定されると、前記第１のウインドウ内であって、前記ポインティングデバイスのポインタ及びその周辺の画像の邪魔にならない領域に表示されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の輪郭抽出装置。
6. 前記第１及び第２のウインドウは、それぞれ前記表示手段の画面上に並べて表示されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の輪郭抽出装置。
7. 前記第２のウインドウに表示される画像の前記第１のウインドウに表示される画像に対する拡大率を設定する拡大率設定手段を更に備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の輪郭抽出装置。
8. 前記取り込んだ原画像を階調変換するためのウインドウ幅及びウインドウレベルを、手動で設定する手動設定手段又は自動で設定する自動設定手段を更に備えたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の輪郭抽出装置。
9. 前記取り込んだ原画像の輪郭を強調する輪郭強調処理手段、又は前記取り込んだ原画像の微分画像を生成する微分画像生成手段を更に備え、前記原画像の輪郭強調された画像又は微分画像を表示可能にしたことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の輪郭抽出装置。
10. 原画像の輪郭を手動によって抽出又は修正する輪郭抽出プログラムにおいて、
    原画像を取り込む機能と、
    前記取り込んだ原画像を表示手段の第１のウインドウに表示させる第１の表示制御機能と、
    ポインティングデバイスの手動操作に応じて前記第１のウインドウ上でポインタを移動させるとともに、該ポインタによって指定された前記原画像の輪郭を構成する点の位置情報を取得する機能と、
    前記ポインティングデバイスによって指定された位置を中心にして、前記原画像から所定範囲の画像を切り出し、この切り出した画像を前記表示手段の第１のウインドウとは別の第２のウインドウに拡大して表示させる第２の表示制御機能であって、前記指定された位置を視認可能にするマーカーを前記第２のウインドウの中心に表示させる第２の表示制御機能と、
    をコンピュータに実現させることを特徴とする輪郭抽出プログラム。
11. 前記第１の表示制御機能は、前記ポインティングデバイスによって指定され、決定された原画像の輪郭を構成する輪郭点、又は各輪郭点を結ぶ輪郭線を視認可能に描画することを特徴とする請求項１０に記載の輪郭抽出プログラム。
12. 前記マーカーは、前記第２のウインドウの中心近傍の画像とは色又は輝度が異なり、かつ前記視認可能に描画された前記原画像の輪郭を構成する輪郭点、又は各輪郭点を結ぶ輪郭線の線幅よりも小さい点であることを特徴とする請求項１１に記載の輪郭抽出プログラム。
13. 前記マーカーは、前記第２のウインドウの中心近傍の画像とは色又は輝度が異なり、前記第２のウインドウの中心を示す円又は十字のマーカーであることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の輪郭抽出プログラム。

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