KR100452097B1 - Image data storing method using a change detection of image data - Google Patents
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Abstract
본 발명은 동영상카메라에 의해 촬상되어 연속적으로 인가되는 영상정보에서 처음 들어오는 영상을 기준프레임을 설정하고, 그 이후에 들어오는 각각의 영상정보와의 영상 데이터의 비교작업에 따라 추출된 변화영역만을 저장하도록 하는 영상데이터의 변화값 추출을 이용한 영상데이터 저장방법에 관한 것이다.The present invention sets a reference frame for the first incoming image from the image information continuously captured by the video camera and stores only the change region extracted according to the comparison operation of the image data with each incoming image information thereafter. The present invention relates to a method of storing image data using extracting a change value of image data.
그러한 영상데이터 저장방법은, 동영상카메라가 촬상한 영상정보를 인가받음에 있어 그 영상정보의 최초 이미지정보를 기준프레임으로 설정하는 과정과, 상기 기준프레임과 이후 발생된 영상정보의 각 이미지정보를 소정 픽셀의 일정 크기로 블록화한 후 그 블록값을 산출하는 과정과, 상기 기준프레임과 현재 비교대상에 있는 영상정보의 변화된 영역을 추출하는 과정 및, 상기 추출된 영역을 저장하는 과정을 통하여, 소정 피사체를 촬상하는 동영상카메라로부터 영상정보를 인가받고, 이를 소정 매체에 저장하는 방법에 있어서, 상기 블록값의 산출은 그 블록의 휘도신호 평균값과 블록내의 각 픽셀의 휘도신호값의 감산값을 구한 후 소정 가중치를 곱함에 따라 이루어지는 한편, 상기 기준프레임과 이미지정보의 블록값 비교는 각각의 이미지를 좌측 상단, 우측 하단, 좌측면, 우측면 순으로 스캔하여 P1·P2·P3·P4지점의 변화된 지점을 기록하고, (X3,Y1)-(X2,Y4)의 변화된 영역을 추출 저장하며, 상기 블록크기는 n*m픽셀로 구성하여 이루어지는 것에 의하여 달성되며; 따라서 종래 기술의 영상데이터 저장방법에 비하여 한정된 저장매체에 보다 많은 영상데이터를 저장할 수 있다.Such image data storage method includes a process of setting initial image information of the image information as a reference frame when receiving image information captured by a video camera, and specifying each image information of the reference frame and subsequent image information. Blocking a predetermined size of the pixel and calculating the block value, extracting the changed region of the image information on the reference frame and the current comparison target, and storing the extracted region, the predetermined subject In a method of receiving image information from a moving image camera for capturing an image and storing the same on a predetermined medium, the block value is calculated by calculating a subtracted value of the luminance signal average value of the block and the luminance signal value of each pixel in the block. While multiplying the weights, the block value comparison between the reference frame and the image information is performed on each image. Scans in the order of the top, bottom right, left side, and right side, records the changed points of P1, P2, P3, and P4, extracts and stores the changed areas of (X3, Y1)-(X2, Y4), and the block size. Is achieved by consisting of n * m pixels; Accordingly, more image data can be stored in a limited storage medium as compared with the conventional image data storage method.
Description
본 발명은 영상데이터의 변화값 추출을 이용한 영상데이터 저장방법에 관한것으로서, 보다 상세하게는 소정 피사체를 촬상하는 동영상카메라(CCTV카메라, CCD카메라 등)로부터 인가되는 연속적인 영상데이터를 저장시, 초기 발생된 이미지 정보를 기준프레임으로 설정하고, 이후 발생되는 이미지 정보와의 비교과정에 따라 그 값이 변화된 영역만을 추출·저장하도록 한 영상데이터의 변화값 추출을 이용한 영상데이터 저장방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of storing image data using change value extraction of image data. More particularly, the present invention relates to a method of storing image data, which is applied from a video camera (CCTV camera, CCD camera, etc.) that captures a predetermined subject. The present invention relates to a method of storing image data using change value extraction of image data which sets generated image information as a reference frame and extracts and stores only an area whose value is changed according to a comparison process with image information generated thereafter.
주지된 바와 같이, 소정 영상데이터의 저장 및 이의 재생과정을 위해서는 피사체를 촬상하는 동영상카메라의 촬상 구동동작에 따른 피사체 촬상과정과, 상기 촬상된 영상정보를 소정 연결매체(예컨대, 케이블)를 매개하여 전송받는 재생장치가 이를 출력시키는 과정 및 영상정보를 저장매체에 저장하는 과정으로 이루어지는바, 이때 상기 영상정보를 저장하기 위해서는 프레임(Frame)단위로 압축하여 저장하는 동영상 압축기술인 M-JPEG(Motion JPEG)기술이 적용되고 있다.As is well known, in order to store and reproduce a predetermined image data, a subject photographing process according to an imaging driving operation of a video camera photographing a subject, and the captured image information through a predetermined connection medium (for example, a cable) The playback device outputs it and stores the image information in a storage medium. In this case, M-JPEG (Motion JPEG) is a video compression technology that compresses and stores the image information in units of frames in order to store the image information. Technology is being applied.
그러한, M-JPEG기술은 프레임단위로 편집이 용이한 JPEG(Joint Photographic Experts Group)영상들을 시간적으로 나열한 형식이기 때문에, 압축률은 상기 JPEG과 동일하여 고화질의 경우 1:10 ∼1:20이며 최대 1:30까지 가능하고, MPEG(MovingPicture Experts Group)에서와 같이 시간적 중복성을 제거하지 않기 때문에 빠른 압축속도를 나타내며, 동영상카메라에서 입력된 영상정보를 프레임단위로 압축하여 소정 저장매체에 파일로 저장하게 된다.Since the M-JPEG technology is a format that temporally arranges JPEG (Joint Photographic Experts Group) images that are easy to edit frame by frame, the compression ratio is the same as that of JPEG, and is 1:10 to 1:20 in high quality, and is at most 1. Up to 30, which does not remove temporal redundancy like MPEG (MovingPicture Experts Group) shows fast compression speed and compresses the image information input from video camera by frame unit and saves it as a file in a predetermined storage medium. .
그런데, 상기 M-JPEG방식은 동영상카메라로부터 입력되는 영상데이터를 단순히 JPEG로 압축한 후 저장매체에 저장하기 때문에, 촬상처리된 모든 영상데이터를메모리에 저장시 메모리용량에 따른 저장능력에 한계가 있었다.However, in the M-JPEG method, since image data input from a video camera is simply compressed to JPEG and then stored in a storage medium, there is a limit in storage capacity according to memory capacity when storing all image data processed in a memory. .
즉, 임의의 영상데이터를 저장하기 위해서는 그 영상데이터를 단순히 압축만 하기 때문에 저장 영역이 감소되지 않고 인가되는 모든 영상정보를 그대로 저장하기 때문에 저장량이 많아지는 문제점이 있었다.That is, in order to store arbitrary image data, since the image data is simply compressed, the storage area is not reduced, and thus all storage image information is stored as it is.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 동영상카메라가 촬상한 영상데이터를 저장하는 경우, 최초로 인가된 이미지 정보를 기준으로 설정하고, 이후 인가되는 이미지 정보와의 비교동작에 따라 변화된 부위만을 추출하여 저장하도록 함으로써, 종래 저장방법의 데이터 저장방법에 비하여 보다 많은 영상데이터를 효율적으로 저장할 수 있도록 한 영상데이터의 변화값 추출을 이용한 영상데이터 저장방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem, when storing the image data captured by the video camera, based on the first applied image information, and according to the comparison operation with the applied image information It is an object of the present invention to provide a method of storing image data using extraction of change values of image data to efficiently store more image data than that of a conventional storage method.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영상데이터의 변화값 추출을 이용한 영상데이터 저장방법은, 동영상카메라가 촬상한 영상정보를 인가받음에 있어 그 영상정보의 최초 이미지정보를 기준프레임으로 설정하는 과정과, 상기 기준프레임과 이후 발생된 영상정보의 각 이미지정보를 소정 픽셀의 일정 크기로 블록화한 후 그 블록값을 산출하는 과정과, 상기 기준프레임과 현재 비교대상에 있는 영상정보의 변화된 영역을 추출하는 과정 및, 상기 추출된 영역을 저장하는 과정을 통하여, 소정 피사체를 촬상하는 동영상카메라로부터 영상정보를 인가받고, 이를 소정 매체에 저장하는 방법에 있어서, 상기 블록값의 산출은 그 블록의 휘도신호 평균값과 블록내의 각 픽셀의 휘도신호값의 감산값을 구한 후 소정 가중치를 곱함에 따라 이루어지는 한편, 상기 기준프레임과 이미지정보의 블록값 비교는 각각의 이미지를 좌측 상단, 우측 하단, 좌측면, 우측면 순으로 스캔하여 P1·P2·P3·P4지점의 변화된 지점을 기록하고, (X3,Y1)-(X2,Y4)의 변화된 영역을 추출 저장하며, 상기 블록크기는 n*m픽셀로 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the image data storage method using the change value extraction of the image data of the present invention for achieving the above object, the process of setting the initial image information of the image information as a reference frame when receiving the image information captured by the video camera And blocking each image information of the reference frame and the image information generated afterwards into a predetermined size of a predetermined pixel, calculating a block value, and extracting a changed region of the image information currently compared with the reference frame. And receiving the image information from a moving image camera photographing a predetermined subject and storing the extracted region in a predetermined medium through a process of storing the extracted region, and the calculation of the block value is performed by the luminance signal of the block. While the average value is obtained by subtracting the luminance signal value of each pixel in the block and multiplying by a predetermined weight, In the block value comparison of the reference frame and image information, each image is scanned in the order of the upper left, lower right, left side, and right side, and the changed points of P1, P2, P3, and P4 are recorded and (X3, Y1)- The changed area of (X2, Y4) is extracted and stored, and the block size is composed of n * m pixels.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 영상데이터의 변화값 추출을 이용한 영상데이터 저장방법은, 동영상카메라에 의해 촬상·인가되는 영상정보를 소정 기준프레임과의 비교결과에 따라 영상정보의 변화가 이루어진 영역만을 추출하여 저장하기 때문에 저장영역의 감소에 따라 보다 많은 데이터를 저장할 수 있음을 알 수 있다.In the video data storage method using the change value extraction of the video data of the present invention having the above-described configuration, only the area where the video information is changed according to the comparison result of the video information captured and applied by the video camera with a predetermined reference frame. Since it is extracted and stored, it can be seen that more data can be stored as the storage area is reduced.
도 1은 본 발명의 영상데이터 저장방법을 위해 제공되는 시스템의 실시예 구성도,1 is a configuration diagram of an embodiment of a system provided for an image data storage method of the present invention;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 영상데이터의 변화값 추출을 이용한 영상데이터 저장방법을 보이고 있는 흐름도,2 is a flowchart showing a method of storing image data using change value extraction of image data according to a preferred embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명에 따라 영상데이터의 변화값 추출을 나타내기 위한 모식도,3 is a schematic diagram showing extraction of change values of image data according to the present invention;
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따라 영상데이터의 변화값 추출의 순차적인 과정을 보인 실시예 도면이다.4A to 4D are exemplary views illustrating a sequential process of extracting change values of image data according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100 : 동영상카메라, 110 : 디지털영상저장장치,100: video camera, 110: digital image storage device,
112 : 마이크로프로세서, 116 : 메모리부,112 is a microprocessor, 116 is a memory part,
128 : 디스플레이부.128: display unit.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 영상데이터 저장방법을 위해 제공되는 시스템의 실시예 구성도이다.1 is a configuration diagram of an embodiment of a system provided for an image data storage method of the present invention.
이에 도시된 바와 같이, 일정 장소에 장착되어 소정 피사체를 촬상하는 동영상카메라(100)와, 상기 동영상카메라(100)로부터 촬상된 동영상정보를 디지털변환하고, 소정 압축방식에 의해 압축처리된 디지털신호를 메모리부(116)에 저장하거나 영상정보를 표시하기 위한 디스플레이부(130)로 디지털신호를 전송하는 디지털영상저장장치(110)로 구성된다.As shown in the drawing, the video camera 100 mounted at a predetermined place to capture a predetermined subject and the video information captured by the video camera 100 are digitally converted, and the digital signal compressed by a predetermined compression method is converted into a video signal. The digital image storage device 110 transmits a digital signal to the display 130 for storing in the memory 116 or displaying image information.
그리고, 디지털영상저장장치(110)는 통상적으로 동영상카메라(100)로부터 인가받은 영상신호를 원하는 화면분할기능에 따라 처리하는 동영상보드(114) 및, 상기 영상신호를 디코더부(118)에서 디지털변환처리한 후 소정 해상도로 스케일링(Scaling) 하고 메모리부(116)에 저장하는 캡쳐보드(120)와, 상기 영상신호 촬상 및 재생, 녹화기능 등 전반적인 제어동작을 처리하는 마이크로프로세서 (112)와, 소정 셋업프로그램 및 영상정보를 검색하기 위한 프로그램을 저장/제공하는 프로그램제공부(124) 및, 상기 영상정보를 분할표시하거나 검색(Search)하기 위한 각종 기능버튼을 가지는 키이모듈부(124) 등이 포함되어 구성된다.In addition, the digital image storage apparatus 110 typically processes a video signal received from the video camera 100 according to a desired screen division function, and the video signal is digitally converted by the decoder unit 118. A capture board 120 that is scaled to a predetermined resolution after processing and stored in a memory unit 116, a microprocessor 112 that processes an overall control operation such as the image signal capture, playback, and recording function, and A program providing unit 124 for storing / providing a setup program and a program for retrieving image information, and a key module unit 124 having various function buttons for dividing or searching the image information. It is configured.
이와같이 구성된 디지털영상저장장치에 동영상카메라로부터 촬상된 영상정보를 소정 비교과정에 따라 그 변화된 영역만을 추출·저장하는 방법을 도 1내지 도 4를 참조하여 설명한다.A method of extracting and storing only the changed area in the digital image storage device configured as described above according to a predetermined comparison process will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
먼저, 소정 위치에 설치된 동영상카메라(100)의 피사체 촬상구동에 따라 영상정보가 디지털영상저장장치(110)로 인가되면, 그 디지털영상저장장치(110)는 그 영상정보를 메모리부(116)에 저장하거나 디스플레이부(130)에 이를 표시하게 되는바, 이때 영상정보를 메모리부(116)에 저장시, 마이크로프로세서(112)는 연속적으로 인가되는 영상정보중에서 최초로 인가되는 이미지정보를 기준프레임으로 설정한다(단계 150).First, when the image information is applied to the digital image storage device 110 according to the subject imaging operation of the video camera 100 installed at a predetermined position, the digital image storage device 110 transmits the image information to the memory unit 116. When the image information is stored in the memory unit 116, the microprocessor 112 sets the first image information to be applied as the reference frame among the image information continuously applied. (Step 150).
그 기준프레임은 본 발명에 의한 변화값 추출을 위한 기준이 되는 프레임으로서, 상기 기준프레임과 이후 연속적으로 들어오는 각각의 이미지정보를 상호 비교하게 되는 것이다.The reference frame is a frame serving as a reference for extracting the change value according to the present invention, and compares the reference frame with each subsequent image information.
그리고, 상호 이미지정보를 비교할때에는 TV에 사용되는 색 표현방식의 하나로 제공되는 YUV신호중에서 오차에 민감한 색상성분으로 색의 밝기(Luminance)인 Y신호값만을 사용한다. U와 V신호는 색상(Chrominance)을 나타낸다.When comparing the mutual image information, only the Y signal value, which is the luminance of the color, is used as a color component sensitive to an error among the YUV signals provided as one of the color expression methods used in the TV. The U and V signals represent chrominance.
그와같이, 상기 기준프레임이 설정된 상태에서 이후 인가되는 이미지정보(예컨대, 제 2이미지정보)를 상호 비교하여 그 변화된 영역만을 저장하게 되는데, 그 상호 비교를 위해서 우선적으로 기준프레임과 상기 제 2이미지정보를 n*m픽셀 크기의 블록단위(예컨대 8*8 픽셀단위)로 블록화를 수행한 다음(단계 152), 도 3에 도시된 바와 같이 제 1내지 제 4순서 방향으로 스캔작업을 수행하면서 상호 블록값을 비교하게 된다. 여기서, 상기 n*m픽셀크기는 임의로 설정하여 사용할 수 있다.As such, after the reference frame is set, image information (for example, second image information) applied afterwards is compared with each other to store only the changed area. For comparison, the reference frame and the second image are preferentially stored. Blocking the information in blocks of n * m pixel size (for example, 8 * 8 pixels) (step 152), and then performing scanning in the first to fourth order directions as shown in FIG. The block value is compared. Herein, the n * m pixel size may be arbitrarily set and used.
상기 블록값 산출은 상기 n*m픽셀의 블록단위의 휘도평균값을 산출하고, 그 휘도평균값과 각 픽셀의 Y신호값의 차를 구하고, 일정 가중치인 상수값 예컨대 3이나 4를 곱하여 연산작업을 수행하도록 한다(단계 154).The block value calculation calculates a luminance average value in units of blocks of n * m pixels, obtains a difference between the luminance average value and the Y signal value of each pixel, and multiplies a constant value, such as 3 or 4, by a constant weight to perform arithmetic operations. (Step 154).
즉,In other words,
각 블록의 평균값 - 각 픽셀의 Y신호값= A -------(1)Average value of each block-Y signal value of each pixel = A ------- (1)
A * 가중치(상수) = B --------------------------(2),A * weight (constant) = B -------------------------- (2),
와 같이 유도할 수 있게 된다.It can be derived as follows.
상기와 같은 방법에 의해 각 블록값을 산출하여 동일 위치에 구비된 제 2이미지정보 블록값과의 비교과정을 수행하고(단계 156), 일정 비율 이상 차이가 발생된 각각의 블록위치인 P1(X1,Y1), P2(X2,Y2), P3(X3,Y3), P4(X4,Y4) 지점을 기록하여 그 P1, P2, P3, P4 블록위치에 따른 변화된 영역((X3,Y1)-(X2,Y4))(B)을 추출하도록 한다(단계 158, 단계 162, 단계 164).Each block value is calculated by the method as described above, and the comparison process is performed with the second image information block value provided at the same position (step 156). , Y1), P2 (X2, Y2), P3 (X3, Y3), P4 (X4, Y4) points are recorded and changed area according to the P1, P2, P3, P4 block position ((X3, Y1)-( (B) (step 158, step 162, step 164).
상기 변화 발생영역은 상기 제 1내지 제 4순서 방향으로 이미지 정보를 스캔하여 최종적으로 추출하게 되는바, 기준프레임 및 제 2이미지정보를 각각 제 1방향과 같이 이미지정보의 좌측상단부터 각각의 블록을 스캔하여 블록값을 산출하고,일정 비율 이상 차이가 발생된 블록부위가 있으면 그 블록위치(P1(X1,Y1))를 기록하고, 제 2방향(이미지정보의 우측하단부터)으로 각 블록을 스캔하여 블록값을 산출하고, 변화가 발생된 블록위치(P2(X2,Y2))를 찾아 기록하는 것이다.The change generating region scans the image information in the first to fourth order directions and finally extracts the bar. The reference frame and the second image information are respectively extracted from the upper left of the image information in the same direction as the first direction. Calculate the block value by scanning, if there is a block portion where a difference occurs over a certain ratio, record the block position P1 (X1, Y1), and scan each block in the second direction (from the lower right of the image information). To calculate the block value and find and record the block position P2 (X2, Y2) where the change occurred.
계속해서, 이미지정보의 좌·우측 부분도 제 3방향 및 제 4방향으로 순서대로 스캔하여 동일한 방법에 의해 블록값의 차이가 발생된 블록위치(P3(X3,Y3), P4(X4,Y4))를 각각 산출하고, 그와같은 블록위치의 기록에 따라 최종적으로 기준프레임과 비교하여 제 2이미지정보의 변화가 발생된 영역을 구할 수 있게 되는 것이다.Subsequently, the left and right portions of the image information are also sequentially scanned in the third direction and the fourth direction, and the block positions P3 (X3, Y3) and P4 (X4, Y4) where the difference in block values is generated by the same method. ) Are calculated, and the area where the change of the second image information is generated can be obtained by comparing with the reference frame in accordance with the recording of such a block position.
다시말해, 이미지 정보의 블록값 산출에 따라 변화가 발생된 영역((X3,Y1)-(X2,Y4))만을 추출할 수 있으며, 마이크로프로세서(112)는 메모리부(116)에 그 변화영역만을 저장한다.In other words, it is possible to extract only the regions (X3, Y1)-(X2, Y4) where a change occurs in accordance with the calculation of the block value of the image information, and the microprocessor 112 stores the change region in the memory unit 116. Save only.
그러나, 상기 기준프레임과 영상정보의 동일 위치에 존재하는 블록값 비교단계에서, 임계값 이하로 소정 비율 이하로 차이가 발생되면 계속 블록값 연산작업에 따른 비교작업을 수행하게 된다(단계 160).However, in the block value comparison step existing at the same position of the reference frame and the image information, if a difference occurs below a predetermined value below a threshold value, the comparison operation according to the block value calculation operation is continued (step 160).
계속해서, 상기 기준프레임과 제 3이미지정보를 전술한 바와 같이 상기 (1) 및 (2)의 연산과정에 따라 블록값을 산출한 후 그 변화영역을 추출하여 저장하며, 계속적으로 상기 기준프레임과 제 4, 제 5이미지정보…,를 상호 비교하여 변화영역만을 추출하는 상기와 같은 일련의 과정을 통해 메모리부(116)에 저장하도록 한다(단계 168).Subsequently, as described above, the reference frame and the third image information are calculated according to the calculation process of (1) and (2), and then the change region is extracted and stored. Fourth, fifth image information... Are compared to each other and stored in the memory unit 116 through the above-described process of extracting only the change region (step 168).
예컨대, 도 4a내지 도 4d에 도시된 바와 같이 최초 인가된 이미지정보(4a)를기준프레임으로 설정한 상태에서, 그 이후 인가된 제 2이미지정보(4b)와의 블록값 비교에 따라 B영역이 추출되었다면 그 B영역만을 저장하고, 상기 이미지정보(4a)와 제 3이미지정보(4c)와의 블록값 연산에 따라 변화된 영역이 B'가 추출되었다면 그 추출된 B'영역을 저장함과 아울러, 마찬가지로 도 4d에서와 같이 B"영역만이 추출되었다면 그 영역만을 저장하게 되는 것이다.For example, in the state where the first applied image information 4a is set as the reference frame as shown in FIGS. 4A to 4D, the region B is extracted according to a block value comparison with the second image information 4b applied thereafter. If only the B region is stored, and if the changed region B 'is extracted according to the block value calculation between the image information 4a and the third image information 4c, the extracted B' region is also stored. If only B "region is extracted as in, only the region is stored.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 영상데이터의 변화값 추출을 이용한 영상데이터 저장방법에 따르면, 동영상카메라에 의해 촬상인가되는 소정 영상정보를 저장할 때, 연속된 영상에서 처음 들어온 영상정보를 기준프레임으로 설정하고, 이후 들어오는 영상정보와의 순차적인 동일 위치의 블록값 비교과정에 따라, 영상정보의 변화된 영역만을 추출하여 저장하도록 함으로써, 한정된 저장매체에 보다 많은 데이터를 저장할 수 있게 된다.As described above, according to the image data storage method using the change value extraction of the image data of the present invention, when storing the predetermined image information to be applied by the video camera, the first image information from the continuous image to the reference frame After setting, and subsequently comparing block values of the same position with incoming image information, only the changed region of the image information is extracted and stored, thereby allowing more data to be stored in the limited storage medium.
그리고, 영상정보의 데이터 변화가 감소함으로서, 전송속도의 향상을 기대할 수 있는 효과가 있다.As the data change of the video information is reduced, an improvement in the transmission speed can be expected.
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