(57)【要約】【課題】ビートノイズや線状のキズを目立たなくすることを可能とした撮像装置及び制御方法を提供する。【解決手段】撮像装置は、固体撮像素子１０２、デジタル信号処理部１０７を備える。デジタル信号処理部１０７は、縦線・横線検出回路２０４、輪郭強調回路２０５を備える。縦線・横線検出回路２０４は、固体撮像素子１０２の遮光部におけるビートノイズ成分もしくは線状のキズを検出する。輪郭強調回路２０５は、縦線・横線検出回路２０４によるビートノイズ成分もしくは線状のキズの検出結果に応じて、固体撮像素子１０２の受光部の信号に基づいて画像を生成する際の輪郭強調処理における輪郭強調量を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光部と遮光部を有する固体撮像素子により被写体の光学像を光電変換することで撮像を行う撮像装置において、
前記固体撮像素子の前記遮光部におけるビートノイズ成分もしくは線状のキズの有無を検出する検出手段と、
前記固体撮像素子の前記受光部の信号から画像を生成する際の輪郭強調処理における輪郭強調量を、前記検出手段の検出結果に応じて制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記固体撮像素子の前記受光部と前記遮光部をそれぞれ単一の領域とし、
前記検出手段は、前記固体撮像素子の前記遮光部の前記単一の領域についてビートノイズ成分もしくは線状のキズの有無を検出し、
前記制御手段は、前記検出手段により前記遮光部の前記単一の領域においてビートノイズ成分もしくは線状のキズが検出された場合、前記固体撮像素子の前記受光部の前記単一の領域について前記輪郭強調処理における輪郭強調量を弱める制御を行うことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記固体撮像素子の前記受光部と前記遮光部をそれぞれ複数の領域に分割し、
前記検出手段は、前記固体撮像素子の前記遮光部の前記各領域についてビートノイズ成分もしくは線状のキズの有無を検出し、
前記制御手段は、前記検出手段により前記遮光部の前記各領域のうち該当領域においてビートノイズ成分もしくは線状のキズが検出された場合、前記固体撮像素子の前記受光部の前記各領域のうち前記遮光部の前記該当領域に対応する領域について前記輪郭強調処理における輪郭強調量を弱める制御を行うことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記固体撮像素子の前記遮光部を構成する複数の画素ごとにビートノイズ成分もしくは線状のキズの有無を検出し、
前記制御手段は、前記検出手段により前記遮光部の前記各画素のうち該当画素においてビートノイズ成分もしくは線状のキズが検出された場合、前記固体撮像素子の前記受光部を構成する複数の画素のうち前記遮光部の前記該当画素に対応する画素について前記輪郭強調処理における輪郭強調量を弱める制御を行うことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記固体撮像素子の前記遮光部におけるビートノイズ成分もしくは線状のキズとして、前記固体撮像素子における一方向の線の有無、該一方向に交差する他方向の線の有無を検出し、
前記制御手段は、前記検出手段により前記一方向の線あるいは前記他方向の線が検出された場合、前記一方向の輪郭強調量あるいは前記他方向の輪郭強調量を個別に弱める制御を行うことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
受光部と遮光部を有する固体撮像素子により被写体の光学像を光電変換することで撮像を行う撮像装置の制御方法において、
前記固体撮像素子の前記遮光部におけるビートノイズ成分もしくは線状のキズの有無を検出する検出ステップと、
前記固体撮像素子の前記受光部の信号から画像を生成する際の輪郭強調処理における輪郭強調量を、前記検出ステップの検出結果に応じて制御する制御ステップと、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項７】
前記固体撮像素子の前記受光部と前記遮光部をそれぞれ単一の領域とし、
前記検出ステップでは、前記固体撮像素子の前記遮光部の前記単一の領域についてビートノイズ成分もしくは線状のキズの有無を検出し、
前記制御ステップでは、前記検出ステップにより前記遮光部の前記単一の領域においてビートノイズ成分もしくは線状のキズが検出された場合、前記固体撮像素子の前記受光部の前記単一の領域について前記輪郭強調処理における輪郭強調量を弱める制御を行うことを特徴とする請求項６記載の制御方法。
【請求項８】
前記固体撮像素子の前記受光部と前記遮光部をそれぞれ複数の領域に分割し、
前記検出ステップでは、前記固体撮像素子の前記遮光部の前記各領域についてビートノイズ成分もしくは線状のキズの有無を検出し、
前記制御ステップでは、前記検出ステップにより前記遮光部の前記各領域のうち該当領域においてビートノイズ成分もしくは線状のキズが検出された場合、前記固体撮像素子の前記受光部の前記各領域のうち前記遮光部の前記該当領域に対応する領域について前記輪郭強調処理における輪郭強調量を弱める制御を行うことを特徴とする請求項６記載の制御方法。
【請求項９】
前記検出ステップでは、前記固体撮像素子の前記遮光部を構成する複数の画素ごとにビートノイズ成分もしくは線状のキズの有無を検出し、
前記制御ステップでは、前記検出ステップにより前記遮光部の前記各画素のうち該当画素においてビートノイズ成分もしくは線状のキズが検出された場合、前記固体撮像素子の前記受光部を構成する複数の画素のうち前記遮光部の前記該当画素に対応する画素について前記輪郭強調処理における輪郭強調量を弱める制御を行うことを特徴とする請求項６記載の制御方法。
【請求項１０】
前記検出ステップでは、前記固体撮像素子の前記遮光部におけるビートノイズ成分もしくは線状のキズとして、前記固体撮像素子における一方向の線の有無、該一方向に交差する他方向の線の有無を検出し、
前記制御ステップでは、前記検出ステップにより前記一方向の線あるいは前記他方向の線が検出された場合、前記一方向の輪郭強調量あるいは前記他方向の輪郭強調量を個別に弱める制御を行うことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子を備えた撮像装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体撮像素子を用いて被写体を撮像する撮像装置がある。この種の撮像装置において撮像した被写体の画像を基に、固体撮像素子の画像配列における縦方向に生じる縦線／横方向に生じる横線の有無を判別し、その判別結果を輝度信号処理に反映させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、撮像装置においてスミア（まぶしく光る被写体を撮像した際に光のスジが生じる現象）を補正するスミア補正を行い、固体撮像素子の遮光部の情報を受光部に反映させる技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭６３-０２８１９０号公報
【特許文献２】特開２００６-０２４９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、固体撮像素子の高画素化により駆動周波数の高周波化が進展すると共に、撮像装置の小型化により基板に実装する部品の高密度化が進展している。これに伴い、ビートノイズが撮像装置で処理する映像信号にのりやすくなっているという問題がある。また、固体撮像素子の画素配列における画素ピッチを狭くする狭ピッチ化により、画素配列に線状のキズが発生しやすくなっているという問題がある。ビートノイズに関しては発生源である撮像装置回路内のビートノイズ発生を抑え込むのが大前提であるが、ビートノイズ発生を抑え込むには限界がある。また、固体撮像素子内のビートノイズ発生についても同様である。
【０００５】
本発明の目的は、ビートノイズや線状のキズを目立たなくすることを可能とした撮像装置及び制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するために、本発明の撮像装置は、受光部と遮光部を有する固体撮像素子により被写体の光学像を光電変換することで撮像を行う撮像装置において、前記固体撮像素子の前記遮光部におけるビートノイズ成分もしくは線状のキズの有無を検出する検出手段と、前記固体撮像素子の前記受光部の信号から画像を生成する際の輪郭強調処理における輪郭強調量を、前記検出手段の検出結果に応じて制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、固体撮像素子の遮光部におけるビートノイズ成分もしくは線状のキズの検出結果を基に、輪郭強調処理における輪郭強調量を制御する。これにより、撮像装置に搭載される固体撮像素子の高画素化や部品の高密度化に起因するビートノイズもしくは線状のキズを目立たなくすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１は、本発明の実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【００１０】
図１において、撮像装置は、光学系１０１、光学系制御部１０２、固体撮像素子１０３、撮像系制御部１０４、アナログ信号処理部１０５、Ａ／Ｄ変換部１０６を備えている。更に、撮像装置は、デジタル信号処理部１０７（検出手段、制御手段）、内部記憶部１０８、インタフェース（以下Ｉ／Ｆ）部１０９、画像表示部１１０、クロック発生回路１１０、不図示の制御部（制御手段）を備えている。撮像装置は、受光部と遮光部を有する固体撮像素子１０３により被写体の光学像を光電変換することで撮像を行う。
【００１１】
光学系１０１は、撮像装置による被写体の撮影に伴い入射した光を固体撮像素子１０３に結像させる。光学系制御部１０２は、光学系１０１における露出動作、ズーム動作、フォーカス動作等を制御する。固体撮像素子１０３は、画像生成領域が含まれる受光部と遮光部とを有し、光学系１０１を介して結像された被写体の光学像を電気信号に変換する光電変換を行う。撮像系制御部１０４は、固体撮像素子１０３を駆動する。アナログ信号処理部１０５は、固体撮像素子１０３から出力される信号をクランプする処理、ゲインをかける処理等を行う。
【００１２】
Ａ／Ｄ変換部１０６は、アナログ信号処理部１０５から出力されるアナログ信号をデジタル信号にアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換する。デジタル信号処理部１０７は、Ａ／Ｄ変換部１０６によりＡ／Ｄ変換されたデジタル信号から出力対象の画像データを生成する。内部記憶部１０８は、デジタル信号処理部１０７により出力対象の画像データを生成する際に一時的に画像データを格納する。
【００１３】
Ｉ／Ｆ部１０９は、デジタル信号処理部１０７により生成された画像データを最終的に保存するための外部記憶装置とのインタフェースを司る。画像表示部１１０は、デジタル信号処理部１０７により生成された画像データを表示する電子ファインダとしての表示部である。クロック発生回路１１０は、アナログ系の構成素子とデジタル系の構成素子にそれぞれ駆動クロックを供給する。制御部（不図示）は、撮像装置全体の制御を司ると共に、制御プログラムに基づき図３のフローチャートに示す処理を実行する。
【００１４】
更に、図１では、アナログ系の構成素子とデジタル系の構成素子の駆動クロックが異なることにより、33.75MHz（アナログ系）と27MHz（デジタル系）の差分の周波数がアナログ系の構成素子にビートノイズ成分として乗ることを示している。ビートノイズ成分は、構成素子の配置、信号線の配線上の問題、電源の揺れ（電圧変動）などにより発生し、そのレベルは構成により大きく異なる。
【００１５】
図２は、撮像装置のデジタル信号処理部１０７の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図２において、デジタル信号処理部１０７の構成のうち、画像データの生成と固体撮像素子の遮光部の縦線・横線検出を行う部分の構成を示している。デジタル信号処理部１０７は、色変換回路２０１、色処理回路２０２、輝度処理回路２０３、縦線・横線検出回路２０４（検出手段）、輪郭強調回路２０５（制御手段）、合成回路２０６を備えている。
【００１７】
色変換回路２０１は、Ａ／Ｄ変換部１０６によりＡ／Ｄ変換され入力された画像信号（ＲＧＢ信号）から輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂを生成し分離する。色処理回路２０２は、色差信号Ｃｒ、Ｃｂに対してホワイトバランス処理、高輝度／低輝度の色の濃さを薄くする色消し処理、ガンマ処理等を行う。輝度処理回路２０３は、輝度信号Ｙに対してフィルタ処理、輝度補正処理、ガンマ処理等を行う。
【００１８】
縦線・横線検出回路２０４は、固体撮像素子１０３の遮光部における縦方向のビートノイズ成分もしくは線状のキズ（縦線）の有無の検出と、横方向のビートノイズ成分もしくは線状のキズ（横線）の有無の検出を行う。本実施の形態では、固体撮像素子１０３の画素配列における露光する前の縦線・横線を検出する。輪郭強調回路２０５は、輝度信号Ｙに対してフィルタ処理を施し、縦線・横線検出回路２０４の縦線・横線判定を考慮して輪郭強調を行う。本実施の形態では、縦線・横線を判定すると共に縦線・横線別に輪郭強調を行う。合成回路２０６は、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂを合成してＹＣｒＣｂ信号として出力する。
【００１９】
本実施の形態は以下の特徴を有する。
【００２０】
縦線・横線検出回路２０４は、固体撮像素子の遮光部におけるビートノイズ成分もしくは線状のキズの有無を検出する。輪郭強調回路２０５は、固体撮像素子の受光部の信号から画像を生成する際の輪郭強調処理における輪郭強調量を、縦線・横線検出回路２０４の検出結果に応じて制御する。
【００２１】
後述する図４の場合は、固体撮像素子の受光部と遮光部をそれぞれ単一の領域とする。縦線・横線検出回路２０４は、固体撮像素子の遮光部の単一の領域についてビートノイズ成分もしくは線状のキズの有無を検出する。輪郭強調回路２０５は、縦線・横線検出回路２０４により遮光部の単一の領域においてビートノイズ成分もしくは線状のキズが検出された場合、次の制御を行う。固体撮像素子の受光部の単一の領域について輪郭強調処理における輪郭強調量を弱める制御を行う。
【００２２】
後述する図５の場合は、固体撮像素子の受光部と遮光部をそれぞれ複数の領域に分割する。縦線・横線検出回路２０４は、固体撮像素子の遮光部の各領域についてビートノイズ成分もしくは線状のキズの有無を検出する。輪郭強調回路２０５は、縦線・横線検出回路２０４により遮光部の各領域のうち該当領域においてビートノイズ成分もしくは線状のキズが検出された場合、次の制御を行う。固体撮像素子の受光部の各領域のうち遮光部の該当領域に対応する領域について輪郭強調処理における輪郭強調量を弱める制御を行う。
【００２３】
また、縦線・横線検出回路２０４は、固体撮像素子の遮光部を構成する複数の画素ごとにビートノイズ成分もしくは線状のキズの有無を検出する。輪郭強調回路２０５は、縦線・横線検出回路２０４により遮光部の各画素のうち該当画素においてビートノイズ成分もしくは線状のキズが検出された場合、次の制御を行う。固体撮像素子の受光部を構成する複数の画素のうち遮光部の該当画素に対応する画素について輪郭強調処理における輪郭強調量を弱める制御を行う。
【００２４】
また、縦線・横線検出回路２０４は、固体撮像素子の遮光部におけるビートノイズ成分もしくは線状のキズとして、固体撮像素子における一方向の線（縦線）の有無、該一方向に交差する他方向の線（横線）の有無を検出する。輪郭強調回路２０５は、縦線・横線検出回路２０４により一方向の線あるいは他方向の線が検出された場合、次の制御を行う。一方向の輪郭強調量あるいは他方向の輪郭強調量を個別に弱める制御を行う。
【００２５】
次に、上記構成を有する本実施の形態の撮像装置における動作を図１乃至図５を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
図３は、固体撮像素子の横線・縦線検出に関するフローチャートである。（ａ）は、横線検出処理を示すフローチャート、（ｂ）は、縦線検出処理を示すフローチャートである。本フローチャートに示す処理は、撮像装置の制御部がデジタル信号処理部１０７の縦線・横線検出回路２０４と輪郭強調回路２０５を用いて制御プログラムに基づき実行する。
【００２７】
図３（ａ）において、撮像装置の制御部は、固体撮像素子１０３の水平ＯＢ部に関して横方向に画素の平均値を求め（ステップＳ３０１）、画素の平均値と予め設定されている閾値とを比較する（ステップＳ３０２）。比較の比較から閾値より大きい画素が存在した場合、制御部は、垂直輪郭強調量（垂直輪郭強調パラメータ）を一定量弱める判定（制御）を行う（ステップＳ３０３）。
【００２８】
図３（ｂ）において、撮像装置の制御部は、固体撮像素子１０３の垂直ＯＢ部に関して縦方向に画素の平均値を求め（ステップＳ３０４）、画素の平均値と予め設定されている閾値とを比較する（ステップＳ３０５）。比較の比較から閾値より大きい画素が存在した場合、制御部は、水平輪郭強調量（水平輪郭強調パラメータ）を一定量弱める判定（制御）を行う（ステップＳ３０６）。
【００２９】
尚、図３（ａ）と図３（ｂ）に示す処理では閾値を１つ設定し、変更可能とする輪郭強調量も２値であるが、これに限定されるものではなく、閾値を複数設定してもよい。
【００３０】
図４は、固体撮像素子の画面一律輪郭強調量を変更可能とする場合の動作を説明する図である。図４（ａ）は、固体撮像素子の画素配列を示す図、図４（ｂ）は、水平、垂直ＯＢ演算領域を示す図、図４（ｃ）は、垂直輪郭強調量を示す図、図４（ｄ）は、水平輪郭強調量を示す図である。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、固体撮像素子は、出力する画像を生成する画像生成領域４０１、受光部４０２、遮光部４０３を備えている。図示の例では、固体撮像素子の画素配列において、横線Ａ、横線Ｂ、縦線Ｃの３本のビートノイズ成分もしくは線状のキズがある場合を示している。
【００３２】
図４（ｂ）に示すように、固体撮像素子には、画像生成領域４０１の横方向の辺と縦方向の辺にそれぞれ対応して、水平ＯＢ（Optical Black：遮光部）演算領域４０４（ＨＯＢ）と垂直ＯＢ演算領域４０５（ＶＯＢ）が設けられている。水平ＯＢ演算領域４０４では横線の検出を行い、垂直ＯＢ演算領域４０５では縦線の検出を行う。ここで、横線Ａと縦線Ｃが低いレベルの線状のキズ、横線Ｂが高いレベルの線状のキズであると仮定する。
【００３３】
このとき、水平ＯＢ演算領域４０４に高いレベルの横線Ｂがあるため、図４（ｃ）に示すように、垂直輪郭強調量はかなり弱める制御を行う（−２と表現）。また、垂直ＯＢ演算領域４０５には低いレベルの縦線Ｃがあるため、図４（ｄ）に示すように、水平輪郭強調量は少なめにやや弱める制御を行う（−１と表現）。以上のように、固体撮像素子の画素配列において高いレベルの横線と低いレベルの縦線が検出された場合、輪郭強調回路２０５は、垂直輪郭強調量を−２、水平輪郭強調量を−１にそれぞれ設定する。
【００３４】
図５は、固体撮像素子の領域ごとに輪郭強調量を変更可能とする場合の動作を説明する図である。図５（ａ）は、固体撮像素子の画素配列を示す図、図５（ｂ）は、水平、垂直ＯＢ演算領域を示す図、図５（ｃ）は、垂直輪郭強調量を示す図、図５（ｄ）は、水平輪郭強調量を示す図である。
【００３５】
図５（ａ）に示すように、固体撮像素子は、画面が複数の領域に分割されると共に、画像生成領域５０１、受光部５０２、遮光部５０３を備えている。図示の例では、固体撮像素子の画素配列において、横線Ａ、横線Ｂ、縦線Ｃの３本のビートノイズ成分もしくは線状のキズがある場合を示している。
【００３６】
図５（ｂ）に示すように、固体撮像素子には、画像生成領域５０１を縦横各４つに分割した各分割部分にそれぞれ対応して、水平ＯＢ演算領域５０４（ＨＯＢ１〜４）と垂直ＯＢ演算領域５０５（ＶＯＢ１〜４）が設けられている。水平ＯＢ演算領域５０４では横線の検出を行い、垂直ＯＢ演算領域５０５では縦線の検出を行う。ここで、横線Ａと縦線Ｃが低いレベルの線状のキズ、横線Ｂが高いレベルの線状のキズであると仮定する。
【００３７】
このとき、水平ＯＢ演算領域ＨＯＢ２には低いレベルの横線Ａ、水平ＯＢ演算領域ＨＯＢ３には高いレベルの横線Ｂがあるため、図５（ｃ）に示すように、垂直輪郭強調量をブロックごとに設定する。即ち、輪郭強調回路２０５は、横線Ａがある領域は垂直輪郭強調量を−１、横線Ｂがある領域は垂直輪郭強調量を−２、横線が検出されなかった領域は垂直輪郭強調量を０にそれぞれ設定する。
【００３８】
また、垂直ＯＢ演算領域ＶＯＢ３には低いレベルの縦線Ｃがあるため、図５（ｄ）に示すように、水平輪郭強調量をブロックごとに設定する。即ち、輪郭強調回路２０５は、縦線Ｃがある領域は水平輪郭強調量を−１、縦線が検出されなかった領域は水平輪郭強調量を０にそれぞれ設定する。
【００３９】
尚、図５では固体撮像素子の画像生成領域５０１を複数の領域に分割したが、これに限定されるものではなく、固体撮像素子の各画素ごとに縦線・横線を検出し、輪郭強調量（輪郭強調パラメータ）に反映させてもよい。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、固体撮像素子の遮光部における縦方向のビートノイズ成分もしくは線状のキズ（縦線）と、横方向のビートノイズ成分もしくは線状のキズ（横線）の検出を行う。そして、ビートノイズ成分もしくは線状のキズの検出結果に応じて、固体撮像素子の受光部の信号から画像を生成する際の輪郭強調処理における輪郭強調量を制御する。これにより、撮像装置に搭載される固体撮像素子の高画素化や部品の高密度化に起因するビートノイズもしくは線状のキズを目立たなくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】撮像装置のデジタル信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】固体撮像素子の横線・縦線検出に関するフローチャートである。（ａ）は、横線検出処理を示すフローチャート、（ｂ）は、縦線検出処理を示すフローチャートである。
【図４】固体撮像素子の画面一律輪郭強調量を変更可能とする場合の動作を説明する図である。（ａ）は、固体撮像素子の画素配列を示す図、（ｂ）は、水平、垂直ＯＢ演算領域を示す図、（ｃ）は、垂直輪郭強調量を示す図、（ｄ）は、水平輪郭強調量を示す図である。
【図５】固体撮像素子の領域ごとに輪郭強調量を変更可能とする場合の動作を説明する図である。（ａ）は、固体撮像素子の画素配列を示す図、（ｂ）は、水平、垂直ＯＢ演算領域を示す図、（ｃ）は、垂直輪郭強調量を示す図、（ｄ）は、水平輪郭強調量を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０３  固体撮像素子
１０４  撮像系制御部
１０７  デジタル信号処理部
１１１  クロック発生回路
２０１  色変換回路
２０２  色処理回路
２０３  輝度処理回路
２０４  縦線・横線検出回路
２０５  輪郭強調回路
４０１  画像生成領域
４０２  受光部
４０３  遮光部
４０４  水平ＯＢ演算領域
４０５  垂直ＯＢ演算領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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