JP4649550B2 - カメラ - Google Patents

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Description

本発明は、人物の顔検出機能およびフラッシュを備えたカメラに関する。
人間は、暗い場所に一定時間以上いると眼の瞳孔が開いた状態になる。このときに、フラッシュ撮影をすると、フラッシュの閃光が網膜に正反射して、赤目現象が発生することがある。従来、この赤目現象の対策として、カメラのレンズとフラッシュ発光部とを離すことで、網膜から正反射した光が写りこまないようにする方法がある。しかし、コンパクトカメラなどでは、サイズという物理的な制約から、この方法を用いることが困難であるため、多くのカメラでは、フラッシュを予備発光させることで、被写体の瞳孔を収縮させるという方法を用いている。
また、撮影した画像から顔を検出して、眼の部分が赤くなっていたら、周辺の色などから瞳の色を推測して、撮影した画像を補正したり(例えば、特許文献1、特許文献2)、他の画像から抽出した瞳の色で撮影した画像を補正したりするものもある(例えば、特許文献3)。
特開2005−191687号公報 特開2005−167697号公報 特開2005−094571号公報
しかしながら、予備発光により赤目を軽減する方法においては、フラッシュ発光の実施/非実施/自動に加えて、赤目軽減の実施/非実施をユーザが指定する必要があるため、操作が煩雑になるという問題がある。また、撮影した画像を補正する方法においては、特に人物が小さく写っている場合など、本来と異なる色で補正してしまうことがあるという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ユーザに煩雑な操作などの負担を与えることなく適正な撮影画像が得られるカメラを提供することにある。
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、被写体を撮像する撮像手段と、被写体に向けて発光する発光手段と、本撮像に先立ち前記発光手段を予備発光させると共に、該予備発光させたときの前記撮像手段による撮像結果に基づいて本発光量を定めて、本撮像のために前記発光手段を本発光させる発光制御手段と、前記発光手段を予備発光させたときに前記撮像手段で撮像された画像から、人物の瞳部分の色を検出する検出手段と、を備え、前記発光制御手段は、前記検出手段で検出した前記瞳部分の色が所定の色相並びに明度の範囲内の場合は、予備発光後、所定の赤目軽減待ち時間が経過するまで本発光を待機させる、ことを特徴とするカメラである。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のカメラであって、前記発光制御手段は、撮像環境に応じて赤目軽減待ち時間を可変する、ことを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載のカメラであって、赤目軽減待ち時間中であることを報知する報知手段を更に有する、ことを特徴とする。
この発明によれば、撮像時に発光手段を予備発光した画像から、検出手段が検出した瞳部分の色が所定の色相並びに明度の範囲内の場合は、赤目軽減待ち時間が経過した後に、発光手段を発光して撮像することで、赤目が発生する状況においても、ユーザが赤目軽減モードなどの指定操作をすることなく、赤目を軽減した画像の撮影が可能なため、簡単な操作で適正な撮影画像が得られるという効果がある。
また、この発明によれば、撮像環境に応じて赤目軽減待ち時間を可変とするため、赤目が発生し易い暗い環境においても、赤目軽減待ち時間を長くとることで、赤目を軽減した画像の撮影が可能なため、適正な撮影画像が得られるという効果がある。
また、この発明によれば、赤目軽減待ち時間中は、報知手段により報知されるため、被写体となっている人物が、撮影が終わったと勘違いして動いてしまうことを防げるため、適正な撮影画像が得られるという効果がある。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の実施形態に係るカメラの全体構成を示すブロック図である。本実施形態では、本発明に係るカメラの一例としてデジタルカメラを挙げて説明する。
本実施形態のデジタルカメラは、ズームレンズ1、アイリス(絞り)2、フォーカスレンズ3、撮像素子(CCD)4、ズームモータ5、アイリスモータ6、フォーカスモータ7、タイミング発生器8、CDSAMP回路9およびフラッシュ28を有している。ここで、ズームレンズ1、アイリス2、フォーカスレンズ3及び撮像素子4は、被写体を撮像する撮像手段をなしている。
アイリスモータ6は、アイリス2の開度を変更する絞り可変部をなしている。タイミング発生器8は、シャッタースピードを変更するシャッタースピード可変部をなしている。CDSAMP(Corelated Double Sampling Amplifier)回路9は、撮像手段の出力をなす撮像素子4の出力について、増幅度を可変するゲイン可変部をなしている。そして、アイリスモータ6と、タイミング発生器8と、CDSAMP回路9と、フラッシュ28とは、撮像手段における露光状態を変更する露光変更手段を構成している。
ズームレンズ1の位置は、ズームモータ5により移動可能とされている。アイリス2の開度は、アイリスモータ6により制御可能とされている。フォーカスレンズ3の位置は、フォーカスモータ7により制御可能とされている。ズームレンズ1、アイリス2及びフォーカスレンズ3を介された被写体像光は、撮像素子4の受光面に結像される。
撮像素子4は、その受光面に結像された被写体像光を光電変換する。撮像素子4としては、CCD(Charge Coupled Device)撮像素子、CMOS(Complementary MOS)撮像素子などが用いられる。撮像素子4の前面には、色フィルタが配列されている。色フィルタの配列の構成としては、R(赤)、G(緑)、B(青)の原色系フィルタを用いる場合と、Cy(シアン)、Mg(マゼンタ)、Ye(黄色)の補色系フィルタを用いる場合とがある。撮像素子4は、タイミング発生器8からのタイミング信号により駆動される。
フラッシュ28は、CPU19からの指示に従ったタイミング、光量で、閃光を発する。光量には、本発光と予備発光の2種類があり、予備発光は、発光後に短時間で本発光を行なえるように、本発光より抑えられた光量である。
また、本実施形態のデジタルカメラは、A/Dコンバータ10、画像入力コントローラ11、画像信号処理回路12、画像圧縮/伸長回路13、ビデオエンコーダ14、画像表示装置15、モータドライバ16,17,18、CPU19、AF検出回路20、AE及びAWB検出回路21、メモリ22、VRAM23、メディアコントローラ24、記録メディア25及び顔検出回路26を有している。また、本実施形態のデジタルカメラは、シャッタースイッチSW1、記録/再生スイッチSW2、ズームスイッチSW3、フラッシュモードスイッチSW4及び撮影モード選択スイッチSW5を有している。
A/Dコンバータ10は、撮像素子4が出力し、CDSAMP回路9を介して入力された画像信号を、デジタル化する。画像入力コントローラ11は、A/Dコンバータ10の出力した画像信号をCPU19に供給する。
画像信号処理回路12は、入力された画像信号に対して、ガンマ補正、エッジ強調、ホワイトバランス等の画像処理を行なう。これらの画像処理を行うためのパラメータは、CPU19により設定される。
画像圧縮/伸長回路13は、入力された画像信号を圧縮符号化する。画像データの圧縮方式としては、例えば、JPEG(Joint Photographic Experts Group)が用いられる。JPEGはDCT(Discrete Cosine Transform)を用いて画像圧縮するための規格である。なお、画像データの圧縮方式は、JPEGに限定されるものではない。
VRAM(Video RAM)23は、画像表示装置15に表示する画像のデータを格納するためのメモリである。
ビデオエンコーダ14は、VRAM23に格納されている画像データを読み出し、該画像データに基づき、コンポーネントカラービデオ信号を形成して、画像表示装置15に出力する。画像表示装置15は、入力されたコンポーネントカラービデオ信号に基づき、カラー画像を表示するLCD(Liquid Crystal Display)等のディスプレイである。
AF(Automatic Focus)検出回路20は、撮像素子4の出力に基づいてAFを行うためのものである。AF検出回路20は、フォーカス制御を行うために、画像信号の高周波成分レベルを検出する。つまり、合焦点では、画像信号の高周波成分レベルが大きくなる。したがって、画像信号の高周波成分レベルを検出すれば、合焦状態が判断できる。AF検出回路20により、画像信号の高周波成分レベルが検出され、この画像信号の高周波成分レベルが所定のフォーカスエリアの間積分されて、AF評価値が求められる。求められたAF評価値がCPU19に供給される。
顔検出回路26は、撮像素子4の出力した画像信号に含まれている人物の顔を検出し、次の手順で、人物の瞳部分の色を抽出する。まず、顔検出回路26は、画像信号の中から肌色の領域を抽出する。次に、先に抽出した領域に対して輝度変化に基づき輪郭線抽出を行い、相対的に両目と口の位置となる配置に、両目と口が存在するかを確認する。両目と口が存在する場合は、該領域を人物の顔とみなし、さらに、該領域の両目中心付近の瞳部分の色を抽出して、CPU19へ出力する。
AE及びAWB検出回路21は、露光及びホワイトバランスを行うために、撮像素子4の出力した画像信号に基づいて、以下の手順で露光制御信号及びホワイトバランス制御信号を形成し、これらの信号をCPU19へ出力する。
露光制御信号とは画像の明るさを示す輝度評価値のことを言う。AE及びAWB検出回路21は、入力された画像信号に対して、画像全体の輝度の平均値を算出し、これを輝度評価値とする。このとき、顔検出回路26が検出した顔の領域に重みを付けて輝度の平均値を算出してもよい。
また、ホワイトバランス制御信号とは、BゲインとRゲインのことを言う。ここで、Bゲインは、ホワイトバランス制御における、各画素の青色成分に掛ける倍率であり、Rゲインは、各画素の赤色成分に掛ける倍率である。なお、ホワイトバランス制御では、各画素の3原色のうち、緑色成分は変更せず(1倍)、青色成分と赤色成分に対して、それぞれBゲインとRゲインを掛けることで、3原色のバランスを制御する。AE及びAWB検出回路21は、画像全体の赤、青、緑色成分それぞれの平均値を算出し、緑色成分の平均値を青色成分の平均値で割った値をBゲイン、緑色成分の平均値を赤色成分の平均値で割った値をRゲインとする。
CPU19は、本デジタルカメラ全体を制御する演算手段であり、本実施形態では、フラッシュモード制御部27を備える。フラッシュモード制御部27の詳細については、フラッシュを用いた撮影時の動作説明にて詳述する。また、CPU19には、シャッタースイッチSW1、記録/再生スイッチSW2、ズームスイッチSW3、フラッシュモードスイッチSW4、撮影モード選択スイッチSW5などから入力信号が与えられる。また、CPU19からは、ズームレンズ1を移動させるためのズーム駆動信号、フォーカスレンズ3を移動させるためのフォーカス駆動信号、アイリス2を開閉させるためのアイリス駆動信号、CDSAMP回路9のゲインを制御するためのゲイン制御信号が出力される。
メモリ22は、CPU19を動作させるためのプログラムを格納した不揮発性のメモリであるROM(Read Only Memory)および、CPU19が動作する際のワークメモリとして用いられる揮発性のメモリであるRAM(Random Access Memory)である。
シャッタースイッチSW1は、記録モード時に押されると画像を撮影するスイッチである。
記録/再生スイッチSW2は、画像を撮影する記録モード、又は、撮影した画像を画像表示装置15に表示する再生モードに、本デジタルカメラを設定するスイッチである。
ズームスイッチSW3は、記録モード時にズームレンズ1を移動させるスイッチである。
フラッシュモードスイッチSW4は、フラッシュ28の発光モードとして、自動発光/強制発光/発光禁止を設定するスイッチである。
撮影モード選択スイッチSW5は、セルフタイマモード、連写モード、単写モード、ブラケットモードなどのなかから、撮影状況などに応じて一つの撮影モードを選択するためのスイッチである。
メディアコントローラ24は、記録メディア25にデータを読み書きする機能である。
記録メディア25は、圧縮符号化された画像信号が画像ファイルとして記録されるメディアであり、例えばフラッシュメモリを使ったカード型の着脱自在のメモリが用いられる。なお、記録メディア25としては、デジタルカメラ内蔵の不揮発メモリ、磁気テープ、磁気ディスク、光ディスクなどを適用してもよい。
次に、本デジタルカメラの電源ON時からの動作を説明する。電源スイッチ(図示せず)の操作にて本デジタルカメラの主電源がON/OFFされる。電源ONされると、本デジタルカメラは、メモリ、ズーミング、DSP、各種ドライバ(16、17、18)などの初期化を行う。
記録/再生スイッチSW2が記録モードに設定されているときは、画像撮影時以外でも、撮像素子4は、定期的に画像を取込み、CDSAMP回路9、A/D変換10および画像入力コントローラ11を介して、画像信号がCPU19に入力される。CPU19は、このデジタル画像信号を画像信号処理回路12に出力する。
画像信号処理回路12は、CPU19から画像信号を入力されると、この画像信号に対して、ガンマ補正、エッジ強調、ホワイトバランス制御等の画像処理を行ない、その結果の画像信号を出力する。この画像信号は、CPU19を介して、画像データとしてVRAM23に格納される。ビデオエンコーダ14は、VRAM23に格納されている画像データを参照して、コンポーネントカラービデオ信号を形成し、このコンポーネントカラービデオ信号を画像表示装置15に出力する。画像表示装置15は、このコンポーネントカラービデオ信号を表示するので、画像表示装置15には、撮影中のモニタ画像が表示される。
また、CPU19は、画像信号処理回路12に入力した画像信号を、AE&AWB検出回路21にも入力して、その結果、露光制御信号とホワイトバランス制御信号を取得する。次に、CPU19は、露光制御信号に基づき、アイリス駆動信号とゲイン設定信号を出力する。そして、アイリス駆動信号はモータドライバ17を介してアイリスモータ6に供給され、所定の信号レベルとなるように、アイリス2の開度が制御される。また、ゲイン設定信号はCDSAMP回路9に供給され、所定の信号レベルとなるように、CDSAMP回路9のゲインが制御される。CPU19は、ホワイトバランス制御信号に基づき、画像信号処理回路12にBゲインおよびRゲインを設定する。このように、いつでも撮影可能なように、露光およびホワイトバランスは、常に最適な状態に制御されている。
また、このときズームスイッチSW3が操作されると、これに応じて、CPU19がズーム駆動信号を出力する。このズーム駆動信号は、モータドライバ16を介してズームモータ5に供給され、ズームモータ5によりズームレンズ1が移動される。
画像撮影時の動作を説明する。先ず、撮影モード選択スイッチSW5が単写に選択されている場合を、図2を参照して説明する。まず、シャッタースイッチSW1が押されて、CPU19のフラッシュモード制御部27はこれを検知すると、フラッシュモードスイッチSW4の設定内容を読取る(S1)。ここで、フラッシュモードスイッチSW4の設定内容が強制発光だったとすると、ステップS2の判定条件である設定内容が強制発光であることが成り立つので、ステップS3に遷移する。ステップS3では、フラッシュモード制御部27は、フラッシュ28に対して予備発光の指示を送るとともに、タイミング発生器8にシャッター信号を送る。これにより、フラッシュ28が予備発光したときの画像が、撮像素子4に取り込まれる。取込まれた画像は、記録/再生スイッチSW2が記録モードに設定されているときの画像撮影時以外の動作と同様にして、画像表示装置15に表示されるとともに、該画像に基づき露光およびホワイトバランスが制御される(S3)。
このとき、フラッシュモード制御部27は、撮像素子4に取込まれた画像を画像信号として受け取り、これを顔検出回路26へ出力する。顔検出回路26は、画像信号を入力されると、該画像信号から人物の瞳部分の色を検出して、これをCPU19へ出力する。フラッシュモード制御部27は、顔検出回路26がCPU19へ出力した人物の瞳部分の色を受けると(S4)、この色が予め規定されている赤目の色相並びに明度の範囲内にあるか確認する(S5)。範囲内にある場合は、予め規定されている赤目軽減時間T2だけ待ってから(S6)、フラッシュ28に対して、本発光の指示を送るとともに、画像撮影を行うために、タイミング発生器8にシャッター信号を送る(S7)。範囲外にある場合は、待ち時間を持たせることなく、フラッシュ28に対して、本発光の指示を送るとともに、画像撮影を行うために、タイミング発生器8にシャッター信号を送る(S7)。
このようにして、範囲内の場合も範囲外の場合も、フラッシュ28が本発光したときの画像が撮像素子4に取込まれる。撮像素子4は、取込んだ画像をアナログ画像信号にて出力する。このアナログ画像信号は、CDSAMP回路9によってゲイン制御され、A/D変換10でデジタル画像信号に変換される。このデジタル画像信号は、画像入力コントローラ11を介してCPU19に取り込まれる。その後、取り込まれたデジタル画像信号は、画像信号処理回路12でガンマ補正、エッジ強調、ホワイトバランス、YC変換等の画像処理が施され、画像圧縮/伸長回路13でデータ圧縮され、画像ファイルとして、記録メディア25に記録される。
これにより、赤目が検出されなかった場合は、図3の(a)のように、予備発光F1と本発光F2の間の調光時間T1は、できるだけ短い時間になるように動作するが、赤目が検出された場合は、図3の(b)のように、予備発光F3と本発光F4の間に赤目軽減待ち時間T2を置き、被写体となっている人物の瞳孔が収縮する時間を与えるようにしている。
また、フラッシュモードスイッチSW4の設定内容が、発光禁止であった場合は、ステップS2の判定条件である設定内容が強制発光であることが成り立たないので、ステップS8に遷移する。さらに、この場合、ステップS8の判定条件である設定内容が自動発光であることも成り立たないので、ステップS12に遷移する。ステップS12では、フラッシュモード制御部27は、タイミング発生器8にシャッター信号を送る。これにより、フラッシュ28が発光していないときの画像が、撮像素子4に取り込まれる。取込まれた画像は、記録/再生スイッチSW2が記録モードに設定されているときの画像撮影時以外の動作と同様にして、画像表示装置15に表示されるとともに、該画像に基づき露光およびホワイトバランスが制御される(S12)。次に、フラッシュモード制御部27は、画像撮影を行うために、タイミング発生器8にシャッター信号を送る(S13)。すると、フラッシュ28を発光させないこと以外は、ステップS7のときと同様に動作して、撮影された画像が、画像ファイルとして、記録メディア25に記録される。
また、フラッシュモードスイッチSW4の設定内容が、自動発光であった場合は、ステップS2の判定条件である設定内容が強制発光であることが成り立たないので、ステップS8に遷移する。ステップS8の判定条件である設定内容が自動発光であることは、成立つので、ステップS9に遷移する。ステップS9では、フラッシュモード制御部27は、タイミング発生器8にシャッター信号を送る。これにより、画像が撮像素子4に取り込まれる。取込まれた画像は、記録/再生スイッチSW2が記録モードに設定されているときの画像撮影時以外の動作と同様にして、AE&AWB検出回路21に入力され、AE&AWB検出回路21は、この画像の輝度評価値を算出して、露光制御信号としてCPU19に出力する。フラッシュモード制御部27は、この輝度評価値を取得し(S9)、予め規定されている閾値と比較し(S19)、閾値以下の場合は、フラッシュ28の発光が必要と判断してステップS3に遷移する。ステップS3以降は、強制発光が設定されていた場合と同様に動作する。輝度評価値が、閾値を超えていた場合は、ステップS11に遷移し、ステップS9にて取込んだ画像に基づき、記録/再生スイッチSW2が記録モードに設定されているときの画像撮影時以外の動作と同様にして、画像表示装置15に表示されるとともに、該画像に基づき露光およびホワイトバランスが制御される(S11)。次に、フラッシュモード制御部27は、画像撮影を行うために、タイミング発生器8にシャッター信号を送る(S13)。すると、フラッシュ28を発光させないこと以外は、ステップS7のときと同様に動作して、撮影された画像が、画像ファイルとして、記録メディア25に記録される。
なお、本実施形態においては、ステップS5での赤目を判定するための色相並びに明度の範囲を予め規定しておくとして説明したが、これをAE&AWB検出回路21が算出する輝度評価値の大きさに応じて変更するようにしてもよい。すなわち、撮影場所が暗く、輝度評価値が小さい場合は、赤目が発生し易いと仮定し、赤目であると判定する色相並びに明度の範囲を広くし、反対に撮影場所が明るく、輝度評価値が大きい場合は、赤目が発生し難いと仮定し、赤目であると判定する色相並びに明度の範囲を狭めるようにしてもよい。これにより、赤目が発生しているのに、赤目の検出に失敗することや、赤目が発生していないのに、赤目であると判定してしまう判定ミスを防ぐことができる。
また、本実施形態においては、赤め軽減待ち時間T2を予め規定されているとして説明したが、これをAE&AWB検出回路21が算出する輝度評価値の大きさに応じて変更するようにしてもよい。すなわち、撮影場所が暗く、輝度評価値が小さい場合は、赤目が発生し易いと仮定し、赤目軽減待ち時間T2を長い時間とし、反対に撮影場所が明るく、輝度評価値が大きい場合は、赤目が発生し難いと仮定し、赤目軽減待ち時間T2を短い時間としてもよい。
また、顔検出回路26が検出した瞳部分の色の赤味の程度を、フラッシュモード制御部27が判定して、赤味が強い場合は、赤目軽減待ち時間中に、さらにフラッシュ28を発光させることで、赤目の軽減をはかってもよい。
また、フラッシュモード制御部27により、赤目が検出されて、赤目軽減待ち時間に入っていることを、フラッシュ28を間欠発光させたり、LED(図示せず)を点灯あるいは点滅させたりするなどの視覚的手段や、ビープ音を鳴らすなどの聴覚的手段を用いて、被写体となっている人物に知らせてもよい。これにより、被写体となっている人物が、撮影が終了したと誤解して、動いてしまうことを防ぐことができる。
次に、撮影モード選択スイッチSW5が連写に選択され、連写モードで撮影する場合の動作を説明する。連写モードとは、シャッタースイッチSW1が押されると、規定のコマ数を連続して撮影するモードであり、各コマの撮影に関する動作は、単写モードにおいて、CPU19がタイミング発生器8にシャッター信号を送ってから後の動作と同様である。
記録/再生スイッチSW2が再生側に操作されると、再生モードに設定される。再生モードでは、CPU19によりメディアコントローラ24を介して、記録メディア25の画像ファイルが開かれ、画像データが読み出される。CPU19は、記録メディア25から読み出した画像データを、画像圧縮/伸長回路13に供給する。画像圧縮/伸長回路13は、画像データの伸長処理を行い、その結果の画像データをVRAM23に格納する。ビデオエンコーダ14は、VRAM23の画像データを参照して、コンポーネントカラービデオ信号を生成して、これを画像表示装置15に供給する。画像表示ため、記録メディア25に格納画像表示装置15に再生画像が映出される。
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
この発明の一実施形態によるデジタルカメラの構成を示すブロック図である。 本実施形態におけるフラッシュモード制御部27の動作を説明するフローチャートである。 本実施形態における予備発光と本発光の関係を説明する図である。
符号の説明
1…ズームレンズ
2…アイリス
3…フォーカスレンズ
4…撮像素子
5…ズームモータ
6…アイリスモータ
7…フォーカスモータ
8…タイミング発生器
9…CDSAMP
10…A/D変換
11…画像入力コントローラ
12…画像信号処理回路
13…画像圧縮/伸長回路
14…ビデオエンコーダ
15…画像表示装置
16、17、18…モータドライバ
19…CPU
20…AF検出回路
21…AE&AWB検出回路
22…メモリ
23…VRAM
24…メディアコントローラ
25…記録メディア
26…顔検出回路
27…フラッシュモード制御部
28…フラッシュ

Claims (3)

  1. 被写体を撮像する撮像手段と、
    被写体に向けて発光する発光手段と、
    本撮像に先立ち前記発光手段を予備発光させると共に、該予備発光させたときの前記撮像手段による撮像結果に基づいて本発光量を定めて、本撮像のために前記発光手段を本発光させる発光制御手段と、
    前記発光手段を予備発光させたときに前記撮像手段で撮像された画像から、人物の瞳部分の色を検出する検出手段と、を備え、
    前記発光制御手段は、前記検出手段で検出した前記瞳部分の色が所定の色相並びに明度の範囲内の場合は、予備発光後、所定の赤目軽減待ち時間が経過するまで本発光を待機させる、
    ことを特徴とするカメラ。
  2. 前記発光制御手段は、撮像環境に応じて赤目軽減待ち時間を可変する、
    ことを特徴とする請求項1に記載のカメラ。
  3. 赤目軽減待ち時間中であることを報知する報知手段を更に有する、
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のカメラ。

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