JPH1188364A - 通信装置 - Google Patents

通信装置

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JPH1188364A
JPH1188364A JP25022397A JP25022397A JPH1188364A JP H1188364 A JPH1188364 A JP H1188364A JP 25022397 A JP25022397 A JP 25022397A JP 25022397 A JP25022397 A JP 25022397A JP H1188364 A JPH1188364 A JP H1188364A
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atm
dif
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JP25022397A
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Masaaki Higashida
真明 東田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/60Network structure or processes for video distribution between server and client or between remote clients; Control signalling between clients, server and network components; Transmission of management data between server and client, e.g. sending from server to client commands for recording incoming content stream; Communication details between server and client 
    • H04N21/63Control signaling related to video distribution between client, server and network components; Network processes for video distribution between server and clients or between remote clients, e.g. transmitting basic layer and enhancement layers over different transmission paths, setting up a peer-to-peer communication via Internet between remote STB's; Communication protocols; Addressing
    • H04N21/643Communication protocols
    • H04N21/64307ATM
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/54Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56Packet switching systems
    • H04L12/5601Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
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    • H04N21/23Processing of content or additional data; Elementary server operations; Server middleware
    • H04N21/236Assembling of a multiplex stream, e.g. transport stream, by combining a video stream with other content or additional data, e.g. inserting a URL [Uniform Resource Locator] into a video stream, multiplexing software data into a video stream; Remultiplexing of multiplex streams; Insertion of stuffing bits into the multiplex stream, e.g. to obtain a constant bit-rate; Assembling of a packetised elementary stream

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像データ、音声データ、その他の付加情報
が含まれたデータを伝送する時に、通信網でエラーが発
生した場合でも、受信側でエラー回復後に受信したデー
タが属する時間情報を即時に知ることができる装置を提
供する。 【解決手段】 一定画像期間内を基準として符号化装置
101で符号化されたデータを、パケット化手段103
でパケット化し、パケットヘッダ付加手段104で該パ
ケットが符号化された画像期間の時間情報をヘッダとし
て付加し、セル化手段105でセル化して、伝送手段1
06からネットワーク107に送出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮符号化された
画像データ、音声データ、および付加情報データを伝送
路で通信する通信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、光ファイバ等を利用した通信シス
テムの発達で、通信容量が大幅に拡大し、コンピュータ
等で使用するディジタルデータだけではなく、例えば画
像信号や音声信号およびその他の付加情報をディジタル
化し伝送するシステムが実用化されている。
【0003】例えば、非同期転送モード(ATM:Asyn
chronous Transfer Mode)等を用いれば、155メガビ
ット/秒以上の伝送が可能となり、ATM上で画像デー
タを通信するシステムが実用化されている。
【0004】ATMに関しては、ITU−T(Internat
ional Telecommunication Union-Telecommunication St
andardization Sector:国際電気通信連合−電気通信標
準化部門)、および、The ATM Forum等で審議、規格化
がされており、関連書物も多数発行されている。
【0005】例えば、民生用のディジタルVTRの符号
化方式の画像データ等を、ATMネットワークで伝送す
る従来例としては、特開平8−307859号公報(以
下、従来技術1と称す)に開示されている。
【0006】その動画像データ等をATMのセルにのせ
る方法としては、同公報図3および図5に示している。
また別の方法を同公報図7に示している。
【0007】同公報図3に示すように、80バイトのD
IF(ディジタルインタフェース)ブロックデータを前
半の40バイトと後半の40バイトに分け、ATMセル
の48バイトのペイロードの残りの8バイトにはエラー
訂正用のパリティを割り当てている。
【0008】また、同公報図5に示すように、残りの8
バイトのうち、4バイト分をエラー検出用符号に割り当
てている。
【0009】同公報図7の方法では、80バイトのDI
Fブロックデータを、3個結合して240バイトのデー
タとし、5つのATMセルに割り当てる。
【0010】また、動画像データをATMのセルにのせ
る別の方法としては、いわゆるMPEGover ATMとして、Th
e ATM Forum Technical Committee Audiovisual Multim
edia Services : Video on Demand Specification 1.0
,af-saa-0049.000, December,1995(以下、従来技術2
と称す)に開示されており、また解説書も多数出版され
ている。MPEG over ATMは、188オクテット長のMP
EG2のSingle Program Transport Stream(SPTS)の
連続する2個(376オクテット)に8バイトのAAL
5トレイラを付加したものを、ペイロードが48オクテ
ット長のATMセル8個に分割して伝送する方法であ
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、以下のような問題点を有していた。
【0012】従来技術1の構成では、各ペイロードにそ
のペイロードが符号化された時間情報が含まれていない
ために、通信網でエラーが起こった場合、受信側ではど
の時点でエラーが回復したのかがわからず、画像が破綻
するという問題点を有していた。
【0013】上記問題点を図面を用いて説明を行う。図
6は従来の技術の問題点を示す概念図である。
【0014】図6において、601は伝送すべきデータ
を3フレーム分示している。各フレームは第nフレー
ム、第n+1フレーム、第n+2フレームとしている。
602、603および604はデータを伝送したとき
に、通信網上でエラーが発生した場合のエラー状態をハ
ッチングで示している。例えばATM通信網では、通信
負荷が増大した場合、ATMスイッチの処理能力を超
え、セルが紛失するいわゆるセルロスにより、図6に示
すようにバースト的に連続してエラーとなる場合があ
る。
【0015】602では第n+1フレーム内でエラーと
なり、603では第nフレームと第n+1フレームにま
たがってエラーとなり、604では第nフレームからエ
ラーが始まり、第n+1フレームは全てエラーとなり、
第n+2フレームまでエラーが続いている。図6に示す
状態となった場合、エラー状態から回復した時に連続す
るフレームのどのフレームのどの時点からエラーから回
復したかを特定する手段がない。すなわち、602では
第n+1フレームの途中、603では第n+1フレーム
の途中、604では第n+2フレームの途中でエラーか
ら回復するが、エラー回復直後に受信したデータはどの
フレームに属するデータであるかを特定する方法がない
ために、例えば、603では第nフレームのデータと、
第n+1フレームのデータが混在して1フレーム分のデ
ータを形成する、604では第nフレームのデータと、
第n+2フレームのデータが混在するという問題点があ
った。602では、同一フレーム内でエラーが回復して
いるが、同一フレーム内で回復したことを検出する手段
がないためにエラー回復前のデータとエラー回復後のデ
ータを同一フレームとして処理してよいのか判断するこ
とができないという問題点があった。
【0016】また、エラーした部分の再送を行う場合、
エラーとなった部分の特定をする必要が生じるが、従来
技術1の場合、エラー部分の特定が不可能であり、全て
のデータを全部送り直さなければならないと言う問題点
があった。
【0017】上記従来技術1の問題点は、エラーの大小
に関わらず起こる問題点である。また、従来技術2にお
いては、MPEG2では動き補償フレーム間予測とDC
T(離散コサイン変換)を組み合わせた符号化であり、
例えば通信網でのエラーにより符号に誤りがあった場合
は符号化の単位であるマクロブロックにまで誤りが伝搬
し、またフレーム間予測を行っているため、時間方向に
も誤りが伝搬するという問題点があった。
【0018】上記従来の問題点は、本質的に従来技術1
は形成したペイロードに該ペイロードが属する画像信号
期間、例えばフレーム時間情報が付加されていないこと
によるものである。
【0019】また従来技術2では大きいマクロブロック
単位で符号化することおよびフレーム間予測を行い符号
化をすることによるものである。
【0020】本発明は上記問題点に鑑み、(1)通信網
でエラーが生じた場合でも、正常に受信できたパケット
は全て該パケットが属する画像信号期間を特定すること
が可能であり、(2)通信網で生じたエラーが伝搬しな
い、通信装置を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願の発明は、画像信号期間を単位として符号化さ
れた、画像データ、音声データ、その他の付加情報デー
タをパケット化する「パケット化手段」と、前記パケッ
トに前記画像信号期間の時間情報を示すパケットヘッダ
を付加して伝送パケットを生成する「パケットヘッダ付
加手段」と、前記伝送パケットを分割してセル化する
「セル化手段」と、前記セルを伝送路に送出する伝送手
段と、を備えた構成となっている。
【0022】これにより、受信側で伝送パケット中のタ
イムコードを検出することにより、パケットが符号化さ
れた時間情報を知ることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0024】本発明においては、ATM(Asynchronous
Transfer Mode、非同期転送モード)通信の場合を例と
し、また通信するデータの例として、民生用ディジタル
VTRの規格による、画像および音声データおよび付加
情報と例とする。
【0025】民生用ディジタルVTRの規格として、H
DディジタルVCR協議会で合意された「DV規格」を
例とする。
【0026】ATMの規格については、ITU-T、Q.293
1、ITU-T、I.363、また、The ATM Forum、ATM User-Net
work Interface Specification Version 3.0(以下、UN
I3.0)、The ATM Forum、ATM User-Network Interface
Specification Version 3.1(以下、UNI3.1)、The ATM
Forum、ATM User-Network Interface SpecificationVe
rsion 4.0(以下、UNI4.0)等で規格化されている。
【0027】DV規格については、「Specifications o
f Consumer-Use Digital VCRs using 6.3mm magnetic t
ape」December,1994 HD DIGITAL VCR CONFERENCE、(以
下、文献1と称す)に記載されており、またそのディジ
タルインターフェースについては、「Specifications o
f Digital Interface for Consumer Electric Audio/Vi
deo Equipment」December,1995 HD DIGITAL VCR CONFER
ENCE、(以下、文献2と称す)に記載されている。DV
規格はフレーム内圧縮の技術であり、画像圧縮は小さな
ブロック単位でDCT変換をすることにより行われるの
で、エラーが起こった場合でもフレーム内でエラーが伝
搬することはなく、またフレーム内で完結の圧縮方式で
あるので、時間方向(フレーム方向)にエラーが伝搬す
ることはない。
【0028】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態に係る通信装置の概略構成を示すブロック図である。
【0029】図1において、101は符号化装置であり
フレームを単位として、例えば、DV規格に基づく符号
化を行う。102は本発明を実現する通信装置であり、
符号化装置101で符号化されたデータはINPUT点から
入力される。103はパケット化手段であり、入力され
たデータのパケット化を行う。104はパケットヘッダ
付加手段であり、入力されたパケットが属する時間情報
を示すパケットヘッダをパケットに付加する。105は
セル化手段であり、ATMセルを生成する。106は伝
送手段であり、ATMセルをネットワークに送出するた
めの物理層の処理を行う。107はネットワークであ
り、本実施の形態ではATMネットワークである。
【0030】図2はサブシーケンスの概念図である。サ
ブシーケンスの形式のデータは符号化装置101から出
力される。この形態については文献2に記載されてい
る。
【0031】H0はヘッダDIF(ディジタルインター
フェース)ブロック、SC0、SC1はサブコードDI
Fブロック、VA0、VA1、VA2はビデオAUXD
IFブロック(以下、VAUXと称す)、A0、A1、
・・・、A8はオーディオDIFブロックであり、後に
説明するビデオDIFブロックに入れ込まれている。V
0、V1、・・・、V134はビデオDIFブロックで
ある。各DIFブロックは80バイトからなり、3バイ
トのIDと77バイトのデータからなる。
【0032】ヘッダDIFブロックにはサブシーケンス
に関する制御情報が、オーディオDIFブロックにはオ
ーディオデータおよびオーディオに関するアグジュアリ
データが、ビデオDIFブロックにはビデオデータが、
ビデオAUXDIFブロックにはビデオに関するアグジ
ュアリデータが、サブコードブロックにはその他の付加
情報が乗せられている。
【0033】図2に示したように、ヘッダDIFブロッ
クは1個、サブコードDIFブロックは2個、VAUX
DIFブロックは3個、オーディオDIFブロックは9
個、ビデオDIFブロックは135個、合計150個の
DIFブロックから成り、1つのシーケンス(以下、サ
ブシーケンスと称す)を形成し、サブシーケンスは、8
0バイト×150個=12000バイトとなる。
【0034】525/60システム(いわゆる、NTS
Cシステム)では10個のサブシーケンスで1フレーム
のデータ、625/50システム(いわゆる、PALシ
ステム)では12個のサブシーケンスで、それぞれ1フ
レームのデータとなる。本実施の形態では525/60
システムを例とする。
【0035】図3は、本実施の形態のDIFブロックの
IDを示す模式図である。各DIFブロックの先頭3バ
イト(ID0〜ID2)は、図3に示すIDとなってい
る。
【0036】図3において、SCTはセクションタイ
プ、Seqはシーケンス番号、DseqはDIFシーケ
ンス番号、DBNはDIFブロック番号である。各符号
の直後にビット番号を付けている。なおRSVはリザー
ブデータである。
【0037】本発明に重要なのはDseq、およびDB
Nである。DIFシーケンス番号Dseqは、サブシー
ケンスの番号を示し、525/60システムでは、10
個のサブシーケンスからなるので、0〜9の値をDse
q3〜Dseq0の4ビットで示す。DIFブロック番
号DBNは、サブシーケンス内のDIFブロックの番号
をDBN7〜DBN0の8ビットで示している。すなわ
ちDseqおよびDBNにより、該DIFブロックが属
する1フレーム内での位置を特定できる。しかしなが
ら、該サブシーケンスが属するフレームの時間情報を特
定することはできない。
【0038】図4は、伝送パケットの生成およびATM
セル化を示す模式図である。図4において、AALはA
TMアダプテーションレイヤ(ATM Adaptation Laye
r)、CSはコンバージェンスサブレイヤ(Convergence
Sublayer)、SARはセル分割組立サブレイヤ(Segme
ntation and Reassembly Sublayer)、ATMはATM
レイヤ(ATM Layer)を示す。
【0039】本発明の実施の形態では、25個のDIF
ブロックから伝送パケットを生成する場合を例とする
が、伝送パケットを生成するDIFブロックの個数はこ
の限りではない。
【0040】図4において、401はDIFブロックを
示す。25個の各DIFブロックにはDIF0からDI
F24までの番号を付している。各DIFブロックは8
0バイトである。
【0041】402は伝送パケットを示す。DIFP
(DIFパケット)は25個のDIFブロックから形成
されるパケットである。したがって、80×25=20
00バイトである。DIFPの前には該DIFPが属す
る時間情報を特定するパケットヘッダ(Header)
としてタイムコードを付加する。
【0042】タイムコードは例えば、HH時MM分SS
秒FFフレーム(以下、HH:MM:SS:FFフレー
ムと表現する)となっており、例えば、第nフレームが
01:02:03:00であれば、第n+1フレームは
01:02:03:01、第n+2フレームは01:0
2:03:02、というようにフレームごとに増加して
いく。これにより各伝送パケットが属するフレーム(時
間情報)が特定できる。タイムコードは同じフレームの
伝送パケットは同じ値がつけられる。なお本発明の実施
の形態では、Headerは4バイトの場合を例示して
いる。Headerは時間を表すバイトが1バイト、分
を表すバイトが1バイト、秒を表すバイトが1バイト、
フレームを表すバイトが1バイトの4バイトから成る。
【0043】403は、AAL5のプロトコルデータユ
ニットを示す。本発明の実施の形態では、ATM通信の
ATMアダプテーションレイヤとしてAAL5を例とす
る。したがって402では、伝送パケットをATMセル
のペイロードの48バイトの整数とするためのパディン
グ(Pad)が4バイト、さらにCRC−32等の付加情
報8バイトが付加される(以下、AAL5−PDUと称
す)。したがってAAL5−PDUは2016バイトと
なる。
【0044】404のSARレイヤでは、ATMセルの
ペイロードは48バイトであるので、42個のATMセ
ルペイロードに分割される。405のATMレイヤで
は、ATMセルのヘッダが付加され、ATMセルが生成
される。
【0045】図5は1フレームのDVデータからDIF
パケットの生成を示す模式図である。図5において、5
01は1フレーム分のサブシーケンスを示す。また50
2は1フレーム分のDIFパケットを示す。
【0046】501において、各サブシーケンスはDI
FSで示し、その後にハイフン(−)、その後にサブシ
ーケンス番号を記している。1フレームのDVデータ
は、DIFS−0からDIFS−9までの10個のサブ
シーケンスで構成される。
【0047】502において、各DIFパケットはDI
FPで示し、その後にハイフン(−)、その後に伝送パ
ケット番号を記している。1フレームのDVデータは、
DIFP−0からDIFP−59までの60個のサブシ
ーケンスで構成される。
【0048】各サブシーケンスは先に説明したように1
50個のDIFブロックから構成される。また、各DI
Fパケットは図4を用いて説明したように、25個のD
IFブロックから構成される。したがって1個のサブシ
ーケンスから、6個のDIFパケットが生成される。
【0049】図5にはサブシーケンスDIFS−0が、
DIFP−0からDIFP−5までの6個のDIFパケ
ットに変換される様子を示している。またDIFP−5
の後には、DIFS−1から生成されたDIFP−6か
ら、DIFS−9から生成されたDIFP−59まで、
60個のDIFパケットを示している。502に示すよ
うに、1フレーム分のDVデータは、60個のDIFパ
ケットに変換される。
【0050】502の各DIFパケットは、図4の40
2のDIFPに相当し、以下、図4で説明した処理が行
われる。
【0051】次に図1、図4、および図5を用いて、本
発明を実現する手段について詳細に説明する。
【0052】符号化装置101では、画像データ、音声
データ、その他の付加情報データが符号化され、毎フレ
ーム10個のサブシーケンスからなるDVデータを生成
する。INPUT点からはサブシーケンスのデータが順に入
力される。各フレームのサブシーケンスは図5の501
に相当する。サブシーケンス501からDIFパケット
502へのパケット化はパケット化手段103で行われ
る。この処理は6個のDIFブロックをまとめてパケッ
ト化するだけの処理であるので簡易な回路で実現可能で
ある。502の各DIFパケットはすでに説明したよう
に図4の402のDIFPに相当する。
【0053】DIFパケット(DIFP)はパケットヘ
ッダ付加手段104でヘッダ(タイムコード)を付加さ
れて402の伝送パケットとなる。なおこの時のタイム
コードは、符号化装置101で符号化されたタイミング
のタイムコードが、DVデータと同時にパケットヘッダ
付加手段104に伝送するなどとすればよい。
【0054】伝送パケット402からAAL5−PDU
403への変換および、AAL5−PDU403から4
04への変換、さらに404からATMセル405への
変換はセル化手段105で行われる。
【0055】ATMセル405から物理層へ変換してネ
ットワーク107に送出する処理は伝送手段106が行
う。
【0056】なお、AAL5の処理を行うセル化手段1
05、および物理層の処理を行いネットワーク107に
送出する伝送手段106は、現在専用のLSIなどが多
数あり、容易に実現可能である。
【0057】すでに説明したように、1フレーム分のサ
ブシーケンス内の伝送パケットには全て同一のヘッダ
(タイムコード)がつけられ、次のフレームではタイム
コードがインクリメントされ、同一の処理が行われる。
【0058】以上、説明したように本実施の形態によれ
ば、各伝送パケットに該伝送パケットが符号化された時
間の時間情報が付加されて伝送することが可能となり、
受信側では、正常に受信されたパケットから時間情報に
間違いのない正確な画像を再構成することが可能とな
る。
【0059】なお、本発明の本質は、任意の単位で構成
するパケットの全てに時間情報を付加して伝送すること
であるので、この要件を満たしていれば、本発明の範囲
から除外するものではない。
【0060】また、本発明の実施の形態では、ATM伝
送を例としたが、伝送方式はこの限りではなく、例えば
イーサネットなど、他の伝送方式でもよい。
【0061】また、ATMのAALの方式としてAAL
5としたが、AALの方式はこの限りではなく、またA
ALの機能を使用せず、DIFパケットをそのままAT
Mセルに分割するなどとしてもよい。
【0062】また、圧縮方式はDV規格によるものとし
たが、エラーが伝搬しない圧縮方式であればこの限りで
はない。
【0063】また、本実施の形態では、時間情報を表す
手段としてタイムコードを用いたが、本発明の本質は、
符号化される時間単位(画像信号期間)に属する伝送パ
ケットがすべて同じ時間情報を付加されることにあるの
で、例えば0から順にインクリメントする番号を付加す
るなどとしてもよい。
【0064】また、本発明では、データに対して誤り訂
正符号を用いた誤り訂正などは行っていないが、誤り訂
正符号を付加する場合でも本発明の範囲から排除するも
のではない。
【0065】なお、本発明では図4の403でAAL5
−PDUを生成する時に、AAL5−PDUの長さがA
TMセルのペイロードの整数倍となるように、パディン
グビット(Pad)を挿入したが、この部分に他の情
報、例えば文字情報あるいはHTML(Hypertext Make
up Language)などを入れて、画像データ等とともに伝
送してもよい。その場合、パケットヘッダ付加手段10
4とセル化手段105の間にそれらの情報を入れる手段
を設ければよい。
【0066】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、以下の
ような効果を有する。
【0067】本発明によれば、各伝送パケットに該伝送
パケットが符号化された時間の時間情報が付加されて伝
送することが可能となるので、受信側では、正常に受信
されたパケットから瞬時に該パケットが属する時間情報
を検出することが可能となり、時間情報に間違いのない
正確な画像を再構成することが可能となる。したがって
高画質を維持した伝送装置を提供することが可能とな
る。
【0068】また、一定時間内で完結の圧縮方式として
いるので、エラーの伝搬は起こらず高画質を維持した伝
送装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る通信装置の概略構成
を示すブロック図
【図2】同実施の形態でのサブシーケンスの概念図
【図3】同実施の形態でのDIFブロックのIDを示す
模式図
【図4】同実施の形態での伝送パケットの生成およびA
TMセル化を示す模式図
【図5】同実施の形態での1フレームのDVデータから
DIFパケットの生成を示す模式図
【図6】従来の技術の問題点を示す概念図
【符号の説明】
101 符号化装置 102 通信装置 103 パケット化手段 104 パケットヘッダ付加手段 105 セル化手段 106 伝送手段 107 ネットワーク

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像信号期間を単位として符号化され
    た、画像データ、音声データ、その他の付加情報データ
    をパケット化するパケット化手段と、前記パケットに前
    記画像信号期間の時間情報を示すパケットヘッダを付加
    して伝送パケットを生成するパケットヘッダ付加手段
    と、前記伝送パケットを分割してセル化するセル化手段
    と、前記セルを伝送路に送出する伝送手段と、を備えた
    通信装置。
JP25022397A 1997-09-16 1997-09-16 通信装置 Pending JPH1188364A (ja)

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