JPH0247984A - 映像信号多重伝送装置 - Google Patents

映像信号多重伝送装置

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JPH0247984A
JPH0247984A JP19837988A JP19837988A JPH0247984A JP H0247984 A JPH0247984 A JP H0247984A JP 19837988 A JP19837988 A JP 19837988A JP 19837988 A JP19837988 A JP 19837988A JP H0247984 A JPH0247984 A JP H0247984A
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signal
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luminance signal
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Application number
JP19837988A
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English (en)
Inventor
Yoshinobu Oba
大場 吉延
Takashi Sueoka
末岡 多加志
Shigeru Ujihara
氏原 茂
Kenjiro Kai
謙二郎 加井
Yoshihide Kawamura
好英 川村
Haruhiko Sugiyama
杉山 治彦
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Toshiba Corp
Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、テレビジョン信号の多重伝送装置に関する
(従来の技術) テレビジョン信号の伝送回線を有効に利用するために、
2チヤンネルの映像信号多重して1チヤンネルの帯域で
伝送する方式が従来より提案され、一部に実用化されて
いる。しかし、多重に際しては信号情報のなんらかの圧
縮が必要であり、受信・再生する映像の画質劣化を伴い
易い。従来方式の一例としては、映像の水平方向の周波
数帯域をl/2に圧縮して2チヤンネル伝送する方法が
ある。すなわち、入力映像信号A、Bの2チヤンネルの
各水平周波数帯域を伝送帯域の1/2に制限し、更に水
平方向に時間圧縮後、A、B2チャンネルの映像信号を
第8図(a)〜第8図(e)に示すように水平方向に合
成して伝送する。ここで、第8図(a)及び第8図(b
)は2チヤンネルの人力信号を示し、第8図(c)及び
第8図(d)は上記入力信号に対して時間圧縮した状態
を示し、さらに第8図(e)は上記時間圧縮した信号の
合成を示したものである。受信側ではその逆の手順で2
チヤンネルを再生する。
この方法の場合、(1)水平解像度が1/2になる。(
2)水平周波数帯域制限フィルタによる画質劣化が生じ
やすい。等の画質劣化要素を持っている。
例えば、伝送回線がF P U (Fjeld Pic
kupUnit :中継現場と中継局または放送局を結
ぶ無線回線)の場合伝送可能な周波数帯域は7 M I
f z前後であり、一つのチャンネルに使用できるのは
3.5MHz程度となる。これは水平解像度約280T
V本に満たない。
例えば、伝送回線が一般のマイクロ波回線の場合は、周
波数帯域が4MHz程度であり、その場合は水平解像度
約2MHz−160TV本まで劣化することになり、通
常の水平解像度の1/2となる。
また、伝送帯域の1/2に帯域制限するためのローパス
フィルタの遮断周波数が例えば、2MHz程度の比較的
低い周波数のため、急峻に遮断した場合の波形歪みが低
い周波数で生じ、視見上の画質劣化が大きくなりやすい
。一方、ゆるやかに帯域制限するとさらに解像度劣化が
増すことになる。
従来の方式のもう一つの例としてフィールド切換え多重
をする方式がある。これは第9図に示すように切換スイ
ッチSによりA、82チヤンネルの映像を1フイールド
毎に切換えて伝送する方式である。このように伝送され
た信号は、受信側では、アナログデジタル変換された後
、チャンネル毎に分離される。そして各チャンネル系統
では、1垂直期間(1フイールド)メモリとフィールド
内挿手段を用いて映像信号を再生している。従って全く
同じ内容の信号が2フイールド連続して再現されること
になる。そして各チャンネルの映像信号はデジタルアナ
ログ変換器でアナログ信号に変換される。
この場合は、水平解1象度の劣化は無いが、時間軸方向
の情報がl/2になるため、映像の動き部分の応答が悪
くなり、更に片方のフィールドのみであるため垂直の解
像度が劣化し、静止画では1/2になる。
(発明が解決しようとする課題) 上記したように、従来の多重伝送方式によると、解像度
の劣化や歪みの発生が大きいという問題がある。
そこでこの発明は、解像度及び動き画像などの画質の劣
化が少なく、色信号も含めて容易に複数チャンネルの映
像信号を1チヤンネルの伝送帯[発明の構成コ (課題を解決するための手段) この発明は、伝送側においては、N及びMを任意の整数
とし、第1の複合映像信号を輝度信号及び色信号に分離
後、該輝度信号をその連続するNフィールド間にてフィ
ールド間オフセットサブサンプルしてNフィールド分の
信号を1フィールド分の信号に圧縮して圧縮輝度信号を
得た後、これを前記分離した色信号の前記連続するNフ
ィールドの中の1フィールド分の選択色信号と加算して
第2の複合映像信号を得てこれを送出する手段を有し、 再生側では、前記第2の複合映像信号を受信して前記圧
縮輝度信号及び選択色信号に分離した後、前記圧縮輝度
信号をフィールド間オフセットサブサンプリングに同期
して1フィールド分をNフィールドに拡張した後、この
拡張した輝度信号を連続するMフィールド間で内挿して
再生輝度信号を得、この再生輝度信号に対して前記分離
した色信号をNフィールド繰返して再生して加算するこ
とにより前記第1の複合映像信号を再生する手段とを備
える構成とするものである。
(作用) 上記の手段により、フールド間オフセットサブサンプリ
ングするので、水平及び垂直の解像度劣化が少なく、ま
た色信号については信号の劣化を生じることなく、他の
信号に悪影響を与えることなく容易に多重伝送を行なう
ことができる。
(実施例) 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図はこの発明の一実施例であり、2チヤンネルを1
チヤンネルで伝送する場合の映像信号多重伝送装置のブ
ロックを示している。送信部Tと受信部Rとは、有線あ
るいは無線等の伝送線路により接続されている。
送信部Tにおいて、相互に同期した二つの複合映像信号
A、BはそれぞれAチャンネル、Bチャンネルとしてア
ナログデジタル(以下A−Dと記す)変換器(1−1)
、(1−2)へ入力され、ここでそれぞれデジタル信号
に変換される。また同時に映像信号A、Bは、それぞれ
同期再生回路(2−1,2−2)に供給される。ここで
再生された、同明信号及びクロックは、この送信部Tの
各回路の動作タイミング基準信号として分配される。
デジタル化された映像信号A、Bは、自動調相回路3に
人力され、A、82チャンネル間の色副搬送波位相レベ
ルまでの詳細な位相合せが行われる。更に映像信号A、
Bは、それぞれ輝度◆色分離回路(4−1,4−2)に
供給され、輝度信号と色信号とに分離される。輝度信号
はそれぞれ帯域制限回路(5−1,5−2)で、輝度信
号の伝送帯域内に空間周波数の制限を行なわれ、サブサ
ンプル回路6に供給される。
サブサンプル回路6では、各輝度信号のフィールド間サ
ブサンプルを行ない、さらにフィールド毎にA、Bの各
輝度信号を交互に切換えて1つの信号として出力する。
サブサンプル回路6の出力(圧縮輝度信号)と、輝度・
色分離回路(4−1゜4−2)で分離された色信号とは
、マルチプレクサ7に供給される。
ここで、サブサンプル回路6およびマルチプレクサ7の
動作原理に付いて、第2図及び第3図を参照して説明す
る。
第3図(a)、(b)は上記フィールド間オフセットサ
ブサンプルの説明図である。第3図(a)はAチャンネ
ル、第3図(b)はBチャンネルのデータ配列を示し、
それぞれのチャンネルの実線及び点線上の記号OとXと
はそれぞれ画素の並びを示し、実線は第1フイールド、
点線は第2フイルドをそれぞれ′示している。フィール
ド間オフセットサブサンプルでは、それぞれのチャンネ
ルで第1フイールドを1フイールド遅延した後、第3図
の矢印で示すように1画素毎に2つのフィールドの画素
を交互に成田して1つのフィールド信号にしている。従
って、第3図の記号Xに対応する画素は間引かれること
になり伝送されない。
次に、フィールド間サブサンプルされた輝度信号は、A
チャンネルとBチャンネルとでフィールド毎に交互に切
換えられて、マルチプレクサ7に供給される。一方、輝
度・色分離回路(4−1゜4−2)で分離された各チャ
ンネルの色信号もマルチプレクサ7に供給される。
マルチプレクサ7においては、次のような処理が行われ
る。
まず、第2図(a)、第゛2図(b)はフイールルド間
すブサンプル前のAチャンネル映像信号。
Bチャンネル映像信号を示している。YAI、 Y^2
゜YA3. YA4.・・・はそれぞれAチャンネルの
各フィールド(第1.第2.第3.第4.・・・)の映
像信号であり、YBI、 YB2. YB3. YB4
.・・・はBチャンネルの各フィールド(第1.第2.
第3.第4゜・・・)の映像信号である。サブサンプル
回路6では、上述したようなフィールド間サブサンプル
が行われ、かつAチャンネルの圧縮輝度信号とBチャン
ネルの圧縮輝度信号とをフィールド毎に交互に出力する
から、第2図(C)に示すような1つの信号を出力する
ことになる。(Y^l/YA2)。
(YB2/YB3)、  (YA3/YA4)、  (
YB3/YB5)、・・・は各チャンネルの圧縮輝度信
号が交互に配列された状態である。この圧縮輝度信号と
、第2図(d)と第2図(e)に示すような色信号がマ
ルチプレクサ7に供給される。ここで、マルチプレクサ
7は、Aチャンネルの圧縮輝度信号に対しては、同じA
チャンネルの色信号の1フィールド分を加算し、Bチャ
ンネルの圧縮輝度信号に対しては、同じBチャンネルの
色信号の1フィールド分を加算して出力する。従って、
マルチプレクサ7からは、例えば第2図(f)に示すよ
うな映像信号が得られる。この例では、圧縮輝度信号(
Y At/ Y A2)に対して輝度信号YAIのフィ
ールドの色信号CAIが重畳されているが色信号CA2
であっても構わない。同様に、圧縮輝度信号(YB2/
 Y B3)に対して輝度信号YB2のフィールドの色
信号CB2が重畳されているが色信号CB3てあっても
構わない。従って、実際に伝送される色信号は、複数の
連続フィールドのうちの選択された1フィルド分の選択
色信号である。
マルチプレクサ7の出力信号は、デジタルアナログ(以
下D−A)変換器8に供給されアナログ信号として伝送
回線りに送出される。
次に、受信部Rについて説明する。
伝送回線りを通った映像信号は、受信部Rで受信され、
A−D変換器9及び同期再生回路10に導かれる。同期
再生回路10では同期信号及びクロックが再生され、受
信部Rの各回路の動作タイミング基準信号として分配さ
れる。
デジタル変換された映像信号は、輝度・色分離回路11
に供給され、輝度信号(この信号は圧縮輝度信号)と、
色信号(この色信号は選択色信号)とに分離される。分
離された圧縮輝度信号は、フィールド分離回路12に供
給される。フィールド分離回路12の内部は、フィール
ド遅延回路とりサンプル切換回路で構成されており、フ
ィールド毎にAチャンネルとBチャンネルの信号を分離
し、かつ、各チャンネルの信号を1画素毎に分離して1
フィールド分の信号を2フイールドに拡張する処理が行
われる。この処理は、送出側のサブサンプル位相にあわ
せてリサンプルし、1画素毎に2つの系統に切換えるこ
とにより達成される。
また、リサンプルする位相タイミングは、複合映像信号
の同期信号を利用して送出側のサブサンプル位相と合致
することができ、例えばサブサンプル周波数が色副搬送
波周波数と整数比の場合には、カラーバースト信号の副
搬送波位相に予めサブサンプル位相とりサンプル位相を
合せることにより、双方の位相を高精度に合致できる。
このタイミングを関係は第5図に示すようになる。この
例は、カラーバーストの周波数をfSCとすると4fs
cをサンプル周波数とし、第1と第2のフィールドのサ
ブサンプルの位相を90″ずらした例を示している。ま
た、必要に応じてサブサンプル位相情報をブランキング
期間に重畳して伝送してもよい。
ところで、分離した2つの輝度信号は、それぞれ複合映
像信号の合成時に、第3図で説明したように画素が一部
欠如している。そこで、各チャンネルの輝度信号は、そ
れぞれ内挿フィルタ(131,13−2)に供給され、
ここで、伝送されなかった画素は周囲の画素を用いて演
算処理により作っている。このとき、画像の動き部分が
検出され、その検出量(動きの程度)に応じて1フイル
ド内での内挿信号と連続する2フイールドでの内挿信号
との割合いを段階的に切換えて、動き適応処理を行なっ
ている。
一方、輝度・色分離回路11により分離された色信号は
、フィールド遅延回路14及び色信号切換回路15に供
給される。Aチャンネル及びBチャンネルの各色信号は
、色信号切換回路15により各チャンネルに分配され、
各チャンネルにおいて欠落している不足分の色信号は、
フィールド遅延回路14を通ってきた前のフィールドの
信号で補間される。つまり、色信号に付いては、この実
施例では2フイールド連続して同じ内容の色信号が用い
られることになり、2フイールド毎に新しい色信号に切
替わることになる。
この色信号の伝送及び再現方式は、色信号像の動き情報
に関してはl/2に圧縮処理を行なったことになり、静
止画像に関しては垂直解像度についてのみ1/2に圧縮
している。この方式は、人間の視覚が、色及び動き像に
関しては、解像能力が鈍いことを利用したものであり、
この方式で伝送されたカラー画像を見ても、一般のテレ
ビジョン方式で見るカラー画像との差異をほとんど感じ
ない。
第4図(a)は受信部Rに入力される映像信号成分を示
し、第4図(b)はAチャンネルの映像信号を再生した
信号成分、第4図(c)はBチャンネルの映像信号を再
生した信号成分を示している。
以上のように再生した2チヤンネルの輝度信号と色信号
とは、それぞれ合成回路1 (16−1゜16−2)に
て合成され、第4図(b)、(c)に示したようにA、
82チヤンネルの2つの映像信号として再生される。同
時に、再生信号の帰線期間の信号として受信した複合同
期信号を遅延回路18で位相を合せて合成回路(16−
1,16−2)に供給して各映像信号に合成している。
さらに合成回路(16−1,16−2)の出力信号はそ
れぞれA−D変換器(17−1,17−2)に供給され
、アナログ映像信号として導出される。
次に、上記実施例の方式により伝送可能な輝度信号の2
次元周波数帯域を第6図に示す。
第6図のFssはサブサンプル周波数を示し、Flは標
準方式の垂直方向の周波数525/2を示す。
このように上記実施例の特性では水平及び垂直の解像度
は充分な特性を持つが、斜め方向の解像度は劣化してい
る。しかし、人間の視覚特性は水平及び垂直に比較して
斜め方向には鈍いことが知られており、標準方式からの
劣化は斜め方向のわずかな分だけであり、高画質の多重
伝送ができる。
第6図の特性を達成するためには、サブサンプル周波数
は伝送回線の周波数帯域内である必要がある。一方、サ
ブサンプルのクロックを生成し、また再生する際にその
周波数は映像信号の同期周波数、例えば水平周波数及び
副搬送波周波数とできるだけ簡単な比例関係を持つ方が
ハードウェア系の実現に便利である。また日本の標準T
V方式の映像信号の周波数帯域を考慮すると、サブサン
プル周波数F’ssは、4.2MHz以内とすることが
望ましい。これらの諸条件から、サブサンプル周波数を
下記とすることが有利なシステムを構築できる。
F 5s−(8/7) f sa−260f H墳4.
09MHz但し、Fss:サブサンプル周波数 fsc:副搬送波周波数 fH:水平周波数 以上、第1の実施例について述べたが、第7図を用いて
本発明の映像信号多重伝送方式による第2の実施例を述
べ゛る。この実施例は、4チヤンネルの複合映像信号を
1チヤンネルで多重伝送する例を示している。
第7図において、送信部Tと受信部Rとは先の実施例と
同様に無線あるいは有線等の伝送回線りにより接続され
ている。
伝送部Tにおいて、を自互に同期した4つのチャンネル
A、B、C,Dの複合映像信号A、B、C。
Dは、それぞれA−D変換器(21−1〜2l−4)で
デジタル化され、自動調和回路23に供給される。この
自動調相回路23では、各チャンネル間の色副搬送波レ
ベルまでの詳細な位相合せが行われる。
また、同時に各チャンネルA−Dの信号は、同期再生回
路(22−1〜22−4)によりそれぞれの同期信号及
びクロックが再生され、この同期信号及びクロックは送
信部Tの各回路の動作タイミング基準信号として分配さ
れる。
調相された映像信号(A−D)は、輝度・色分離回路(
24−1〜24−4)に供給され、ここでそれぞれ輝度
信号と色信号とに分離される。
分離された輝度信号は、それぞれ帯域制限回路(25−
1〜25−4)に供給され、輝度信号の伝送帯域内に空
間周波数の制限を受け、サブサンプル回路16に供給さ
れる。サブサンプル回路16では、それぞれの輝度信号
に対して4フィールド間のオフセットサブサンプルが行
われる。したがって各チャンネルの圧縮輝度信号は、通
常の4フィールド分が1フイールド内に圧縮される。
そして各チャンネルの圧縮輝度信号は順次切換えられて
1つの信号として導出されマルチプレクサ28に入力さ
れる。このマルチプレクサ28には、各チャンネルの色
信号も供給されており、対応する圧縮映像信号と加算さ
れる。この時加算される選択色信号は、先の実施例の原
理と同様に、4フイールドのうち1フィールド分の色信
号が各チャンネルで選択されて対応する圧縮輝度信号に
加算される。
また、各チャンネルA−Dのそれぞれの4フィールド間
の画像の平行移動量(以下、動きベクトルという)は、
動きベクトル検出回路27で検出され、その情報はコー
ド化されマルチプレクサ28に供給される。そして動き
ベクトル情報は、■全映像信号の垂直帰線期間に重畳さ
れる。このように得られた複合映像信号は、D−A変換
器2つにてアナログ信号に変換されて伝送回線りに送出
される。
次に、受信部Rについて説明する。伝送回線りからの複
合映像信号は、A−D変換器31にデジタル化され、ま
た同期再生回路32に供給され。
同期再生回路32では同期信号及びクロックの再生が行
われ、この同期信号及びクロックは受信部Rの各回路の
動作タイミング基準信号として分配される。
デジタル化された映1象信号は、輝度・色分離回路33
に供給され輝度信号(圧縮輝度信号)と色信号(選択色
信号)とに分離される。分離された圧縮輝度12号は、
フィールド分離回路35によりA−Dの各チャンネルの
信号に分離され、また各チャンネルの信号は4フィール
ド分の輝度信号に拡張される。分離された各チャンネル
の各輝度信号は、それぞれ位置補正回路(36−1,3
6−4)に入力され、動きベクトル情報に応じてフィー
ルド間の水平位置補正が行われ、それぞれ内挿フィルタ
(37−1,37−4)に供給される。
内挿フィルタ(37−1,37−4)では、それぞれ伝
送されていない画素を周辺の画素を用いて作っている。
即ち、動き検出量に応じて1フイールド内での内挿、2
フィールド間での内挿、4フィールド間での内挿を段階
的に切換えている。
一方、輝度・色分離回路33で分離された色信号は、遅
延回路34−1および色信号切換回路34−2に供給さ
れ、この回路でフィールド遅延を繰返して、各フィール
ドの色信号を補間、再生している。そして、各チャンネ
ルの再生した色信号と輝度信号とは対応するように、合
成回路(38−1〜38−4)に供給され合成される。
また、再生信号の帰線期間の信号として、受信した複合
同期信号も遅延回路3つを介して合成回路(38−1〜
38−4)に供給されている。
これにより、各チャンネルA−Dの複合映像信号が得ら
れ、それぞれD−A変換器(40−1〜40−4)にて
アナログ信号に変換されて出力される。
尚、上記の説明では選択色信号を得るために連続するN
フィールドの中の1フィールド分の色信[発明の効果] 以上説明したようにこの発明によれば、解像度及び動き
画像などの画質の劣化が少なく、色信号も含めて容易に
複数チャンネルの映像信号を1チヤンネルの伝送帯域で
多重伝送し再生することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す回路ブロック図、第
2図は第1図の送信部の回路動作を説明するために示し
た信号成分説明図、第3図はフィールド間オフセットサ
ブサンプリングの説明図、第4図は第1図の回路の受信
部の回路動作を説明するために示した信号成分説明図、
第5図は第1図の回路における信号サンプリング位相の
説明図、第6図は第1図の回路の輝度信号伝送特性を示
す空間周波数特性図、第7図はこの発明の他の実施例を
示す回路ブロック図、第8図は従来の信号圧縮方式を説
明するために示した波形図、第9図は従来の信号圧縮方
式による回路ブロックを示す図である。 T・・・送信部、R・・・受信部、1−1.2−2.9
゜21−1〜21−4.31・・・A−D変換器、21
.2−2.10.22−1〜22−4.32・・・同期
再生回路、3,23・・・自動調相回路、4−1゜4−
2.11.24−1〜24−4.33・・・輝度・色分
離回路、5−1.5−2.25−1〜25−4・・・帯
域制限回路、6,26・・・サブサンプル回路、7,2
8・・・マルチプレクサ、8.17−1゜17−2.2
9.40−1〜40−4・・・D−A変換器、12.3
5・・・フィールド分離回路、13−1”、13−2.
37−1〜37−4・・・内挿フィルタ、14.34−
1・・・フィールド遅延回路、15゜34−2・・・色
信号切換回路、16−1.16−2゜38−1〜38−
4・・・合成回路、18.39・・・遅延回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)N及びMを任意の整数とし、第1の複合映像信号
    を輝度信号及び色信号に分離後、該輝度信号をその連続
    するNフィールド間にてフィールド間オフセットサブサ
    ンプルしてNフィールド分の信号を1フィールド分の信
    号に圧縮して圧縮輝度信号を得た後、これを前記分離し
    た色信号の前記連続するNフィールドの中の1フィール
    ド分の選択色信号と加算して第2の複合映像信号を得て
    これを送出する手段と、 前記第2の複合映像信号を受信して前記圧縮輝度信号及
    び選択色信号に分離した後、前記圧縮輝度信号をフィー
    ルド間オフセットサブサンプリングに同期して1フィー
    ルド分をNフィールドに拡張した後、この拡張した輝度
    信号を連続するMフィールド間で内挿して再生輝度信号
    を得、この再生輝度信号に対して前記分離した色信号を
    Nフィールド繰返して再生して加算することにより前記
    第1の複合映像信号を再生する手段とを具備することを
    特徴とする映像信号多重伝送装置。
  2. (2)N及びMを任意の整数とし、第1の複合映像信号
    を輝度信号及び色信号に分離後、該輝度信号をその連続
    するNフィールド間にてフィールド間オフセットサブサ
    ンプルしてNフィールド分の信号を1フィールド分の信
    号に圧縮して圧縮輝度信号を得た後、これを前記分離し
    た色信号の前記連続するNフィールドの中の任意のフィ
    ールド分から合成した選択色信号と加算して第2の複合
    映像信号を得てこれを送出する手段と、 前記第2の複合映像信号を受信して前記圧縮輝度信号及
    び選択色信号に分離した後、前記圧縮輝度信号をフィー
    ルド間オフセットサブサンプリングに同期して1フィー
    ルド分をNフィールドに拡張した後、この拡張した輝度
    信号を連続するMフィールド間で内挿して再生輝度信号
    を得、この再生輝度信号に対して前記分離した色信号を
    Nフィールドの中の任意のフィールド分か ら合成して再生して加算することにより前記第1の複合
    映像信号を再生する手段とを具備することを特徴とする
    映像信号多重伝送装置。
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