JPWO2016143862A1 - 眼鏡装用パラメータ測定装置、眼鏡装用パラメータ測定プログラムおよび位置指定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
測定基準点の位置指定は、被検者の顔画像を表示する画面上で行う。例えば、眼鏡装用パラメータとして角膜頂点間距離を測定する場合であれば、被検者の顔側面を撮像して得られる顔画像上で、その被検者の角膜頂点の位置を測定基準点の一つとして指定することになる。
ところが、眼鏡装用パラメータの測定およびそのための測定基準点の位置指定に用いる画像は、眼鏡フレームを装用した状態の被検者の顔を撮像して得られるものである。そのため、被検者が装用している眼鏡フレームの形状によっては、被検者の顔について視認困難な箇所が生じてしまい、指定すべき測定基準点の位置が不明確になってしまう可能性がある。具体的には、例えばプラスチック系素材の眼鏡フレームはテンプル幅が大きいものも存在しており、顔画像上において眼鏡フレームのテンプルに被検者の角膜頂点が隠れてしまうといったことが起こり得る。そのような場合には、測定基準点の位置指定を簡便に行うことができず、また指定後の測定基準点の位置について必要十分な位置精度を確保できないおそれがある。
そして特許文献2に記載のように、テンプル幅の大きい眼鏡フレームを使用する場合、眼鏡フレームに隠れて角膜が見えなくなってしまう場合がある。そのような場合には、測定基準点の位置指定を簡便に行うことができず、また指定後の測定基準点の位置について必要十分な位置精度を確保できないおそれがある。そのため、角膜頂点を含む装用パラメータの距離の測定が困難となる場合がある。
本発明の第1の態様は、眼鏡フレームを装用する被検者の眼鏡装用パラメータについて測定を行う際に用いられる眼鏡装用パラメータ測定装置であって、被検者の眼鏡フレーム装用状態における顔画像である第1の画像と眼鏡フレーム非装用状態における顔画像である第2の画像とをそれぞれ取得し、第1の画像と第2の画像とを関連付けた第3の画像を準備する情報処理部と、情報処理部が準備した画像を表示する表示画面部と、表示画面部が表示する画像上で眼鏡装用パラメータの測定基準点の指定を行う操作部と、指定された測定基準点のデータを用いて眼鏡装用パラメータを算出する演算部と、を備えることを特徴とする眼鏡装用パラメータ測定装置である。
本発明の第2の態様は、第1の態様に記載の眼鏡装用パラメータ測定装置において、第3の画像は、眼鏡フレーム装用状態における第1の画像と眼鏡フレーム非装用状態における第2の画像とを合成した少なくとも測定位置を含む合成画像であることを特徴とする。
本発明の第3の態様は、第2の態様に記載の眼鏡装用パラメータ測定装置において、合成画像は、眼鏡フレーム装用状態における第1の画像の一部領域と、眼鏡フレーム非装用状態における第2の画像の該当領域との合成画像であることを特徴とする。
本発明の第4の態様は、第3の態様に記載の眼鏡装用パラメータ測定装置において、一部領域は、被検者の顔を側面から撮像して得られた第1の画像上で被検者が装用する眼鏡フレームのリム部分を含む領域であり、該当領域は、被検者の顔を側面から撮像して得られた第2の画像上で被検者の眼球角膜部分を含まない領域であることを特徴とする。
本発明の第5の態様は、表示画面部および操作部を備え、眼鏡フレームを装用する被検者の眼鏡装用パラメータについて測定を行う際に用いられるコンピュータを、
被検者の眼鏡フレーム装用状態における顔画像である第1の画像と眼鏡フレーム非装用状態における顔画像である第2の画像とのそれぞれを関連付けた第3の画像を準備する画像処理手段と、
画像処理手段が準備した第3の画像を表示画面部に表示させる表示制御手段と、表示画面部が表示する第3の画像上で眼鏡装用パラメータの測定基準点の指定を操作部で行わせる操作制御手段と、指定された測定基準点のデータを用いて眼鏡装用パラメータを算出する計測演算手段と、として機能させることを特徴とする眼鏡装用パラメータ測定プログラムである。
本発明の第6の態様は、眼鏡フレームを装用した状態の被検者の顔画像を用いて被検者に関する眼鏡装用パラメータを測定する際に、測定に必要となる顔画像上の測定基準点を指定するための位置指定方法であって、被検者の眼鏡フレーム装用状態における顔画像である第1の画像と眼鏡フレーム非装用状態における顔画像である第2の画像とをそれぞれ取得しておき、測定基準点の指定にあたり、眼鏡フレーム装用状態における第1の画像と眼鏡フレーム非装用状態における第2の画像とを関連付けた第3の画像を準備して表示し、第3の画像上で眼鏡装用パラメータの測定基準点の指定を行うことを特徴とする位置指定方法である。
ここでは、以下のような項分けをして説明を行う。
1.本発明の概要
2.眼鏡装用パラメータの具体例
3.眼鏡装用パラメータ測定装置の構成例
4.眼鏡装用パラメータ測定方法の手順
4−1.手順の概要
4−2.特徴的な手順の詳細
4−3.その他の手順
5.本実施形態の効果
6.変形例等
6−1.合成画像の変形例
6−2.顔側面画像以外への適用
6−3.測定補助具の使用
先ず、本発明の概要について説明する。
本発明は、眼鏡装用パラメータについて測定を行う際に用いられる。さらに詳しくは、眼鏡フレームを装用した状態の被検者の顔を撮像して、その撮像結果である顔画像を画面上に表示し、その顔画像上にて測定の基準となる点(例えば、被検者の角膜頂点や眼鏡フレーム前枠等)を指定した上で、その測定基準点の位置に基づいて各種眼鏡装用パラメータを演算して求めることで、眼鏡装用パラメータについて測定を行う。
このような眼鏡装用パラメータの測定を、本発明では、装置本体(筐体)が可搬式に構成された眼鏡装用パラメータ測定装置を用いて行う。可搬式であれば、非可搬式の大掛かりな測定装置のような設置スペースを要することがなく、眼鏡店への導入を容易化できるからである。
可搬式の眼鏡装用パラメータ測定装置は、眼鏡装用パラメータの測定者(すなわち被検者に対する検者)が手で持ち運び可能なものであれば、その構成が特に限定されるものではないが、その一例として撮像機能、画像表示機能、操作機能および情報処理機能を備えたコンピュータである携帯型のタブレット端末装置を利用して構成することが考えられる。タブレット端末装置を利用して構成すれば、眼鏡装用パラメータの測定に必要十分な撮像機能、画像表示機能、操作機能および情報処理機能が得られ、しかも近年広く普及しつつあることを鑑みれば低コストで構成することも実現可能となり、眼鏡店への導入を促進する上で非常に好適であると言える。
この点につき、本願発明者は、鋭意検討を行った。そして、本願発明者は、眼鏡フレームを装用した状態の被検者の顔画像を表示しつつ、その眼鏡フレームを装用していない状態の被検者の顔画像についても表示して検者(操作者)が把握できるようにすれば、被検者の顔について視認困難な箇所が生じてしまうのを回避することができ、これによる操作性悪化を抑制できるのではないかと考えた。
このことを実現すべく、本願発明者は、さらに鋭意検討を重ねた。そして、本願発明者は、眼鏡フレーム装用状態の被検者の顔の撮像結果に加えて、眼鏡フレーム非装用状態の被検者の顔の撮像結果を用意しておき、これらの撮像結果を互いに関連付けて一つの表示画面内に表示することで、眼鏡フレームによる視認困難な箇所についても当該眼鏡フレームがない状態を容易に把握することが可能になるという、従来にはない全く新たな着想を得るに至った。
すなわち、本発明は、被検者の眼鏡フレーム装用状態における顔画像(第1の画像)と眼鏡フレーム非装用状態における顔画像(第2の画像)とをそれぞれ取得しておき、眼鏡装用パラメータの測定に必要となる測定基準点を指定にあたり、それぞれの顔画像を関連付けた(加工)画像(第3の画像)を生成して一つの表示画面内に表示し、その加工画像上で測定基準点の指定を行うことを特徴とする。
このような特徴を有することで、眼鏡装用パラメータの測定にあたり、被検者の顔画像上で測定基準点の位置指定を行う場合に、その測定基準点の位置指定を行うことを実現可能とするのである。
ここで、眼鏡装用パラメータ測定装置を用いて測定される眼鏡装用パラメータについて説明する。
図1は、眼鏡装用パラメータの具体例を示す説明図である。
フレーム角膜頂点間距離FVDは、図1(b)に示すように、被検者(眼鏡装用者)が遠方視したときの視軸を遠方視軸Aとした場合において、その遠方視軸A上における当該被検者の眼球Eの角膜の頂点から、その状態で被検者が装用する眼鏡フレームFへと水平方向に線を伸ばし、眼鏡フレームFの外周最上端にある上リムの幅の中央から、眼鏡フレームFの外周最下端にある下リムの幅の中央とを結んだ直線との交点までの距離が、角膜頂点フレーム間距離である。
また、眼鏡フレームFが縁なしの場合は、眼鏡フレームFに取り付けられたダミーレンズの上端と下端のコバの幅の中点とを結んだ直線との交点までの距離が、角膜頂点フレーム間距離である。
さらに、眼鏡フレームFがナイロールの場合は、リムバーの幅の中央、またはブローバーの幅の中央とダミーレンズの下端のコバの幅の中点とを結んだ直線との交点までの距離が、角膜頂点フレーム間距離である。
なお、眼鏡レンズLの処方度数等が確定すれば、フレーム角膜頂点間距離FVDの測定結果を基に、レンズ基材の屈折率、レンズ凸面カーブ形状、レンズ凹面カーブ形状、レンズ肉厚、フレーム前傾角、フレームのそり角、レンズの前傾角、アイポイント、ヤゲンの位置を計算パラメータとして幾何演算等を行うことで、当該処方度数等が反映された角膜頂点間距離CVDを一意に導き出すことが可能となる。
次に、眼鏡装用パラメータの測定を行う際に用いられる眼鏡装用パラメータ測定装置の構成例について説明する。
図2は、本発明の一実施形態における眼鏡装用パラメータ測定装置の構成例を示す説明図であり、(a)は外観斜視図、(b)は機能ブロック図を示している。
なお、タッチインタフェースによる操作部12aの操作は、図例のようにタッチペンを用いて行うことが考えられるが、操作者の指で直接行うようにしても構わない。また、操作部12aは、タッチインタフェースによるものではなく、タブレット端末1に接続されたキーボードやマウス等の情報入力装置を用いるようにしても構わない。
次に、上述した構成のタブレット端末1を使用して行う眼鏡装用パラメータ測定方法の手順について説明する。
ここで、先ず、眼鏡装用パラメータ測定方法の手順の概要について説明する。
図3は、本発明の一実施形態における眼鏡装用パラメータ測定方法の手順の一例を示すフローチャートである。
続いて、上述した各段階を経る眼鏡装用パラメータ測定方法における特徴的な手順について、具体例を挙げて詳細に説明する。
図4は、本発明の一実施形態における眼鏡装用パラメータ測定装置の撮像ファインダーで表示する内容の具体例を示す説明図であり、被検者の眼鏡フレーム装用状態における第1の画像を撮像する場合に必要となる表示内容を示す図である。図5は、同じく撮像ファインダーで表示する内容の具体例を示す説明図であり、被検者の顔を側面から撮像する際における表示内容を示す図である。
一方、第二基準線32は、表示画面部12の画角に対して常に固定的に表示される。したがって、タブレット端末1の装置筐体10の姿勢が変わると、これに伴って第二基準線32が延びる方向も変わることになる。
なお、第一基準線31と第二基準線32とは、それぞれを識別し得るように表示される。具体的には、それぞれの表示色を相違させることで、識別し得るようにすることが考えられる。
被検者の眼鏡フレーム装用状態における第1の画像の撮像が終了すると、タブレット端末1は、次いで、検者による所定操作に応じて、当該被検者の眼鏡フレーム非装用状態についての撮像モードとなる。
被検者の眼鏡フレーム装用状態の第1の画像の撮像処理(S102)が終了した後は、フレーム前傾角αの測定処理(S104)を開始することが可能となる。フレーム前傾角αを測定する場合に、タブレット端末1は、検者による所定操作に応じて、前傾角測定モードとなる。
ところで、測定段階においては、被検者の顔の撮像結果である顔画像を基に、眼鏡装用パラメータを演算して求める。そのため、例えばフレーム角膜頂点間距離FVDのような距離の大きさによって特定される眼鏡装用パラメータについては、これを演算して求めるのにあたり、顔画像上における距離の大きさと実空間内での実際の距離の大きさとを関連付けるキャリブレーション(較正)が必要となる。
第三基準線35は、表示画面部12における画面の上下方向中間点付近に固定的に表示される。なお、第三基準線35の表示は必須ではなく、当該表示を省略してもよい。
一方、第四基準線36a,36bは、第三基準線35を挟むようにそれぞれが表示される。また、第四基準線36a,36bは、第三基準線35との平行状態を維持したまま、それぞれが独立して画面内で移動させ得るようになっている。第四基準線36a,36bの画面内での移動は、検者による操作部12aでの操作内容に従いつつ行われる。
以上のような眼鏡装用パラメータ測定装置が完了すると、その後、タブレット端末1では、フレーム角膜頂点間距離FVDの測定処理(S106)が実行可能となる。フレーム角膜頂点間距離FVDを測定する場合に、タブレット端末1は、検者による所定操作に応じて、フレーム角膜頂点間距離測定モードとなる。
図7は、本発明の一実施形態における眼鏡装用パラメータ測定装置が行う画像合成処理の具体例を示す説明図である。
以上のような画像合成処理を行った後、タブレット端末1では、その画像合成処理で得られた一つの合成画像45を表示画面部12で表示した上で、検者にフレーム角膜頂点間距離FVDの測定に必要となる測定基準点の指定を行わせる。
検者がポインタ画像53,54をそれぞれの位置に移動させて、これによりフレーム角膜頂点間距離FVDを求めるための測定基準点を指定すると、計測演算手段15eは、角膜頂点に位置するポインタ画像53の中心を通る水平方向に延びる直線と、眼鏡フレームFのリムの上端および下端の各ポインタ画像54の中心を結ぶ直線との交点を求める。そして、計測演算手段15eは、その交点と角膜頂点に位置するポインタ画像53の中心との間の距離を、フレーム角膜頂点間距離FVDとして求める。
以上に、本実施形態において眼鏡装用パラメータを測定する際の特徴的な手順について説明したが、タブレット端末1は、上述した特徴的な手順以外のその他の手順について行うものであってもよい。その他の手順としては、撮像段階における被検者の顔上面の撮像処理や顔正面の撮像処理、測定段階におけるフレーム反り角βの測定処理、フィッティングポイント位置FPの測定処理、瞳孔間距離PDの測定処理等が挙げられる。なお、これらの各手順については、公知技術を利用して行えばよいため、ここではその詳細な説明を省略する。
本実施形態で説明したタブレット端末1、当該タブレット端末1の特徴的な機能を実現する眼鏡装用パラメータ測定プログラム、および、当該タブレット端末1を用いて行う位置指定方法によれば、以下のような効果が得られる。
したがって、本実施形態によれば、上述した画像合成処理を経ることで、その画像合成処理後の一つの合成画像上において、眼鏡フレームの画像部分を必要に応じて部分的に削除することが可能になる。このように、眼鏡フレームの画像部分を部分的に削除可能であれば、被検者が装用している眼鏡フレームの形状がどのようなものであっても、その眼鏡フレーム形状に起因して被検者の顔が視認困難になってしまうのを防ぐことができる。例えば、テンプル幅が大きい眼鏡フレームを被検者が装着している場合であっても、そのテンプル部分を削除することで、顔画像上において被検者の角膜頂点が眼鏡フレームのテンプルに隠れてしまうのを防止できる。
つまり、本実施形態によれば、眼鏡装用パラメータを求めるために必要となる測定基準点の指定にあたり、必要に応じて眼鏡フレームの画像部分を部分的に削除することで、指定すべき測定基準点の位置が不明確になってしまうのを回避でき、その結果として測定基準点の位置指定を簡便に行うことができるようになり、さらには指定後の測定基準点の位置について必要十分な位置精度を確保し得るようにもなる。
したがって、本実施形態によれば、測定基準点の指定にあたって必要となる部分だけを、確実に眼鏡フレーム非装用状態についての顔画像に置換することになる。つまり、測定基準点の指定にあたり不要となる眼鏡フレームの画像部分を確実に削除することができ、その結果として測定基準点の位置指定を簡便かつ高精度に行うことが実現可能となる。
以上に本発明の実施形態を説明したが、上述した開示内容は、本発明の例示的な実施形態を示すものである。すなわち、本発明の技術的範囲は、上述の例示的な実施形態に限定されるものではない。以下に、変形例等について説明する。
本実施形態では、眼鏡フレーム装用状態の第1の画像と眼鏡フレーム非装用状態の第2の画像との合成画像(第3の画像)として、一方の画像の一部領域を他方の画像の該当領域に嵌め込んだスーパーインポーズ合成画像を表示する場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の合成態様による合成画像を表示するようにしてもよい。他の合成態様による合成画像としては、例えば、透過性を相違させた状態で各画像を重ね合わせたようなものが挙げられる。
また、眼鏡フレーム装用状態の第1の画像と眼鏡フレーム非装用状態の第2の画像とは、それぞれが互いに関連付けられて表示されていれば、必ずしも合成された状態で表示されることを要さない。つまり、本発明は、眼鏡フレーム装用状態の第1の画像と眼鏡フレーム非装用状態の第2の画像との各画像を互いに関連付けた加工画像(第3の画像)を生成して表示し、その加工画像上で測定基準点の指定を行わせるものであってもよい。ここでいう「関連付け」とは、測定基準点の指定にあたり各画像の関連性を認識し得るようにすることをいう。したがって、各画像を互いに関連付けた加工画像には、本実施形態で説明した合成画像の他に、以下のようなものも含まれる。すなわち、加工画像としては、眼鏡フレーム装用状態の第1の画像と眼鏡フレーム非装用状態の第2の画像とのそれぞれを並べて表示しつつ、位置を合わせ、および/または、大きさを合わせ、それぞれの画像上の同一位置をポインタ画像が同期して移動するように加工したものが、その一例として挙げられる。このような例に限られず、測定基準点の指定にあたり必要となる箇所を眼鏡フレームの有無にかかわらず視認し易くするように、眼鏡フレーム装用状態の第1の画像と眼鏡フレーム非装用状態の第2の画像とを加工して表示するものであれば、本発明における「加工画像(すなわち第3の画像)」に該当することになる。例えば上記のようなフレーム装用状態とフレームなしの各々の画像を、角膜頂点と眼鏡のフロント部(眼鏡レンズを取り付ける部分)の間に位置する鉛直方向直線にて分割した上で、フレーム装用状態の画像であってフレームフロント部が含まれる分割画像と、フレームなしの画像であって角膜頂点を含む画像分割とを選択して並べることも本願の好適な実施の形態である。この場合、情報処理部15において、合成画像を新たに生成するというよりも、被検者の眼鏡フレーム装用状態における第1の画像と眼鏡フレーム非装用状態における第2の画像とをそれぞれ取得し、それぞれの画像を関連付けた第3の画像を準備している。
本実施形態では、主として、フレーム角膜頂点間距離FVDを測定するときの処理手順を例に挙げている。そのため、本実施形態では、被検者の顔側面についての画像を合成して合成画像とする場合について説明している。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、被検者の顔側面の他に、被検者の顔上面や顔正面等についても、本実施形態の場合と同様の画像合成処理を行うようにすることも考えられる。例えばサングラスを装用した状態で、サングラス上のアイポイント位置を特定しようとすると、サングラスの遮光作用により角膜位置を確認することは容易でないことがある。サングラス装用状態と、サングラスを装用していない画像を撮像し、少なくとも角膜頂点を含む画像と、サングラスのフレーム枠含む画像を合わせた合成画像を作成すればサングラス上のアイポイント位置を確認することが可能となる。
本実施形態では、実空間内での大きさと画像上での大きさとを関連付けるキャリブレーションを、眼鏡フレーム縦幅の測定処理(S105)を行ったうえで、その処理結果に基づいて行う場合を例に挙げている。ただし、キャリブレーションは、例えば、スケール等を用いて計測した眼鏡フレーム縦幅の値を検者がタブレット端末1に数値入力することで行うようにしてもよい。また、眼鏡フレーム縦幅を測定するのではなく、所定サイズの図形によって構成された測定基準スケールを指標として用い、その指標を被検者の顔画像と共に撮像することによって行うようにしてもよい。具体的には、撮像段階において、構成図形の大きさ(すなわち実空間内での大きさ)が既知である測定基準スケールが描かれた測定補助具を、被検者の顔と併せて撮像対象とする。そして、その撮像結果に含まれる測定基準スケールを構成するいずれかの図形部分を用いて、実空間内での大きさと顔側面合成画像上での大きさとを関連付けるキャリブレーションを行い、顔側面合成画像上でのスケール変換を行うようにすることが考えられる。なお、測定補助具については、公知技術を利用して実現したものであればよく、ここではその詳細な説明を省略する。
本実施形態では、撮像カメラ部11で得た画像データを使用したが、それ以外の画像データを使用しても構わない。例えば、タブレット端末1の撮像カメラ部11で撮像した画像データではなく、他の撮像機器により被験者を撮像して得られた画像データを使用しても構わない。タブレット端末1において撮像カメラ部11を設けるのはあくまで好ましい例である。
Claims (6)
- 眼鏡フレームを装用する被検者の眼鏡装用パラメータについて測定を行う際に用いられる眼鏡装用パラメータ測定装置であって、
前記被検者の眼鏡フレーム装用状態における顔画像である第1の画像と眼鏡フレーム非装用状態における顔画像である第2の画像とをそれぞれ取得し、前記第1の画像と前記第2の画像とを関連付けた第3の画像を準備する情報処理部と、
前記情報処理部が準備した前記第3の画像を表示する表示画面部と、
前記表示画面部が表示する前記第3の画像上で前記眼鏡装用パラメータの測定基準点の指定を行う操作部と、
指定された前記測定基準点のデータを用いて眼鏡装用パラメータを算出する演算部と、
を備えることを特徴とする眼鏡装用パラメータ測定装置。 - 前記第3の画像は、前記眼鏡フレーム装用状態における第1の画像と前記眼鏡フレーム非装用状態における第2の画像とを合成した少なくとも測定位置を含む合成画像である
ことを特徴とする請求項1記載の眼鏡装用パラメータ測定装置。 - 前記合成画像は、前記眼鏡フレーム装用状態における第1の画像の一部領域と、前記眼鏡フレーム非装用状態における第2の画像の該当領域との合成画像である
ことを特徴とする請求項2記載の眼鏡装用パラメータ測定装置。 - 前記一部領域は、前記被検者の顔を側面から撮像して得られた第1の画像上で前記 被検者が装用する眼鏡フレームのリム部分を含む領域であり、
前記該当領域は、前記被検者の顔を側面から撮像して得られた第2の画像上で前記被検者の眼球角膜部分を含まない領域である
ことを特徴とする請求項3記載の眼鏡装用パラメータ測定装置。 - 表示画面部および操作部を備え、眼鏡フレームを装用する被検者の眼鏡装用パラメータについて測定を行う際に用いられるコンピュータを、
前記被検者の眼鏡フレーム装用状態における顔画像である第1の画像と眼鏡フレーム非装用状態における顔画像である第2の画像とのそれぞれを関連付けた第3の画像を準備する画像処理手段と、
前記画像処理手段が準備した前記第3の画像を前記表示画面部に表示させる表示制御手段と、
前記表示画面部が表示する前記第3の画像上で前記眼鏡装用パラメータの測定基準点の指定を前記操作部で行わせる操作制御手段と、
指定された前記測定基準点のデータを用いて前記眼鏡装用パラメータを算出する計測演算手段、
として機能させることを特徴とする眼鏡装用パラメータ測定プログラム。 - 眼鏡フレームを装用した状態の被検者の顔画像を用いて前記被検者に関する眼鏡装用パラメータを測定する際に、前記測定に必要となる前記顔画像上の測定基準点を指定するための位置指定方法であって、
前記被検者の眼鏡フレーム装用状態における顔画像である第1の画像と眼鏡フレーム非装用状態における顔画像である第2の画像とをそれぞれ取得しておき、
前記測定基準点の指定にあたり、前記眼鏡フレーム装用状態における第1の画像と前記眼鏡フレーム非装用状態における第2の画像とを関連付けた第3の画像を準備して表示し、
前記第3の画像上で前記眼鏡装用パラメータの測定基準点の指定を行う
ことを特徴とする位置指定方法。
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