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如何正确开启AR-VR职业人生从这几方面入手

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简介数字X射线 (DXR)、磁共振成像和其他医疗设备要求数据采集系统具备小型、高性能、低功耗等特性,以满足竞争市场上医生、病人和制造商的需求。本文展示一款高精度、低功耗信号链,可解决多通道应用(如数字X射线,需多路复用多通道的大信号和小信号测量)以及过采样应用(如MRI,要求低噪声、高动态范围和宽带宽)带来的挑战。高吞吐速率、低噪声、高线性度、低功耗以及小尺寸使18位、5 MSPS PulSAR® 差分ADCAD7960成为这些高性能成像应用以及其他精密数据采集系统的理想选择。数字X射线人类于1895年通过胶片或闪烁屏检测的方式,首次发现了X射线。从此,人们便将这项技术用于各种医疗诊断场合,包括肿瘤科、牙科以及兽医学,以及众多工业成像应用。数字X射线能以固态传感器代替胶片检测器,包括平板探测器和线性扫描探测器。平板探测器使用两种技术:直接转换与间接转换。在直接转换中,硒光电池组成容性元件,直接将高频X射线光子转换为电流信号。而在间接转换中,碘化铯闪烁计数器首先将X射线光子转换为可见光,然后硅光电二极管阵列将可见光转换为电流信号。每个光电二极管代表一个像素。低噪声模拟前端将来自每个像素的小电流转换为大电压,然后再将电压转换为图像处理器能够处理的数据。如图1所示的典型DXR系统能以高采样速率,将很多通道多路复用至单ADC,而不会牺牲精度。图1. 数字X射线信号链今天,数字X射线探测器制造商通常采用间接转换。一百万像素以上的非晶硅平板探测器或光电二极管阵列捕获光子能量,将输出多路复用至12个或24个ADC。这项技术具有高效的X射线光子吸收和高性噪比,以一半的X射线照射量实时获得动态高分辨率图像。每像素的采样速率较低,数值从针对骨头和牙齿的几Hz,到获取婴儿心脏(人体内速度最快的器官)图像所需的最高120 Hz。测量数字放射检查探测器的图像质量即可知其性能优劣,因此对X射线束进行精确采集和精细处理便显得尤为重要。数字放射检查具有更大的动态范围、高采集速度和帧速率,并采用特定的图像处理技术以保持一致性,从而增强图像质量。医疗成像系统必须提供质量更佳的图像,以实现精确诊断和更短的扫描时间,降低病人所受X射线的照射量。高端放射检查系统(动态采集)一般用于外科中心和手术室中,而基本系统用于急诊室、小型医院或医生办公室中。工业成像系统必须耐用,因为它们的使用寿命非常长,并且可能位于高射线照射量的恶劣环境中。安保或行李检查应用可采用较低的X射线照射量,因为X射线源会在长时间内持续存在。MRI梯度控制如图2所示的MRI系统最适合大脑成像应用,或用于骨科、血管造影和血管研究等,因为该系统可扫描提供软组织的高对比度图像,无需将其暴露在电离辐射下。MRI工作频段为1 MHz至100 MHz RF,而计算机断层扫描 (CT) 和DXR工作在1016 Hz至1018 Hz频率范围内,并且需要让病人暴露在电路辐射下,会损害活组织。MRI控制系统具有很小的容差,因此需要高性能元件。在MRI系统中,使用大线圈创建1.5 T至3 T主磁场。高电压(最高1000 V)施加于线圈,形成高达1000 A的所需电流。MRI系统使用梯度控制,并通过改变特定线圈内的电流,线性改变主磁场。对这些梯度线圈进行快速且精确的调制,改变主磁场,使其对准体内极小的位置。梯度控制使用RF能量,激发人体组织中某个较薄的横截面,以此产生x、y和z轴图像。MRI要求快速响应时间,并且要求其梯度精确控制到1 mA内 (1 ppm)。MRI系统制造商可采用模拟或数字域控制梯度。MRI系统的设计具有极长的开发时间、极高的物料成本等特点,并且与整体硬件和软件复杂性相关的风险极大。图2. MRI系统高性能数据采集信号链图3显示高精度、低噪声、18位数据采集信号链,提供±0.8 LSB积分非线性 (INL)、±0.5 LSB差分非线性 (DNL) 以及99 dB信噪比 (SNR)。图4显示其采用5 V基准电压源时的典型FFT和线性度性能。该信号链的总功耗约为345 mW,与竞争型解决方案相比约低50%。图3. 采用AD7960、ADA4899、AD8031和ADR4550的精密快速建立信号链图4. AD7960典型FFT和线性度性能这类高速、多通道数据采集系统可用于CT、DXR以及其他医疗成像应用中,这些应用都要求在不牺牲精度的前提下提供更高的采样速率。该系统的18位线性度以及低噪声性能可提升图像质量,而其5 MSPS吞吐速率可缩短扫描周期(每秒帧数更高),降低暴露在X射线下的剂量,提供精确的医疗诊断和更佳的患者体验。对多个通道进行多路复用处理可获得分辨率更高的图像,用于器官(如心脏)的完整分析,实现成本合理的诊断,并最大程度降低功耗。精度、成本、功耗、尺寸、复杂性以及可靠性对医疗设备制造商而言极为重要。在CT扫描仪中,每通道使用一个采样保持电路捕获连续像素电流,并将输出多路复用至高速ADC。高吞吐速率允许将很多像素多路复用至单个ADC,可节省成本、空间与功耗。低噪声和良好的线性度提供高质量的图像。高分辨率红外摄像机可从该分辨率中获益。过采样是以比奈奎斯特频率高得多的速率来对输入信号进行采样的过程。过采样用于光谱分析、MRI、气相色谱分析、血液分析以及其他需要具有宽动态范围的医疗仪器中,以便精确监控并测量多通道的小信号与大信号。高分辨率和高精度、低噪声、快速刷新速率以及极低的输出漂移等性能可大幅简化MRI系统的设计,降低开发成本与风险。MRI系统的关键要求是在医院或医生办公室中可重复、长期稳定地测量。为了获得更佳的图片质量,这些系统还要求具有更高等级的线性度以及高动态范围 (DR),范围从直流到几十kHz。原则上讲,对ADC进行4倍过采样可额外提供1位分辨率,或增加6 dB的DR。由过采样而获得的DR改善为:ΔDR = log2 (OSR) × 3 dB。许多情况下,Σ-Δ型ADC可以很好地实现过采样,但要求在通道间实现快速切换或要求进行精确直流测量时,过采样会受到限制。采用逐次逼近型 (SAR) ADC进行过采样还可改善抗混叠性能,降低噪声。最先进的ADC架构CT、DXR和其他多通道应用(或光谱仪、MRI和其他过采样应用)中的精密高速数据采集系统要求使用最先进的ADC。如图5所示,18位、5 MSPS PulSAR差分ADC AD7960采用容性数模转换器 (CAPDAC) 提供一流的噪声和线性度性能,并且无延迟或流水线延迟。该器件具有宽带宽、高精度 (100 dB DR) 以及快速采样 (200 ns) 性能,可用于医疗成像应用,极大降低多通道应用的功耗和成本。该器件采用小型 (5 mm × 5 mm)、易于使用的32引脚LFCSP封装,额定工作温度为–40°C至+85°C工业温度范围。16位AD7961与AD7960引脚兼容,可用于仅需16位性能的应用中。图5. AD7960功能框图如图6所示,容性DAC由差分18位二进制加权电容阵列(该阵列还可作为采样电容使用,采集模拟输入信号)、比较器以及控制逻辑组成。采样阶段结束后,转换控制输入 (CNV±) 变为高电平,输入IN+和IN−之间的差分电压被捕获,转换阶段开始。电容阵列中的每一个元件在GND和REF之间逐次切换,电荷被重新分配,输入与DAC值进行比较,且位根据结果予以保留或丢弃。该过程结束时,控制逻辑产生ADC输出代码。AD7960将于开始转换后约100 ns时返回采样模式。采样时间约为总周期的50%,这使AD7960易于驱动,同时放宽了ADC驱动器的建立时间要求。图6. AD7960内部简化原理图TAD7960系列采用1.8 V和5 V电源供电,以自时钟模式转换时的功耗仅为39 mW (5 MSPS)。功耗随采样速率线性变化,如图7所示。图7. AD7960功耗与吞吐速率的关系极低采样速率下的功耗主要由LVDS静态功率所决定。相比业内速度第二的18位SAR ADC器件,AD7960的速度要快两倍,功耗低70%,占位面积小50%。AD7960提供3种外部基准电压选项:2.048 V、4.096 V和5 V。片内缓冲器使2.048 V基准电压翻倍,因此转换等效于4.096 V或5 V。数字接口采用低电压差分信号 (LVDS),具有自时钟模式和回波时钟模式,提供ADC和主机处理器之间的高速数据传输(高达300 MHz)。由于多个器件可共享时钟,因此LVDS接口降低了数字信号的数量,简化了信号路由。它还能降低功耗,这在多路复用应用中尤为有用。自时钟模式利用主机处理器简化接口,允许接头采用简单时序同步每次转换的数据。若要让数字主机采集数据输出,则需要用到接头,因为数据不存在时钟输出同步。回波时钟模式提供稳定的时序,但要使用一对额外的差分对。输出数据速率低于20 kSPS,时,AD7960的典型动态范围超过120 dB,如图8所示。图8. AD7960动态范围与输出数据速率的关系ADC驱动器ADC的采样时间决定ADC驱动器的建立时间要求。表1显示选择ADC驱动器时必须考虑的一些规格。通常,信号链性能应当在工作台上进行验证,确保获得所需性能。表1. AD7960 ADC驱动器选型基准ADC驱动器规格通用公式最低配置要求带宽(f-3dB_amp)40 MHz压摆率100 V/µs建立时间来自数据手册100 nsSNR105.5 dB请注意N = 18, tacq = 100 ns, Vrms_in2 = 52/2 = 12.5 V2, en_amp = 2 nV/√Hz, f–3dB_ADC = 28 MHz.运算放大器的数据手册通常提供线性建立时间与压摆时间相结合的建立时间规格;本文提供的公式为一阶近似,假设线性建立和压摆均为50%(多路复用应用),采用5 V单端输入。轨到轨放大器ADA4899-1具有600 MHz带宽、–117-dBc失真(1 MHz时)以及1 nV/√Hz噪声,如图9所示。配置为单位增益缓冲器并以5 V差分信号驱动AD7960的输入时,其0.1%建立时间不超过50 ns。图9. ADA4899噪声频谱密度基准电压源与缓冲器低噪声、低功耗轨到轨放大器AD8031缓冲来自基准电压源ADR4550的5 V输出,具有高精度(±0.02%最大初始误差)、低漂移(2 ppm/°C最大值)、低噪声 (1 μV p-p) 以及低功耗(950 μA最大值)特性。第二个AD8031缓冲ADC的2.5 V共模输出电压。其低输出阻抗可保持稳定的基准电压,与ADC输入电压无关,从而最大程度降低INL。AD8031具有大容性负载稳定性,可驱动去耦电容,以便最大程度降低瞬态电流引起的尖峰。该器件适合从宽带电池供电系统到低功耗、高速、高密度系统的各种应用。结论采用ADI专利技术的高精度、低功耗信号链提供一流的速度、噪声和线性度性能,能够解决DXR和MRI梯度控制中高性能多路复用和过采样数据采集系统的难题。高性能信号链元器件采用小尺寸封装,节省空间,降低了多通道应用的成本。作者 Maithil Pachchigar
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2018-06-10 09:00:00821

2017年全球AR/VR头显销量达到约836万

根据IDC最新发布的报告,2017年全球AR/VR头显销量达到约836万,其中系留VR设备销量约279万,一体机VR设备约30万,无屏VR设备约467万,系留AR设备销量约3万,一体机AR设备约12万,无屏AR设备约45万。该统计数据包括系留设备(连PC电脑/主机)、一体机设备和无屏设备(插手机盒子)。
2018-05-14 09:47:001129

人工智能团队彼此协作,视频游戏Dota 2中击败了五名半职业人类玩家

近日,一个人工智能团队彼此协作,在视频游戏Dota 2的多玩家在线战斗竞技场(MOBA)中成功击败了五名半职业人类玩家。
2018-08-08 10:53:51458

AR/VR开启计算历史上的第二次浪潮

在20世纪60年代人类开启了计算历史上的第一次大浪潮,现在人类在努力用AR/VR开启人类计算历史上的第二次大浪潮。
2018-09-30 16:46:084230

VRAR到底有什么区别

VRAR最大的区别就在于,VR是虚拟现实而AR是增强现实。通俗一点来说就是分别戴上VRAR眼镜,戴上VR眼镜看到的都是假的、虚构的,而戴上AR眼镜看到的是真实存在的场景。
2018-10-08 17:37:0024981

VRAR的应用离不开5G的支持

VRAR在科技圈备受欢迎,同时也受到了很大的争议,但是不管怎样VRAR确实很火,而且可以为企业和用户带来前所未有的体验,这是不可否认的。现在随着5G的即将到来,也将推动VRAR的发展,同时VRAR应用也离不开5G的支持。
2018-10-30 10:16:35810

瑞安AR/VR产业联盟成立 推动中国ARVR产业的良性健康发展

1月12日下午,在2019中国(瑞安)虚拟现实产业发展论坛上,中国(瑞安)AR/VR产业联盟成立,并现场签约8个AR/VR产业项目。
2019-01-14 10:23:42976

VR/AR应用正悄悄赋能传统产业

另一方面,随着5G技术逐渐成熟和落地,未来云AR/VR场景将变得更为普及。甚至高通推出骁龙855 5G XR分体式方案,将5G手机连接AR/VR头显连接去使用。
2019-05-20 09:30:381347

发展智慧城市成共识 需从这几方面进行布局

在城市化发展初期,由于人们追求快速扩张和高效,导致当下的城市标准、技术以及相关机制并不完善,这使得现代城市的整体性和系统性较差,传统城市的效率越来越不能满足人们日益增长的需求。因此,对传统城市进行改造,构建新型的城市模式,开始被提上日程。
2019-05-22 16:26:44745

谷歌VR/AR缘何冰火两重天

本月,谷歌在VRAR领域动作不断,VRAR的布局却呈现两极分化局面。在一年一度的谷歌I/O大会上,AR方面公布了一系列的软件强化、平台更新、AI加持以及搜索和导航应用,VR方面的唯一消息却是谷歌新机Pixel 3a不支持自家的Daydream VR平台。
2019-05-24 09:49:20477

推动底层技术变革 加速AR/VR产业应用落地

纵观AR/VR这几年,可谓是“大起”又“大落”。2014年,在Facebook收购Oculus VR后,谷歌又为AR公司Magic leap公司投资了5.42亿美元,VR/AR随之迎来高潮,几乎之后的每一年都被称为是“元年”。
2019-05-25 11:11:053049

高通最新VR/AR头显参考设计已出

近日,芯片制造商高通发布了一种最新的VR/AR头显参考设计,名为“高通骁龙Smart Viewer参考设计”。
2019-06-04 09:31:163135

DuPont:VR/AR可减重25%,未来的5G新应用可以更炫

VR/AR举例,人们相信5G的低延迟、高速率将给VR/AR带来极致体验。
2019-06-12 14:03:483511

什么是VR 什么是AR

这几年有一个很火的概念,VRAR,全称是Virtual Reality和 Augmented Reality,也就是虚拟现实和增强现实技术。很多大公司和创业公司都在布局这个领域,它们也被视为继智能手机之后的下一代计算平台。
2019-07-02 10:09:545717

AR/VR 体验教你地震时该如何安全逃生

VR体验地震逃生、VR体验使用灭火器、AR/VR课堂教学…这些集娱乐和教育于一体的AR/VR设备你体验过吗?除了游戏和视频,AR/VR还可以应用在哪些领域?
2019-07-05 10:15:441670

高通5G芯片遇见AR/VR游戏 开启沉浸式体验全新时代

芯片和技术研发方面走在了行业最前沿,而且还是最早涉猎ARVR游戏的厂商,随着5G时代的来临,高通5G芯片和ARVR游戏结合,带领ARVR游戏的沉浸式体验迈向全新的时代。 AR,就是增强现实(Augmented Reality),是指通过计算机系统提供的信息,增
2019-08-22 09:56:00477

VR/AR与5G是最佳搭档?

VR/AR被视为5G的“杀手锏”应用之一。
2019-08-01 18:13:143977

关于谷歌在VR/AR技术方面的发展状况

早在2012年,谷歌便推出了其首款AR智能眼镜Google Glass。但2年后,谷歌搁浅了Google Glass的研发,关停了所有推广Google Glass的社交媒体账号,并加入三星之列发售Cardboard“手机VR”,正式标志其进入VR领域。
2019-10-16 09:45:351826

VR/AR初创公司市场估值高达450亿美元 对各方面都产生了深刻的影响

日前,Digi-Capital发布了最新AR/VR初创公司的估值 ,报告表示,尽管VR /AR市场在早期阶段的估值在过渡时期有所下降,但目前在全球范围内,VR/AR初创公司的市场估值仍高达450
2019-11-04 16:07:161773

从这几方面判断一个区块链项目的优劣

相比较5G和人工智能,区块链是一个更普世的机会。由于数字货币的存在,让大量的普通人得以入局,也同时区块链目前大多是中小型公司,入局投资项目的门槛也更低。而相比较而言,人工智能和5G大部分是巨头的机会,需要的资金门槛和产业门槛会更高。
2021-08-07 12:39:487824

如何让VRAR系统变得更加实用?

随着OculusRift和索尼(Sony)的PlaystationVirtualReality等产品的成功问市,VRAR系统的供应商不再需要大肆宣传这项技术,他们正努力使VRAR系统变得更加实用。
2020-09-09 16:18:56722

华为VR/AR Engine 3.0发布,VR开发者增长70%

。其演讲内容主要包含四部分,过去一年华为VRAR所取得的成绩;华为6DoF VR设备将于2020年南昌世界VR产业大会上发布;华为VR/AR Engine 3.0发布。华为将从底层开发到上线、基础设施到营销多方面为开发者提供支持。
2020-09-13 11:24:504865

AR/VR为安防领域带来什么

AR/VR已落地许多场景,包括教育、医疗、文旅、体育等,比如在房屋租赁和买卖方面,在线上虚拟衣服和物品的买卖方面VRAR应用已经开始落地。随着对AR/VR技术的不断研究与落地加速,结合5G提供
2022-11-17 16:56:39938

5G究竟将如何引爆AR/VR产业?AR/VR又将如何在商用领域发光发热呢

来源:搜狐 ARVR一直被行业公认为是5G时代最值得期待的应用场景之一,不过此前由于5G“东风”未至,AR/VR产业一直未实现全面爆发,如今随着5G商用进程加快,AR/VR在商用领域的大规模普及
2023-02-01 11:33:04523

一文知道VRAR和MR的联系和区别

作为这几年最热门的数字科技领域,VR行业的技术进展可谓日新月异,新的技术名词也层出不穷,除了耳熟能详的VR之外,我们经常会在各类科技网站上看到AR、MR之类的说法,我看过很多对于这三者的解读类文章,但感觉对于三者之间的关系的解释都不够准确,容易让小白产生困扰。
2020-09-29 16:05:2012872

在选择板对板连接器时可从这几方面入手

从以下几方面入手: 1高保持力的表面贴设计 2先进的锁扣设计 3坚固性设计 BTB连接器的正确选用,可以减少对产品召回、产品责任案件、电路板损坏、返工和维修等损失,因此厂家应该选择专业的连接器,这样做的目的也是为了确保
2020-10-22 15:18:56861

CREAL展示了首款AR/VR头显原型

正在开发光场显示器的瑞士公司CREAL日前正式展示了首款AR/VR头显原型。这一里程碑标志着团队已经开启适合头戴的技术小型化之路。
2021-01-12 10:29:01752

IDC发布2021年AR/VR 市场10大预测

在新冠肺炎疫情和经济下行压力的双重冲击之下,AR/VR产业在2020年仍然在终端、软件、应用各方面实现了诸多突破。疫情背景下“宅经济”的出现,也使得AR/VR在B端和C端同时拥有了更现实和迫切的入口。AR/VR产业在国内市场的发展节奏已经逐步加快。
2021-01-23 07:35:5118

世界级大厂苹果的VR/AR大事件盘点

VR头显出货量达670万台,较2019年增长72%,AR眼镜出货量40万台,增长33%。 从整体行业环境来看VR/AR行业也呈现更加活跃的动态。如在投融资方面,2020年VR/AR产业的投融资金额和数量回到了2017年的高点水平,AR眼镜、工具软件、VR/AR游戏、教育培训等成为投融资的热点领域
2021-02-22 13:55:042027

世界级大厂谷歌的VR/AR大事件盘点

VR头显出货量达670万台,较2019年增长72%,AR眼镜出货量40万台,增长33%。 从整体行业环境来看VR/AR行业也呈现更加活跃的动态。如在投融资方面,2020年VR/AR产业的投融资金额和数量回到了2017年的高点水平,AR眼镜、工具软件、VR/AR游戏、教育培训等成为投融资的热点领域
2021-02-22 14:22:501969

一文看懂VRAR和MR的区别

总的来说,VR最容易分辨,简单AR场景可以通过手机APP实现,MR是AR的加强版。
2021-03-19 16:56:2711162

从这几方面入手去了解行波管

行波管,是一种靠连续调制电子注的速度来实现放大功能的微波电子管,具有频带宽、增益高、动态范围大和噪声低等特点。
2021-06-13 09:18:267334

从这几方面入手去全面了解功率MOSFET

尽管分立式功率MOSFET的几何结构,电压和电流电平与超大规模集成电路(VLSI)设备采用的设计方式有极大的不同,它仍然采用了与VLSI电路类似的半导体加工工艺。
2021-06-15 14:50:053012

ar技术和vr技术的区别

ar技术和vr技术的区别是什么?
2021-08-10 18:03:3015780

罗永浩将进军ARVR领域

罗永浩将进军ARVR领域。近日,有媒体报道消息称,罗永浩即将还完锤子科技的债务,还表示称将进军ARVR领域,重返科技行业。此前就有消息称罗永浩秘密创建过一个VR团队,主要从事VR(虚拟现实)行业研究。
2021-12-16 10:46:555684

罗永浩将进军ARVR领域 VR/AR领域再迎春风

罗永浩对VR虚拟技术的关注可以追溯到2016年,在去年的Rebuild 2020活动中也曾表示过长期看好AR/VR市场。
2021-12-16 14:48:331331

歌尔VR/AR大放异彩 华为VR相关专利公布 苹果改善头戴式AR/VR体验

VR/AR正在歌尔目前成长阶段大放异彩。 华为VR环形弹幕专利公布。 苹果改善基于PC无线渲染的头戴式AR/VR体验。 全球AR/VR头显出货达1123万台。
2022-03-30 16:44:264214

ARVR 如何重建景观

ARVR 如何重建景观
2022-12-30 09:40:20428

元宇宙三巨头争霸,VRAR、MR哪家强?

“ 有真有假”, MR“ 真假难辨”。 “我VR喵啊,又名 虚拟现实 。 装备我专属的头显和手柄, 带你畅游虚拟数字世界, 开启身临其境的感观盛宴。” “我AR喵啊,也叫 增强现实 。 只要用手机或平板的摄像头, 各种奇幻的虚拟元素, 随时能被召唤到真实世界中。” “我MR喵
2023-02-25 00:55:011842

梦想人正式交付河南省最大AR职业技能实训平台

科技丨教育丨出版丨资源关注我们,发现更多AR内容日前,梦想人科技已正式完成河南省最大的AR职业教育实训平台的交付任务,河南机电职业学院将在近期投入使用,利用AR技术服务于数以万计的职业技能学员
2022-01-10 15:14:15490

单片机程序又跑飞?从这6个方面查找原因

单片机程序又跑飞?从这6个方面查找原因
2023-10-26 16:43:58393

VRAR和裸眼3D这三者有哪些区别?

VRAR和裸眼3D的定义、工作原理、技术应用等方面,总结三者的区别。 首先,我们来了解VRVR是一种通过模拟的视觉、听觉和触觉等感知方式,将用户置身于一个完全虚拟的环境中。用户可以通过佩戴VR头戴显示器(HMD)来与虚拟世界进行互动。VR技术依
2024-01-09 14:20:022550

arvr的区别与联系 arvr哪个更高级

AR(Augmented Reality,增强现实)和VR(Virtual Reality,虚拟现实)是现代科技领域中两个颇受关注的概念,尽管它们都属于虚拟现实的范畴,但是它们在技术的应用和功能方面
2024-01-19 10:48:392497

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