基于3D激光扫描技术的颗粒形状测定、重构与统计分析

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作者 李吉辉 孙海娣 +6 位作者 雷棛翔 汪宗辉 谢荣诚 王梓旬 韩伟 王兴隆 陶文涛 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第4期148-154,共7页

矿物颗粒的重力分选主要是利用颗粒间的密度差异而实现,深入研究发现颗粒粒度和形状显著影响重力分选效果。实际生产中,煤炭等矿物颗粒三维形状复杂,传统的二维投影图像计算过于简单,需要更加准确的设备和方法进行测定和分析。该文基于3... 矿物颗粒的重力分选主要是利用颗粒间的密度差异而实现,深入研究发现颗粒粒度和形状显著影响重力分选效果。实际生产中,煤炭等矿物颗粒三维形状复杂,传统的二维投影图像计算过于简单,需要更加准确的设备和方法进行测定和分析。该文基于3D激光扫描仪和MATLAB软件开发了扫描分析系统,可以实现颗粒三维形态的精准扫描测定和数字化三维重构,进而提取颗粒的形状特征参数,统计和分析煤炭颗粒三维形状特征的分布规律。该系统的设计和教学实践提升了学生对非规则和复杂形状颗粒的信息采集、处理、数字化三维重构和统计分析能力,培养了学生利用编程语言解决科学探索中遇到的复杂问题的能力,激发了学生的集成创新意识。 展开更多

关键词 三维激光扫描 颗粒 形状参数 数字化重构 统计分析

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基于频谱分析的Procrustes统计步态识别算法 被引量：3

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作者 杨静 阮秋琦 李小利 《智能系统学报》 2011年第5期432-439,共8页

在信息安全越加重要的现代社会,步态识别以其特有的优势作为一种身份识别手段,得到了很多关注.提出一种基于Procrustes均值形状的傅里叶频谱分析(FSAOPMS)的适用于多视角的步态识别方法.利用Procrustes统计形状分析方法将步态序列中人... 在信息安全越加重要的现代社会,步态识别以其特有的优势作为一种身份识别手段,得到了很多关注.提出一种基于Procrustes均值形状的傅里叶频谱分析(FSAOPMS)的适用于多视角的步态识别方法.利用Procrustes统计形状分析方法将步态序列中人体轮廓的连续步态变化表示成一个紧致的Procrustes均值形状(PMS),将PMS作为原始步态特征,对PMS进行傅里叶频谱分析(FSA).计算不同步态序列的PMS幅度谱的欧式距离,利用最近邻(NN)分类器进行识别.在中国科学院自动化所的CASIA Gait Database数据库上进行了实验,与其他3种方法进行了比较,新方法具有很高的识别率,证明了该算法的有效性. 展开更多

关键词 步态识别 procrustes统计形状分析 procrustes均值形状(PMS) 傅里叶频谱分析(FSA) 多视角识别

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膝关节统计学形状模型的几何外形有效性验证

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作者 段化兵 谷雪莲 +4 位作者 李晓虎 周金成 常逸昊 王杰 郭笑辰 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期243-249,共7页

目的获取中国男性健康膝关节的解剖参数范围,并验证健康膝关节统计学形状模型(statistical shape model,SSM)在几何外形上的有效性,为基于膝关节SSM的假体设计提供依据。方法采集112例健康男性膝关节CT影像,建立三维膝关节模型,每例模... 目的获取中国男性健康膝关节的解剖参数范围,并验证健康膝关节统计学形状模型(statistical shape model,SSM)在几何外形上的有效性,为基于膝关节SSM的假体设计提供依据。方法采集112例健康男性膝关节CT影像,建立三维膝关节模型,每例模型都单独作为目标模型,剩余模型作为训练集进行主成分分析(principal component analysis,PCA),将得到的SSM向着目标模型进行拟合预测,得到SSM拟合模型。在样本模型和SSM拟合模型上分别标记出相同的解剖测量点,并得出17个线性参数和3个角度参数。对解剖参数值采用独立样本t检验和Mann-Whitney U检验进行统计学检验,若得出的P值均大于0.05,则证明SSM在几何外形上的有效性。结果解剖参数的定性和定量对比分析的结果显示,线性参数值的平均偏差均小于6 mm,角度参数值均小于2.5°;统计学检验的结果显示所有解剖参数的P>0.05,证明膝关节SSM拟合模型与真实健康模型在几何外形上不具有统计学差异。结论获得了健康膝关节解剖参数的参考范围,并验证了膝关节SSM模型在外形上与真实健康模型具有一致性。研究结果为基于膝关节SSM的假体设计提供依据。 展开更多

关键词 膝关节 统计学形状模型 主成分分析 几何外形 解剖参数

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基于主分量分析的形状特征提取及识别研究 被引量：25

4

作者 董火明 高隽 +1 位作者 胡良梅 董文雯 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2003年第2期176-179,共4页

主分量分析(PCA)是统计学中分析数据的一种有效的方法,可以将数据从高维数据空间变换到低维特征空间,因而可以用于数据的特征提取及压缩等方面。在该文的形状识别系统中,用PCA法提取图像的形状特征,能够较好地满足识别层的输入要求。在... 主分量分析(PCA)是统计学中分析数据的一种有效的方法,可以将数据从高维数据空间变换到低维特征空间,因而可以用于数据的特征提取及压缩等方面。在该文的形状识别系统中,用PCA法提取图像的形状特征,能够较好地满足识别层的输入要求。在识别层研究了3种识别方法:最近邻法则、BP网络及协同神经网络方法,均取得了满意的实验效果。 展开更多

关键词 形状特征 主分量分析 特征提取 形状识别 神经网络 统计学 模式识别

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集成非线性统计形状先验的M-S图像分割模型 被引量：1

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作者 刘国才 肖茂发 +3 位作者 段宣初 余志浩 阳维力 吴海燕 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期47-53,共7页

为克服噪声污染、血管遮挡、光照不均匀、对比度小、个体间差异大等视网膜和视神经细微组织结构医学图像分割中固有的困难,提出了一种集成非线性形状先验的医学图像分割新方法.该方法首先采用非线性的核函数将目标先验形状窄带水平集映... 为克服噪声污染、血管遮挡、光照不均匀、对比度小、个体间差异大等视网膜和视神经细微组织结构医学图像分割中固有的困难,提出了一种集成非线性形状先验的医学图像分割新方法.该方法首先采用非线性的核函数将目标先验形状窄带水平集映射到其核空间,然后在核空间进行主成分分析(PCA),以获取目标形状窄带水平集核空间的基底向量,并据此将目标形状先验知识集成到Mumford-Shah向量值图像分割模型,实现医学图像的分割.不同青光眼病人的视乳头图像分割实验结果表明,该方法能够有效地分割噪声大、对比度小且部分被血管遮挡的各阶段的青光眼病人视乳头图像. 展开更多

关键词 核主成分分析(KPCA) MUMFORD-SHAH模型 统计形状先验知识 水平集方法 医学图像分割

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引入形状统计先验的轮廓提取的概率方法 被引量：1

6

作者 樊鑫 梁德群 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期829-833,共5页

提出了轮廓提取的概率方法,同时将物体形状的统计先验信息和轮廓线的平滑性结合到轮廓的概率估计中首先应用主元分析对低维空间概率采样生成高维形状统计分布的样本,根据形状样本得到轮廓控制点样本,而后结合描述平滑性的先验概率,运用... 提出了轮廓提取的概率方法,同时将物体形状的统计先验信息和轮廓线的平滑性结合到轮廓的概率估计中首先应用主元分析对低维空间概率采样生成高维形状统计分布的样本,根据形状样本得到轮廓控制点样本,而后结合描述平滑性的先验概率,运用序列蒙特卡罗方法实现轮廓估计对实际拍摄的人手图像的实验表明,针对特定的形状,该方法在杂乱背景。 展开更多

关键词 轮廓提取 概率估计 序列蒙特卡罗方法 形状统计先验 主元分析

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汉字结构的统计分析 被引量：4

7

作者 彭瑞祥 《心理学报》 1982年第4期385-390,共6页

以小学语文课本的三千个印刷体汉字作统计材料,每个字划分为四个象限,把在左上角象限、右下角象限的笔划构成的形状分别统计,形状相同或类似的归为一类并称之为子模式。统计结果表明,左上角的子模式组字能力比右下角的强。但左上角子模... 以小学语文课本的三千个印刷体汉字作统计材料,每个字划分为四个象限,把在左上角象限、右下角象限的笔划构成的形状分别统计,形状相同或类似的归为一类并称之为子模式。统计结果表明,左上角的子模式组字能力比右下角的强。但左上角子模式的形状较复杂,除构成子模式的部首的笔划外,总带有其它笔划。右下角子模式的形状较简单,除它本身的笔划外,无其它笔划。两者比较,在设计汉字多步自动识别的系统时,以右下角的子模式作初分类的依据,比较有利。 展开更多

关键词 子模式 印刷体汉字 机器识别 汉字结构 自动识别 下角 象限 上角 统计分析 形状

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基于统计形状模型的三维足形状建模 被引量：8

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作者 梅齐昌 高自翔 +1 位作者 Justin FERNANDEZ 顾耀东 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期96-101,共6页

目的构建足的三维统计形状模型(statistical shape model,SSM),揭示足形状的三维变化特征。方法 50名中国青年男性正常足数据用于三维统计形状建模,通过足面网格配准、点对齐及主成分(principal component,PC)降维分析等步骤,获得平均... 目的构建足的三维统计形状模型(statistical shape model,SSM),揭示足形状的三维变化特征。方法 50名中国青年男性正常足数据用于三维统计形状建模,通过足面网格配准、点对齐及主成分(principal component,PC)降维分析等步骤,获得平均足形态及在各PC维度标准差等参数化的足形态。结果通过PC降维分析,三维足型主要在长短及宽窄(PC1,48.01%)、足弓高度及足背厚度(PC2,11.38%)及大脚趾展收(PC3,7.48%)等维度变化。结论通过构建参数化的足三维SSM,可运用至基于该人群的鞋楦制作、鞋垫定制及临床足病快速诊断等应用。 展开更多

关键词 统计形状建模 足形态 鞋楦 主成分分析

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基于统计形状模型的颅骨自动性别识别 被引量：5

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作者 杨稳 刘晓宁 +2 位作者 朱菲 赵尚豪 王世雄 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2019年第6期282-287,共6页

颅骨性别识别是法医人类学的热门研究课题之一,在刑侦、考古人类学等领域具有重要的研究价值。以往的颅骨性别识别是人类学家通过经验观察形态或对具有性别二态性差异的特征进行测量分析确定的,主观性较强。文中提出了一种用于三维数字... 颅骨性别识别是法医人类学的热门研究课题之一,在刑侦、考古人类学等领域具有重要的研究价值。以往的颅骨性别识别是人类学家通过经验观察形态或对具有性别二态性差异的特征进行测量分析确定的,主观性较强。文中提出了一种用于三维数字化颅骨的自动性别识别方法。首先构建用于颅骨的统计形状模型,然后将高维颅骨特征投影到低维形状空间,最后使用Fisher判别分析在低维形状空间对颅骨进行分类。这种方法结合了测量法和形态学方法的优点,操作方便,无需专业人员和繁琐的手动测量。实验选择267个维吾尔族的颅骨模型,男性114个,女性153个。其中76个男性和102个女性的颅骨用来建立性别判别模型,其余的用来验证。实验结果表明,所提方法对维吾尔族男性和女性颅骨性别识别的正确率分别为94.7%和92.1%,留一交叉检验表明该方法具有较高的准确率。 展开更多

关键词 颅骨性别识别 统计形状模型 FISHER判别分析 留一交叉检验

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碎石颗粒形状测量与评定的初步研究 被引量：43

10

作者 张家发 叶加兵 +1 位作者 陈劲松 李少龙 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期343-349,共7页

颗粒形状是影响碎石料密实特性及力学、渗流特性的因素之一。选取粒径为2~5 mm和5~10 mm的两组灰岩碎石颗粒样本作为研究对象,采用影像测量仪和特制夹具,获取不同旋转角度下的颗粒轮廓影像;使用图形处理软件获得颗粒几何尺寸测值;计算... 颗粒形状是影响碎石料密实特性及力学、渗流特性的因素之一。选取粒径为2~5 mm和5~10 mm的两组灰岩碎石颗粒样本作为研究对象,采用影像测量仪和特制夹具,获取不同旋转角度下的颗粒轮廓影像;使用图形处理软件获得颗粒几何尺寸测值;计算获得各旋转角度下常用颗粒形状评定参数值,运用其平均值进行统计分析,避免了依据单一角度测值评定伴随的人为因素影响。结果表明,灰岩碎石颗粒与标准圆有较大差异,且粒径大者差异性更明显;两组样本颗粒形状参数均服从偏态分布;长宽比、扁平度和球形度能够更敏感地反映颗粒偏离球形颗粒的程度,而长宽比和球形度便于获取,因而更具优势。 展开更多

关键词 颗粒形状 几何尺寸 形状参数 测量 统计分析

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黄土丘陵县域尺度整体景观格局分析 被引量：34

11

作者 焦峰 温仲明 +3 位作者 王飞 张晓萍 杨勤科 李锐 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2005年第2期167-170,共4页

以土地利用图为基础,利用GIS和统计分析相结合,选取景观优势度、景观形状指数、景观破碎度和平均景观斑块分维等指标,对黄土丘陵区安塞县景观空间分布和结构特征进行了分析研究。结果显示:人类活动对各种景观类型的优势度的影响十分显著... 以土地利用图为基础,利用GIS和统计分析相结合,选取景观优势度、景观形状指数、景观破碎度和平均景观斑块分维等指标,对黄土丘陵区安塞县景观空间分布和结构特征进行了分析研究。结果显示:人类活动对各种景观类型的优势度的影响十分显著,集中体现在坡耕地和荒坡地上,二者面积之和达到总面积的73.12 % ;随着人类活动影响的增强,景观破碎度指数呈显著增加趋势;斑块形状受地貌形态因素的影响更为显著,集中体现在有林地和荒坡地上,其形状指数值大于其它景观类型;随着斑块面积的增加,平均斑块分维数总体趋势呈缓慢上升。这些结果表明,安塞县目前的景观格局极不合理,不利于安塞县生物多样性的维持。 展开更多

关键词 景观格局分析 景观破碎度 县域 人类活动影响 景观类型 土地利用图 景观优势度 黄土丘陵区 生物多样性 可持续利用 安塞县 统计分析 形状指数 结构特征 空间分布 地貌形态 斑块形状 斑块面积 生态环境 GIS 坡耕地 有林地

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离散点云原始形状及边界曲线提取算法 被引量：3

12

作者 刘光帅 李柏林 何朝明 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2011年第5期279-282,共4页

大规模离散点云包含多种类型的扫描缺陷:噪声、异常数据、孔洞及不规则的各向异性采样,大部分现有的算法不能够很好地处理这些缺陷,这对点云拓扑关系的恢复及特征提取带来了困难。针对此问题,提出了一种健壮有效的点云重构算法,首先,计... 大规模离散点云包含多种类型的扫描缺陷:噪声、异常数据、孔洞及不规则的各向异性采样,大部分现有的算法不能够很好地处理这些缺陷,这对点云拓扑关系的恢复及特征提取带来了困难。针对此问题,提出了一种健壮有效的点云重构算法,首先,计算每个数据点的局部属性;然后利用局部属性探测点云中包含的原始形状;最后利用统计优化方法对原始形状中包含的边界曲线进行提取和优化,通过优化的边界曲线可以获得分段光滑的网格曲面。实例证明,该算法实用性好,对合成点云及真实场景点云的重构效果理想。 展开更多

关键词 散乱点云 原始形状 边界曲线 特征点 多尺度分析 统计优化

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镁合金高速切削条件下表面粗糙度影响因素析因分析 被引量：5

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作者 龙震海 王西彬 蒋放 《航空制造技术》 2005年第4期104-107,共4页

为研究镁合金在高速切削条件下切削用量和刀具形状对已加工表面粗糙度的影响规律,综合应用析因与均匀试验设计,以一定的切削用量和一定的刀具对Mg-Al-Zn-Mn系镁合金进行了高速车削试验,并结合回归统计与响应曲面方法建立了表面粗糙度Ra... 为研究镁合金在高速切削条件下切削用量和刀具形状对已加工表面粗糙度的影响规律,综合应用析因与均匀试验设计,以一定的切削用量和一定的刀具对Mg-Al-Zn-Mn系镁合金进行了高速车削试验,并结合回归统计与响应曲面方法建立了表面粗糙度Ra经验公式。 展开更多

关键词 切削条件 镁合金 析因分析 高速 加工表面粗糙度 均匀试验设计 响应曲面方法 切削用量 影响规律 刀具形状 综合应用 车削试验 经验公式 回归统计

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混合模型在地质统计学中的应用综述

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作者 李再兴 《安徽大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第5期3-8,共6页

介绍了统计学中混合模型的基本特征,综述了空间统计学的一个重要分支——地质统计学的简况.鉴于形状分析(shape analysis)与地质统计学的关联,以重要文献为线索,介绍了混合模型在形状分析中的应用概况.此外,就混合模型对地质统计数据的... 介绍了统计学中混合模型的基本特征,综述了空间统计学的一个重要分支——地质统计学的简况.鉴于形状分析(shape analysis)与地质统计学的关联,以重要文献为线索,介绍了混合模型在形状分析中的应用概况.此外,就混合模型对地质统计数据的建模分析而言,回顾了地质统计学中的混合模型建模思路,介绍了统计理论的发展状况和实际应用简况,展望并讨论了地质统计学中混合模型的发展趋势. 展开更多

关键词 混合模型 地质统计学 空间统计学 形状分析

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颗粒形状对堆石颗粒破碎强度尺寸效应的影响 被引量：25

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作者 孙壮壮 马刚 +3 位作者 周伟 王一涵 陈远 肖海斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期430-438,共9页

大量的颗粒破碎试验结果表明,颗粒破碎强度存在明显的尺寸效应,即颗粒破碎强度随着粒径的增大而减小,但颗粒形状对破碎强度尺寸效应的影响研究较少。首先对大石峡堆石坝工程的砂砾石料和灰岩混合料进行了颗粒扫描、形状分析和单颗粒压... 大量的颗粒破碎试验结果表明,颗粒破碎强度存在明显的尺寸效应,即颗粒破碎强度随着粒径的增大而减小,但颗粒形状对破碎强度尺寸效应的影响研究较少。首先对大石峡堆石坝工程的砂砾石料和灰岩混合料进行了颗粒扫描、形状分析和单颗粒压缩试验。砂砾石料的球度和凸度明显大于灰岩混合料,砂砾石料颗粒偏向于浑圆状,而灰岩混合料颗粒棱角状突出。试验结果表明,两组堆石颗粒的破碎强度均存在明显的尺寸效应,并评估了不同强度尺寸效应模型的适用性。综合分析试验结果和收集、整理的文献中的数据,颗粒形状对破碎强度的尺寸效应有较为明显的影响,颗粒形状越不规则,其颗粒破碎强度的Weibull模数越小,颗粒破碎强度的尺寸效应越明显。 展开更多

关键词 堆石料 颗粒形状 破碎强度 尺寸效应 Weibull统计 统计分析

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基于ASM的图像中二维物体的定位方法研究 被引量：13

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作者 蔡宇新 徐涛 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2003年第z1期191-194,共4页

文中以医学图像中脊柱的定位为应用背景 ,介绍了一种基于统计形状模型的主动形状模型 (ASM)的理论框架。它首先运用主分量分析方法建立目标轮廓的先验模型 ,而后通过不断调整模型参数来减少模型与目标轮廓的距离误差 ,最终在多次迭代后... 文中以医学图像中脊柱的定位为应用背景 ,介绍了一种基于统计形状模型的主动形状模型 (ASM)的理论框架。它首先运用主分量分析方法建立目标轮廓的先验模型 ,而后通过不断调整模型参数来减少模型与目标轮廓的距离误差 ,最终在多次迭代后达到模型与实际目标的匹配。与传统的目标定位方法相比 ,ASM模型具有较高的通用性和准确性 ,根据该模型得到的实验结果也说明了其在目标定位应用中的有效性。 展开更多

关键词 目标定位 主动形状模型 统计形状模型 主分量分析 医学图像

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新一代GPS标准中非理想表面模型的建模方法 被引量：9

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作者 张敏 姜海洋 石照耀 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期91-98,共8页

本文重点研究在新一代产品几何技术规范标准下如何将非理想表面模型以离散数学的方法表达出来。利用马尔科夫链蒙特卡洛仿真技术(MCMC)和基于主成分分析(PCA)的全局建模法来实现考虑几何约束和公差规范的具有随机误差的非理想表面模型... 本文重点研究在新一代产品几何技术规范标准下如何将非理想表面模型以离散数学的方法表达出来。利用马尔科夫链蒙特卡洛仿真技术(MCMC)和基于主成分分析(PCA)的全局建模法来实现考虑几何约束和公差规范的具有随机误差的非理想表面模型的仿真分析;利用统计形状分析方法(SSA)和基于广义Darboux结构的局部建模法来实现在制造过程中产生的系统误差的非理想表面模型的仿真分析;并引入平均非理想表面模型概念及其统计分析方法对产品变形趋势进行预测。最后以实际工件为对象,通过本文提出的方法得到了其非理想表面模型的仿真结果,并对其仿真效果进行了综合分析,分析结果证明了本文提出方法的正确性和可行性。 展开更多

关键词 产品几何技术规范 离散数学方法 非理想表面模型 蒙特卡洛仿真 统计形状分析

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