KR100647190B1 - 디지털 영상 전송에 사용될 수 있는 무선 통신 방법 및장치 - Google Patents

디지털 영상 전송에 사용될 수 있는 무선 통신 방법 및장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 방법 및 장치에 관할 발명으로서, 보다 구체적으로 디지털 영상 전송에 사용될 수 있는 무선 통신 방법 및 장치에 관한 발명이다.
본 발명은 디지털 영상 데이터를 출력하는 디지털 영상 출력부; 무손실 압축 방법에 의하여 상기 디지털 영상 데이터를 압축하여, 압축된 디지털 영상 데이터를 출력하는 무손실 압축부; 상기 압축된 디지털 영상 데이터를 무선 신호에 실어 송신하는 무선 송신부; 상기 무선 신호로부터 상기 압축된 디지털 영상 데이터를 구하여, 이를 출력하는 무선 수신부; 상기 무선 수신부에서 출력되는 상기 압축된 디지털 영상 데이터로부터 원래의 디지털 영상 데이터를 복원하여, 이를 출력하는 무손실 복원부; 및 상기 무손실 복원부로부터 출력되는 디지털 영상 데이터를 입력받는 디지털 영상 입력부를 포함하는 디지털 영상 전송을 위한 무선 통신 장치를 제공한다.

Description

디지털 영상 전송에 사용될 수 있는 무선 통신 방법 및 장치{wireless communication method and apparatus for transmitting digital image}
도 1 및 2는 종래기술에 의한 디지털 영상을 전송하는 통신 장치들을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 디지털 영상 전송을 위한 무선 통신 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 송신 장치 특히 무손실 압축부의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3의 수신 장치 특히 무손실 복원부의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 무선 통신 방법 및 장치에 관할 발명으로서, 보다 구체적으로 디지털 영상 전송에 사용될 수 있는 무선 통신 방법 및 장치에 관한 발명이다.
과거에는 디스플레이 장치로 전달되는 영상 정보로서 주로 아날로그 영상 정보가 사용되었다. 그러나, 셋탑 박스나 DVD 플레이어 등과 같은 디지털 장치가 보급됨에 따라 아날로그 영상 정보는 디지털 영상 정보로 대체되고 있으며, 특히 HD(high definition) TV 등의 보급에 따라 디스플레이로 전달되는 영상정보의 디지털화는 더욱 가속화되고 있다.
도 1 및 2는 종래기술에 의한 디지털 영상을 전송하는 통신 장치들을 나타내는 도면이다. 도 1에 표현된 종래기술에 의한 통신 장치는 디지털 영상을 아날로그 신호로 변환하여 케이블을 통하여 전송한다. 이를 위하여, 도 1에 표현된 통신 장치는 송신 장치(10) 및 수신 장치(20)을 포함하며, 송신 장치(10)와 수신 장치(20)는 케이블에 의하여 연결되어 있으며, 송신 장치(10)는 디지털 영상 출력부(11), 디지털/아날로그 변환부(12) 및 아날로그 영상 송신부(13)를 포함하며, 수신 장치(20)는 아날로그 영상 수신부(21), 아날로그/디지털 변환부(22) 및 디지털 영상 입력부(23)을 포함한다. 디지털 영상 출력부(11) 및 디지털 영상 입력부(23)의 인터페이스로는 일례로 DVI(digital visual interface 또는 digital video interface)일 수 있다. 도 2에 표현된 종래기술에 의한 통신 장치는 디지털 영상을 디지털 방식으로 케이블을 통하여 전송한다. 이를 위하여, 도 2에 표현된 통신 장치는 케이블에 의하여 연결된 송신 장치(30) 및 수신 장치(40)를 포함하며, 송신장치(30)는 디지털 영상 출력부(31) 및 HDMI(high definition multimedia interface) 송신부(32)를 포함하며 수신 장치(40)는 HDMI 수신부(41) 및 디지털 영상 입력부(42)를 포함한다. 이와 같은 종래기술에 의한 통신장치에는 케이블이 사용되므로, 종래 기술에 의한 통신 장치가 영상 시스템에 사용되는 경우, 장치간의 거리 제한이 생기고, 외관상 지저분하게 보일 수 있다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 케이블이 사용되지 않으므로 거리 제한이 비교적 자유롭고, 외관상 지저분해 보일 염려도 없는 디지털 영상 전송을 위한 무선 통신 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 제한된 전송속도를 가지는 무선 통신 방식을 이용하여 대용량의 디지털 영상 정보를 실시간으로 전송할 수 있는 무선 통신 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 영상 정보를 손실없이 전송함으로써, 화질의 열화를 방지할 수 있는 디지털 영상 전송을 위한 무선 통신 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면은 디지털 영상 데이터를 출력하는 디지털 영상 출력부; 무손실 압축 방법에 의하여 상기 디지털 영상 데이터를 압축하여, 압축된 디지털 영상 데이터를 출력하는 무손실 압축부; 상기 압축된 디지털 영상 데이터를 무선 신호에 실어 송신하는 무선 송신부; 상기 무선 신호로부터 상기 압축된 디지털 영상 데이터를 구하여, 이를 출력하는 무선 수신부; 상기 무선 수신부에서 출력되는 상기 압축된 디지털 영상 데이터로부터 원래의 디지털 영상 데이터를 복원하여, 이를 출력하는 무손실 복원부; 및 상기 무손실 복원부로부터 출력되는 디지털 영상 데이터를 입력받는 디지털 영상 입력부를 포함하는 디지털 영상 전송을 위한 무선 통신 장치를 제공한다.
본 발명의 제 2 측면은 디지털 영상 데이터, 수평 동기 신호 및 수직 동기 신호를 출력하는 디지털 영상 출력부; 상기 디지털 영상 데이터를 무손실 압축한 압축된 디지털 영상 데이터를 출력하는 무손실 영상 압축부; 상기 수평 동기 신호 또는 이에 대응하는 신호, 상기 수직 동기 신호 또는 이에 대응하는 신호 및 상기 압축된 디지털 영상 데이터를 입력받아 이들 정보를 포함하는 패킷을 생성하는 패킷 생성부; 및 상기 패킷을 무선으로 송신하는 무선 송신부를 포함하는 송신 장치를 제공한다.
본 발명의 제 3 측면은 무선으로 수신된 패킷을 출력하는 무선 수신부; 상기 패킷으로부터 프레임 동기 신호, 라인 동기 신호 및 압축된 디지털 영상 데이터를 구하는 패킷 해제부; 상기 압축된 디지털 영상 데이터로부터 원래의 디지털 영상 데이터를 무손실 복원하여, 복원된 디지털 영상 데이터를 출력하는 무손실 영상 복원부; 및 상기 프레임 동기 신호 또는 이에 대응하는 신호, 상기 라인 동기 신호 또는 이에 대응하는 신호 및 상기 복원된 디지털 영상 데이터를 입력받는 디지털 영상 입력부를 포함하는 수신 장치를 제공한다.
본 발명의 제 4 측면은 (a) 무손실 압축 방법을 이용하여 디지털 영상 데이터를 압축하는 단계; (b) 상기 압축된 디지털 영상 데이터를 무선 신호에 실어 송신하는 단계; (c) 상기 무선 신호를 수신하여, 수신된 무선 신호로부터 상기 압축된 디지털 영상 데이터를 구하는 단계; 및 (d) 상기 (c) 단계에서 구한 상기 압축된 디지털 영상 데이터로부터 원래의 디지털 영상 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 디지털 영상 전송을 위한 무선 통신 방법을 제공한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인하여 한정되는 식으로 해석되어 져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 디지털 영상 전송을 위한 무선 통신 장치를 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면 디지털 영상 전송을 위한 무선 통신 장치는 송신 장치(50) 및 수신 장치(60)를 포함하며, 송신 장치(50)와 수신 장치(60)는 무선에 의하여 접속되어 있다.
송신 장치(50)는 디지털 영상 출력부(51), 무손실 압축부(52) 및 무선 송신부(53)를 포함한다. 디지털 영상 출력부(51)는 디지털 영상 데이터를 출력하며, 일례로 DVI에 따라 디지털 영상 데이터를 출력한다. 무손실 압축부(52)는 무손실 압 축 방법에 의하여 디지털 영상 출력부(51)에서 출력되는 디지털 영상 데이터를 압축한다. 무손실 압축 방법이란, 압축된 데이터를 원래의 데이터로 복원하였을 때, 압축되기 이전의 원래의 데이터 그대로 복원되는 압축 방법이다. 무손실 압축 방법의 일례로, 런 렝스 부호화(run-length encoding), DPCM(differential pulse code modulation) 및 엔트로피 부호화법(entropy coding) 등이 있다. 이에 반하여 손실 압축 방법은 압축된 데이터를 원래의 데이터로 복원하였을 때, 복원된 데이터에 손실이 발생하는 압축 방법으로 대표적으로 MPEG(moving picture experts group) 방식이 있다. MPEG 등의 손실 압축 방법이 이용되는 경우 화질의 열화가 발생하고, 화질이 저하되는 문제점이 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 무손실 압축 방법을 이용한다. 무선 송신부(53)는 무손실 압축부(52)에서 압축된 영상 데이터를 무선으로 송신하는 기능을 수행한다. 무선 송신부(53)는 일례로 UWB(ultra wideband)의 CDMA(code division multiple access)나 OFDM(orthogonal frequency division multiplex) 방식을 이용할 수 있다. 무선으로 송신되기 전에 압축이 수행되므로, 무선 송신부(53)의 전송 속도는 압축되기 이전의 영상 데이터의 전송 속도보다 낮아도 된다.
수신 장치(60)는 무선 수신부(61), 무손실 복원부(62) 및 디지털 영상 입력부(63)을 포함한다. 무선 수신부(61)는 무선을 통하여 송신된 영상 데이터를 수신하여 무손실 복원부(lossless decompressor)(62)로 전달하는 기능을 수행한다. 무손실 복원부(62)는 무선 수신부(61)에서 전달된 압축된 영상 데이터를 원래의 영상 데이터로 복원하는 기능을 수행한다. 디지털 영상 입력부(63)는 무손실 복원부(62) 에서 전달된 디지털 영상 데이터를 입력받는 부분으로서, 일례로 DVI에 따라 디지털 영상 데이터를 입력받는다. 디지털 영상 입력부는 일례로 타이밍 제어부(timing controller)일 수 있다.
도 4는 도 3의 송신 장치 특히 무손실 압축부의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하면 무손실 압축부(52)는 유효 구간 감지부(55), 무손실 영상 압축부(56), 패킷 생성부(57), 제 1 메모리(58) 및 제 2 메모리(59)를 포함한다.
유효 구간 감지부(55)는 디지털 영상 출력부(51)에서 출력되는 수평 동기신호(HSYNC) 및 수직 동기신호(VSYNC)를 입력받아 유효 데이터 구간을 알리는 유효 데이터 신호(Valid_En)를 생성하여, 이를 무손실 영상 압축부(56)로 전달한다. 유효 구간 감지부(55)는 수평 동기신호(HSYNC)에 대응하는 라인 동기신호(Line_Sync) 및 수직 동기신호(VSYNC)에 대응하는 프레임 동기신호(Frm_Sync)를 생성할 수도 있다. 라인 동기 신호(Line_Sync) 및 프레임 동기 신호(Frm_Sync)는 수평 동기 신호(HSYNC) 및 수직 동기 신호(VSYNC)를 무손실 영상 압축부(56)에서 발생하는 지연을 고려하여 적절하게 쉬프트한 신호이다.
무손실 영상 압축부(56)는 디지털 영상 출력부(51)로부터 입력받은 영상 데이터(Y, Cb/Cr)를 유효 데이터 구간에서만 무손실 압축한다. 압축된 영상 데이터(C_Data)가 출력되는 기간을 알리는 유효 구간 신호(Data_En)와 함께, 압축된 영상 데이터(C_Data)는 패킷 생성부(57)로 전달된다.
제 1 메모리(58)는 무손실 영상 압축부(56)에서 압축된 영상 데이터를 일시 적으로 저장한 후에 이를 패킷 생성부(57)로 출력하는 기능을 수행한다. 제 1 메모리(58)는 무손실 영상 압축부(56)에서 출력되는 압축된 영상 데이터(C_Data)가 VBR(variable bit rate)을 가지는 경우에 무선 송신부(53)의 전송 속도에 맞추어 압축된 영상 데이터(C_Data)를 버퍼링할 목적으로 사용된다.
제 2 메모리(59)는 디지털 영상 출력부(51)에서 출력되는 오디오 데이터(AD)를 일시적으로 저장한 후에 이를 패킷 생성부(57)로 출력하는 기능을 수행한다. 제 2 메모리(59)는 무손실 영상 압축부(56)에서 발생하는 영상 데이터의 지연을 고려하여 오디오 데이터에게도 적절한 지연을 주기 위하여 사용될 수 있으며, 또한 이후에 설명할 영상 블랭킹 구간에 오디오을 실어 보내기 위하여 버퍼링이 필요하므로 이를 위하여 사용될 수도 있다. 제 2 메모리(59)는 DPRAM(dual port random-access memory)일 수 있다.
패킷 생성부(57)는 압축된 영상 데이터(C_Data), 프레임 동기신호(Frm_Sync), 라인 동기신호(Line_Sync) 및 오디오 데이터(AD)를 입력받아서 이들 정보를 포함하는 패킷을 형성한다. 도면과 달리 패킷 생성부(57)는 프레임 동기신호(Frm_Sync) 및 라인 동기신호(Line_Sync) 대신에 수평 동기신호(HSYNC) 및 수직 동기신호(VSYNC)를 입력받아 이를 적절히 처리하여 사용할 수도 있다. 패킷의 헤더에는 라인 동기 신호에 대응하는 정보, 프레임 동기 신호에 대응하는 정보 및 패킷에 포함된 데이터가 영상인지 오디오인지를 알리는 정보 등이 포함될 수 있다. 패킷의 데이터로는 오디오 데이터(AD) 또는 압축된 영상 데이터(C_Data)가 사용될 수 있다. 오디오 데이터는 영상의 블랭킹(blanking) 구간 즉 유효 구간 이외의 구간에 패킷에 실어 전송될 수도 있다. 보다 구체적으로, 영상의 블랭킹 구간에는 영상 압축이 이루어지지 않으므로, 전송되어질 영상 데이터가 없을 것이므로, 이 구간에 오디오 데이터를 송신하면, 효과적으로 데이터를 송신할 수 있다. 블랭킹 구간으로는 영상 데이터의 라인과 라인 사이의 블랭킹 구간 및 영상 데이터의 프레임과 프레임 사이의 블랭킹 구간이 있다. 무선 송신부(53)는 패킷 생성부(57)로부터 전달된 패킷을 송신한다.
도 5는 도 3의 수신 장치 특히 무손실 복원부의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면 무손실 복원부(62)는 패킷 해제부(65), 동기신호 발생부(66), 무손실 영상 복원부(67), 제 1 메모리(68) 및 제 2 메모리(69)를 포함한다.
패킷 해제부(65)는 무선 수신부(61)로부터 전달된 패킷으로부터 프레임 동기신호(Frm_Sync), 라인 동기 신호(Line_Sync), 압축된 영상 데이터(C_Data) 및 오디오 데이터(AD)를 구한다. 프레임 동기 신호(Frm_Sync) 및 라인 동기 신호(Line_Sync)는 동기신호 발생부(66)로 전달된다. 압축된 영상 데이터(C_Data)가 출력되는 기간을 알리는 유효 구간 신호(Data_En)과 함께, 압축된 영상 데이터(C_Data)는 무손실 영상 복원부(67)로 전달된다. 오디오 데이터(AD)는 제 2 메모리(69)로 전달된다.
동기 신호 발생부(66)는 프레임 동기 신호(Frm_Sync) 및 라인 동기 신호(Line_Sync)를 입력받아 라인 동기 신호(Line_Sync)에 대응하는 수평 동기신호(HSYNC), 프레임 동기 신호(Frm_Sync)에 대응하는 수직 동기신호(VSYNC) 및 데이터 전송 구간 신호(D_En)을 생성한다. 수평 동기 신호(HSYNC) 및 수직 동기 신호(VSYNC)는 라인 동기 신호(Line_Sync) 및 프레임 동기 신호(Frm_Sync)를 무손실 영상 복원부(67)에서 발생하는 지연을 고려하여 적절하게 쉬프트한 신호이다. 수평 동기신호(HSYNC) 및 수직 동기신호(VSYNC)는 디지털 영상 입력부(63)로 전달되고, 데이터 전송 구간 신호(D_En)는 무손실 영상 복원부(67)로 전달된다. 도면과 달리, 수평 동기신호(HSYNC) 및 수직 동기신호(VSYNC) 대신에 라인 동기 신호(Line_Sync) 및 프레임 동기 신호(Frm_Sync)가 디지털 영상 입력부(63)로 전달될 수도 있다.
무손실 영상 복원부(67)는 압축된 영상 데이터로부터 원래의 영상 데이터를 복원한다. 무손실 영상 복원부(67)는 데이터 전송 구간 신호(D_En)에 따라 복원된 영상 데이터(Y, Cb/Cr)를 디지털 영상 입력부(63)로 전달한다.
제 1 메모리(68)는 무손실 영상 복원부(67)에서 복원된 영상 데이터를 일시적으로 저장한 후 이를 디지털 영상 입력부(63)로 출력하는 기능을 수행한다.
제 2 메모리(69)는 오디오 데이터(AD)를 일시적으로 저장한 후 이를 디지털 영상 입력부(63)로 출력하는 기능을 수행한다.
본 발명에 의한 디지털 영상 전송을 위한 무선 통신 방법 및 장치는 케이블이 사용되지 않으므로 거리 제한이 비교적 자유롭고, 외관상 지저분해 보일 염려도 없다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의한 디지털 영상 전송을 위한 무선 통신 방법 및 장치는 제한된 전송속도를 가지는 무선 통신 방식을 이용하여 대용량의 디지털 영상 정보를 실시간으로 전송할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의한 디지털 영상 전송을 위한 무선 통신 방법 및 장치는 영상 정보를 손실없이 전송함으로써, 화질의 열화를 방지할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (10)

  1. 디지털 영상 데이터를 출력하는 디지털 영상 출력부;
    무손실 압축 방법에 의하여 상기 디지털 영상 데이터를 압축하여, 압축된 디지털 영상 데이터를 출력하는 무손실 압축부;
    상기 압축된 디지털 영상 데이터를 무선 신호에 실어 송신하는 무선 송신부;
    상기 무선 신호로부터 상기 압축된 디지털 영상 데이터를 구하여, 이를 출력하는 무선 수신부;
    상기 무선 수신부에서 출력되는 상기 압축된 디지털 영상 데이터로부터 원래의 디지털 영상 데이터를 복원하여, 이를 출력하는 무손실 복원부; 및
    상기 무손실 복원부로부터 출력되는 디지털 영상 데이터를 입력받는 디지털 영상 입력부를 포함하는 디지털 영상 전송을 위한 무선 통신 장치.
  2. 디지털 영상 데이터, 수평 동기 신호 및 수직 동기 신호를 출력하는 디지털 영상 출력부;
    상기 디지털 영상 데이터를 무손실 압축한 압축된 디지털 영상 데이터를 출력하는 무손실 영상 압축부;
    상기 수평 동기 신호 또는 이에 대응하는 신호, 상기 수직 동기 신호 또는 이에 대응하는 신호 및 상기 압축된 디지털 영상 데이터를 입력받아 이들 정보를 포함하는 패킷을 생성하는 패킷 생성부; 및
    상기 패킷을 무선으로 송신하는 무선 송신부를 포함하는 송신 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 수평 동기 신호 및 상기 수직 동기 신호로부터 유효 데이터 구간을 알리는 유효 데이터 신호를 구하여 이를 상기 무손실 영상 압축부로 전달하며, 상기 수평 동기 신호가 쉬프트된 신호인 상기 수평 동기 신호에 대응하는 신호 및 상기 수직 동기 신호가 쉬프트된 신호인 상기 수직 동기 신호에 대응하는 신호를 생성하는 유효 구간 감지부를 더 포함하는 송신 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 압축된 디지털 영상 데이터를 일시적으로 저장하는 제 1 메모리; 및
    상기 디지털 영상 출력부에서 출력되는 오디오 데이터를 일시적으로 저장한 후에 상기 패킷 생성부로 전달하는 제 2 메모리를 더 포함하는 송신 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 패킷의 헤더는 상기 수평 동기 신호에 대응하는 정보, 상기 수직 동기 신호에 대응하는 정보 및 패킷에 포함된 데이터가 영상인지 오디오인지를 알리는 정보를 포함하는 송신 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 오디오 데이터의 패킷은 영상의 블랭킹 구간에 전송되는 송신 장치.
  7. 무선으로 수신된 패킷을 출력하는 무선 수신부;
    상기 패킷으로부터 프레임 동기 신호, 라인 동기 신호 및 압축된 디지털 영상 데이터를 구하는 패킷 해제부;
    상기 압축된 디지털 영상 데이터로부터 원래의 디지털 영상 데이터를 무손실 복원하여, 복원된 디지털 영상 데이터를 출력하는 무손실 영상 복원부; 및
    상기 프레임 동기 신호 또는 이에 대응하는 신호, 상기 라인 동기 신호 또는 이에 대응하는 신호 및 상기 복원된 디지털 영상 데이터를 입력받는 디지털 영상 입력부를 포함하는 수신 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 프레임 동기 신호 및 상기 라인 동기 신호가 쉬프트된 신호인 상기 프레임 동기 신호에 대응하는 신호 및 상기 라인 동기 신호에 대응하는 신호를 생성하며, 데이터 전송 구간 신호를 상기 무손실 영상 복원부로 전달함으로써 상기 무손실 영상 복원부가 상기 데이터 전송 구간 신호에 따라 상기 복원된 영상 데이터를 상기 디지털 영상 입력부로 전달하도록 제어하는 동기 신호 발생부를 더 포함하는 수신 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 복원된 디지털 영상 데이터를 일시적으로 저장하는 제 1 메모리; 및
    상기 패킷 해제부에서 출력되는 오디오 데이터를 일시적으로 저장한 후에 상기 디지털 영상 입력부로 전달하는 제 2 메모리를 더 포함하는 수신 장치.
  10. (a) 무손실 압축 방법을 이용하여 디지털 영상 데이터를 압축하는 단계;
    (b) 상기 압축된 디지털 영상 데이터를 무선 신호에 실어 송신하는 단계;
    (c) 상기 무선 신호를 수신하여, 수신된 무선 신호로부터 상기 압축된 디지털 영상 데이터를 구하는 단계; 및
    (d) 상기 (c) 단계에서 구한 상기 압축된 디지털 영상 데이터로부터 원래의 디지털 영상 데이터를 복원하는 단계를 포함하는 디지털 영상 전송을 위한 무선 통신 방법.
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