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JP2020080504A - 立体映像表示システム、立体映像表示装置、立体映像表示方法、およびプログラム - Google Patents

立体映像表示システム、立体映像表示装置、立体映像表示方法、およびプログラム Download PDF

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JP2020080504A
JP2020080504A JP2018213595A JP2018213595A JP2020080504A JP 2020080504 A JP2020080504 A JP 2020080504A JP 2018213595 A JP2018213595 A JP 2018213595A JP 2018213595 A JP2018213595 A JP 2018213595A JP 2020080504 A JP2020080504 A JP 2020080504A
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大二 古正
Daiji Furusho
大二 古正
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NEC Display Solutions Ltd
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Abstract

【課題】視聴モードが3Dから2Dに切り替わる際に、視聴者に違和感の無い立体映像を表示する立体映像表示システムを提供する。【解決手段】本発明は、シャッターを備えるシャッターメガネと、シャッターメガネに開閉信号を送信してシャッターを異なる映像に連動させる映像表示装置とを備える立体映像表示システムであって、映像表示装置は、3D映像の表示中において2D視聴モードへの切り替え操作を検出する検出部と、検出部による検出結果に基づいて、表示部に2D視聴モードの映像が切り替えられて表示される時刻とシャッターが2D視聴モードに対応するための第1状態となる時刻が同時となるように、シャッターメガネを第1状態にする第1開閉信号を送信する第1時刻を算出する演算部と、第1時刻に第1開閉信号をシャッターメガネに送信する送信部と、を備える、立体映像表示システムである。【選択図】図1

Description

本発明は、立体映像表示システム、立体映像表示装置、立体映像表示方法、およびプログラムに関する。
映像表示装置には、視聴者の左右の目に異なる映像を見せることで、疑似的に3D映像の視聴を可能にする技術がある。このような3D映像視聴方式として、右目用映像と左目用映像とをフレーム単位で交互に切り替えて表示するアクティブシャッターメガネ方式がある。この方式では、左右のそれぞれのレンズ部分にシャッター機能を備えた3D用のシャッターメガネを用い、映像信号と同期させながらシャッターメガネの左右それぞれを開閉することで、右目用フレーム表示中は右目のみ、左目用フレーム表示中は左目のみに映像を視聴させることで立体視を実現している。
特開2012−156937号公報 特開2013−198001号公報
アクティブシャッターメガネ方式で3D映像を鑑賞する際、シャッターメガネによる光の遮蔽により、視聴者は、2D映像視聴時と比較して大幅に輝度が下がった状態の映像を視聴することになる。そのため、映像の視聴モードが3Dから2Dに切り替えられた際、シャッターメガネの左右両レンズが全開となることで、視聴者は立体視による目の疲れなどに加えて、急激に明るさが上昇することで不快な眩しさを感じるという課題がある。
また、このシャッター全開による体感輝度の上昇を軽減するため、映像信号の振幅変調を用いた実輝度を低下させる処理が関連する技術によって実現されている。しかし、このような技術によれば、シャッターメガネが全開となるタイミングと、実輝度を低下させる処理を施したフレームが描画されるタイミングは多くの場合に異なるため、視聴者にとっては輝度が短期間で上下に変動しているかのように見え、3Dから2Dへの切り替え時に違和感を覚えるという課題がある。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、視聴モードが3Dから2Dに切り替わる際に、視聴者に違和感を与えない立体映像を表示することができる立体映像表示システム、立体映像表示装置、立体映像表示方法、およびプログラムを提供することを目的とする。
本発明の一態様は、シャッターにより左右レンズの開閉動作を行って視聴者の左目と右目とに表示部に表示された異なる映像を視聴させて3D映像を疑似的に視聴者に視聴させるシャッターメガネと、前記シャッターメガネに開閉信号を送信して前記シャッターを前記異なる映像に連動させる映像表示装置とを備える立体映像表示システムであって、前記映像表示装置は、3D映像の表示中において2D視聴モードへの切り替え操作を検出する検出部と、前記検出部による検出結果に基づいて、前記表示部に前記2D視聴モードの映像が切り替えられて表示される時刻と前記シャッターが前記2D視聴モードに対応するための第1状態となる時刻が同時となるように、前記シャッターメガネを前記第1状態にする第1開閉信号を送信する第1時刻を算出する演算部と、前記第1時刻に前記第1開閉信号を前記シャッターメガネに送信する送信部と、を備える、
立体映像表示システムである。
本発明の一態様は、シャッターで交互に切り替えて視聴者の左目と右目とに表示部に表示された異なる映像を視聴させて3D映像を疑似的に視聴者に視聴させるシャッターメガネに開閉信号を送信して前記シャッターを前記異なる映像に連動させる映像表示装置であって、3D映像の表示中において2D視聴モードへの切り替え操作を検出する検出部と、前記検出部による検出結果に基づいて、前記表示部に前記2D視聴モードの映像が切り替えられて表示される時刻と前記シャッターが前記2D視聴モードに対応するための第1状態となる時刻が同時となるように、前記シャッターメガネを前記第1状態にする第1開閉信号を送信する第1時刻を算出する演算部と、前記第1時刻に前記第1開閉信号を前記シャッターメガネに送信する送信部と、を備える、
立体映像表示装置である。
本発明の一態様は、シャッターで交互に切り替えて視聴者の左目と右目とに表示部に表示された異なる映像を視聴させて3D映像を疑似的に視聴者に視聴させるシャッターメガネと、前記シャッターメガネに開閉信号を送信して前記シャッターを前記異なる映像に連動させる映像表示装置とを備える立体映像表示システムの制御方法であって、前記映像表示装置に搭載されるコンピュータが、3D映像の表示中において2D視聴モードへの切り替え操作を検出し、検出結果に基づいて、前記表示部に前記2D視聴モードの映像が切り替えられて表示される時刻と前記シャッターが前記2D視聴モードに対応するための第1状態となる時刻が同時となるように、前記シャッターメガネを前記第1状態にする第1開閉信号を送信する第1時刻を算出し、前記第1時刻に前記第1開閉信号を前記シャッターメガネに送信する、
立体映像表示方法である。
本発明の一態様は、シャッターで交互に切り替えて視聴者の左目と右目とに表示部に表示された異なる映像を視聴させて3D映像を疑似的に視聴者に視聴させるシャッターメガネと、前記シャッターメガネに開閉信号を送信して前記シャッターを前記異なる映像に連動させる映像表示装置とを備える立体映像表示システムにおいて実行されるプログラムであって、前記映像表示装置に搭載されるコンピュータに、3D映像の表示中において2D視聴モードへの切り替え操作を検出させ、検出結果に基づいて、前記表示部に前記2D視聴モードの映像が切り替えられて表示される時刻と前記シャッターが前記2D視聴モードに対応するための第1状態となる時刻が同時となるように、前記シャッターメガネを前記第1状態にする第1開閉信号を送信する第1時刻を算出させ、前記第1時刻に前記第1開閉信号を前記シャッターメガネに送信させる、
プログラムである。
本発明によれば、視聴モードが3Dから2Dに切り替わる際に、視聴者に違和感を与えない立体映像を表示することができる。
本発明の実施形態に係る立体映像表示システムの構成の一例を示すブロック図である。 3Dから2Dへの切り替え処理を実施した場合における、映像表示部に表示されるフレームと、シャッターレンズの開閉状態との関係を時間軸で表したグラフである。 立体映像表示システムSにおいて実行される3Dから2Dへの具体的な切り替え処理の流れを示すフローチャートである。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態の立体映像表示システムについて説明する。
図1に示されるように、立体映像表示システムSは、立体映像表示装置9と、シャッターメガネ14とを備える。立体映像表示装置9は、入力した映像信号に基づいて、左目用フレームおよび右目用フレームを交互に表示させると共に、映像と同期したシャッターの開閉信号をシャッターメガネ14に対して出力する。立体映像表示装置9は、シャッターメガネ14に開閉信号を送信してシャッターメガネ14のシャッターを表示する異なる映像に連動させる。
シャッターメガネ14は、立体映像表示装置9から受信した開閉信号に基づいて、左右レンズの開閉動作を行う。シャッターメガネ14は、左右レンズの開閉動作で視聴者の左目と右目とに異なる映像を視聴させて3D映像を疑似的に視聴者に視聴させる装置である。
まず、立体映像表示装置9の各構成について説明する。立体映像表示装置9は、例えば、液晶テレビジョン受信装置、液晶モニター、液晶プロジェクターなどの映像を表示するための映像表示装置である。
映像出力機器1は、3Dまたは2Dの映像を出力するPC(Personal Computer)またはDVD(Digital Versatile Disc)プレーヤーなどの映像を出力可能な機器である。映像出力機器1は、立体映像表示装置9の外部に接続される機器であってもよいし、立体映像表示装置9に内蔵されるドライブ装置であってもよい。
映像入力部2(検出部)は、映像出力機器1から入力された映像信号を検出し、映像処理部4へ出力するとともに、この映像信号に基づいて、フレームレートを含む入力映像に関する特性を検出する。
演算処理部3は、各ブロックを統括し機能全体を制御するCPU(Central Processing Unit)やRAM(Random Access Memory)を含むマイクロコントローラである。演算処理部3は、映像入力部2により検出された3D映像の表示中、入力される映像信号に基づいて、2D視聴モードへの切り替え操作が視聴者によって行われたか否かを判定する。
映像処理部4は、映像入力部2から入力された映像信号に対して電気的な振幅調整を行い、映像の輝度レベルを調整する。映像処理部4は、例えば、演算処理部3により2D視聴モードへの切り替え操作が行われたと判定された場合、映像表示部5に2D視聴モードの映像が切り替えられて表示される時刻を算出する。
映像処理部4は、シャッターメガネ14のシャッターを2D視聴モードに対応した状態(第1状態)に変更するための第1開閉信号をシャッターメガネ14に送信後にシャッターが第1状態となるまでに要する第1時間を算出する。第1状態は、例えば、シャッターメガネ14のシャッターが全開となって、左右のレンズを介して視聴者の左右の目に同じ画像を視聴させるモードである。
映像処理部4は、例えば、開閉信号を送信した時刻と、シャッターメガネから受信した開閉信号に対する応答信号を受信した時刻とに基づいて往復時間を求め、往復時間を半分にした時間に基づいて、シャッターメガネ14との間の通信に必要な第1時間を算出する。
映像処理部4は、算出した第1時間に基づいて、映像表示部5に2D視聴モードの映像が切り替えられて表示される時刻とシャッターが2D視聴モードに対応するための第1状態となる時刻が同時となるように、シャッターメガネを第1状態にする第1開閉信号を送信する第1時刻を算出する。なお、演算処理部3と映像処理部4とを合わせたものが「演算部C」の一例である。
映像表示部5(表示部)は、例えば、液晶やDMD(Digital Mirror Device)等の映像表示デバイスである。映像表示部5は、映像処理部4によって調整された映像信号に基づいて、光学像として生成された映像を表示する。
操作受信部6は、利用者の操作を受け付けるキーボード等の入力デバイスや、リモコン等の外部入力装置等の信号を受信するリモコン受光部や無線の受信部である。
制御信号送信部7は、シャッターメガネ14と無線通信を行い、シャッターメガネ14に対して左右レンズを開閉させるための制御信号を後述の制御信号受信部10に送信する。無線通信は、例えば、赤外線またはBluetooth(登録商標)等の手段を用いることができる。また、本実施形態において制御信号送信部7は、送信した制御信号に対して制御が実行された後に、制御信号受信部10から応答信号を受信する機能を更に備える。制御信号送信部7は、シャッターメガネ14と有線通信を行ってもよい。
データ記憶部8は、3D映像及び2D画像の映像表示の制御に用いられるデータを記憶する。データ記憶部8は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリなどの記憶装置である。
次に、シャッターメガネ14の各構成について説明する。制御信号受信部10は、立体映像表示装置9から無線通信により送信された制御信号を受信し、シャッター駆動部11に出力する。
シャッター駆動部11は、制御信号受信部10からの制御信号に基づいて、左目用シャッター12および右目用シャッター13の開閉を制御する。左目用シャッター12と右目用シャッター13とは、シャッターメガネのレンズ部分に設けられた光を遮断するためのシャッター装置である。左目用シャッター12と右目用シャッター13とは、シャッター駆動部11から出力された命令に対応してシャッターが開閉するよう構成されている。
図2は、本発明による3Dから2Dへの切り替え処理を実施した場合における、映像表示部5に表示されるフレームと、シャッターレンズの開閉状態との関係を時間軸で表したグラフである。また、図3は、立体映像表示システムSにおいて実行される3Dから2Dへの具体的な切り替え処理の流れを示すフローチャートである。以下、図1から図3を参照しつつ、立体映像表示システムSの動作について説明する。
まず、視聴者は、シャッターメガネ14を装着するとともに、映像出力機器1から3D映像を再生し、3D映像の視聴を開始する(ステップS1)。映像入力部2は、映像出力機器1から入力された3D映像の映像信号を検出し、検出した映像信号を解析して映像フレームレートと左右フレーム識別情報を算出する。映像入力部2は、演算処理部3を介して、算出した情報を制御信号送信部7に出力する。
制御信号送信部7は、映像入力部2から取得したフレームレートと左右フレーム識別情報により、シャッターメガネ14に対する開閉信号を生成し、その制御信号をフレームレートと同期させながらシャッターメガネ14に出力する(ステップS2)。
演算処理部3は、3D映像を表示している間、制御信号送信部7が開閉信号を送信した後、送信した開閉信号がシャッターメガネ14に到達するまでの時間(通信時間)を定期的に計測する(ステップS3)。
演算処理部3は、例えば、無線通信方式として赤外線を採用した場合、制御信号送信部7が赤外線の開閉信号を送信した時刻の第1時刻情報をデータ記憶部8に記憶する。
演算処理部3は、送信した開閉信号がシャッターメガネ14に受信されて制御された後、シャッターメガネ14の制御信号受信部10から送信された応答信号を制御信号送信部7が受信した時刻の第2時刻情報をデータ記憶部8に記憶する。演算処理部3は、第1時刻情報と第2時刻情報とに基づいて往復時間を求め、さらにそれを半分にした時間を算出して通信時間を算出する。
演算処理部3は、映像入力部2により検出された3D映像の表示中、入力される映像信号に基づいて、2D視聴モードへの切り替え操作が視聴者によって行われたか否かを判定する(ステップS4)。
2D視聴モードへの切り替え操作とは、例えば、立体映像表示装置9のOSD(On Screen Display)操作により受け付けられた立体映像表示装置9の3D機能を無効にする操作や、または、DVDプレーヤー等の映像出力機器1側のメニュー操作によりコンテンツの再生モードが3Dから2Dに切り替えられたなどの操作が挙げられる。
映像入力部2は、2D視聴モードへの切り替え操作を検出すると、演算処理部3を介して映像処理部4に検出結果を出力する。映像処理部4は映像信号の振幅変調による実輝度を低下させる処理を開始する(ステップS5)。実輝度を低下させる処理とは、例えば、シャッター全開による体感輝度の上昇に対して眩しさを感じさせないレベル、たとえば、通常の輝度よりも50%程度まで輝度を変調する処理である。
映像処理部4は、ステップS5の輝度低下処理を開始すると同時に、映像のフレームレートに基づいて算出した1フレームの表示時間をデータ記憶部8から読み出し、実輝度低下処理により暗く補正されたフレームが最初に描画される時刻(輝度低下フレーム表示時刻)を算出する(ステップS6)。即ち、映像処理部4は、映像表示部5に2D視聴モードの映像が切り替えられて表示される時刻を算出する。
映像処理部4は、さらに、ステップS6で求めた輝度低下フレーム表示時刻に基づいて、シャッターメガネ14の左右両レンズのシャッターを全開させる信号を送信する第1時刻(シャッター全開信号送信時刻)を算出する(ステップS7)。
具体的には、ステップS3で計測しておいた映像表示装置とシャッターメガネ間の通信時間と、開閉信号がシャッターメガネ14に到達してからシャッターが全開になる時間(シャッターオープン時間)の合計時間を求め、輝度低下フレーム描画時刻からその合計時間だけ遡った時刻をシャッター全開信号送信時刻に設定する。
通常、3D映像を視聴する際は、シャッターメガネ14の左右レンズのシャッター開閉の切り替え中におけるクロストーク(片目用フレームが両目で見えてしまう現象)を防止するため、視聴者は左右シャッターの開閉の切り替えにかかる時間をブランキング期間に設定する。そのため、クロストーク防止用に視聴者が設定したブランキング時間は、シャッター全開信号送信時刻を求めるためのシャッターオープン時間として利用できる。
シャッター全開信号送信時刻の設定後、演算処理部3は、時刻がシャッター全開信号送信時刻に到達したか否かを判定する(ステップS8)。演算処理部3によりシャッター全開信号送信時刻に到達したと判定された場合(ステップS8:Yes)、制御信号送信部7は、シャッターメガネ14に対してシャッター全開信号を送信する。映像処理部4は、映像信号の振幅変調による実輝度を低下させ映像表示部5に表示させる。
そして、シャッターメガネ14において、シャッター駆動部11は、シャッター全開信号に基づいて、左目用シャッター12及び右目用シャッター13を制御して、左目用シャッターと右目用シャッターとを全開にする。
上述した立体映像表示システムSによれば、ステップS6において輝度低下フレームが最初に表示される時刻を算出し、ステップS7において、シャッターメガネのシャッターを全開にするために要する時間を考慮しながら、輝度低下フレーム表示時刻を基準としてシャッター全開信号を送信する最適な時刻を算出する。
そのため、立体映像表示システムSによれば、ステップS9でシャッター全開信号を送信することで、ステップS5による実輝度低下フレームが表示されるタイミングと、シャッターメガネのシャッターが全開になるタイミングを一致させることができる。したがって、視聴者が、3Dから2Dへの切り替え操作を行った際に、立体映像表示システムSは、実輝度低下処理による違和感を与えることなく、シャッターが全開になったことで発生する眩しさを軽減することができる。
[変形例]
上記の実施形態においては、制御信号送信部7に受光部(またはデータ受信部)を設けることで、制御信号の反射(応答)を用いて通信時間を計測する例について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、たとえば、無線通信方式に応じた通信時間の固定値をあらかじめデータ記憶部8に保持しておき、その時間に基づいてシャッター全開信号送信時刻を算出してもよい。
上述した演算処理部3及び映像処理部4の各構成要素の一部または全部は、例えば、CPUなどのハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)などのハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
また、プログラムは、予めHDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリなどの記憶装置に格納されていてもよいし、DVDやCD−ROMなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。また、上記実施形態が有する1または複数のCPU等のコンピュータが実行するプログラムの一部または全部は、通信回線やコンピュータ読取可能な記録媒体を介して頒布することができる。
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
1 映像出力機器
2 映像入力部
3 演算処理部
4 映像処理部
5 映像表示部
6 操作受信部
7 制御信号送信部
8 データ記憶部
9 立体映像表示装置
10 制御信号受信部
11 シャッター駆動部
12 左目用シャッター
13 右目用シャッター
14 シャッターメガネ
S 立体映像表示システム

Claims (7)

  1. シャッターにより左右レンズの開閉動作を行って視聴者の左目と右目とに表示部に表示された異なる映像を視聴させて3D映像を疑似的に視聴者に視聴させるシャッターメガネと、前記シャッターメガネに開閉信号を送信して前記シャッターを前記異なる映像に連動させる映像表示装置とを備える立体映像表示システムであって、
    前記映像表示装置は、
    3D映像の表示中において2D視聴モードへの切り替え操作を検出する検出部と、
    前記検出部による検出結果に基づいて、前記表示部に前記2D視聴モードの映像が切り替えられて表示される時刻と前記シャッターが前記2D視聴モードに対応するための第1状態となる時刻が同時となるように、前記シャッターメガネを前記第1状態にする第1開閉信号を送信する第1時刻を算出する演算部と、
    前記第1時刻に前記第1開閉信号を前記シャッターメガネに送信する送信部と、を備える、
    立体映像表示システム。
  2. 前記演算部は、前記シャッターを前記第1状態に変更するための第1開閉信号を前記シャッターメガネに送信後に前記シャッターが前記第1状態となるまでに要する第1時間を算出し、前記第1時間に基づいて、前記第1時刻を算出する、
    請求項1に記載の立体映像表示システム。
  3. 前記演算部は、開閉信号を送信した時刻と、シャッターメガネから受信した前記開閉信号に対する応答信号を受信した時刻とに基づいて往復時間を求め、前記往復時間を半分にした時間に基づいて、前記第1時間を算出する、
    請求項2に記載の立体映像表示システム。
  4. 前記演算部は、無線通信方式に応じた通信時間の固定値に基づいて前記第1時刻を算出する、
    請求項1に記載の立体映像表示システム。
  5. シャッターで交互に切り替えて視聴者の左目と右目とに表示部に表示された異なる映像を視聴させて3D映像を疑似的に視聴者に視聴させるシャッターメガネに開閉信号を送信して前記シャッターを前記異なる映像に連動させる映像表示装置であって、
    3D映像の表示中において2D視聴モードへの切り替え操作を検出する検出部と、
    前記検出部による検出結果に基づいて、前記表示部に前記2D視聴モードの映像が切り替えられて表示される時刻と前記シャッターが前記2D視聴モードに対応するための第1状態となる時刻が同時となるように、前記シャッターメガネを前記第1状態にする第1開閉信号を送信する第1時刻を算出する演算部と、
    前記第1時刻に前記第1開閉信号を前記シャッターメガネに送信する送信部と、を備える、
    立体映像表示装置。
  6. シャッターで交互に切り替えて視聴者の左目と右目とに表示部に表示された異なる映像を視聴させて3D映像を疑似的に視聴者に視聴させるシャッターメガネと、前記シャッターメガネに開閉信号を送信して前記シャッターを前記異なる映像に連動させる映像表示装置とを備える立体映像表示システムの制御方法であって、
    前記映像表示装置に搭載されるコンピュータが、
    3D映像の表示中において2D視聴モードへの切り替え操作を検出し、
    検出結果に基づいて、前記表示部に前記2D視聴モードの映像が切り替えられて表示される時刻と前記シャッターが前記2D視聴モードに対応するための第1状態となる時刻が同時となるように、前記シャッターメガネを前記第1状態にする第1開閉信号を送信する第1時刻を算出し、
    前記第1時刻に前記第1開閉信号を前記シャッターメガネに送信する、
    立体映像表示方法。
  7. シャッターで交互に切り替えて視聴者の左目と右目とに表示部に表示された異なる映像を視聴させて3D映像を疑似的に視聴者に視聴させるシャッターメガネと、前記シャッターメガネに開閉信号を送信して前記シャッターを前記異なる映像に連動させる映像表示装置とを備える立体映像表示システムにおいて実行されるプログラムであって、
    前記映像表示装置に搭載されるコンピュータに、
    3D映像の表示中において2D視聴モードへの切り替え操作を検出させ、
    検出結果に基づいて、前記表示部に前記2D視聴モードの映像が切り替えられて表示される時刻と前記シャッターが前記2D視聴モードに対応するための第1状態となる時刻が同時となるように、前記シャッターメガネを前記第1状態にする第1開閉信号を送信する第1時刻を算出させ、
    前記第1時刻に前記第1開閉信号を前記シャッターメガネに送信させる、
    プログラム。
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