JP2015064714A - 遠隔操作装置、遠隔操作方法、および遠隔操作プログラム - Google Patents

遠隔操作装置、遠隔操作方法、および遠隔操作プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】 遠隔操作の操作性能を向上させることが可能となる。【解決手段】 遠隔操作装置は、所定領域を撮影し、複数の静止画像データからなる撮影データを出力するカメラモジュールと、静止画像データ毎に、特定人物の顔の有無を判断し、顔の有無を示す顔有無情報と顔の位置を示す顔位置情報とを含む顔識別情報を生成する顔識別部と、顔有無情報を監視し、顔有無情報に顔有りを示す値がセットされていることを検出すると、顔位置情報に基づいて、所定の作成時間内における顔の顔軌を示す顔軌跡情報の作成を開始し、作成された顔軌跡情報が基準ジェスチャパターンと一致するか否かを判定し、一致した基準ジェスチャパターンを決定ジェスチャ情報として出力するジェスチャ判定部と、決定ジェスチャ情報に対応する遠隔操作を特定し、遠隔操作対象の機器に対して、特定した遠隔操作を実行させるための指示を出力する制御部と、を備える。【選択図】 図1

Description

本発明は、操作対象の機器を遠隔操作する遠隔操作装置、遠隔操作方法、および遠隔操作プログラムに関する。
遠隔で操作される機器が知られている。たとえば、カメラは、リモコン、あるいは、設定した時間に所定の操作が自動的に実行されるセルフタイマによって遠隔操作される。
リモコンの場合、操作性能上の問題は、特に無い。しかしながら、撮影者はリモコンを常にカメラとともに携帯する手間を強いられる。また、リモコンの場合、リモコンを家に置き忘れたり紛失したりするリスクがある。すなわち、リモコンの場合、管理上の問題がある。
これに対して、セルフタイマの場合、リモコンのような特別な機器は不要でありカメラへの設定のみで実現できるため、管理上気を配る点は無い。しかしながら、セルフタイマの場合、設定した時間の到来時のみに操作が実行される。たとえば、操作が“撮影”であった場合、撮影者が希望するタイミングと設定した時間とが常に一致するとは限らない。タイミングが一致しない場合、撮影者は所望する画像を得ることができない可能性がある。さらに、セルフタイマの場合、設定を変更する度に遠隔操作位置とカメラの間を往復しなければならない。すなわち、セルフタイマの操作性能は、直接操作の操作性能に較べて明らかに劣る。
そこで、操作性能が高く且つ管理上特に気を配る必要が無い遠隔操作方法が要望されている。
特許文献1には、撮像装置から取得した動画像データからユーザの頭部の時間変化(頭部ジェスチャ)を検出し、検出された頭部ジェスチャに対応した処理を実行することが記載されている。
特開2010−191826号公報(ページNo.5、図1、図5)
特許文献1の場合、ジェスチャの検出対象となる人は特定されていない。従って、特許文献1の場合、任意の人、すなわち、撮影者以外の人のジェスチャも検出対象となってしまう。
カメラ撮影において、たとえば、記念撮影のように、撮影者を含む集団を撮影する場面がある。このような場面において、特許文献1の技術によりカメラを遠隔操作させた場合、以下のような問題が生じる。
カメラの調整あるいは撮影のために撮影者がジェスチャを行う期間内に他の人の頭部が完全に静止しているとは限らない。たとえば、撮影者の頭部が静止している段階で他の人の頭部の動きが所定のジェスチャと一致してしまった場合、そのジェスチャに対応した処理が実行されてしまう。この場合、期待する処理と全く異なる処理が実行されるか、または、期待と異なるタイミングにて処理が実行される虞がある。あるいは、撮影者と他の人が同時に異なるジェスチャをした場合、判断に混乱が生じ、場合によっては他の人のジェスチャが採用されてしまう虞がある。すなわち、特許文献1の技術により行われるカメラ遠隔操作の操作性能は、直接操作の操作性能のレベルに到達しているとは言い難い。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、遠隔操作の操作性能を向上させることが可能な遠隔操作装置、遠隔操作方法、および遠隔操作プログラムを提供することを目的とする。
本発明の遠隔操作装置は、所定領域を撮影し、複数の静止画像データからなる撮影データを出力するカメラモジュールと、前記静止画像データ毎に、特定人物の顔の有無を判断し、前記顔の有無を示す顔有無情報と前記顔の位置を示す顔位置情報とを含む顔識別情報を生成する顔識別部と、前記顔有無情報を監視し、前記顔有無情報に顔有りを示す値がセットされていることを検出すると、前記顔位置情報に基づいて、所定の作成時間内における前記顔の顔軌を示す顔軌跡情報の作成を開始し、作成された前記顔軌跡情報が基準ジェスチャパターンと一致するか否かを判定し、一致した基準ジェスチャパターンを決定ジェスチャ情報として出力するジェスチャ判定部と、前記決定ジェスチャ情報に対応する遠隔操作を特定し、遠隔操作対象の機器に対して、特定した前記遠隔操作を実行させるための指示を出力する制御部と、を備える。
本発明の遠隔操作方法は、所定領域を撮影し、複数の静止画像データからなる撮影データを出力し、前記静止画像データ毎に、特定人物の顔の有無を判断し、前記顔の有無を示す顔有無情報と前記顔の位置を示す顔位置情報とを含む顔識別情報を生成し、前記顔有無情報を監視し、前記顔有無情報に顔有りを示す値がセットされていることを検出すると、前記顔位置情報に基づいて、所定の作成時間内における前記顔の顔軌を示す顔軌跡情報の作成を開始し、作成された前記顔軌跡情報が基準ジェスチャパターンと一致するか否かを判定し、一致した基準ジェスチャパターンを決定ジェスチャ情報として出力し、前記決定ジェスチャ情報に対応する遠隔操作を特定し、遠隔操作対象の機器に対して、特定した前記遠隔操作を実行させるための指示を出力することを特徴とする。
本発明の遠隔操作プログラムは、遠隔操作装置のコンピュータに、所定領域を撮影し、複数の静止画像データからなる撮影データを出力する処理と、前記静止画像データ毎に、特定人物の顔の有無を判断し、前記顔の有無を示す顔有無情報と前記顔の位置を示す顔位置情報とを含む顔識別情報を生成する処理と、前記顔有無情報を監視し、前記顔有無情報に顔有りを示す値がセットされていることを検出すると、前記顔位置情報に基づいて、所定の作成時間内における前記顔の顔軌を示す顔軌跡情報の作成を開始し、作成された前記顔軌跡情報が基準ジェスチャパターンと一致するか否かを判定し、一致した基準ジェスチャパターンを決定ジェスチャ情報として出力する処理と、前記決定ジェスチャ情報に対応する遠隔操作を特定し、遠隔操作対象の機器に対して、特定した前記遠隔操作を実行させるための指示を出力する処理と、を実行させるためのプログラムである。
本発明によれば、遠隔操作の操作性能を向上させることが可能となる。
本発明の第1の実施形態に係る遠隔操作装置の構成例を示すブロック図である。 撮影データAの構成例を示す図である。 顔識別情報Bの構成例を示す図である。 顔軌跡情報Cの概念図である。 ジェスチャ判定部の動作例を説明するフローチャートである。 発明の課題を解決するための必須の要素のみで構成された遠隔操作装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の第2の実施形態に係る遠隔操作装置の構成例を示すブロック図である。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る遠隔操作装置10の構成例を示すブロック図である。遠隔操作装置10は、カメラモジュール12と、顔識別部14と、ジェスチャ判定部16と、制御部18と、記憶部20と、報知部22と、を備える。
カメラモジュール12は、遠隔操作する人(特定人物)を含む領域を撮影し、撮影データAとして出力する。図2は、撮影データAのデータ構成例を示す図である。撮影データAは、上記領域を撮影した複数の静止画像データA1〜An(nは正の整数)により構成される。
また、カメラモジュール12は、特定人物による遠隔操作対象の一つである。操作内容としては、たとえば、「撮影」や「フォーカス制御」を挙げることができる。
顔識別部14は、撮影データAを入力し、静止画像データA1〜An毎に特定人物の顔の有無を判断し、静止画像データA1〜Anにおける、特定人物の顔の有無を示す顔有無情報B1と、顔の位置を示す顔位置情報B2とを含む顔識別情報Bを生成する。図3は、顔識別情報Bのデータ構成例を示す図である。
詳細には、先ず、顔識別部14は、静止画像データA1〜Anから顔を抽出する。顔識別部14における顔抽出処理は、既存の技術によって実行されてもよい。たとえば、顔の輪郭に対応した基準テンプレートを用いたテンプレートマッチングによって顔を検出する方法や、肌の色に近い領域を検出し、その領域を顔領域とする方法等を挙げることができる。
次いで、顔識別部14は、抽出された顔の特徴データ(第1顔特徴データ)を算出する。顔識別部14は、第1顔特徴データと、予め登録された特定人物の顔の特徴データ(第2顔特徴データ)とを比較する。第1顔特徴データと第2顔特徴データとが一致した場合、顔識別部14は、検出対象となった静止画像データA1〜Anに対応する顔識別情報Bの顔有無情報B1に“顔有り”を示す値をセットするとともに抽出された顔の位置を顔位置情報B2にセットする。第1顔特徴データと第2顔特徴データとが一致しない場合、顔識別部14は、顔有無情報B1に“顔無し”を示す値をセットする。“顔無し”の場合の顔位置情報B2の値は、無意味なデータ(null data)である。
上記において、顔位置情報B2にセットされる情報は、顔領域内の任意の位置、たとえば、顔領域の中心の座標情報である。
なお、“顔特徴データ”とは個人を識別可能な身体的(この場合、顔)な特徴データ、たとえば、目、鼻、口、耳の各位置の関係を示すデータ、あるいは、顔幅、顔の長さ、額の長さの比率データ等である。
また、第2顔特徴データは、遠隔操作を行う前に、予め、たとえば、記憶部20に格納されているものとする。
ジェスチャ判定部16は、顔有無情報B1を監視し、顔有無情報B1に“顔有り”を示す値がセットされていることを検出すると、顔位置情報B2に基づいて、顔の顔軌を示す顔軌跡情報C(複数の顔位置情報B2をプロットした情報)の作成を開始する。顔軌跡情報Cの作成は、所定の作成時間Tが経過するまで継続される。
図4は、顔軌跡情報Cの概念図である。図4において、顔軌跡情報Cの一例が破線で示される。図4では、顔が上方向に移動した後に右方向に移動するジェスチャ(“逆L字ジェスチャ”と呼ぶ)の例が示されている。
ジェスチャ判定部16は、作成時間Tが経過すると、顔軌跡情報Cの作成を停止する。ここで、顔軌跡情報Cが確定する。そして、ジェスチャ判定部16は、作成された顔軌跡情報Cが、基準ジェスチャパターン(基準顔軌跡情報)と一致するか否かを判定し、一致した基準ジェスチャパターンを決定ジェスチャ情報Dとして出力する。軌跡同士が一致しているか否かの判定については、たとえば、公知の技術を採用することができる。
なお、基準ジェスチャパターンは、遠隔操作を行う前に、予め、たとえば、記憶部20に格納されているものとする。基準ジェスチャパターンは、単数であっても複数であってもよい。
また、決定ジェスチャ情報Dの情報形式は、ジェスチャそのものを示す名前情報(たとえば、上記“逆L字ジェスチャ”)であってもよいし、ジェスチャに対応した数字情報(たとえば、逆L字ジェスチャを示す“1”)であってもよい。
また、作成時間Tは、あくまで任意の時間であるが、たとえば、移動量が最も大きいジェスチャの推定実行時間以上の時間に設定すると、ジェスチャの途切れ、および操作レスポンス(ジェスチャから遠隔操作が実行されるまでの時間間隔)の長期化を回避することができる。
制御部18は、ジェスチャ判定部16から決定ジェスチャ情報Dを受信する。制御部18は、決定ジェスチャ情報Dに対応する遠隔操作を特定する。たとえば、基準ジェスチャパターンと遠隔操作とを1対1に対応付けた遠隔操作検索テーブルを、予め記憶部20に格納しておく。制御部18は、決定ジェスチャ情報Dをキーに遠隔操作検索テーブルをサーチし、遠隔操作を特定する。制御部18は、特定した遠隔操作の実行対象である機器に対して、当該遠隔操作を実行させるための指示Eを出力する。
本実施形態では、遠隔操作の実行対象である機器がカメラモジュール12である場合を例に挙げる。たとえば、特定人物により行われたジェスチャが「撮影」を示すジェスチャであった場合、制御部18は、カメラモジュール12に対して、撮影を指示する指示Eを出力する。上記指示Eを受信したカメラモジュール12は、撮影を実行する。
一方、特定人物により行われたジェスチャが「フォーカス制御」を示すジェスチャであった場合、制御部18は、カメラモジュール12に対して、フォーカス制御を指示する指示Eを出力する。上記指示Eを受信したカメラモジュール12は、フォーカス制御を実行する。
記憶部20は、上述の、第2顔特徴データ、基準ジェスチャパターン、遠隔操作検索テーブル等を記憶する。
報知部22は、特定人物に対して、ジェスチャ判定期間中であるか否かを報知する。報知部22は、視覚的に報知する手段、音で報知する手段、あるいはこれらの組み合わせによって構成される。視覚的に報知する手段の例としては、たとえば、LED(Light Emitting Diode)や液晶表示装置を挙げることができる。音で報知する手段の例としては、たとえば、スピーカを挙げることができる。報知部22は、ジェスチャ判定部16の制御によって動作する。具体的には、報知部22は、特定人物の顔が撮影領域内に登場してから(すなわち、顔有無情報B1に“顔有り”を示す値がセットされていることが検出されてから)“報知状態”となり、作成時間T経過後に“報知停止状態”となる。
図5は、第1の実施形態におけるジェスチャ判定部16の動作例を説明するフローチャートである。なお、ジェスチャ判定部16以外の構成要素の動作については、上記構成についての説明を代用し、以下での説明を省略する。また、図5は、ジェスチャ判定部16の動作を説明するものであるため、顔識別情報Bの入力については明示されていないが、少なくともステップS1〜S4の間、顔識別部14からの顔識別情報Bは、ジェスチャ判定部16に対して継続的に入力している。
ジェスチャ判定部16は、顔識別部14から受信した顔識別情報Bの顔有無情報B1に“顔有り”を示す値がセットされているか否かを判定する(ステップS1)。
顔有無情報B1に“顔有り”を示す値がセットされていない場合(ステップS1においてNo判定)、ジェスチャ判定部16は、ステップS1の処理を再度実行する(すなわち、顔検出部14から次の静止画像データA1〜Anについての顔識別情報Bを入力し、同様のチェックを実行する)。
顔有無情報B1に“顔有り”を示す値がセットされていた場合(ステップS1においてYes判定)、ジェスチャ判定部16は、顔位置情報B2に基づいて、顔軌跡情報Cの作成を開始する(ステップS2)。ジェスチャ判定部16は、作成時間Tが経過したか否かを判定する(ステップS3)。作成時間Tが経過していない場合(ステップS3においてNo判定)、ステップS3の処理が再度実行される。
作成時間Tが経過した場合(ステップS3においてYes判定)、ジェスチャ判断部16は、顔軌跡情報Cの作成を停止する(ステップS4)。ここで、顔軌跡情報Cが確定する。
ジェスチャ判定部16は、作成された顔軌跡情報Cが基準ジェスチャパターンと一致するか否かを判定する(ステップS5)。
顔軌跡情報Cが基準ジェスチャパターンと一致しない場合(ステップS5においてNo判定)、ジェスチャ判定部16は、必要に応じてエラー処理(たとえば、未定義ジェスチャとしての処理)を実行し(図5において不図示)、次のジェスチャを検出するためにステップS1の処理を再実行する。
顔軌跡情報Cが基準ジェスチャパターンと一致する場合(ステップS5においてYes判定)、ジェスチャ判定部16は、一致した基準ジェスチャパターンを、決定ジェスチャ情報Dとして制御部18へ出力する(ステップS6)。
以上説明した第1の実施形態において、ジェスチャ判定部16は、作成期間Tにおける顔の位置の軌跡に基づいて作成された顔軌跡情報Cが、遠隔操作するために行われたジェスチャか否かを判定する。この場合、顔軌跡情報Cは、特定人物の顔が識別された場合(具体的には、顔有無情報B1に“顔有り”を示す値がセットされている場合)にのみ作成される。
従って、特定人物がジェスチャを行う期間内に、たとえば、特定人物の顔が静止している段階で他の人物の顔の動きが所定のジェスチャと一致してしまった場合や、特定人物と他の人物が同時に異なるジェスチャをした場合であっても、他の人物のジェスチャは、排除される。従って、特許文献1のように、ジェスチャの判定に混乱が生じ、場合によって他の人物のジェスチャが採用されてしまう事態を防ぐことができる。
すなわち、以上説明した第1の実施形態は、遠隔操作の操作性能を向上させることが可能となる。
なお、作成時間T内においてジェスチャが完了しなかった場合、一般的には、ジェスチャ判定部16におけるジェスチャパターン比較処理にて不一致となる。ただし、軌跡の末端部分の僅かな欠落など、事実上ジェスチャが正常終了しているとみなすことができる場合もある。従って、ジェスチャ判定部16におけるジェスチャパターン比較の許容度を適宜変更し、上記ジェスチャのように一定以上類似しているジェスチャをエラーとして処理するのではなく、正しいジェスチャと判断する構成とすることもできる。
また、第1の実施形態では、ジェスチャによる遠隔制御対象となる機器をカメラモジュール12である場合を例に挙げた。しかしながら、これはあくまで一例であって、遠隔制御対象となる機器は、カメラモジュール12に限定されない。
また、第1の実施形態では、遠隔制御対象となる機器(すなわち、カメラモジュール12)が遠隔操作装置10内の機器である場合を例に挙げたが、遠隔制御対象となる機器は、遠隔操作装置10の外部に存在していてもよい。ただし、この場合、遠隔制御対象となる機器は、制御部18から指示Eを受信できる環境下(すなわち、所定の通信網により制御部18と接続されている状態)にある必要がある。
また、図1において、記憶部20と報知部22は、発明の課題を解決するための必須の要素でない。図6は、発明の課題を解決するための必須の要素のみで構成された遠隔操作装置50の構成例を示すブロック図である。なお、図6に示す各要素の構成及び動作は図1で示したとおりである。従って、図6において図1と同一の符号を付与するとともにそれらの説明については省略する。
[第2の実施形態]
図7は、本発明の第2の実施形態に係る遠隔操作装置100の構成例を示すブロック図である。遠隔操作装置100は、CPU(Central Processing Unit)102と、メモリ104と、を備える。
メモリ104は、遠隔操作プログラム200を記憶する。遠隔操作プログラム200は、CPU102によって実行される。メモリ104の例としては、非一時的な記憶手段、たとえば、ROM(Read Only Memory)、ハードディスク、リムーバブルメディア、あるいはリムーバブルディスク等を挙げることができる。
遠隔操作プログラム200は、CPU102に、以下の第1〜第4の処理を実行させるためのプログラムである。
第1の処理は、所定領域を撮影し、複数の静止画像データからなる撮影データを出力する処理である。
第2の処理は、静止画像データ毎に、特定人物の顔の有無を判断し、顔の有無を示す顔有無情報と顔の位置を示す顔位置情報とを含む顔識別情報を生成する処理である。
第3の処理は、顔有無情報を監視し、顔有無情報に顔有りを示す値がセットされていることを検出すると、顔位置情報に基づいて、所定の作成時間内における顔の顔軌を示す顔軌跡情報の作成を開始し、作成された顔軌跡情報が基準ジェスチャパターンと一致するか否かを判定し、一致した基準ジェスチャパターンを決定ジェスチャ情報として出力する処理である。
第4の処理は、決定ジェスチャ情報に対応する遠隔操作を特定し、特定した遠隔操作の実行対象である機器に対して、当該遠隔操作を実行させるための指示を出力する処理である。
第1、第2、および第4の処理は、図1で説明した各構成要素の処理に対応し、第3の処理は、図5のフローチャートで示される処理(ステップS1〜S6)に対応する。
以上説明した第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、遠隔操作の操作性能を向上させることが可能となる。
10 遠隔操作装置
12 カメラモジュール
14 顔識別部
16 ジェスチャ判定部
18 制御部
20 記憶部
22 報知部
50 遠隔操作装置
100 遠隔操作装置
102 CPU
104 メモリ
200 遠隔操作プログラム
A 撮影データ
A1〜An 静止画像データ
B 顔識別情報
B1 顔有無情報
B2 顔位置情報
C 顔軌跡情報
D 決定ジェスチャ情報
E 指示

Claims (7)

  1. 所定領域を撮影し、複数の静止画像データからなる撮影データを出力するカメラモジュールと、
    前記静止画像データ毎に、特定人物の顔の有無を判断し、前記顔の有無を示す顔有無情報と前記顔の位置を示す顔位置情報とを含む顔識別情報を生成する顔識別部と、
    前記顔有無情報を監視し、前記顔有無情報に顔有りを示す値がセットされていることを検出すると、前記顔位置情報に基づいて、所定の作成時間内における前記顔の顔軌を示す顔軌跡情報の作成を開始し、作成された前記顔軌跡情報が基準ジェスチャパターンと一致するか否かを判定し、一致した基準ジェスチャパターンを決定ジェスチャ情報として出力するジェスチャ判定部と、
    前記決定ジェスチャ情報に対応する遠隔操作を特定し、遠隔操作対象の機器に対して、特定した前記遠隔操作を実行させるための指示を出力する制御部と
    を備えることを特徴とする遠隔操作装置。
  2. 前記顔識別部は、前記静止画像データから顔を抽出し、抽出した顔の特徴データである第1顔特徴データを算出し、前記第1顔特徴データと、前記特定人物の顔の特徴を示す第2顔特徴データとを比較し、前記第1顔特徴データと前記第2顔特著データとが一致した場合、前記顔有無情報に顔有りを示す値をセットするとともに一致した前記顔の位置を前記顔位置情報にセットすることを特徴とする請求項1記載の遠隔操作装置。
  3. 前記作成時間は、移動量が最も大きいジェスチャの推定実行時間以上の時間に設定されることを特徴とする請求項2記載の遠隔操作装置。
  4. 前記遠隔操作対象の機器は、前記カメラモジュールであることを特徴とする請求項1−3のいずれか1項に記載の遠隔操作装置。
  5. 報知部を更に備え、
    前記ジェスチャ判定部は、前記報知部の状態を、前記顔有無情報に顔有りを示す値がセットされていることが検出された際に報知状態とし、前記作成時間が経過した際に報知停止状態することを特徴とする請求項1−4のいずれか1項に記載の遠隔操作装置。
  6. 所定領域を撮影し、複数の静止画像データからなる撮影データを出力し、
    前記静止画像データ毎に、特定人物の顔の有無を判断し、前記顔の有無を示す顔有無情報と前記顔の位置を示す顔位置情報とを含む顔識別情報を生成し、
    前記顔有無情報を監視し、前記顔有無情報に顔有りを示す値がセットされていることを検出すると、前記顔位置情報に基づいて、所定の作成時間内における前記顔の顔軌を示す顔軌跡情報の作成を開始し、作成された前記顔軌跡情報が基準ジェスチャパターンと一致するか否かを判定し、一致した基準ジェスチャパターンを決定ジェスチャ情報として出力し、
    前記決定ジェスチャ情報に対応する遠隔操作を特定し、遠隔操作対象の機器に対して、特定した前記遠隔操作を実行させるための指示を出力する
    ことを特徴とする遠隔操作方法。
  7. 遠隔操作装置のコンピュータに、
    所定領域を撮影し、複数の静止画像データからなる撮影データを出力する処理と、
    前記静止画像データ毎に、特定人物の顔の有無を判断し、前記顔の有無を示す顔有無情報と前記顔の位置を示す顔位置情報とを含む顔識別情報を生成する処理と、
    前記顔有無情報を監視し、前記顔有無情報に顔有りを示す値がセットされていることを検出すると、前記顔位置情報に基づいて、所定の作成時間内における前記顔の顔軌を示す顔軌跡情報の作成を開始し、作成された前記顔軌跡情報が基準ジェスチャパターンと一致するか否かを判定し、一致した基準ジェスチャパターンを決定ジェスチャ情報として出力する処理と、
    前記決定ジェスチャ情報に対応する遠隔操作を特定し、遠隔操作対象の機器に対して、特定した前記遠隔操作を実行させるための指示を出力する処理と
    を実行させるための遠隔操作プログラム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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