JP3431494B2 - ビデオ画像品質の評価方法 - Google Patents
ビデオ画像品質の評価方法Info
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- Biomedical Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Image Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、ビデオ画
像信号のテスト及び測定、特に、空間的な位置を用いた
ビデオ画像品質評価方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】ビデオ画像信号内のビデオ品質の劣化を
測定するには、その劣化の主観的（subjective）測定及
び客観的（objective）測定の両方が行われている。主
観的測定においては、人間が、オリジナルのビデオ画像
信号と、損傷を受けたビデオ画像信号とを視覚的に比較
して評価する。客観的な品質測定は、損傷を受けたビデ
オ画像信号をそのオリジナル・ビデオ画像信号と比較す
ることにより行う。この比較では、ビデオ画像信号をビ
ット・マップ形式に変換し、相互の振幅利得、オフセッ
ト及び空間シフトを調整し、これら信号をある形式でろ
波し、ろ波した信号を互いに減算し、更にろ波し、その
結果をエラー・マップ又はこれらマップから得た統計と
して示す処理などを行う。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】主観的な測定方法は、
再現性及び一貫性に関して欠点がある。客観的方法は、
機械的であり、観察者が注意を払う領域（「注意要
素」）と、観察者がそれ程注意を払わない領域との間で
区別することができない。 【０００４】本願出願人に譲渡されたボジダー・ジャン
コ及びジョン・エドワードの米国特許出願「ビデオ品質
劣化の客観的測定における留意マップ」では、人間の顔
などの特定の内容要素を分離し、かかる要素の品質重み
付けを大きくする方法を用いて、ビデオ画像内容を基準
とした画像品質を求めている。しかし、この方法は、画
像内のどの要素により多くの重み付けをするかを手動的
に入力したり、総ての画像に対するかかる決定を行う特
定の処理アルゴリズムが必要となった。 【０００５】ビデオ画像のある部分が、他よりも重要な
情報を含んでいるかもしれないということは周知であ
る。ビデオ業界では、いわゆる「セーフ画像」及び「セ
ーフ・タイトル」領域を用いており、その中では、番組
の重要な要素が一般的にカメラにより捕捉されたり、タ
イトルが含まれる。本質的には、セーフ領域がスクリー
ンの中央部分を定める。すなわち、ビデオ画像の周辺部
は、セーフ領域の外となる。 【０００６】注意力によるマップではなく空間的位置を
用いて、ビデオ画像品質評価を行う簡単な方法が望まれ
ている。 【０００７】したがって、本発明は、空間的位置を用い
て、ビデオ画像品質を評価する方法の提供にある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明によれば、ビデオ
画像を複数の幾何学的区分に分割し；品質測定しきい値
が各区分毎に特定の値である区分重み付けマップを発生
し；ビデオ画像と、対応テスト・ビデオ画像とを比較し
て、各区分毎の品質エラー値を発生し；品質エラー値が
区分重み付けマップからの特定の品質測定しきい値と等
しいか又は大きい区分の品質エラー値を表示することを
特徴とする。 【０００９】本発明の目的、利点及び新規な特徴は、添
付図を参照した以下の説明から明らかになろう。 【００１０】 【発明の実施の形態】図１は、本発明により画像品質評
価を行うテスト及び測定機器のブロック図である。テス
ト及び試験機器１０は、パーソナル・コンピュータ・イ
ンタフェース（ＰＣＩ）アーキテクチャを基本としてい
る。パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）１２は、ランダ
ム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）１６を含んだ中央処理
装置（ＣＰＵ）１４を具えている。パーソナル・コンピ
ュータ１２は、典型的には、フロッピー・ディスク・ド
ライブ１８と、ＣＤ−ＲＯＭドライブ２０と、ハード・
ディスク・ドライブ２１と、インタフェース・ポート２
２とを具えている。このインタフェース・ポート２２に
より、例えば、マウス、キーボード、プリンタなどが接
続される。パーソナル・コンピュータ１２は、ＰＣＩバ
ス２４に接続される。このＰＣＩバス２４には、ＰＣＩ
と両立できる他のプラグイン・カードを結合してもよ
い。この実施例のテスト及び試験機器１０では、デジタ
ル信号処理（ＤＳＰ）ボードをＰＣＩバス２４に接続で
きる。かかるボードは、捕捉／分析部分２６と、オプシ
ョン（選択的に使用する）としての発生器部分２８とを
具えている。また、ＰＣＩバス２４に、エンコーダ３０
を結合して、直列ビデオ信号を複合ビデオ信号に変換し
たり、デコーダ３２を結合して、複合ビデオ信号を直列
ビデオ信号に変換することができる。なお、これらカー
ド２６、２８、３０及び３２の動作は、所定の測定評価
ソフトウェアに応じて、パーソナル・コンピュータ１０
により制御される。 【００１１】このＤＳＰボードは、捕獲／分析部分２６
内に、ランダム・アクセス・メモリ（ＳＤＲＡＭ）３４
を具えており、このＳＤＲＡＭは、テスト・シーケンス
・ファイル３６と、捕獲シーケンス・ファイル３８とを
含んでいる。発生器部分２８は、発生したテスト・シー
ケンス・フィルタ４２を記憶したＳＤＲＡＭ４０も含ん
でいる。動作において、テスト・シーケンスは、信号源
から捕捉してもよいし、テスト・シーケンス・ファイル
３６に蓄積されたものでもよい。また、このテスト・シ
ーケンスは、テスト・シーケンス・ファイル４２から新
たに発生したものでもよい。例えば、発生器部分２８か
ら「テスト出力」であるビデオ・テスト・シーケンスが
入力された被試験システムから、この入力ビデオ・テス
ト・シーケンスに対応するビデオ画像シーケンスを捕獲
／分析部分２６が「６０１入力（直列デジタル・ビデオ
・シーケンス）」として捕捉し、捕捉シーケンス・ファ
イル３６に蓄積される。次に、ＤＳＰは、妥当に気が付
く差（just noticable difference:ＪＮＤ）の測定や、
電力信号対ノイズ比（ＰＳＮＲ）測定の如き所望測定に
応じて、テスト・シーケンス・ファイル４２（又は３
６）及び捕捉シーケンス・ファイル３８の内容を比較す
る。この比較結果である「測定出力」を、表示用の出力
として発生する。 【００１２】点線で示すように、テスト・シーケンス・
ファイル４２から発生したビデオ・テスト・シーケンス
をエンコーダ３０に入力して、逆直列化（即ち、並列
化）し、外部からの同期基準を基にゲン・ロック（ＧＥ
Ｎ ＬＯＣＫ）回路からの同期信号に応じて、並列信号
のテスト・シーケンスをエンコードし、適切なモニタ上
に表示する複合ビデオ信号を発生してもよい。また、被
試験システムからの複合ビデオ信号をデコーダ３２に入
力して、フィルタ処理、Ａ／Ｄ変換、デコード、並列／
直列変換をした後、「６０１出力」として、捕獲／分析
部分２６に供給してもよい。 【００１３】図２は、本発明による画像品質評価用の区
分重み付けマップを示す図である。各ビデオ画像は、複
数の幾何学的区分（セグメント）に分割されている。図
では、便宜上、矩形区分として示す。これら区分は、任
意の水平及び垂直寸法となる複数の矩形のマトリクスを
形成する。画像品質評価は、ＪＮＤやＰＳＮＲなどの適
切な尺度を用いて、各区分ごとに計算される。品質測定
測定値を各区分に割り当てるので、例えば、図２に示す
ように、中央区分は、１の如き低エラーしきい値を受
け、これらの周りの周辺部は、より大きなエラーしきい
値を受けて、区分重み付けマップを形成する。なお、こ
れらエラーしきい値は、被測定画像に応じて適切に設定
される。テスト・シーケンス・ファイル３６又は４２の
内容と捕捉シーケンス・ファイル３８の内容との比較に
より発生したエラー値を、この区分重み付けマップで決
まる対応しきい値と比較する。例として、いくつかの区
分エラー値を図３に示す。このエラー値が区分重み付け
マップ内のしきい値よりも小さいと、エラー表示内の結
果の部分は、図４に示すように、ゼロ・エラーを有する
ように表示される。エラー値が、しきい値と等しいか大
きいと、このエラー値は、各区分用に、捕捉／分析部分
２６からの測定出力により、表示器上に示される。表示
器は、パーソナル・コンピュータに接続されたものを利
用してもよいし、専用の表示器でもよい。なお、これ
ら、動作は、パーソナル・コンピュータ１０の制御によ
り、ＤＳＰ自体が行ってもよいし、パーソナル・コンピ
ュータ１０自体が行ってもよい。 【００１４】上述の例では、説明を簡単にするため矩形
区分について記載したが、任意の大きさの幾何学的画像
区分を用いて、画像上に任意に配置してもよい。上述の
しきい値重み付けを、かかる区分に適用してもよい。 【００１５】 【発明の効果】したがって、本発明の画像品質評価で
は、ビデオ画像を複数の任意の幾何学的区分に分割し、
各区分に対して品質エラーを見つけ、そのエラーを、区
分ごとの重み付けマップと比較する。特定の区分が低い
しきい値を有し、他の区分が高いしきい値である。エラ
ーの比較結果としきい値に応じて、エラー表示を行う。
よって、空間的位置を用いて、画像品質を簡単に評価で
きる。
像信号のテスト及び測定、特に、空間的な位置を用いた
ビデオ画像品質評価方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】ビデオ画像信号内のビデオ品質の劣化を
測定するには、その劣化の主観的（subjective）測定及
び客観的（objective）測定の両方が行われている。主
観的測定においては、人間が、オリジナルのビデオ画像
信号と、損傷を受けたビデオ画像信号とを視覚的に比較
して評価する。客観的な品質測定は、損傷を受けたビデ
オ画像信号をそのオリジナル・ビデオ画像信号と比較す
ることにより行う。この比較では、ビデオ画像信号をビ
ット・マップ形式に変換し、相互の振幅利得、オフセッ
ト及び空間シフトを調整し、これら信号をある形式でろ
波し、ろ波した信号を互いに減算し、更にろ波し、その
結果をエラー・マップ又はこれらマップから得た統計と
して示す処理などを行う。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】主観的な測定方法は、
再現性及び一貫性に関して欠点がある。客観的方法は、
機械的であり、観察者が注意を払う領域（「注意要
素」）と、観察者がそれ程注意を払わない領域との間で
区別することができない。 【０００４】本願出願人に譲渡されたボジダー・ジャン
コ及びジョン・エドワードの米国特許出願「ビデオ品質
劣化の客観的測定における留意マップ」では、人間の顔
などの特定の内容要素を分離し、かかる要素の品質重み
付けを大きくする方法を用いて、ビデオ画像内容を基準
とした画像品質を求めている。しかし、この方法は、画
像内のどの要素により多くの重み付けをするかを手動的
に入力したり、総ての画像に対するかかる決定を行う特
定の処理アルゴリズムが必要となった。 【０００５】ビデオ画像のある部分が、他よりも重要な
情報を含んでいるかもしれないということは周知であ
る。ビデオ業界では、いわゆる「セーフ画像」及び「セ
ーフ・タイトル」領域を用いており、その中では、番組
の重要な要素が一般的にカメラにより捕捉されたり、タ
イトルが含まれる。本質的には、セーフ領域がスクリー
ンの中央部分を定める。すなわち、ビデオ画像の周辺部
は、セーフ領域の外となる。 【０００６】注意力によるマップではなく空間的位置を
用いて、ビデオ画像品質評価を行う簡単な方法が望まれ
ている。 【０００７】したがって、本発明は、空間的位置を用い
て、ビデオ画像品質を評価する方法の提供にある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明によれば、ビデオ
画像を複数の幾何学的区分に分割し；品質測定しきい値
が各区分毎に特定の値である区分重み付けマップを発生
し；ビデオ画像と、対応テスト・ビデオ画像とを比較し
て、各区分毎の品質エラー値を発生し；品質エラー値が
区分重み付けマップからの特定の品質測定しきい値と等
しいか又は大きい区分の品質エラー値を表示することを
特徴とする。 【０００９】本発明の目的、利点及び新規な特徴は、添
付図を参照した以下の説明から明らかになろう。 【００１０】 【発明の実施の形態】図１は、本発明により画像品質評
価を行うテスト及び測定機器のブロック図である。テス
ト及び試験機器１０は、パーソナル・コンピュータ・イ
ンタフェース（ＰＣＩ）アーキテクチャを基本としてい
る。パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）１２は、ランダ
ム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）１６を含んだ中央処理
装置（ＣＰＵ）１４を具えている。パーソナル・コンピ
ュータ１２は、典型的には、フロッピー・ディスク・ド
ライブ１８と、ＣＤ−ＲＯＭドライブ２０と、ハード・
ディスク・ドライブ２１と、インタフェース・ポート２
２とを具えている。このインタフェース・ポート２２に
より、例えば、マウス、キーボード、プリンタなどが接
続される。パーソナル・コンピュータ１２は、ＰＣＩバ
ス２４に接続される。このＰＣＩバス２４には、ＰＣＩ
と両立できる他のプラグイン・カードを結合してもよ
い。この実施例のテスト及び試験機器１０では、デジタ
ル信号処理（ＤＳＰ）ボードをＰＣＩバス２４に接続で
きる。かかるボードは、捕捉／分析部分２６と、オプシ
ョン（選択的に使用する）としての発生器部分２８とを
具えている。また、ＰＣＩバス２４に、エンコーダ３０
を結合して、直列ビデオ信号を複合ビデオ信号に変換し
たり、デコーダ３２を結合して、複合ビデオ信号を直列
ビデオ信号に変換することができる。なお、これらカー
ド２６、２８、３０及び３２の動作は、所定の測定評価
ソフトウェアに応じて、パーソナル・コンピュータ１０
により制御される。 【００１１】このＤＳＰボードは、捕獲／分析部分２６
内に、ランダム・アクセス・メモリ（ＳＤＲＡＭ）３４
を具えており、このＳＤＲＡＭは、テスト・シーケンス
・ファイル３６と、捕獲シーケンス・ファイル３８とを
含んでいる。発生器部分２８は、発生したテスト・シー
ケンス・フィルタ４２を記憶したＳＤＲＡＭ４０も含ん
でいる。動作において、テスト・シーケンスは、信号源
から捕捉してもよいし、テスト・シーケンス・ファイル
３６に蓄積されたものでもよい。また、このテスト・シ
ーケンスは、テスト・シーケンス・ファイル４２から新
たに発生したものでもよい。例えば、発生器部分２８か
ら「テスト出力」であるビデオ・テスト・シーケンスが
入力された被試験システムから、この入力ビデオ・テス
ト・シーケンスに対応するビデオ画像シーケンスを捕獲
／分析部分２６が「６０１入力（直列デジタル・ビデオ
・シーケンス）」として捕捉し、捕捉シーケンス・ファ
イル３６に蓄積される。次に、ＤＳＰは、妥当に気が付
く差（just noticable difference:ＪＮＤ）の測定や、
電力信号対ノイズ比（ＰＳＮＲ）測定の如き所望測定に
応じて、テスト・シーケンス・ファイル４２（又は３
６）及び捕捉シーケンス・ファイル３８の内容を比較す
る。この比較結果である「測定出力」を、表示用の出力
として発生する。 【００１２】点線で示すように、テスト・シーケンス・
ファイル４２から発生したビデオ・テスト・シーケンス
をエンコーダ３０に入力して、逆直列化（即ち、並列
化）し、外部からの同期基準を基にゲン・ロック（ＧＥ
Ｎ ＬＯＣＫ）回路からの同期信号に応じて、並列信号
のテスト・シーケンスをエンコードし、適切なモニタ上
に表示する複合ビデオ信号を発生してもよい。また、被
試験システムからの複合ビデオ信号をデコーダ３２に入
力して、フィルタ処理、Ａ／Ｄ変換、デコード、並列／
直列変換をした後、「６０１出力」として、捕獲／分析
部分２６に供給してもよい。 【００１３】図２は、本発明による画像品質評価用の区
分重み付けマップを示す図である。各ビデオ画像は、複
数の幾何学的区分（セグメント）に分割されている。図
では、便宜上、矩形区分として示す。これら区分は、任
意の水平及び垂直寸法となる複数の矩形のマトリクスを
形成する。画像品質評価は、ＪＮＤやＰＳＮＲなどの適
切な尺度を用いて、各区分ごとに計算される。品質測定
測定値を各区分に割り当てるので、例えば、図２に示す
ように、中央区分は、１の如き低エラーしきい値を受
け、これらの周りの周辺部は、より大きなエラーしきい
値を受けて、区分重み付けマップを形成する。なお、こ
れらエラーしきい値は、被測定画像に応じて適切に設定
される。テスト・シーケンス・ファイル３６又は４２の
内容と捕捉シーケンス・ファイル３８の内容との比較に
より発生したエラー値を、この区分重み付けマップで決
まる対応しきい値と比較する。例として、いくつかの区
分エラー値を図３に示す。このエラー値が区分重み付け
マップ内のしきい値よりも小さいと、エラー表示内の結
果の部分は、図４に示すように、ゼロ・エラーを有する
ように表示される。エラー値が、しきい値と等しいか大
きいと、このエラー値は、各区分用に、捕捉／分析部分
２６からの測定出力により、表示器上に示される。表示
器は、パーソナル・コンピュータに接続されたものを利
用してもよいし、専用の表示器でもよい。なお、これ
ら、動作は、パーソナル・コンピュータ１０の制御によ
り、ＤＳＰ自体が行ってもよいし、パーソナル・コンピ
ュータ１０自体が行ってもよい。 【００１４】上述の例では、説明を簡単にするため矩形
区分について記載したが、任意の大きさの幾何学的画像
区分を用いて、画像上に任意に配置してもよい。上述の
しきい値重み付けを、かかる区分に適用してもよい。 【００１５】 【発明の効果】したがって、本発明の画像品質評価で
は、ビデオ画像を複数の任意の幾何学的区分に分割し、
各区分に対して品質エラーを見つけ、そのエラーを、区
分ごとの重み付けマップと比較する。特定の区分が低い
しきい値を有し、他の区分が高いしきい値である。エラ
ーの比較結果としきい値に応じて、エラー表示を行う。
よって、空間的位置を用いて、画像品質を簡単に評価で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により画像品質評価を行うテスト及び測
定機器のブロック図である。 【図２】本発明による画像品質評価用の区分重み付けマ
ップを示す図である。 【図３】図２の区分重み付けの各区分に対して測定した
品質エラーを示す図である。 【図４】図３の測定した品質エラーに対する図２の区分
重み付けマップを用いたエラー表示の図である。 【符号の説明】 １０ テスト及び試験機器 １２ パーソナル・コンピュータ １４ 中央処理装置 １６ ＲＡＭ １８ フロッピー・ディスク・ドライブ ２０ ＣＤ−ＲＯＭドライブ ２１ ハード・ディスク・ドライブ ２２ インタフェース・ポート ２４ パーソナル・コンピュータ・インタフェース（Ｐ
ＣＩ）バス ２６ 捕獲／分析部分 ２８ 発生器部分 ３０ エンコーダ ３２ デコーダ ３４ ＳＤＲＡＭ ３６ テスト・シーケンス・ファイル ３８ 捕獲シーケンス・ファイル ４０ ＳＤＲＡＭ ４２ テスト・シーケンス・ファイル
定機器のブロック図である。 【図２】本発明による画像品質評価用の区分重み付けマ
ップを示す図である。 【図３】図２の区分重み付けの各区分に対して測定した
品質エラーを示す図である。 【図４】図３の測定した品質エラーに対する図２の区分
重み付けマップを用いたエラー表示の図である。 【符号の説明】 １０ テスト及び試験機器 １２ パーソナル・コンピュータ １４ 中央処理装置 １６ ＲＡＭ １８ フロッピー・ディスク・ドライブ ２０ ＣＤ−ＲＯＭドライブ ２１ ハード・ディスク・ドライブ ２２ インタフェース・ポート ２４ パーソナル・コンピュータ・インタフェース（Ｐ
ＣＩ）バス ２６ 捕獲／分析部分 ２８ 発生器部分 ３０ エンコーダ ３２ デコーダ ３４ ＳＤＲＡＭ ３６ テスト・シーケンス・ファイル ３８ 捕獲シーケンス・ファイル ４０ ＳＤＲＡＭ ４２ テスト・シーケンス・ファイル
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04N 17/00
H04N 7/26
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ビデオ画像を複数の幾何学的区分に分割
し、 品質測定しきい値が各区分毎に特定の値である区分重み
付けマップを発生し、 上記ビデオ画像と、対応テスト・ビデオ画像とを比較し
て、各区分毎の品質エラー値を発生し、 上記品質エラー値が上記区分重み付けマップからの上記
特定の品質測定しきい値と等しいか又は大きい区分の上
記品質エラー値を表示することを特徴とするビデオ画像
品質の評価方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US82664897A | 1997-04-04 | 1997-04-04 | |
| US08/826,648 | 1997-04-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10290471A JPH10290471A (ja) | 1998-10-27 |
| JP3431494B2 true JP3431494B2 (ja) | 2003-07-28 |
Family
ID=25247169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09035498A Expired - Fee Related JP3431494B2 (ja) | 1997-04-04 | 1998-04-02 | ビデオ画像品質の評価方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0869686B1 (ja) |
| JP (1) | JP3431494B2 (ja) |
| DE (1) | DE69805132T2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE333759T1 (de) * | 1998-11-17 | 2006-08-15 | Koninkl Kpn Nv | Verfahren und anordnung zum ausrichten von eingangs- und ausgangsvideobildfolgen zur messung der videoqualität |
| US7038710B2 (en) | 2002-07-17 | 2006-05-02 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Method and apparatus for measuring the quality of video data |
| CN111091069A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-05-01 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种盲图像质量评价引导的电网目标检测方法及系统 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5214508A (en) * | 1992-02-14 | 1993-05-25 | Tektronix, Inc. | Spatial bandwidth testing for digital data-compressed video systems |
| US5446492A (en) * | 1993-01-19 | 1995-08-29 | Wolf; Stephen | Perception-based video quality measurement system |
| US5600574A (en) * | 1994-05-13 | 1997-02-04 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Automated image quality control |
-
1998
- 1998-03-31 EP EP19980302508 patent/EP0869686B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-31 DE DE1998605132 patent/DE69805132T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-02 JP JP09035498A patent/JP3431494B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10290471A (ja) | 1998-10-27 |
| DE69805132T2 (de) | 2003-03-20 |
| EP0869686A3 (en) | 1998-12-16 |
| DE69805132D1 (de) | 2002-06-06 |
| EP0869686B1 (en) | 2002-05-02 |
| EP0869686A2 (en) | 1998-10-07 |
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