JP4133443B2 - 資料提示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原稿や写真等の資料を撮影し、その撮影画像をＣＲＴや液晶ディスプレイ等のモニタやスクリーン等に表示させるプレゼンテーション用の資料提示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクリーン等に上記のような資料の画像を表示しながら、講演や商品の説明等プレゼンテーションを行う場合、近年では資料提示装置が用いられている。資料提示装置は、一般に、資料を置く資料載置台、資料を被写体とする動画用のカメラ等を主体として構成されている。カメラの撮影画像すなわち資料画像は、例えば液晶プロジェクタへ出力され、その場合には液晶プロジェクタからスクリーンに投影される。資料提示装置の中には、カメラによる資料画像が表示されるプレゼンター用のモニタが設けられたものもある。
【０００３】
ところで、例えば資料画像をスクリーンに投影してプレゼンテーションを行う際には、特定箇所をスクリーンにポイントで指示する場合が多い。このポインティングの手段としては、レーザ光を投射するレーザポインタが一般的であるが、このレーザポインタは、レーザ光が危険であったり手振れが生じるなどの欠点を有している。そこで本出願人は、特願２００２−１３２３２７で、モニタ（ディスプレイ）に仮想的なスクリーンを生成し、その仮想スクリーンに対し、プレゼンターが指示マークでポインティングしてその状態をカメラで撮影し、画像データ上の指示マークの位置に対応するスクリーンの投影像の位置にポイント画像を表示するシステムを提案した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記提案によれば、レーザ光による危険性が全くないことや、モニタに指示マークを当ててポインティングできるので手振れが発生しにくいといった利点を備えている。ところが、資料を置く資料載置台の上方にカメラが配置され、資料載置台の奥側にモニタが配置されているので、カメラが、モニタを見るプレゼンターの視線を遮ってモニタの視認性が損なわれたり、ポインティングの動作そのものがカメラの存在によってし難くなったりするといった課題が新たに判明した。
【０００５】
したがって本発明は、モニタに設定した仮想スクリーンを利用してポインティングを行う形式の資料提示装置において、撮像部がモニタを遮ることなく視認性が確保されるとともに撮像部が邪魔にならずにポインティングすることができる資料提示装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、資料載置台と、仮想スクリーンが設定され、指示マークによってポインティングが行われるモニタと、資料載置台に置かれた資料およびモニタの双方を撮影可能に設けられた撮像部と、この撮像部を支持する支持部材と、所定の画像または撮像部による撮影画像を表示装置に出力する画像出力部と、仮想スクリーン上での指示マークの座標を算出し、該座標に対応する出力画像の座標に所定のポイント画像を合成するポインティング機能を実行する制御部とを備えた資料提示装置において、当該資料提示装置の使用者側からモニタを見た場合、使用者の視線を遮らない位置に、モニタ、撮像部および支持部材が配置され、撮像部には、その撮影光路に対し、特定波長の光のみを撮影可能とする光学フィルタが挿脱自在に具備され、指示マークは、該特定波長を含む光で発光する発光部であることを特徴としている。本発明の表示装置とは、液晶プロジェクタ等の投影装置から画像が投影されるスクリーンや、画像信号が入力されて画像を表示するＴＶ受像機や液晶ディスプレイ等を言う。また、本発明の資料提示装置には、パソコン等の外部装置を接続し、該外部装置から入力した画像を、モニタおよび表示装置に出力する構成とすることもできる。
【０００７】
本発明の資料提示装置では、仮想スクリーンが設定されたモニタを撮像部で撮影している状態で、モニタに指示マークでポインティングすると、画像処理により、画像データ上の指示マークに応じた位置（座標）に所定のポイント画像が生成され、このポイント画像が、表示装置に出力される表示画像に合成される。ポイント画像は、例えば、矢印、線、手の形、円等、様々な形状に生成することができる。また、ポイント座標の動きをつないで描画することも可能である。
【０００８】
さて、本発明によれば、当該資料提示装置の使用者側からモニタを見た場合、使用者の視線を遮らない位置に、モニタ、撮像部および支持部材が配置されるので、モニタの視認性が確保されるとともに、モニタに対するポインティングの動作も撮像部で邪魔されることがない。このため、ポインティングがしやすく、プレゼンテーションを円滑に進めることができる。具体的な配置としては、モニタが資料載置台に重ねて配置されるか、あるいは資料載置台の側方または手前側に配置される形態が挙げられる。
【０００９】
本発明の撮像部は、資料載置台およびモニタの双方を撮影可能であり、この機能を満足させるには、１つの撮像部で撮影方向を資料載置台側とモニタ側とに変更できるようにするか、資料載置台に置かれた資料を撮影する資料撮像部と、モニタを撮影するモニタ撮像部との２つの撮像部を固定的に備えたものにする場合が考えられる。
【００１０】
撮像部が１つである場合、撮像部による撮影画像を静止画像に処理してこれを表示し、続いてモニタを撮影してモニタにポインティングすればよい。この場合、撮像部に、特定波長の光のみを撮影可能とする光学フィルタを撮影光路に対して挿脱自在に具備させ、資料撮影時には光学フィルタを外し、モニタを撮影するポインティング時には光学フィルタを挿入することが好ましい。これにより、ポインティング時には撮像部が発光部のみを撮影するので、指示マークを確実に識別することができポイント画像を生成しやすい。
【００１１】
また、上記のように撮像部を２つにした場合には、資料撮像部による撮影画像にモニタ撮像部による撮影画像を合成させれば、モニタへのポインティングによるポイント画像が表示される。この場合には、モニタ撮像部の撮影光路中に、特定波長の光のみを撮影可能とする光学フィルタを挿入しておくと、ポイント画像を生成しやすいといった上記と同様の効果を得ることができるので好ましい。
【００１２】
上記のようにモニタを見る使用者の視線を遮らない位置に撮像部および支持部材を配置するには、モニタおよび撮像部の少なくとも一方を、資料載置台に対して回転あるいはスライドするように移動可能に設け、移動させることによって視線を遮らない位置を得られるようにしてもよい。このように構成すると、モニタにポインティングしない場合、あるいは未使用時において装置をコンパクトにすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（１）第１実施形態：図１〜図４
図１は第１実施形態に係るプレゼンテーション用の資料提示装置１を示しており、図２は該装置１の構成ならびに接続される装置を表したブロック図である。図１に示すように、資料提示装置１は、上面に資料Ｄが置かれる資料載置台１０と、この資料載置台１０にアーム（支持部材）１１を介して支持された撮像部２０と、プレゼンター用の液晶型モニタ３０とを備えている。
【００１４】
モニタ３０は、資料載置台１０の奥端部に、前後方向に回転して開閉するようにその下端部がヒンジ結合されている。モニタ３０は、フリーストップ機構により、任意の位置で回転が停止し、かつ一定以上の回転力を受けると回転するようになされており、図１に示すように開いた状態で、画面が手前側、すなわち使用者であるプレゼンターが位置する方向に向く。アーム１１は上下方向に延びており、資料載置台１０の奥側における一端側（この場合、左側の端部）の角部近傍に立てられている。アーム１１の高さは、開いた状態のモニタ３０よりもやや高く、その上端部に、撮像部２０が取り付けられている。撮像部２０は、資料載置台１０と、開いたモニタ３０の画面とを撮影することができるように、アーム１１に対して撮影方向がフレキシブルに変更可能に取り付けられている。撮影方向の変更は、この場合手動で行うものとするが、電動式にしてもよい。
【００１５】
モニタ３０はアーム１１から適宜な距離をおいて離れており、プレゼンターが手前側に位置した状態でこの資料提示装置１を見ると、アーム１１とモニタ３０との間に撮像部２０が配置された状態になる。すなわち、プレゼンターから見た場合、アーム１１および撮像部２０は、モニタ３０に重ならないようにモニタ３０の左側に配置されている。
【００１６】
撮像部２０は、図２に示すように、ズーム機能およびオートフォーカス機能を備えたカメラ２１と、光学フィルタ２２とを備えている。光学フィルタ２２は、不可視光である赤外光のみを撮影可能とするフィルタで、カメラ２１の撮影光路に対して挿脱自在にセットされている。撮像部２０の撮影画像は制御部４０に入力され、画像合成部４１、画像出力部４２を経て、モニタ３０と液晶プロジェクタ（表示装置）５０に出力される。液晶プロジェクタ５０からは、撮影画像が図示せぬスクリーンに投影される。なお、制御部４０は、例えば資料載置台１０に内蔵されている。
【００１７】
図１の６０は、プレゼンターが手に持って使用するポインティング用のライトペンである。このライトペン６０の先端部には、ＬＥＤ等で構成され、図示せぬスイッチを押すことによって赤外光を含む光が発光する発光部（指示マーク）６１が設けられている。この場合、プレゼンターは仮想スクリーンＳが生成されたモニタ３０にライトペン６０の発光部６１を当てて発光させ、これによってスクリーンへの投影画像中の同じ位置にポイント画像を表示するポインティングを行うことができる。このポインティング機能は、制御部４０によりなされる。なお、発光部６１を発光させるスイッチとしては、発光部６１を押し付けると発光する押圧スイッチでもよい。
【００１８】
制御部４０は、一般的な画像処理の手法により、撮像部２０で撮影しているモニタ３０の表面に、上記仮想スクリーンＳのＸＹ座標を生成する。仮想スクリーンＳの生成法としては、モニタ３０の四隅で赤外光を発光させ、４点の発光点を、光学フィルタ２２を撮影光路に挿入した状態の撮像部２０で撮影し、その画像データから各発光点の位置を認識するといった方法が挙げられる。
【００１９】
ここで、撮像部２０の光軸はモニタ３０に対して斜めなので、撮像部２０の画角内において四隅の発光点を結ぶ形状（これはモニタ３０に対応している）は歪んでいる。制御部４０は、画像処理によって四隅の発光点の位置から歪みを補正した仮想スクリーンＳのＸＹ座標を生成する。なお、このような座標の補正は、モニタ３０の画面を白く発光させ、モニタ３０の枠の色とのコントラスト差によってモニタ３０の表示領域を認識することを応用しても可能である。
【００２０】
上記仮想スクリーンＳ上、すなわち、モニタ３０上で移動するライトペン６０の発光部６１の位置が撮像部２０で撮影されると、その画像データは制御部４０に入力され、座標生成部４３において仮想スクリーンＳの座標上での発光部６１の座標が逐一算出される。そして、算出された発光部６１の座標にポイント画像生成部４４でポイント画像が生成される。このポイント画像は画像合成部４１に入力され、ここで資料画像と合成される。資料画像にポイント画像が合成された画像は、画像出力部４２からモニタ３０に出力されてモニタ３０に表示されるとともに、液晶プロジェクタ５０にも出力されてスクリーンに投影される。
【００２１】
次に、本実施形態の資料提示装置１による「資料画像の表示」から「モニタに対するポインティング」の動作例を説明する。
Ａ．資料画像の表示（図３参照）
プレゼンターは、資料Ｄを資料載置台１０上に置き、撮像部２０を資料載置台１０に向け（ステップＳ１０１）、光学フィルタ２２をカメラ２１の撮影光路から外した状態とする（ステップＳ１０２）。次いで、撮像部２０によって資料Ｄを撮影する（ステップＳ１０３）。資料Ｄの撮影画像（資料画像）は画像合成部４１に入力され、ここで静止画像に処理され（ステップＳ１０４）、その画像が画像出力部４２からモニタ３０に出力されるとともに、液晶プロジェクタ５０に出力される（ステップＳ１０５）。なお、撮像部２０の光軸は資料載置台１０に対して斜めなので資料画像は歪んでおり、この歪みを補正することが望ましい。画像の歪み補正は、資料の四隅の位置の座標を認識し、例えば左下の隅を原点とするＸＹ座標に対応させて補正するなどの方法が挙げられ、制御部４０によりなされる。
【００２２】
Ｂ．モニタに対するポインティング（図４参照）
プレゼンターは撮像部２０をモニタ３０に向け（ステップＳ２０１）、光学フィルタ２２をカメラ２１の撮影光路中に挿入する（ステップＳ２０２）。次いで、撮像部２０によってモニタ３０を撮影し（ステップＳ２０３）、モニタ３０に仮想スクリーンＳを生成する（ステップＳ２０４）。プレゼンターは、発光させたライトペン６０の発光部６１を、モニタ３０の画面に対し、表示されている資料画像の任意の位置に当てたり移動させたりしてポインティングする（ステップＳ２０５）。資料提示装置１側では、光学フィルタ２２が挿入されていることにより、ライトペン６０の発光部６１の位置のみが撮像部２０で撮影され、その画像データに基づき、上記のようにしてポイント画像が生成され（ステップＳ２０６）、このポイント画像と資料画像とが合成される（ステップＳ２０７）。そしてこの合成画像が、モニタ３０に表示されるとともに、液晶プロジェクタ５０に出力されてスクリーンに投影される（ステップＳ２０８）。
【００２３】
上記第１実施形態によれば、ポインティング時においては、仮想スクリーンＳが生成されたモニタ３０に対してライトペン６０の発光部６１でポインティングし、その発光部６１がポイント画像としてスクリーンに表示される。ライトペン６０の発光部６１を、仮想スクリーンＳと一致するモニタ３０の画面に直接当てて指示するので、直接的な指示感覚をもってポインティングを行うことができる。また、ライトペン６０をモニタ３０に当てるので手振れを完全に抑えることができる。
【００２４】
そして、プレゼンターが資料提示装置１を見た場合、アーム１１および撮像部２０がモニタ３０の左側に配置されているので、モニタ３０を見るプレゼンターの視線が撮像部２０によって遮られない。このため、モニタ３０の視認性が確保されるとともに、モニタ３０に対してライトペン６０で行うポインティングの動作も、アーム１１や撮像部２０によって邪魔されることがない。その結果、ポインティングがしやすく、プレゼンテーションを円滑に進めることができる。また、本装置１を使用しない場合は、モニタ３０を閉じて資料載置台１０に重ねることにより、コンパクトに保管することができる。
【００２５】
次いで、本発明の第２〜第６実施形態を説明する。これら実施形態で参照する図面において、上記第１実施形態で参照した図面に図示される構成要素と同様のものについては同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２６】
（２）第２実施形態：図５
図５は、第２実施形態の資料提示装置２を示している。この資料提示装置２のモニタ３０は、資料載置台１０上に、画面を上に向けた状態に置かれ、かつ、後方にスライドして資料載置台１０から退避できるように設けられている。撮像部２０を支持するアーム１１は、資料載置台１０の左奥の角部近傍に立てられた支柱部１１ａと、この支柱部１１ａの上端から手前側に延び、先端が資料載置台１０上に配されたＬ字状の水平アーム部１１ｂとからなり、水平アーム部１１ｂの先端に、撮影方向を下方に向けた撮像部２０が固定されている。
【００２７】
資料提示装置２の使用方法例としては、モニタ３０を後方に退避させ、資料載置台１０上に資料Ｄを置き、この資料Ｄを撮像部２０により撮影して静止画像に処理する。次いで、モニタ３０を資料載置台１０上にスライドさせ、撮像部２０によりモニタ３０を撮影し、モニタ３０に対してポインティングする。この使用状態では、アーム１１の水平アーム部１１ａおよび撮像部２０はモニタ３０の上方に存在し、モニタ３０を見るプレゼンターの視線が撮像部２０によって遮られない。このため、モニタ３０の視認性が確保されるとともに、ポインティングの動作もアーム１１や撮像部２０によって邪魔されることがなく、ポインティングがしやすい。この実施形態では、撮像部２０の光軸が資料載置台１０およびテーブル７０に対して直交するので、撮像画像の歪み補正を必要としないというメリットがある。
【００２８】
（３）第３実施形態：図６，図７
図６は、第３実施形態の資料提示装置３を示している。この場合のモニタ３０は、第１実施形態と同様に、資料載置台１０の奥端部に開閉自在にヒンジ結合されている。この資料提示装置３のアーム１１は、資料載置台１０の左奥の角部近傍に立てられた支柱部１１ａと、この支柱部１１ａの上端から手前側に延びる水平アーム部１１ｂとからなる。そして、水平アーム部１１ｂの前端に資料撮影専用の資料撮像部２５が撮影方向を資料載置台１０に向けて固定され、水平アーム部１１ｂの中間部にモニタ撮影専用のモニタ撮像部２７が撮影方向をモニタ３０に向けて固定されている。
【００２９】
資料撮像部２５はズーム機能およびオートフォーカス機能を備えたカメラを主として構成されたものであり、一方、モニタ撮像部２７は、図７に示すように、カメラ２８と、第１実施形態で述べた光学フィルタ２２と同様の赤外光撮影用の光学フィルタ２９とを備えている。この場合の光学フィルタ２９は、カメラ２８の撮影光路中に挿入された状態が保持されている。モニタ撮像部２７のカメラ２８も、ズーム機能およびオートフォーカス機能を備えている。
【００３０】
図７に示すように、資料撮像部２５の撮影画像（資料画像）は制御部４０に入力され、画像合成部４１、画像出力部４２を経て、モニタ３０と液晶プロジェクタ５０に出力される。また、仮想スクリーンＳが生成されているモニタ３０に、ライトペン６０でポインティングすると、発光部６１がモニタ撮像部２７で撮影される。その画像データは制御部４０に入力され、座標生成部４３において、仮想スクリーンＳの座標上での発光部６１の座標が逐一算出される。そして、算出された発光部６１の座標にポイント画像生成部４４でポイント画像が生成される。このポイント画像は画像合成部４１に入力され、ここで資料画像と合成される。資料画像にポイント画像が合成された画像は、画像出力部４２からモニタ３０に出力されてモニタ３０に表示されるとともに、液晶プロジェクタ５０にも出力されてスクリーンに投影される。なお、各撮像部２５，２７は資料載置台１０およびモニタ３０に対してそれぞれ光軸が斜めになっているので、仮想スクリーンＳおよび撮影画像に関しては、第１実施形態と同様に歪み補正することが望ましい。
【００３１】
この実施形態の資料提示装置３によれば、第１実施形態と同様に、プレゼンターにとって、アーム１１および各撮像部２５，２７はモニタ３０の左側に配置されている。このため、モニタ３０を見るプレゼンターの視線が各撮像部２５，２７によって遮られず、モニタ３０の視認性が確保されるとともに、ポインティングの動作もアーム１１や撮像部２０によって邪魔されることがない。
【００３２】
また、資料撮像部２５とモニタ撮像部２７によるそれぞれの撮影画像が並行して出力されるので、第１実施形態のように、資料画像を一旦静止画像に処理し、続いて撮像部をモニタ３０側に向けて光学フィルタを挿入するといった撮像部の撮影方向ならびに光学フィルタの切り替えを必要とせず、プレゼンターへの負担が軽減される。
【００３３】
（４）第４実施形態：図８
図８に示す第４実施形態の資料提示装置４のモニタ３０は、資料載置台１０の右側の端部に開閉自在にヒンジ結合されており、図示のように開き、資料載置台１０の右側に配した状態で使用される。また、アーム１１は、上記第３実施形態と同様に支柱部１１ａと水平アーム部１１ｂとから構成されているが、資料載置台１０の奥端部の中央に立てられている。そして、水平アーム部１１ｂの前端に資料撮像部２５が撮影方向を資料載置台１０に向けて固定され、水平アーム部１１ｂの中間部にモニタ撮像部２７が撮影方向を開いたモニタ３０に向くように固定されている。
【００３４】
この実施形態の資料提示装置４では、モニタ３０を開き、資料載置台１０上に資料Ｄを置いた状態で、資料Ｄを資料撮像部２５で撮影しながら、仮想スクリーンＳが生成されたモニタ３０に対しライトペン６０でポインティングする。この使用状態においては、モニタ３０が、プレゼンターにとって各撮像部２５，２７の右側に配置される。このため、モニタ３０を見るプレゼンターの視線が各撮像部２５，２７によって遮られず、モニタ３０の視認性が確保されるとともに、ポインティングの動作もアーム１１や撮像部２０によって邪魔されることがない。そして、本装置４を使用しない場合は、モニタ３０を閉じて資料載置台１０に重ねることにより、コンパクトに保管することができる。なお、各撮像部２５，２７は、資料載置台１０およびモニタ３０に対してそれぞれ光軸が直交するように取り付けることが可能であり、その場合には、仮想スクリーンＳおよび撮影画像の歪み補正を必要としないが、光軸を直交させることができない場合でも、配置上、歪みを小さく抑えることができる。
【００３５】
（５）第５実施形態：図９
図９に示す第５実施形態の資料提示装置５のモニタ３０は、資料載置台１０の前端に、画面を手前側に向けた状態で、その前端から垂下する状態に固定されている。また、支柱部１１ａと水平アーム部１１ｂとから構成されるアーム１１は、上記第４実施形態と同様に資料載置台１０の奥端部の中央に立てられている。そして、水平アーム部１１ｂの前端にモニタ撮像部２７が撮影方向をモニタ３０に向けて固定され、水平アーム部１１ｂの中間部に資料撮像部２５が撮影方向を資料載置台１０に向けて固定されている。
【００３６】
この実施形態の資料提示装置５でも、資料載置台１０上に置いた資料Ｄを資料撮像部２５で撮影しながら、仮想スクリーンＳが生成されたモニタ３０に対しライトペン６０でポインティングする。本装置５では、モニタ３０がアーム１１および各撮像部２５，２７の下方に配置されていることにより、モニタ３０の視認性の確保ならびにポインティングのしやすさを得ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、仮想スクリーンが設定されるモニタを見る使用者の視線を遮らない位置に、モニタを撮影する撮像部およびその支持部材を配置するので、モニタに対してポインティングがしやすくなるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係る資料提示装置の斜視図である。
【図２】 第１実施形態の資料提示装置の構成ならびに接続される装置を表すブロック図である。
【図３】 資料撮影時の動作を示すフローチャートである。
【図４】 ポインティング時の動作を示すフローチャートである。
【図５】 本発明の第２実施形態に係る資料提示装置の斜視図である。
【図６】 本発明の第３実施形態に係る資料提示装置の斜視図である。
【図７】 第３実施形態の資料提示装置の構成ならびに接続される装置を表すブロック図である。
【図８】 本発明の第４実施形態に係る資料提示装置の斜視図である。
【図９】 本発明の第５実施形態に係る資料提示装置の斜視図である。
【符号の説明】
１，２，３，４，５…資料提示装置、１０…資料載置台
１１…アーム（支持部材）、２０…撮像部、２２，２９…光学フィルタ、
２５…資料撮像部、２７…モニタ撮像部、３０…モニタ、４０…制御部、
５０…液晶プロジェクタ（表示装置）、６０…ライトペン、
６１…発光部（指示マーク）、Ｓ…仮想スクリーン。

Claims (4)

1. 資料載置台と、
   仮想スクリーンが設定され、指示マークによってポインティングが行われるモニタと、
   前記資料載置台に置かれた資料および前記モニタの双方を撮影可能に設けられた撮像部と、
   この撮像部を支持する支持部材と、
   所定の画像または前記撮像部による撮影画像を表示装置に出力する画像出力部と、
   前記仮想スクリーン上での前記指示マークの座標を算出し、該座標に対応する出力画像の座標に所定のポイント画像を合成するポインティング機能を実行する制御部とを備えた資料提示装置において、
   当該資料提示装置の使用者側から前記モニタを見た場合、使用者の視線を遮らない位置に、モニタ、撮像部および支持部材が配置され、
   前記撮像部には、その撮影光路に対し、特定波長の光のみを撮影可能とする光学フィルタが挿脱自在に具備され、前記指示マークは、該特定波長を含む光で発光する発光部であることを特徴とする資料提示装置。
2. 前記モニタが前記資料載置台に重ねて配置されるか、あるいは資料載置台の側方または手前側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の資料提示装置。
3. 前記撮像部および前記モニタの少なくとも一方が、前記資料載置台に移動可能に設けられ、この移動により、使用者側から見た場合、撮像部および支持部材がモニタを見る使用者の視線を遮らない位置に配置することが可能とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の資料提示装置。
4. 前記撮像部は、前記モニタを撮影するモニタ撮像部と、前記資料載置台に置かれた資料を撮影する資料撮像部とを備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の資料提示装置。

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