合成孔径雷达快速后向投影算法综述 被引量：8

1

作者 邢孟道 马鹏辉 +2 位作者 楼屹杉 孙光才 林浩 《雷达学报（中英文）》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期1-22,共22页

后向投影(BP)算法是合成孔径雷达成像算法发展的重要方向之一。然而,由于BP算法具有较大的计算量,阻碍了其在工程应用上的发展。因此,近年来如何有效地提高BP算法的运算效率受到了广泛的重视。该文讨论了基于多种成像面坐标系的快速BP算... 后向投影(BP)算法是合成孔径雷达成像算法发展的重要方向之一。然而,由于BP算法具有较大的计算量,阻碍了其在工程应用上的发展。因此,近年来如何有效地提高BP算法的运算效率受到了广泛的重视。该文讨论了基于多种成像面坐标系的快速BP算法,包括距离-方位平面坐标系、地平面坐标系和非欧氏坐标系。该文首先简要介绍了原始BP算法的原理和不同坐标系对加速BP算法的影响,并对BP算法的发展历程进行梳理。然后讨论了基于不同成像面坐标系的快速BP算法的研究进展,并重点介绍了作者所在研究团队近年来在快速BP成像方面完成的研究工作。最后介绍了快速BP算法在工程上的应用,并展望了未来快速BP成像算法的研究发展趋势。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 快速后向投影算法 成像面 坐标系 运算效率

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Bulk-FFBP:基于距离向整体处理的快速分解后向投影算法 被引量：4

2

作者 唐江文 邓云凯 +1 位作者 王宇 李宁 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期405-411,共7页

距离向分块快速分解后向投影(Block-FFBP)算法通过子孔径合成降低了传统BP的算法复杂度,并且通过距离向分块,简化了繁琐的极坐标与直角坐标的转换。然而,距离分块操作使各块引入了斜距范围波动,而且插值核长度余量导致了算法的内存效率... 距离向分块快速分解后向投影(Block-FFBP)算法通过子孔径合成降低了传统BP的算法复杂度,并且通过距离向分块,简化了繁琐的极坐标与直角坐标的转换。然而,距离分块操作使各块引入了斜距范围波动,而且插值核长度余量导致了算法的内存效率低下,从而降低了成像效率。该文提出一种基于距离向整体处理的Bulk-FFBP算法,并细分为基于距离向控制点的Bulk-FFBP以及无控制点的Bulk-FFBP。文中通过仿真对两种Bulk-FFBP算法进行了误差分析、成像性能分析以及算法效率分析,并与Block-FFBP算法进行对比,证实了Bulk-FFBP的优越性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 后向投影算法 快速BP算法

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多级多分辨快速后向投影成像算法 被引量：11

3

作者 李杨寰 宋千 +2 位作者 王鹏宇 金添 周智敏 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期518-524,共7页

子孔径划分是提高BP算法效率的基本途径,如何对其孔径进行划分以及如何确定各子图像分辨率,将直接决定算法的效率.本文从频域带宽和距离误差两方面分析图像分辨率选取的限制条件,并得到了一个统一的关于孔径长度和分辨率的条件.然后基... 子孔径划分是提高BP算法效率的基本途径,如何对其孔径进行划分以及如何确定各子图像分辨率,将直接决定算法的效率.本文从频域带宽和距离误差两方面分析图像分辨率选取的限制条件,并得到了一个统一的关于孔径长度和分辨率的条件.然后基于这一条件阐述了超宽带信号条件下如何通过选取分辨率和对子孔径进行划分以达到最高的计算效率,并依此条件提出了多级多分辨快速后向投影成像算法(MSMRBP)以适应非均匀孔径的成像条件.最后给出了外场实验结果以证明本文结论的正确性. 展开更多

关键词 子孔径 极坐标成像 非均匀孔径 快速后向投影算法 运动补偿

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一种不完全投影图像重建的快速迭代算法 被引量：9

4

作者 高欣 夏顺仁 +1 位作者 汪元美 罗戎蕾 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期1108-1111,共4页

为了保证不完全投影数据的重建图像质量,同时提高重建速度,提出了一种基于共轭梯度法的快速迭代算法.通过实时获取投影矩阵分量,以固定步长替代共轭梯度法中一维搜索最优迭代步长,在确保质量的同时缩短重建时间.利用模拟投影数据和实际... 为了保证不完全投影数据的重建图像质量,同时提高重建速度,提出了一种基于共轭梯度法的快速迭代算法.通过实时获取投影矩阵分量,以固定步长替代共轭梯度法中一维搜索最优迭代步长,在确保质量的同时缩短重建时间.利用模拟投影数据和实际导弹断层扫描数据进行图像重建,结果表明,与卷积反投影和代数重建法相比,此算法特别适用于扇形扫描的不完全投影数据的图像重建,在保证重建图像拟合度的同时,大大提高了重建速度. 展开更多

关键词 不完全投影图像 图像重建 快速迭代算法 扇形扫描 共轭梯度法 最速下降法

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一种新的基于极坐标格式的快速后向投影算法 被引量：10

5

作者 杨泽民 孙光才 +1 位作者 吴玉峰 邢孟道 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期537-544,共8页

快速分级后向投影算法(Fast Factorized Back-Projection Algorithm,FFBPA)研究了BPA中的冗余计算,通过子孔径划分,在极坐标系下将信号逐级相干积累成像,该方法避免了BPA中每个图像点的重复性全孔径搜索过程,大幅减少了计算量。然而多... 快速分级后向投影算法(Fast Factorized Back-Projection Algorithm,FFBPA)研究了BPA中的冗余计算,通过子孔径划分,在极坐标系下将信号逐级相干积累成像,该方法避免了BPA中每个图像点的重复性全孔径搜索过程,大幅减少了计算量。然而多级插值操作加剧了误差积累,减少分级次数又影响算法效率。为解决这一矛盾,该文结合极坐标格式算法(PFA)提出了一种新的多级迭代快速BP成像算法,并将算法拓展应用到曲线轨道,多模式SAR中。分析表明,该文方法与FFBPA相比更高效。最后通过该文算法与FFBPA的星载0.1 m超高分辨率聚束SAR成像进行仿真实验对比,验证了该方法的优越性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 快速分级后向投影算法(FfbpA) 极坐标格式算法(PFA) 曲线轨道 多模式

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基于ART算法的投影系数快速计算方法 被引量：3

6

作者 侯慧玲 王明泉 +1 位作者 杨娟 李世虎 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第6期700-705,共6页

代数重建算法(Algebraic Reconstruction Technique,ART)投影系数的计算时间冗长,影响了ART的重建速度.基于长度加权模型提出了一种投影系数快速计算方法,从射线穿过网格的相交规律出发,通过顺序增量计算,快速推导出穿过的网格编号并计... 代数重建算法(Algebraic Reconstruction Technique,ART)投影系数的计算时间冗长,影响了ART的重建速度.基于长度加权模型提出了一种投影系数快速计算方法,从射线穿过网格的相交规律出发,通过顺序增量计算,快速推导出穿过的网格编号并计算其交线长度,大幅减少运算量及分支判断,该方法在二维重建及三维重建下均适用.仿真结果表明:与经典的Siddon算法相比较,在保证重建图像质量的前提下,本文算法速度提高约13倍. 展开更多

关键词 代数重建算法 长度加权 投影系数 快速重建 Siddon算法

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CT快速二维反投影算法 被引量：4

7

作者 孙丰荣 刘积仁 +1 位作者 王长宇 刘炜 《中国生物医学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期179-185,共7页

CT图像重建过程中 ,标准的二维反投影运算计算量为O(N^3)。本研究提出一种快速二维反投影算法 ,其计算量仅为O(N^2 log_2~N )。该快速算法可以并行实现 ,处理器阵列规模为O(N^2 )时 ,计算量为O(log_2~N )。本研究还分析得到快速算法的... CT图像重建过程中 ,标准的二维反投影运算计算量为O(N^3)。本研究提出一种快速二维反投影算法 ,其计算量仅为O(N^2 log_2~N )。该快速算法可以并行实现 ,处理器阵列规模为O(N^2 )时 ,计算量为O(log_2~N )。本研究还分析得到快速算法的误差上界 ,并提出一种改进的快速二维反投影算法以获得更高的计算精度。最后 ,对算法进行了仿真实验。理论分析及仿真实验结果都表明 ,本研究的二维反投影算法在CT图像重建过程中有着更高的计算效率 ,并且具有良好的计算精度。 展开更多

关键词 反投影 二维 CT 图像重建 快速算法 计算精度 仿真实验 处理器 分析及

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基于行灰度投影相关的快速角度矢量估计算法 被引量：3

8

作者 陶声祥 周亚军 +1 位作者 张江辉 苏享 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第11期91-95,共5页

针对现存电子稳像算法估计图像旋转角度矢量的不足,提出了一种基于行灰度投影相关的快速图像旋转角度矢量估计算法。通过在当前帧图像中心位置选取灰度投影区域和参考帧图像相应区域作行灰度投影相关计算,估算出当前帧图像相对于参考帧... 针对现存电子稳像算法估计图像旋转角度矢量的不足,提出了一种基于行灰度投影相关的快速图像旋转角度矢量估计算法。通过在当前帧图像中心位置选取灰度投影区域和参考帧图像相应区域作行灰度投影相关计算,估算出当前帧图像相对于参考帧图像的角度运动矢量。论述了灰度投影区域选取原则;分析了行、列灰度投影相关曲线的差异,得出行灰度投影相关曲线具有单峰性的结论;阐述了快速搜索算法的原理及其在本算法中的应用。实验表明,算法实现了对旋转图像序列角度运动矢量的快速估计(在PⅣ2.67GHZ,内存512M的PC机上,估算速度为37.7ms),可对任意角度的角度矢量进行高精度的估计。 展开更多

关键词 电子稳像 角度矢量估计 行灰度投影相关 快速搜索 算法

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条带模式SAR快速反投影成像算法研究 被引量：2

9

作者 熊金涛 陈娟 +1 位作者 黄钰林 杨建宇 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S2期1102-1105,共4页

从波束投影方式和飞行轨迹与测绘带几何关系入手,提出了一种适用于条带模式下合成孔径雷达成像的快速反投影算法。该方法通过分析条带模式合成孔径雷达的特点,结合反投影算法的计算过程,减少标准反投影算法中的计算冗余,从而在保持标准... 从波束投影方式和飞行轨迹与测绘带几何关系入手,提出了一种适用于条带模式下合成孔径雷达成像的快速反投影算法。该方法通过分析条带模式合成孔径雷达的特点,结合反投影算法的计算过程,减少标准反投影算法中的计算冗余,从而在保持标准反投影算法高的成像精度的优点下显著减少了计算量。该快速算法处理所需内存空间小,且易于实现并行处理,可有效地提高处理效率。与标准反投影算法仿真结果进行比较,验证了该快速反投影算法的有效性。 展开更多

关键词 反投影算法 快速反投影算法 条带模式 合成孔径雷达

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基于斜交投影和Mellin变换的快速小波算法

10

作者 李建平 唐远炎 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2001年第F12期31-36,共6页

提出基于斜交投影和Mellin变换的快速小波算法 ,该算法的总体性能优于传统算法 ,是对传统算法和著名Mallat算法的重要改进。

关键词 斜交投影 Mellin变换 小波变换 快速算法

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求解图像分割模型的快速梯度投影算法

11

作者 崔颖 江成顺 《信息工程大学学报》 2011年第3期268-273,共6页

针对带约束条件的凸图像分割模型,提出一种快速数值实现算法。该算法在梯度投影算法的基础上结合了快速迭代收缩算法的加速收敛策略,利用正交投影处理不等式约束条件,避免了一般罚函数方法所带来的处罚项的不规则性;同时采用对偶方法来... 针对带约束条件的凸图像分割模型,提出一种快速数值实现算法。该算法在梯度投影算法的基础上结合了快速迭代收缩算法的加速收敛策略,利用正交投影处理不等式约束条件,避免了一般罚函数方法所带来的处罚项的不规则性;同时采用对偶方法来避免全变分项的非光滑性和高非线性性。实验结果表明了所提出算法的有效性和在收敛速度上的优越性。 展开更多

关键词 图像分割 梯度投影算法 对偶方法 快速迭代收缩算法

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一种快速的扇束CT滤波反投影重建算法 被引量：2

12

作者 过传卫 胡福乔 《电讯技术》 2007年第1期182-184,共3页

提出了一种用于扇束CT(计算机断层扫描)重建的快速滤波反投影算法。这种算法是传统标准滤波反投影(FBP)重建算法的加速形式,主要通过减少投影数量然后重建子图像来实现。实验结果表明:对于一幅512×512图像,这种算法可以将重建过程... 提出了一种用于扇束CT(计算机断层扫描)重建的快速滤波反投影算法。这种算法是传统标准滤波反投影(FBP)重建算法的加速形式,主要通过减少投影数量然后重建子图像来实现。实验结果表明:对于一幅512×512图像,这种算法可以将重建过程加速40倍以上,并且不会引入明显的图像误差。这种算法也适应于多层螺旋三维重建,并且可以延伸用于三维锥形重建。 展开更多

关键词 图像处理 CT 扇束投影 滤波反投影算法 快速重建

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一种适用于条带SAR的快速后向投影算法 被引量：2

13

作者 刘财安 李飞 张衡 《电子设计工程》 2022年第13期38-43,共6页

各类BP的快速算法通过子孔径合成的方式降低相近孔径间的数据冗余,减少成像计算量,然而这些快速算法大多只针对聚束SAR成像。为了实现条带SAR的高效率精确成像,该文通过聚束SAR和条带SAR的子孔径合成分析,指出条带SAR在子孔径合成中存... 各类BP的快速算法通过子孔径合成的方式降低相近孔径间的数据冗余,减少成像计算量,然而这些快速算法大多只针对聚束SAR成像。为了实现条带SAR的高效率精确成像,该文通过聚束SAR和条带SAR的子孔径合成分析,指出条带SAR在子孔径合成中存在的孔径积分变化和角域欠采样现象,并提出一种基于线性成像网格的快速后向投影(FBP)算法。通过条带SAR的点目标仿真和实测数据实验,从成像质量和成像效率两个角度验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达(SAR) 快速后向投影(fbp)算法 条带SAR成像 积分孔径

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基于OPED的有限角投影数据快速重建算法

14

作者 朱晓丽 朱宏擎 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期231-235,255,共6页

针对Radon投影的计算机断层(Computer Tomography,CT)重建问题,提出了一种新的基于单位圆上正交展开法(Orthogonal Polynomial Expansions on the Disk,OPED)的有限角投影数据快速重建算法。该算法通过求解缺失投影与已知数据分别对应... 针对Radon投影的计算机断层(Computer Tomography,CT)重建问题,提出了一种新的基于单位圆上正交展开法(Orthogonal Polynomial Expansions on the Disk,OPED)的有限角投影数据快速重建算法。该算法通过求解缺失投影与已知数据分别对应的正弦变换数据集之间所满足的线性方程组,得到完备数据正弦变换数据集的近似值,之后运用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)及线性插值算法提高重建速度从而缩短重建时间。分别推导了单、双边投影数据缺失时的快速重建算法并给出了重建结果,实验结果证明,该方法能够有效提高重建效率。 展开更多

关键词 CT重建 Radon投影 有限角 线性方程组 快速算法

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一种新的圆迹SAR快速后向投影算法 被引量：2

15

作者 阚学超 李银伟 +1 位作者 王海涛 付朝伟 《制导与引信》 2018年第4期10-14,53,共6页

后向投影算法能够解决圆迹合成孔径雷达成像中的距离向和方位向耦合问题,是一种精确的时域成像算法,但较大的计算量阻碍了其在工程实际中的应用。基于后向投影算法的成像原理,提出了一种快速后向投影成像算法。快速后向投影算法将目标... 后向投影算法能够解决圆迹合成孔径雷达成像中的距离向和方位向耦合问题,是一种精确的时域成像算法,但较大的计算量阻碍了其在工程实际中的应用。基于后向投影算法的成像原理,提出了一种快速后向投影成像算法。快速后向投影算法将目标区域的成像网格点投影在目标区域中心与雷达位置的连线所表示的一维距离上,其后将一维距离对应到各方位向经距离压缩后的数据上,并在各个方位向相干叠加,得到目标区域成像。通过定量分析和对比快速后向投影算法和传统后向投影算法的计算量,快速后向投影算法的运算速度得到大幅度提高。通过仿真分析,验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 快速后向投影算法 成像网格 一维距离投影 运算速度

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基于投影寻踪动态聚类的快速路交通状态判别 被引量：18

16

作者 邴其春 龚勃文 +2 位作者 杨兆升 林赐云 曲鑫 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1164-1169,共6页

为了提高快速路交通运行状态的判别精度,利用地点交通参数与交通状态之间的映射关系,提出了基于投影寻踪动态聚类模型的快速路交通状态判别方法.该方法综合投影寻踪技术和动态聚类方法构造投影指标函数,采用混合蛙跳算法优化投影指标函... 为了提高快速路交通运行状态的判别精度,利用地点交通参数与交通状态之间的映射关系,提出了基于投影寻踪动态聚类模型的快速路交通状态判别方法.该方法综合投影寻踪技术和动态聚类方法构造投影指标函数,采用混合蛙跳算法优化投影指标函数的投影方向获得最佳投影方向,并利用仿真数据标定了交通状态判别阈值.结合仿真数据和实测数据进行了实验验证和对比分析.实验结果表明,投影寻踪动态聚类模型能够有效提高快速路交通状态判别精度,平均判别率为97.01%,平均误判率为0.86%,平均判别精度分别比BP神经网络模型和模糊C均值聚类模型方法提高了8.9%和4.5%. 展开更多

关键词 交通状态判别 投影寻踪动态聚类 混合蛙跳算法 城市快速路

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基于小波变换的字符识别快速算法 被引量：8

17

作者 袁丁 傅一平 李志能 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期317-321,共5页

提出了一种基于小波变换的识别图像中英文字母、数字以及汉字字符的快速算法.算法通过将字符二值化点阵图像进行垂直与水平方向投影,实现了从二维图像数据到一维数据的转化.对于W×H大小字符图像,相对于传统算法,本算法将运算量从W&... 提出了一种基于小波变换的识别图像中英文字母、数字以及汉字字符的快速算法.算法通过将字符二值化点阵图像进行垂直与水平方向投影,实现了从二维图像数据到一维数据的转化.对于W×H大小字符图像,相对于传统算法,本算法将运算量从W×H数量级降至W+H数量级,大大降低了后续处理运算的时间复杂度,同时保留了足够的关于字符垂直及水平点阵分布的特征信息.将投影得到数据进行2层小波分解,从其中各层平滑分量提取一个特征信息,将其与模板字符对应的特征信息进行分析比较,实现了字符的快速高效识别.实验结果表明,运用此快速算法可使字符总的识别率达到92%以上. 展开更多

关键词 字符识别 小波变换 快速算法 模式识别 投影

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直角坐标多级后投影聚束SAR成像算法 被引量：3

18

作者 董祺 孙光才 +2 位作者 杨泽民 左绍山 邢孟道 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1482-1488,共7页

在局部极坐标系下,快速多级后向投影算法(FFBPA)可以以较低的采样率对子孔径成像,但在不同局部极坐标系之间需大量的2维图像域插值实现图像融合。相比极坐标系,图像融合在直角坐标系下更容易实现。但在直角坐标系下进行子孔径成像的奈... 在局部极坐标系下,快速多级后向投影算法(FFBPA)可以以较低的采样率对子孔径成像,但在不同局部极坐标系之间需大量的2维图像域插值实现图像融合。相比极坐标系,图像融合在直角坐标系下更容易实现。但在直角坐标系下进行子孔径成像的奈奎斯特采样率较高,这将影响直角坐标系下的成像效率。该文针对此问题提出一种谱压缩技术,通过对距离时域和距离频域两次补偿,大幅压缩了直角坐标系下子孔径成像的方位谱宽度。该文算法具有堪比原始后向投影算法(BPA)的成像质量和优于FFBPA的计算效率,且能够应用于非线性轨道SAR。最后通过星载0.1 m仿真实验和机载0.2 m实测实验验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 后投影算法 快速多级后向投影算法 直角坐标多级后向投影算法

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超宽带SAR成像的快速BP算法 被引量：4

19

作者 余洪涛 童宁宁 田建峰 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2005年第5期59-62,共4页

在后向投影(BP)算法的基础上,提出了一种快速后向投影(FBP)算法。以点目标和多点目标为例,将该算法应用于超宽带合成孔径雷达成像并与原始(BP)成像算法进行比较,仿真结果证明了该算法的快速性和有效性。

关键词 超宽带合成孔径雷达 线性调频 快速后向投影算法 成像

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星地双基合成孔径雷达聚束模式快速BP算法 被引量：1

20

作者 张文彬 邓云凯 王宇 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2013年第3期357-366,共10页

该文提出了一种应用于双基合成孔径雷达聚束模式的快速反向投影(FBP)算法,该算法在距离向压缩上使用地面接收器的同步信道作为回波信号的距离向匹配滤波器,在方位向压缩上采用2次相位校正降低快速BP算法中的近似误差对成像造成的影响,... 该文提出了一种应用于双基合成孔径雷达聚束模式的快速反向投影(FBP)算法,该算法在距离向压缩上使用地面接收器的同步信道作为回波信号的距离向匹配滤波器,在方位向压缩上采用2次相位校正降低快速BP算法中的近似误差对成像造成的影响,算法的计算复杂度为O(N^(2.5))。最后利用仿真数据和实测数据在图形处理器(GPU)上对该算法进行了验证。 展开更多

关键词 双基合成孔径雷达（Bi—SAR） 快速反投影（fbp）算法 计算复杂度 图形处理单元（GPU）

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