JP2013134470A - 撮像装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 静止画撮影時に静止画撮影前後少なくとも一方の所定時間に撮影された動画を記録することが可能な撮像装置及びその制御方法において、記録される動画の撮影時に安定した手振れ補正を利用可能とする。
【解決手段】 静止画撮影時に記録するための動画を記憶装置に連続的にバッファリングしている場合には、定点撮影補正機能や平行振れ補正機能など、通常撮影用の手振れ補正機能よりも強い振れ補正能力を提供する手振れ補正機能を実行しないようにする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、撮像装置およびその制御方法に関し、特に手振れ補正機能を有する撮像装置およびその制御方法に関するものである。

静止画および動画撮影の両方を記録可能なカメラにおいて、静止画を、静止画前後の所定時間に撮影した動画と併せて記録する機能を有するデジタルカメラが知られている(特許文献１）。

一方、デジタルカメラには手振れ補正技術が広く用いられているが、最近は角度振れ（仰俯角方向や方位角方向の振れ）の補正に加え、カメラが平行に動いた時に生じる平行振れも補正する技術も知られている。また、特定の撮影条件で生じやすい手振れを補正する技術も提案されている。例えば、静止して望遠撮影する際に生じる、周波数が低く、振幅が小さい手ブレに対して強い補正が可能な定点撮影補正機能や、広角側で手振れ補正レンズの可動範囲を拡げる大振れ補正機能などがある。このような様々な手振れ補正技術を、撮影する状況に応じて使用することで、効果的な手振れ補正を実現している。

特開２００１−７８１３７号公報

ここで、特許文献１に開示された従来技術では、静止画撮影のタイミングはユーザが決定するため、静止画とともに記録される動画の開始タイミングを事前に知ることはできない。動画記録用に直近の所定時間分の動画をバッファリングしている状態で平行振れ補正機能や定点撮影補正機能を有効にすると、ＥＶＦに表示されるライブビュー画像では手振れ補正効果が出ているように見えるが、振れ補正レンズの位置が可動端に達し易くなる。

振れ補正レンズが可動域の中心からある方向に移動し、この方向における可動端に達した場合、同一方向にさらに移動が必要な振れを補正できないことは容易に理解されよう。記録される動画の開始タイミングで、振れ補正レンズがいずれかの方向における可動端に達した状態もしくは可動端近くに位置する場合、振れ補正能力が低下した状態で撮影された動画が記録されることになる。

本発明はこのような従来技術の課題に鑑みてなされたものである。本発明は、静止画撮影時に静止画撮影前後少なくとも一方の所定時間に撮影された動画を記録することが可能な撮像装置及びその制御方法において、記録される動画の撮影時に安定した手振れ補正を利用可能とすることを目的とする。

上述の目的は、静止画撮影時に、撮影前もしくは撮影後の少なくとも一方における所定時間に撮影された動画を併せて記録する記録モードを有する撮像装置であって、記録モードが設定されている場合に、連続的に撮影された動画のうち直近の所定時間分をバッファリングする記憶装置と、撮像装置の振れによる撮像画像の振れを光学的に補正する振れ補正手段と、振れ補正手段が実行する振れ補正機能を制御する制御手段とを有し、振れ補正手段が、通常撮影用の手振れ補正機能に加え、特定の撮影条件下で通常撮影用の手振れ補正機能よりも強い振れ補正能力を提供する手振れ補正機能を有し、制御手段は、記憶装置にバッファリングが行われている場合には、通常撮影用の手振れ補正機能よりも強い振れ補正能力を提供する手振れ補正機能を実行しないように振れ補正手段を制御することを特徴とする撮像装置によって達成される。

本発明によれば、静止画撮影時に静止画撮影前後少なくとも一方の所定時間に撮影された動画を記録することが可能な撮像装置及びその制御方法において、記録される動画の撮影時に安定した手振れ補正を利用可能とすることができる。

本発明の一実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルスチルカメラの構成例を示すブロック図 本発明の一実施形態に係るデジタルスチルカメラが行う防振制御処理を説明するフローチャート 従来技術の問題点と本発明の効果を説明するための図

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルスチルカメラの構成例を示すブロック図である。なお、本発明は、静止画撮影時に撮影前もしくは撮影後の所定時間に撮影された動画を併せて記録する機能を有し、特定の撮影条件下で通常撮影用の手振れ補正機能よりも強い振れ補正を提供する手振れ補正機能を利用可能な任意の撮像装置に適用可能である。また、このような撮像装置を備えた任意の機器に対しても本発明を適用可能である。また、撮影レンズは着脱可能であってもよい。

図１において、１０１はズームユニットであり、変倍を行うズームレンズを含む。ズーム駆動制御部１０２はズームユニット１０１を駆動制御する。補正レンズ（シフトレンズ）ユニット１０３は光軸に垂直な方向に移動可能な補正レンズを有し、補正レンズは例えば光軸を中心とした所定の大きさの円形の可動域を有する。防振制御部１０４は、例えば角速度センサや加速度センサによってデジタルスチルカメラ１００の振れを検出し、カメラの振れによる撮像画像の振れを補正するように補正レンズの駆動を制御する。防振制御部１０４が補正レンズをどのように駆動するか（補正レンズの駆動範囲や駆動パターンなど）は、後述するカメラ制御部１１８が防振制御部１０４に設定する手振れ補正パラメータによって制御可能である。また、防振制御部１０４が実現可能な複数の手振れ補正機能に対応するパラメータセットを予め用意し、カメラ制御部１１８からは防振制御部１０４で有効または無効にする手振れ補正機能の識別情報を設定することで防振制御部１０４の動作を制御してもよい。

絞り・シャッタユニット１０５は、例えば絞りを兼ねたメカニカルシャッタを有する。絞り・シャッタ駆動制御部１０６は、絞り・シャッタユニット１０５の駆動を制御する。フォーカスユニット１０７は、ピント調節を行うレンズ（フォーカスレンズ）を含む。フォーカス駆動制御部１０８は、フォーカスユニット１０７の駆動を制御する。ズームユニット１０１、補正レンズユニット１０３、絞り・シャッタユニット１０５、フォーカスユニット１０７は、被写体像を結像させる撮影レンズ内に配置されている。撮影レンズは交換式であっても固定式であってもよい。

撮像部１０９は撮像素子を有し、撮影レンズが結像する光像を電気信号に変換する。撮像信号処理部１１０は、撮像部１０９から出力された電気信号を映像信号に変換する。映像信号処理部１１１は、撮像信号処理部１１０から出力された映像信号を用途に応じて加工する。表示部１１２は、映像信号処理部１１１から出力された信号に基づいて、必要に応じてライブビュー画像の表示を行い、ＥＶＦとして機能する。電源部１１３は、デジタルスチルカメラ１００全体に、用途に応じて電源を供給する。外部入出力端子部１１４は、外部装置やネットワークなどと通信信号及び映像信号を入出力する。操作部１１５は、ユーザがデジタルスチルカメラ１００に様々な指示を入力するボタン、キー、タッチパネルなどの入力デバイス群である。記憶部１１６は映像情報など様々なデータを記憶する。なお、記憶部１１６において、動画のバッファリングに用いる領域と、撮影された静止画および動画を記録する領域とは異なるものとする。

姿勢情報制御部１１７は撮像装置の姿勢（縦位置か横位置か）を判定し、表示部１１２及び映像信号処理部１１１に姿勢情報を提供する。カメラ制御部１１８はデジタルスチルカメラ１００の全体を制御する。カメラ制御部１１８は例えばＣＰＵなどのプログラマブルなプロセッサであって良く、例えば記憶部１１６に記憶された制御プログラムを実行して各部を制御することにより、デジタルスチルカメラ１００の各種機能を実現させる。なお、撮像信号処理部１１０および映像信号処理部１１１の少なくとも一方はカメラ制御部１１８がソフトウェア的に実現してもよい。あるいは、カメラ制御部１１８が実現する機能の少なくとも一部が、ＡＳＩＣや電子回路等のハードウェアで実現されてもよい。

次に、デジタルスチルカメラ１００の主な動作について説明する。
操作部１１５には、振れ補正機能（防振機能）の有効、無効を設定するための防振スイッチが含まれるものとする。防振スイッチにより振れ補正機能が有効なモード（振れ補正モード又は防振モード）が選択されると、カメラ制御部１１８が防振制御部１０４に防振動作の開始を指示する。防振動作の開始を指示された防振制御部１０４は、防振動作の終了が指示がなされるまで防振動作を行う。

また、操作部１１５には、撮影モードを設定するための撮影モード選択スイッチも含まれている。撮影モードには、静止画撮影モード、動画撮影モードに加え、静止画撮影時にその撮影前後（または前のみ、後ろのみ）の所定時間に撮影された動画を自動的に記録する撮影モード（以下、動画付静止画記録モードとよぶ）を選択可能である。設定されている撮影モードに応じて、補正レンズの駆動部材（例えばアクチュエータ）の動作条件を変更することができる。

また、操作部１１５には、押し込み量に応じて第１スイッチ（ＳＷ１）および第２スイッチ（ＳＷ２）が順にオンするように構成されたシャッタレリーズボタンが含まれる。シャッタレリーズボタンは、約半分押し込まれたときにスイッチＳＷ１がオンし、シャッタレリーズボタンが最後まで押し込まれたときにスイッチＳＷ２がオンする構造を有する。スイッチＳＷ１がオンされると、フォーカス駆動制御部１０８が撮像信号処理部１１０又は映像信号処理部１１１で処理された画像からＡＦ評価値を求め、フォーカスユニット１０７を駆動することによりコントラスト方式の自動焦点検出を行う。あるいは、外測センサなどを用いた位相差検出方式による焦点検出を行ってもよい。また、適正な露光量を得るための撮影条件を例えばカメラ制御部１１８が撮像信号処理部１１０又は映像信号処理部１１１で処理された画像から決定する。スイッチＳＷ２がオンされると、絞り・シャッタ駆動制御部１０６が、決定された撮影条件に従って絞り・シャッタユニット１０５を駆動して撮像部１０９を露光し、撮像部１０９が光像を変換した電気信号を出力する。その後、撮像信号処理部１１０でＡ／Ｄ変換処理、色補間処理、ホワイトバランス調整処理、ガンマ補正処理などが行われ、撮像画像データが記憶部１１６に記憶される。

さらに、操作部１１５には動画記録スイッチが含まれる。動画記録スイッチが押下されると記憶部１１６に動画の記録を開始し、記録中に再度動画記録スイッチが押下されると記録を終了する。また、操作部１１５には再生モードを選択出来る再生モード選択スイッチも含まれており、再生モード時にはカメラ制御部１１８から防振制御部１０４を通じて防振動作を停止する。

また操作部１１５には、撮影レンズのズーム変倍を変更する変倍スイッチが含まれる。変倍スイッチにより倍率変更指示が入力されると、カメラ制御部１１８を介して指示を受けたズーム駆動制御部１０２がズームユニット１０１を指示された方向に駆動する。

次に各撮影モードにおける手振れ補正について説明する。
本実施形態のデジタルスチルカメラ１００において、静止画撮影時と動画撮影時で選択されうる手振れ補正機能は異なる。
静止画撮影時には、通常の手持ち撮影に適した手ブレ補正機能が選択され、手持ち撮影時に一般的に生じる角度振れを補正する。この、通常撮影用の手振れ補正は、被写体距離やレンズの焦点距離（画角）に関わらず常に実行される。角度振れは例えば角速度センサを用いて補正量を算出することができる。なお、後述する平行振れ補正機能以外の手ブレ補正機能では、主に角度振れに対してのみ補正が行われる。

平行振れ補正機能は、特定の撮影条件下で通常撮影用の手振れ補正機能よりも強い補正能力を提供する補正機能の１つであり、たとえばマクロ撮影時のように主被写体との距離が近く撮影倍率が大きい時に生じ易い平行振れを補正する。平行振れは例えば加速度センサを用いて測定したカメラに加わる加速度に基づいて補正量を算出することができる。また平行振れ補正機能では角度振れと平行振れの両方の手ブレを補正する。すなわち、平行振れ補正機能は、主にマクロ領域において、カメラの角度振れに加えカメラが平行に動いた時に生じる平行振れも補正する補正機能である。ここで、平行振れ補正機能は静止画撮影時と動画撮影時の両方の撮影モードにおいて選択される。マクロ領域に該当する被写体距離及び撮影倍率は予め定めておくことができる。

次に動画撮影時の手振れ補正機能について述べる。
動画撮影時には、通常の手持ちによる動画撮影における手ブレ補正機能が選択され、ユーザがカメラをある程度しっかり持った時の、手持ち撮影によって生じる角度振れの補正を行う。ここで動画撮影における通常撮影用の手振れ補正機能ではパンニング時の見えを良くするために静止画撮影における通常撮影用の手振れ補正機能とは異なる防振パラメータで補正レンズの駆動を行う。

定点撮影補正機能は特定の撮影条件下で通常撮影用の手振れ補正機能よりも強い補正能力を提供する補正機能の１つである。定点撮影補正機能は主に撮影レンズの焦点距離が望遠側、例えば焦点距離が所定値以上（例えば３５ｍｍ判換算で５０ｍｍ以上）で、かつ手振れ量が所定量以下の小さい範囲で、通常撮影用の手振れ補正機能よりも低い周波数領域で高い補正能力を提供する。定点撮影時にはカメラをしっかりと構えても、体振れなど手振れよりも低域周波数の振れが生じるが、焦点距離が大きいと画角が狭くなるため、低域周波数の振れが特に目立つ。そのため、定点撮影補正機能によって低域周波数の振れに対する補正能力を高める。定点撮影補正機能ではパンニング時の見えの悪さを抑制するより、しっかりと構えた時の体振れ（低域周波数振れ）を補正することを重視し、遠方の被写体をしっかりと止まった状態で撮影することを可能にする。このように、定点撮影補正機能は、望遠側において振れ量が所定量よりも小さい時に、通常撮影用の手振れ補正機能よりも強い補正能力を提供する手振れ補正機能である。

以上様々な手振れ補正機能の例を述べたが、その他の様々な撮影状況に応じて、先述したものに限らず特性が異なる手振れ補正機能を適用するようにすることもできる。また、補正レンズを用いた光学的な手振れ補正に加え、画像合成や振れに応じた画像切り出し位置の変更等、電子的な手振れ補正を組み合わせるようにしてもよい。

図２は、本実施形態のデジタルスチルカメラ１００が行う防振制御処理を説明するフローチャートである。
ここでは、静止画撮影時に撮影前の所定時間に撮影された動画を併せて記録することができる動画付き静止画記録モードにおける防振制御処理について述べる。

まずＳ１０１でカメラ制御部１１８は、操作部１１５によって動画付静止画記録モードが設定されているかどうかを判定する。動画付静止画記録モードに設定されていない時は処理を終了し、操作部１１５のレリーズボタンによる静止画撮影や動画記録スイッチによる動画撮影に応じて、それぞれの撮影モードに適した手振れ補正設定を行う。

具体的には、カメラ制御部１１８は、通常の静止画撮影と動画撮影に対応して予め定められている手振れ補正パラメータ（例えばパン制御や補正レンズの駆動範囲）を防振制御部１０４に設定する。

また、静止画撮影用の手振れ補正設定では通常の角度振れ補正（静止画撮影用）に加え、平行振れ補正も有効とする。平行振れは近接撮影の時など被写体距離が近く（例えば５０ｃｍ以下）撮影倍率が大きい時（あるいはマクロ撮影モードでの撮影時）に振れ量が大きくなるため、そのような条件に合致する場合に補正を有効とする。

また動画撮影用の手ぶれ補正設定でも同様に通常の角度振れ補正機能（動画撮影用）に加え、平行振れ補正機能も有効とする。さらに、撮影レンズの焦点距離が所定値以下（例えば３５ｍｍ判に換算した焦点距離で３５ｍｍ以下）の広角側にある場合に、補正レンズの駆動範囲を拡げて大きな振れを補正可能とする大振れ補正を有効とする。また、定点撮影補正機能も有効とする。大振れ補正や定点撮影補正が行われる条件（被写体距離、撮影レンズの焦点距離など）は、予め定めておくことができるが、変更可能であってもよい。

次に動画付静止画記録モード用の手振れ補正設定について説明する。
図３（ａ）に動画付静止画記録モードの動作概要を示す。動画付静止画記録モードに設定された場合には、撮像部１０９によって連続的に動画撮影を行い、撮像信号処理部１１０の出力する映像信号を記憶部１１６に直近の所定時間分バッファリングする動作を継続している。そして、静止画撮影開始の指示（レリーズスイッチ（ＳＷ２）のオン）が与えられると、カメラ制御部１１８は静止画撮影動作を開始すると共に、記憶部１１６にバッファされた動画データのうち、直近の所定時間ｔ１（例えば５秒）の動画データを記録保存する。これが図３（ａ）の３０１の時間に相当し、ここでは動画バッファリングを行っている。露光中は動画バッファリングは停止し、静止画露光終了後動画のバッファリングを再開する。これが図３（ａ）の３０２の時間に相当し、ここでは動画バッファリングを停止している。

バッファリング中、通常の動画撮影時のように、例えばテレ端で撮影されている場合に定点撮影補正を行ったり、近距離撮影時に平行振れ補正を行ったりすると、通常の角度振れ補正だけの時に比べて補正量が大きくなるため、補正レンズが可動端に移動しやすい。また、動画付静止画記録モードではバッファリングしている一時保存データがどの時点から動画記録されるか、レリーズスイッチ（ＳＷ２）がオンするまで確定しない。

このような状況において、振れ補正制御の効果を強くする平行振れ補正や定点撮影補正機能を行ってしまうと、動画記録開始時に補正レンズが可動端に移動している状態である可能性が高くなる。図３（ｂ）の３１１は、補正レンズが可動端に移動した状態で留まっている区間を示している。

補正レンズが可動端に移動している場合、補正可能な振れに制限が生じる。例えば図３（ｂ）の３１１のどこかで動画記録が開始された場合、振れ補正能力が不十分な状態で撮影された動画が記録されることになる。

図２に戻り、Ｓ１０１で動画付静止画記録モードに設定されていた場合、カメラ制御部１１８はＳ１０２で動画付静止画記録モード用の手振れ補正設定を行う。具体的には、カメラ制御部１１８は、通常の動画記録時における手振れ補正（例えばパン制御や可動範囲）を実行するように防振制御部１０４を設定する。しかし、手振れ補正効果を強くする平行振れ補正や定点撮影補正は実行しないように防振制御部１０４に設定する。

これにより、図３（ｃ）に示すように、動画データのバッファリング中に補正レンズが可動端まで移動する可能性を低減することができる。

手振れ補正パラメータの設定後、カメラ制御部１１８は動画データのバッファリングを開始する（Ｓ１０３）。Ｓ１０４でカメラ制御部１１８はレリーズスイッチ（ＳＷ２）がオンになったかどうかを判定し、オンの場合はＳ１０５で静止画撮影用の手振れ補正パラメータを防振制御部１０４に行う。具体的には、通常の静止画記録用の手振れ補正パラメータに加え、被写体距離に応じて（マクロ撮影のような近距離の場合に）平行振れ補正を行うよう防振制御部１０４に設定する。そして、カメラ制御部１１８は静止画撮影処理を行う（Ｓ１０６）。同時にカメラ制御部１１８は、記憶部１１６にバッファリングされている動画データのうち、レリーズスイッチ（ＳＷ２）がオンになったタイミングより所定時間ｔ１（例えば５秒）遡った時点に対応する動画データを記録保存する。動画データをバッファリングしている領域と動画を記録保存する領域が異なる場合、カメラ制御部１１８は領域間でデータを移動する。

カメラ制御部１１８は、静止画及び動画を記録保存するとＳ１０８に進み、防振制御部１０４を動画付静止画記録モード用の手振れ補正設定に戻し、バッファリングを継続する。

Ｓ１０４でレリーズスイッチ（ＳＷ２）がオンしていなかった場合、カメラ制御部１１８はＳ１０９で動画記録ボタンが押されているかどうかを判定する。動画記録ボタンが押されている場合、カメラ制御部１１８はＳ１１０で動画撮影用の手振れ補正パラメータを防振制御部１０４に設定し、Ｓ１１１で動画撮影及び記録を開始する。

動画記録中に再度動画記録ボタンが押されたことを検出すると、カメラ制御部１１８は動画記録を終了し、Ｓ１１２に進む。Ｓ１１２でカメラ制御部１１８は防振制御部１０４を動画付静止画記録モード用の手振れ補正設定に戻し、動画データのバッファリングを再開する。

以上のように、静止画記録時に併せて記録するための動画をバッファリングしている場合には、特定の撮影条件下で通常の手振れ補正機能よりも強い振れ補正を提供する手振れ補正機能を用いないように手振れ補正機能を設定する。これにより、安定した手振れ補正能力下で撮影された動画を記録することが可能になる。

（他の実施形態）
なお、上述の実施形態では撮像装置として静止画と動画の撮影が可能なデジタルスチルカメラについて説明したが、これに限られるものではない。たとえば、撮影機能を有するゲーム機などの電子機器、撮影機能を有する携帯電話などの通信機器などにも本発明は適用可能であり、同様の効果を得ることができる。

また、上述の実施形態ではレンズシフト型の振れ補正機構についてのみ説明したが、本発明の原理は他の光学的な振れ補正機構、例えばセンサシフト型の振れ補正機構に対しても同様に実施可能である。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (4)

1. 静止画撮影時に、撮影前もしくは撮影後の少なくとも一方における所定時間に撮影された動画を併せて記録する記録モードを有する撮像装置であって、
   前記記録モードが設定されている場合に、連続的に撮影された動画のうち直近の所定時間分をバッファリングする記憶装置と、
   前記撮像装置の振れによる撮像画像の振れを光学的に補正する振れ補正手段と、
   前記振れ補正手段が実行する振れ補正機能を制御する制御手段とを有し、
   前記振れ補正手段が、通常撮影用の手振れ補正機能に加え、特定の撮影条件下で前記通常撮影用の手振れ補正機能よりも強い振れ補正能力を提供する手振れ補正機能を有し、
   前記制御手段は、前記記憶装置に前記バッファリングが行われている場合には、前記通常撮影用の手振れ補正機能よりも強い振れ補正能力を提供する手振れ補正機能を実行しないように前記振れ補正手段を制御することを特徴とする撮像装置。
2. 前記通常撮影用の手振れ補正機能よりも強い振れ補正能力を提供する手振れ補正機能は、前記撮像装置の撮影レンズの焦点距離および被写体との距離の少なくとも一方が予め定められた条件を満たす場合に前記通常撮影用の手振れ補正機能よりも強い振れ補正能力を提供することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記通常撮影用の手振れ補正機能よりも強い振れ補正能力を提供する手振れ補正機能には、被写体距離及び撮影倍率が予め定められたマクロ領域にある場合に撮像装置の平行振れを補正する平行振れ補正機能と、撮影レンズの焦点距離が所定値以上で前記撮像装置の角度振れが所定値以下の範囲にある場合に前記通常撮影用の手振れ補正機能よりも低い周波数領域での補正能力を高める定点撮影補正機能の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
4. 撮像装置の制御方法であって、
   前記撮像装置は、
   静止画撮影時に、撮影前もしくは撮影後の少なくとも一方における所定時間に撮影された動画を併せて記録する記録モードが設定されている場合に、連続的に撮影された動画のうち直近の所定時間分をバッファリングする記憶装置と、
   前記撮像装置の振れによる撮像画像の振れを光学的に補正する振れ補正手段と、を有し、
   前記撮像装置の制御方法が、
   制御手段が、前記振れ補正手段が実行する振れ補正機能を制御する制御工程を有し、
   前記振れ補正手段が、通常撮影用の手振れ補正機能に加え、特定の撮影条件下で前記通常撮影用の手振れ補正機能よりも強い振れ補正能力を提供する手振れ補正機能を有し、
   前記制御工程において前記制御手段は、前記記憶装置に前記バッファリングが行われている場合には、前記通常撮影用の手振れ補正機能よりも強い振れ補正能力を提供する手振れ補正機能を実行しないように前記振れ補正手段を制御することを特徴とする撮像装置の制御方法。

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