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PMP系统中一种新的相位—高度映射算法 被引量:11
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作者 李勇 苏显渝 吴庆阳 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期79-83,共5页
在相位测量轮廓术(PMP)系统中,由光路可逆原理将投影仪当成另一台摄像机看待。研究了空间点在摄像机和投影仪上投影关系,得到投影仪无畸变时PMP系统的相位—高度影射关系;再将它展开成多项式,使参数标定变得方便。进一步研究了投影仪存... 在相位测量轮廓术(PMP)系统中,由光路可逆原理将投影仪当成另一台摄像机看待。研究了空间点在摄像机和投影仪上投影关系,得到投影仪无畸变时PMP系统的相位—高度影射关系;再将它展开成多项式,使参数标定变得方便。进一步研究了投影仪存在镜头畸变时,相位畸变量与相位的关系;最后得到考虑镜头畸变的PMP系统相位—高度映射算法及其多项式表达式。通过计算机仿真表明,在通常的镜头畸变情况下采用4阶多项式表达的新算法最大绝对误差达到±1.0369×10-3mm,标准偏差达到7.832×10-4mm。最后在实际系统中进行了验证,实验中虽然由于测量误差的影响,测量标准偏差仍然可以达到0.0425mm。 展开更多
关键词 信息光学 三维重构 光栅投影 相位测量轮廓术
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利用预失真条纹校正PMP系统投影仪畸变的研究 被引量:2
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作者 陈文鑫 曹学佳 李勇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2698-2701,共4页
依据摄像机畸变模型提出了一种投影条纹相位畸变校正方法来简化相位-高度映射关系.该方法首先通过投两套互相垂直的相移正弦条纹,以相位值代替投影仪像素坐标,将投影仪当成摄像机看待,标定出投影仪的内参量.然后根据标定出的投影仪镜头... 依据摄像机畸变模型提出了一种投影条纹相位畸变校正方法来简化相位-高度映射关系.该方法首先通过投两套互相垂直的相移正弦条纹,以相位值代替投影仪像素坐标,将投影仪当成摄像机看待,标定出投影仪的内参量.然后根据标定出的投影仪镜头畸变参量对理想相位施加反向的畸变,在投影时反向畸变的光栅通过镜头畸变,又成为理想的光栅,从而简化了相位-高度映射关系.实验中,虽然由于测量误差的影响,校正后的投影仪径向畸变系数还是比原来小了1个数量级. 展开更多
关键词 相位测量轮廓术 相位-高度映射 光栅投影 畸变校正
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量化对PMP测量精度的影响研究 被引量:3
3
作者 陈文鑫 李勇 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期34-35,共2页
相位测量轮廓术(PMP)采用相移法测量相位,系统的测量精度取决于相位测量精度和相位-高度映射算法。由于数字计算机在处理数据时进行了离散化处理,从而引入了量化误差,本研究通过理论推导和计算机仿真实验,以测量误差为对象,研究了信号... 相位测量轮廓术(PMP)采用相移法测量相位,系统的测量精度取决于相位测量精度和相位-高度映射算法。由于数字计算机在处理数据时进行了离散化处理,从而引入了量化误差,本研究通过理论推导和计算机仿真实验,以测量误差为对象,研究了信号量化对PMP测量精度的影响。实验得出量化误差对相位测量的影响随调制度的增大而减小。 展开更多
关键词 相位测量轮廓术 量化误差 三维重构 相移法
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PMP中基于亚像素相移的噪音抑制算法 被引量:1
4
作者 应朝福 苏显渝 刘元坤 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1148-1151,共4页
提出一种基于亚像素相移的噪音抑制算法,通过正弦条纹灰度的连续变化来实现亚像素相移,从而增加相移帧数.采用N-Bucket算法,解决了相移帧数增加后的计算量问题.模拟及实验表明,该方法可以有效地抑制噪音影响,提高测量准确度.
关键词 信息光学 相位测量轮廓术 亚像素 相移算法 噪音抑制
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在PMP中环境光强变化引入的误差与校正 被引量:6
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作者 黄磊 苏显渝 向立群 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期80-84,共5页
在运用相位测量剖面术(PMP)对物体进行三维面形测量时,由于测量现场环境光强变化而引入较大误差,严重影响测量精度。本文分析并数字模拟了由环境光变化引入的误差,提出一种现场检测环境光强变化并根据检测结果对获取的条纹图进行校正的... 在运用相位测量剖面术(PMP)对物体进行三维面形测量时,由于测量现场环境光强变化而引入较大误差,严重影响测量精度。本文分析并数字模拟了由环境光变化引入的误差,提出一种现场检测环境光强变化并根据检测结果对获取的条纹图进行校正的方法。计算机模拟和实测表明:运用此方法后减小了测量误差,提高了测量精度。 展开更多
关键词 相位测量剖面术 环境光 校正算法 计算机模拟
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双目PMP视觉测量中立体匹配方法的设计与实现 被引量:4
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作者 熊维 李文龙 尹周平 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第19期2635-2640,2646,共7页
针对PMP视觉测量中物体深度变化大或表面形状复杂时出现的误匹配问题,提出一种基于区域分割和视差修正的立体匹配方法。研究了四步相移法和多频外差相移的基本原理,并采用基于OpenCV的标定立体校正方法对光栅图像进行了校正;结合PMP视... 针对PMP视觉测量中物体深度变化大或表面形状复杂时出现的误匹配问题,提出一种基于区域分割和视差修正的立体匹配方法。研究了四步相移法和多频外差相移的基本原理,并采用基于OpenCV的标定立体校正方法对光栅图像进行了校正;结合PMP视觉测量系统的特点对相机视场进行分析,根据视场各区域的相位信息特点以及视差约束,提出基于混合阈值的区域分割原则和实现方法;应用视差求解和视差校正获得有效的视差图,并在自主研发的PMP视觉测量系统中验证了立体匹配方法的有效性。 展开更多
关键词 pmp视觉测量 立体匹配 区域分割 视差修正
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PMP测量系统中正弦光栅的优化设计 被引量:1
7
作者 段广辉 曹益平 《工具技术》 北大核心 2016年第6期94-99,共6页
提出一种基于光强传递函数(ITF)正弦光栅的优化设计方法,并应用于相位测量轮廓术(PMP)系统进行复杂三维面形测量。PMP测量系统由光栅投影和变形条纹的信息采集系统组成。由于信息采集受到DLP、CCD以及环境等诸多因素的影响,整个系统的... 提出一种基于光强传递函数(ITF)正弦光栅的优化设计方法,并应用于相位测量轮廓术(PMP)系统进行复杂三维面形测量。PMP测量系统由光栅投影和变形条纹的信息采集系统组成。由于信息采集受到DLP、CCD以及环境等诸多因素的影响,整个系统的光强传递函数是非线性的。通过对该系统的光强传递函数的测量,可以看到其函数图像整体上为非线性,而局部的连续区间是线性关系。传统正弦光栅一般采取条纹对比度最大且灰度值范围最大化的设计方法,该设计在信息采集时存在非线性,影响PMP的测量精度。如果设计的正弦光栅的峰值和谷值正好落在传递函数线性区间的上限和下限,会提高PMP的测量精度;当峰值和谷值落在线性区间而对比度较低时,则会影响测量精度。因此,灰度值落在线性区且对比度最大化时的正弦光栅正是优化的最佳目标。实验验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 三维测量 相位测量轮廓术 光强传递函数 对比度
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利用快速傅立叶变换分析PMP相移机构的相移误差
8
作者 刘慧强 于殿泓 +2 位作者 王玉峰 刘芸 乔闹生 《西安理工大学学报》 CAS 2006年第1期85-88,共4页
对PMP系统中标准N步相移误差进行研究,通过利用快速傅立叶变换的全场快速分析的特点,在频域范围内进行滤波和傅立叶逆变换后,迅速找到每步相移的误差值曲面,然后经过曲面拟合找出每次相移与标准相移之间的较为准确的误差值均值,为后续的... 对PMP系统中标准N步相移误差进行研究,通过利用快速傅立叶变换的全场快速分析的特点,在频域范围内进行滤波和傅立叶逆变换后,迅速找到每步相移的误差值曲面,然后经过曲面拟合找出每次相移与标准相移之间的较为准确的误差值均值,为后续的PMP相位展开提供了一个用以补偿相移误差的修正值,从而提高PMP测量的准确度。 展开更多
关键词 相位测量轮廓术 相移算法 曲面拟合 快速傅立叶变换
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JPEG2000对PMP图像压缩效果的定量研究
9
作者 杨焕东 苏显渝 王惠临 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期43-44,共2页
探讨了新一代静态图像压缩标准JPEG2000在三维面形测量中的应用。针对三维面形测量中的相位测量轮廓术,在减少图像存储空间,同时又不明显降低图像应用质量的前提下,采用了JPEG2000有损压缩技术对光栅投影图进行压缩。对相移法中得到的... 探讨了新一代静态图像压缩标准JPEG2000在三维面形测量中的应用。针对三维面形测量中的相位测量轮廓术,在减少图像存储空间,同时又不明显降低图像应用质量的前提下,采用了JPEG2000有损压缩技术对光栅投影图进行压缩。对相移法中得到的变形光栅图进行不同压缩比的压缩,比较了压缩后重构图像展开的相位与未经压缩的原图展开的相位之间的误差。通过定量计算压缩前后相位函数间的最大误差和均方根误差,分析了在相同压缩比的条件下,三维面形复杂程度与三维重建误差的关系。文中还比较了不同相移次数的光栅投影图的压缩对相位误差的影响。本文的研究结果对在相位测量轮廓术中合理的选择JPEG2000图像压缩比具有参考价值。 展开更多
关键词 JPEG2000 有损压缩 三维面形测量 相位测量轮廓术
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基于复合光栅的PMP在钢轨三维在线测量中的应用
10
作者 马超群 王泽勇 +1 位作者 李金龙 高晓蓉 《电子测量技术》 2019年第15期93-98,共6页
随着铁路向高速、重载及高密度运行的方向发展,钢轨磨耗及表面缺陷日益加剧。基于复合光栅的相位测量轮廓术(phase measurement profilometry, PMP)在保有传统PMP高精度优点的基础上,缩短了测量时间,提高了测量效率。以钢轨磨耗及表面... 随着铁路向高速、重载及高密度运行的方向发展,钢轨磨耗及表面缺陷日益加剧。基于复合光栅的相位测量轮廓术(phase measurement profilometry, PMP)在保有传统PMP高精度优点的基础上,缩短了测量时间,提高了测量效率。以钢轨磨耗及表面缺陷的三维测量为目的,将传统PMP及基于复合光栅的PMP进行了仿真实现、实验验证与对比分析。同时,在铁路运用背景下,对基于复合光栅的PMP算法进行改进,衍生出基于双频率通道和2+1算法的复合光栅PMP,减小了频谱混叠,提高了测量精度。理论仿真及实验结果表明,改进后的方法测量精度有了明显的提升,且能较好的重建钢轨的三维形貌和表面缺陷,相较于传统复合光栅,测量精度提升了54.9%。 展开更多
关键词 铁轨磨耗 复合光栅 相位测量轮廓术 双频通道
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基于相移轮廓术的双采样双步运动物体三维重构
11
作者 梁义涛 代家贝 吕磊 《激光杂志》 北大核心 2024年第12期194-199,共6页
近年来,基于相移轮廓术的测量方法不断被用于实时的运动物体三维重建。物体运动导致在多幅相移条纹中位置不同,同时产生了未知的相移量,导致传统相移轮廓术无法高精度测量运动物体。针对运动物体,提出了一种基于双采样的双步高帧率三维... 近年来,基于相移轮廓术的测量方法不断被用于实时的运动物体三维重建。物体运动导致在多幅相移条纹中位置不同,同时产生了未知的相移量,导致传统相移轮廓术无法高精度测量运动物体。针对运动物体,提出了一种基于双采样的双步高帧率三维重构方法。在一个条纹投影周期下采样两次运动物体条纹图像,通过分析物体运动在相同投射条纹下以及不同投射条纹间对相位的影响,建立不同情况下的条纹描述方程,最终在环境光已知的前提下基于两幅条纹图实现运动物体三维重构。实验结果表明,本方法不仅实现了运动物体三维重构,重构帧率也显著提高。 展开更多
关键词 条纹投影 相移轮廓术 三维重建 动态测量
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一种两步相移相位解算方法 被引量:11
12
作者 张晓璇 王月敏 +2 位作者 黄淑君 高楠 张宗华 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期172-178,共7页
提出一种将傅里叶与相移法结合的三维物体快速测量方法.通过时域提取精确的均值包络与频域滤波结合的方法预处理条纹,结合基于相位半角的两步相移,只需要两幅相移条纹图,即可得到精确的相位信息.通过仿真和实验将本文方法与现有方法进... 提出一种将傅里叶与相移法结合的三维物体快速测量方法.通过时域提取精确的均值包络与频域滤波结合的方法预处理条纹,结合基于相位半角的两步相移,只需要两幅相移条纹图,即可得到精确的相位信息.通过仿真和实验将本文方法与现有方法进行了分析对比,实验结果证明,本文方法可以获得优于现有两步相移方法的准确度,一般测量环境下的均方根误差在3×10^(-3) rad以内.本文提出的方法对噪声和表面突变不敏感,具有鲁棒性好、运算速度快、准确度高等优点,在三维快速测量领域有较高的应用价值. 展开更多
关键词 光学测量 相位测量轮廓术 快速测量 相移法 傅里叶变换 均值包络 相位展开
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基于傅里叶变换移相测量的相位测量轮廓术 被引量:10
13
作者 黄文宇 龚建伟 陆际联 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 2000年第6期715-719,共5页
移相误差是移相法相位测量轮廓术的主要误差来源 .提出一种对实际步进移相值进行测量 ,消除移相误差对相位测量影响的算法 .该算法将傅里叶变换相位测量和移相法相位测量相结合 ,利用傅里叶变换相位测量原理测量每次移相的实际相移量 ,... 移相误差是移相法相位测量轮廓术的主要误差来源 .提出一种对实际步进移相值进行测量 ,消除移相误差对相位测量影响的算法 .该算法将傅里叶变换相位测量和移相法相位测量相结合 ,利用傅里叶变换相位测量原理测量每次移相的实际相移量 ,然后根据相移实测值计算相位分布 ,进而获得物体表面的三维数据 .该算法能够准确测量每步移相的实际相移量 ,不要求移相的均匀性和重复性 ,只需 3帧图像就可解调出相位分布 ,不受移相误差的影响 .仿真结果证实了该算法的有效性 .实际图像数据处理结果表明 。 展开更多
关键词 相位测量 傅里叶变换轮廓术 相位测量轮廓术 移相法
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光栅投影三维测量的原理及关键技术分析 被引量:13
14
作者 牛小兵 林玉池 +2 位作者 赵美蓉 洪昕 程冬梅 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第z1期203-205,共3页
针对光栅投影三维测量技术的原理进行了综述 ,并就国内外的发展和应用状况 ,对测量中的关键技术 ,如相位测量、解相位、面形连续性、数据配准和拼接等进行了分析 。
关键词 光栅投影 三维面形测量 相位测量 配准拼接
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条纹投影与相位偏折测量技术研究进展 被引量:17
15
作者 刘东 严天亮 +2 位作者 王道档 杨甬英 黄玮 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期185-194,共10页
条纹投影和相位偏折测量术可用于精确地测量待测物面形,在全场光学三维轮廓测量领域具有较好的发展前景。首先,介绍了条纹投影和相位偏折测量技术的基本原理,重点是这两种技术中的相位提取技术、摄像机定标技术等关键技术。其次,对条纹... 条纹投影和相位偏折测量术可用于精确地测量待测物面形,在全场光学三维轮廓测量领域具有较好的发展前景。首先,介绍了条纹投影和相位偏折测量技术的基本原理,重点是这两种技术中的相位提取技术、摄像机定标技术等关键技术。其次,对条纹投影和相位偏折测量术这两种测量方法的异同点做了对比。最后,介绍了条纹投影和相位偏折测量技术在提升测量精度和速度方面的发展。为了提升测量精度,主要有校正条纹Gamma效应、提升相位提取精度、摄像机标定精度和相位-高度/梯度标定精度等途径;为了提升测量速度,主要有提升相位提取速度、相位解包裹速度等方法。 展开更多
关键词 条纹投影轮廓测量 相位偏折测量 对比 精度 速度
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相位测量轮廓术中探测器非线性误差的分析 被引量:11
16
作者 周利兵 苏显渝 王立无 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期19-21,共3页
在相位测量轮廓术 (PMP)中 ,探测器的非线性响应是导致测量误差的重要因素 ,本文对该误差进行了理论分析和计算机模拟 ,比较了各种相移算法对这一误差的抑制能力 ,数值模拟与理论分析的结果一致。本文可为实际应用中合理地选择算法提供... 在相位测量轮廓术 (PMP)中 ,探测器的非线性响应是导致测量误差的重要因素 ,本文对该误差进行了理论分析和计算机模拟 ,比较了各种相移算法对这一误差的抑制能力 ,数值模拟与理论分析的结果一致。本文可为实际应用中合理地选择算法提供理论依据。 展开更多
关键词 探测器 相位测量 轮廓术 相移算法 非线性误差分析 pmp
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睁眼数字化面模在眶缺损仿真修复中的应用 被引量:9
17
作者 潘景光 赵铱民 +3 位作者 吴国锋 白石柱 苏方 张惠 《实用口腔医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期5-7,共3页
目的:建立睁眼面部三维数字化模型,实现单侧眼眶部缺损的计算机仿真设计。方法:采用位相测量轮廓技术直接对患者面部三维轮廓信息进行采集,重建缺损面部睁眼的三维数字化模型。在Geom agic实体构造软件中,利用健侧眼眶部组织数据经镜像... 目的:建立睁眼面部三维数字化模型,实现单侧眼眶部缺损的计算机仿真设计。方法:采用位相测量轮廓技术直接对患者面部三维轮廓信息进行采集,重建缺损面部睁眼的三维数字化模型。在Geom agic实体构造软件中,利用健侧眼眶部组织数据经镜像反转获得缺损区睁眼状态的三维实体数据。结果:完成了单侧眼眶部缺损面部组织的三维重建,获得了修复缺损区眼眶组织的三维实体数据并达到对称、逼真的设计效果。结论:应用位相测量轮廓术和逆向工程软件进行单侧眼眶部缺损修复的计算机辅助设计是一种切实可行的方法。 展开更多
关键词 位相测量轮廓术 单侧眼眶部缺损 计算机辅助设计 三维重建
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抑制相位测量轮廓术饱和误差相位融合算法 被引量:5
18
作者 李娜 郑晓军 +1 位作者 吴炜 刘凯 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期80-84,共5页
在相位测量轮廓术中,由于被测物体表面反射率过大,导致照相机捕获的图像中部分像素点强度值超过照相机的最大量化值,即光强度饱和。分析了光强度饱和引起的相位误差,提出一种相位融合算法。该算法通过查找归一化后的最大调制强度,提取... 在相位测量轮廓术中,由于被测物体表面反射率过大,导致照相机捕获的图像中部分像素点强度值超过照相机的最大量化值,即光强度饱和。分析了光强度饱和引起的相位误差,提出一种相位融合算法。该算法通过查找归一化后的最大调制强度,提取其对应的相位,并将该相位作为三维重建的最终相位。实验结果表明,在理想情况及测量系统存在Gamma畸变时该算法均能有效地修复饱和误差。当测量系统存在Gamma畸变时,校正后相位误差均方根值相对于传统技术减小了58.86%。 展开更多
关键词 测量 相位测量轮廓术 光强度饱和 相位误差 调制强度
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消除相位测量轮廓术中多路径效应的影响 被引量:5
19
作者 杨洋 龙云飞 +2 位作者 吴炜 杨晓敏 刘凯 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期67-71,共5页
提出了一种减小多路径效应带来的误差影响的方法,优化了相位测量轮廓术,利用亮度调制的差分图确定了受多路径效应影响大的区域,并根据相邻像素点的相位进行校正。实验表明,该方法有效地减小了相位误差,提高了三维测量的精度,校正后相位... 提出了一种减小多路径效应带来的误差影响的方法,优化了相位测量轮廓术,利用亮度调制的差分图确定了受多路径效应影响大的区域,并根据相邻像素点的相位进行校正。实验表明,该方法有效地减小了相位误差,提高了三维测量的精度,校正后相位误差的均方根值比校正前减小了约57.3%。 展开更多
关键词 相位测量轮廓术 多路径效应 相位误差校正 CCD成像 插值
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条纹投影动态三维表面成像技术综述 被引量:17
20
作者 李勇 张广汇 +2 位作者 马利红 应晓霖 姚建云 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期83-95,共13页
对条纹投影动态三维表面成像技术进行了总结,分析了典型方案的特点。首先介绍了该技术的基本原理,包括系统基本结构、三维表面成像原理及相移法和傅立叶变换法这两种典型的相位提取方法。接着介绍了动态成像方案,包括高速投影方案和采... 对条纹投影动态三维表面成像技术进行了总结,分析了典型方案的特点。首先介绍了该技术的基本原理,包括系统基本结构、三维表面成像原理及相移法和傅立叶变换法这两种典型的相位提取方法。接着介绍了动态成像方案,包括高速投影方案和采用速度相对低的相机进行动态三维表面成像的方案。然后介绍了动态三维成像中绝对相位获取方法,主要是模拟和数字编码法及区域统计特性编码法。最后介绍了高精度动态相位测量方案。 展开更多
关键词 光学三维成像 相位测量轮廓术 傅立叶变换轮廓术 条纹分析 绝对相位
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