最新刊期
      2014 年 第 6 期

        特邀报告

      • 张智勇,刘可庆,戴志群,刘胜,林君
        2014, 29(6): 873-880. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.0873
        摘要：近年来，液晶器件的响应速度得到了很大的改善，响应时间已经从25 ms减少到3 ms甚至更短。虽然这种改善与液晶层厚度的变薄有关，但主要原因应该归因于新型液晶材料的发展和使用。色序液晶显示能产生更高质量的图像，但前提是必须有能快速工作的液晶材料。液晶材料的旋转黏度系数、双折射和液晶层的厚度是影响液晶器件响应时间的3个主要因素。本文以液晶双折射这一因素为主线，从液晶化合物结构的角度介绍了影响液晶双折射数值的若干因素，包括中心环结构、中心基团上的桥键、极性基团和侧位-F对液晶双折射的影响等，延长分子的π电子共轭长度能有效提高液晶的双折射。本文列举了国内外已合成的高双折射向列相液晶的分子结构及双折射值，最后对高双折射液晶的研究进行了展望。  
        关键词：快速响应;高双折射液晶;分子结构;π电子共轭长度   
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        发布时间：2020-08-12

        材料物理和化学

      • 王丹,马国靖,宋勇志,袁剑峰,邵喜斌
        2014, 29(6): 881-885. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.0881
        摘要：薄膜晶体管行液晶显示（TFT-LCD）面板制造行业中，取向膜涂布方式主要有2种：一种为传统印刷方式辊式涂布法，另一种为新型印刷方式喷墨印刷法。本文通过对这2种印刷方式的比较，着重介绍了新型喷墨印刷法容易产生的三大主要不良（直线形不良、印刷头宽线形不良以及云状灰度不良）及产生原因。在对三大不良产生的原因进行详细的实验测试、数据分析和理论研究工作下， 通过工艺调整并结合设备科学管控， 最终使不良发生率大幅下降，极大地提高了产品的品质，并为今后新产品的开发及相关理论的研究提供了很好的基础。  
        关键词：聚酰亚胺;取向膜;喷墨打印;Mura缺陷   
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        发布时间：2020-08-12
      • 景姝,王华,刘慧慧,杜晓刚,苗艳勤,潘成龙,周禾丰
        2014, 29(6): 886-892. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.0886
        摘要：采用结构为LiF/Al/F4-TCNQ/NPB的电荷产生层，制备出了双发光单元叠层有机电致发光器件（OLED：Organic Light Emitting Device）。通过对比实验发现当F4-TCNQ层的厚度为8 nm、Al层的厚度为5 nm时，电荷产生层产生电荷的能力较强且具有良好的透光率。基于此，本文制备了发光层为CBP：6%Ir（ppy）3的叠层OLED，通过与单发光单元OLED的性能比较发现：采用LiF/Al/F4-TCNQ/NPB作为电荷产生层制备的叠层OLED的最大电流效率与功率效率分别为51.6 cd/A、28.4 lm/W，为单发光单元OLED的2.16倍、1.8倍，此外采用这种结构的电荷产生层有效解决了叠层OLED由于工作电压高而导致功率效率并未得到提升的问题；另一方面，采用有机材料F4-TCNQ代替传统无机金属氧化物作为电荷产生层中的电荷产生部分，能够避免无机金属氧化物高温升华对Al层薄膜的破坏，提升了器件的效率并且降低了器件的roll-off现象。  
        关键词：电荷生成层;叠层;OLEDs   
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        发布时间：2020-08-12
      • 孙雷,张毅,胡兴凯,田浩
        2014, 29(6): 893-900. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.0893
        摘要：荧光粉转化法是目前制备白光LED的主流技术。但是商业化的荧光粉由于缺少红色部分或红色不稳定，使得制备出的LED灯泡颜色偏冷，因此研制低成本、性能稳定的红色荧光粉具有重要的意义。本项目以化学性质稳定、合成工艺温和的硼酸盐KZn4（BO3）3为基质，掺杂稀土离子来研究荧光粉的发光性能。通过高温固相法合成了一系列不同掺杂浓度的KZn4（BO3）3：Eu3+，并测试了XRD衍射图谱，发射和激发光谱。研究表明Eu3+离子倾向于占据Zn2+格位。同时，KZn4（BO3）3：Eu3+的最佳激发波长（393 nm）位于近紫外波段，适于用近紫外LED芯片激发来制备LED。 KZn4（BO3）3：Eu3+的最强发射峰位于590 nm，属于5D0-7F1跃迁。当发生浓度猝灭时，Eu3+-Eu3+离子间的临界距离为3 nm。该荧光粉的色坐标为（0.629 7，0.369 9），色饱和较高。该物质是一种潜在的可被用于LED照明用的红色荧光粉。  
        关键词：材料;发光二极管（LED）;荧光粉;稀土离子;发光性能   
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        发布时间：2020-08-12

        器件物理及器件制备技术

      • 王海宏,焦峰,马群刚
        2014, 29(6): 901-905. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.0901
        摘要：为了提高透明液晶显示器的透明度，降低后置光源功率，对透明液晶显示器所使用的彩膜的色度与透过率关系进行研究。首先通过选择适当的透过谱RGB三色色阻，制作10%NTSC及45%NTSC的彩膜样品，测试其白光透过率，然后制作透明显示展示柜，比较搭配不同色度域的彩膜的透明显示柜的透明效果。实验结果表明，通过选择性降低彩膜色阻色度，提高彩膜透过率从而实现高透明液晶显示器，并采用此种方案制作色度域为45%和10%NTSC的彩色透明液晶显示器样品，其白光透过率分别达到了10%和15%，制作的透明显示展示柜具有更好的透明效果。  
        关键词：透明液晶显示;彩膜;彩色滤光片   
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        发布时间：2020-08-12
      • 曲利新
        2014, 29(6): 906-910. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.0906
        摘要：为了判断TDICCD相机成像系统在温度循环试验中出现的故障原因，通过故障模式影响及危害性分析，建立了故障树。经排查分析和测试，判断故障部位是地址线表面贴装片式电阻。元器件可靠性中心通过电测和DPA，对该片式电阻进行了失效分析。检查结果表明，该片式电阻是由使用过程中的异常外力造成片式电阻器端电极局部脱落，并排除了该器件存在批次性缺陷的可能。异常外力的来源是电装操作人员在返修过程中焊接时间过长，热应力导致片式电阻器端电极局部脱落。改进措施为严格控制片式电阻焊接时间小于2 s。该故障定位准确，机理清楚，经试验验证，措施有效。  
        关键词：失效分析;电阻失效;故障树;端电极脱离   
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        发布时间：2020-08-12
      • 杨小艳,沈志华,吴胜利
        2014, 29(6): 911-915. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.0911
        摘要：提出一种新型结构的表面传导电子发射导电薄膜，该导电薄膜在中间位置向内有凹陷，基于电形成过程中焦耳热引起薄膜龟裂的原理，会在凹陷附近诱导纳米级裂缝形成，控制纳米裂缝形成位置。分析了此结构导电薄膜对裂缝产生位置的影响及2种不同电形成方法对裂缝形貌的影响，测试了电子发射性能，得到了发射电流特性曲线和发光图像。实验结果表明，这种新型导电薄膜能一定程度上控制纳米裂缝的形成位置，有利于改进表面传导电子发射的均匀性，在阳极高压2.0 kV、阴极板电子发射单元施加的器件电压14 V时，新型结构导电薄膜实现了均匀发光，发射电流最大为18 μA。  
        关键词：表面传导电子发射;内陷型导电薄膜;电形成   
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        发布时间：2020-08-12
      • 占红明,徐征,董学,陈明,金雄,布占场,邵喜斌,李成圭
        2014, 29(6): 916-921. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.0916
        摘要：为了改善彩色液晶显示器件的色差，提升画面品质，针对（128，192，192）灰阶图形下色差的问题，对色差产生的机理进行了分析。模拟了RGB三色像素透过率对该图形下色差的影响。通过分别调整RGB彩膜膜厚，不仅相对调整了三色像素下的液晶盒层厚，而且还调整了三色像素的透过率，改善了RGB的Gamma曲线，对色差进行了补偿优化。实验结果表明，增加G像素和减小B像素的液晶盒层厚，对色差有明显补偿改善效果；同时，当RGB膜厚保持不变时，色差与液晶层厚呈正比关系，液晶层厚每减小1%时，色差约降低0.2。当RGB三色液晶盒层厚从（3.47，3.38，3.4） μm分别调整到（3.5，3.45，3.36） μm和（3.5，3.44，3.28） μm时，（128，192，192）灰阶图形下样品色差平均值从13.8分别降低到12.8和12。通过分别调整RGB彩膜膜厚，相对调整了三色像素下的液晶层盒厚和液晶量调节，可以一定程度优化补偿色差。  
        关键词：色差;液晶显示;层厚;灰阶   
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        发布时间：2020-08-12
      • 岱钦,邬小娇,吴杰,毛有明,乌日娜
        2014, 29(6): 922-925. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.0922
        摘要：设计制作了PM597染料掺杂手性向列相液晶器件，研究了其激光辐射行为。混合激光染料PM597、手性剂S-811、向列相液晶TEB30A，制成平面态织构的手性向列相液晶激光器件。采用固体Nd：YAG倍频 532 nm 波长激光作为抽运光，在光子禁带短波和长波边沿同时获得波长分别为571.1、615.5 nm的激光输出。对于器件产生激光辐射的机理，采用光子态密度理论进行了分析，根据实际样品各成分的配比，模拟出态密度随波长的变化曲线。在器件中，光子禁带边沿处光子态密度最大，此处器件阈值较低，容易产生激光辐射。  
        关键词：手性向列相液晶;染料掺杂液晶激光器;光子态密度;光子禁带   
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        发布时间：2020-08-12

        器件驱动与控制

      • 陆欣云,陈巍,张军
        2014, 29(6): 926-932. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.0926
        摘要：为了适应不同场合对LED点阵控制器的需求，实现能方便调整控制器的各种功能参数，介绍一种基于FPGA器件，以FSM方式实现的LED点阵系统控制器。该控制器的主要控制电路都在一个FPGA器件中综合实现，内部主要由串口通信模块、双口RAM模块、显示数据处理与传输模块、工作时钟发生器模块等四大模块构成。双口RAM模块由可参数化宏功能模块定制而成，其他模块以Verilog语言描述内部逻辑。控制器与驱动电路之间采用08接口相连，控制器与PC监控中心通过RS-232串口形式进行数据传输。通过在Quartus Ⅱ平台上仿真及下载验证，控制器能实时地接收串口数据，实现文字和位图的显示功能。该控制器具有硬件简洁、扩展方便、可靠性高等优点。  
        关键词：LED点阵控制器;FPGA器件;有限状态机;仿真   
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        发布时间：2020-08-12
      • 杨亮,邓春健,宋喜佳
        2014, 29(6): 933-938. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.0933
        摘要：为了实现多种智能设备之间低带宽高画质的屏幕内容分享，设计了一种基于嵌入式平台大屏幕内容分享系统。该系统由跨平台客户端及基于嵌入式平台的服务器端两部分组成，针对传统屏幕内容分享系统占用带宽大、不适合分享高分辨率视频信息的缺点，提出了一种基于场景识别的码率自适应调整算法，该算法采用H.264编码方式，能够根据网络拥塞状况及当前屏幕的应用场景对H.264码率进行自适应调整，以达到节约带宽、提高画质的目的；另一方面，服务器端基于嵌入式平台，采用多线程并发设计，将视频的接收、解码、显示分线程独立处理，在提高程序的健壮性的同时降低了程序的耦合性。实验结果表明，该系统支持720 p高分辨率视频信息共享，具有成本低、占用带宽小、实时性高的优点。  
        关键词：屏幕内容分享;嵌入式;Linux;H.264   
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        发布时间：2020-08-12
      • 张传胜
        2014, 29(6): 939-943. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.0939
        摘要：为了满足激光器控制系统对波形发生装置的需求，设计了基于S3C2440处理器和Altera公司的FPGA芯片的可视化多功能波形发生器的平台，对该平台所采用的DDS合成算法进行仿真。使用S3C2440处理器直接驱动TFT液晶屏和四线电阻触摸屏建立硬件平台，利用VHDL语言编写与处理器的数据接口，并利用IP库定制合适的DDS器件，按照输入的选项和参数，通过DDS生成频率和相位，通过DAC0832生成振幅，形成需要的波形信号。测试结果表明，该平台通过触屏输入参数，并完成波形数据曲线的生成及显示输出，与传统的函数发生器方法相比具有适用性好、使用方便、成本低廉的优点。该平台可以满足激光器控制系统的实际需求。  
        关键词：S3C2440;DDS;波形   
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        发布时间：2020-08-12
      • 高伟林,曹峰,佟川,郭超
        2014, 29(6): 944-949. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.0944
        摘要：为了适应机载液晶显示器向低功耗、高集成度发展的趋势，提出了一种基于Zynq可扩展处理平台的图形生成电路实现方法。该方法以Zynq为核心搭建硬件平台，使用Zynq集成的ARM处理器执行图形生成算法运算，配合可编程逻辑资源，按照一种三缓冲机制对DDR3 SDRAM帧存数据进行缓冲处理，实现图形的实时生成。采用本设计可以生成多种分辨率的机载图形画面。实验结果表明，当生成分辨率为1 024×768的EFIS电子飞行显示系统画面时，帧率可达74 fps，能够满足机载液晶显示器高性能实时显示需求。  
        关键词：Zynq可扩展处理平台;图形生成;DDR3SDRAM帧存;三缓冲机制   
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        发布时间：2020-08-12
      • 杨立身,张安伟,王磊,刘康
        2014, 29(6): 950-956. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.0950
        摘要：为了创建一个高效、直观、支持多任务的嵌入式图像开发平台，建立了基于μC/OS_Ⅱ、μC/GUI、STM32、ILI9320液晶屏的嵌入式实验环境，对μC/OS_Ⅱ和μC/GUI的整合移植方法进行研究，并针对μC/GUI的中文支持欠缺和屏幕刷新率低等不足进行优化。研究了μC/OS_Ⅱ、μC/GUI的组织架构，针对μC/OS_Ⅱ与CPU任务切换密切相关的文件进行改写，同时在μC/OS_Ⅱ成功移植的基础上对μC/GUI进行进一步的移植操作，包括修改与μC/OS_Ⅱ相关的文件，改写μC/GUI底层与LCD驱动密切联系的函数。在μC/GUI成功移植的基础上对其字库文件进行改写，加入中文字库；对μC/GUI的画点、画线、矩形填充函数进行修改，提高液晶屏的屏幕刷新效率。实验结果表明，所创建的4个任务切换正常，中文正常显示，同时像素填充率由之前的996 080/s上升到优化后的1 629 060/s。μC/OS_Ⅱ与μC/GUI能正常地协同工作，优化带来了μC/GUI性能的提升。  
        关键词：μC/OS_Ⅱ;C/GUI;整合;优化   
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        发布时间：2020-08-12
      • 左洋,龙科慧,周磊,乔克,刘金国,刘兵
        2014, 29(6): 957-962. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.0957
        摘要：针对航空航天领域中高精度、高转速光电轴角编码器的性能检测问题，设计了一种基于航天级光电编码器的快速地检系统显示功能。系统可同时对多台光电编码器信号进行采集、处理、通信和显示，以DSP+CPLD为核心处理模块，CPLD控制高速A/D对光电编码器信号的采集与粗码数据锁存，DSP负责处理编码器精粗码信号和数据通讯与显示功能。经处理过的数据信息由自定义的通信接口通过双口RAM进行传输，利用外部按键控制LCD分别显示出从RAM中读取的每台编码器二进制和度分秒形式的角度位置信息。实验结果表明，该系统可同时处理多台编码器信号数据，并实现数据传输通信和显示功能，实时性好，可视性强，并且系统显示功能还可进一步扩展。  
        关键词：光电编码器;地检系统;显示;双口RAM;LCD   
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      • 潘卫卫,郑常宝,高杰,马昕晨
        2014, 29(6): 963-968. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.0963
        摘要：为了将光伏控制逆变一体机的运行参数实时显示出来，本文介绍了基于STC12C5A60S2， JLX12864液晶屏组成的光伏控制逆变一体机的人机接口模块。给出了液晶显示模块的硬件电路，分析了液晶显示控制的软件编程，并在硬件电路中增加了人体红外感应模块，实现液晶屏的背光控制。介绍了液晶模块与光伏控制逆变一体机之间的通信原理及通信软件编程，实现光伏控制逆变一体机工作数据的实时显示，并将数据存放于STC12C5A60S2单片机的EEPROM中，实现断电后的数据保护。此模块已成功应用于光伏控制逆变一体机设备并进行相关实验测试。实验结果表明，人机接口模块可以比较稳定地实时显示光伏控制逆变一体机的运行参数，具有一定的实用价值和参考价值。  
        关键词：STC12C5A60S2;JLX12864;液晶显示;红外感应;通信   
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        发布时间：2020-08-12
      • 刘飞,王瑞光,陈伟
        2014, 29(6): 969-975. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.0969
        摘要：针对目前国内市场上基于局域网或者485总线的多异步LED显示屏管理系统存在的屏幕分布地理范围受限、布线成本高昂、用户只能本地操作、一个系统只能管理一种业务等问题，设计并实现了一种基于互联网技术的开放式多业务多用户多屏幕集群管理系统。系统基于Internet网络设计了一个数据中转服务器和一个媒体服务器作为用户和异步LED显示屏之间通信的桥梁，并在数据中转服务器上对客户公司、用户、屏幕及其关联关系的信息维护搭建了关系数据库，同时设计了一套可扩展的分层通信协议，并给出了一种高性能的中转服务器实现方法，还设计了客户端和异步终端软件的可复用架构。经过测试系统能够稳定高效运行，实现了多用户在任意可接入互联网的地理位置对多块异步LED显示屏进行远程实时控制。  
        关键词：异步LED显示屏;集群管理;数据中转服务器;Boost库   
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        发布时间：2020-08-12
      • 李鹏飞,许金凯,韩文波,宋鸿飞
        2014, 29(6): 976-981. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.0976
        摘要：为了降低野外对空中观测实验的复杂度和成本，设计了基于VGA接口液晶显示屏的通用空中目标室内模拟仿真平台，并对该平台所采用的基于空间位置/大气密度的空中目标形态/能量实时更新模拟算法进行研究。平台由S3C2440处理器和VGA接口组成，在每一时刻计算模拟目标的瞬时高度、距离、速度，结合这些参数并依据大气密度变化和能量制约算法，实时生成模拟目标的显示位置和尺寸大小，并通过VGA接口把模拟目标显示在液晶屏上。测试结果表明，利用该平台对空中的目标模拟，与传统的野外实测相比降低了90%以上的成本，且具有可随意变更观察目标和实验重复性好的优点，能满足在单一背景下模拟空中目标的需要。  
        关键词：VGA;空中目标;模拟器   
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        发布时间：2020-08-12
      • 陈洪财,李翔
        2014, 29(6): 982-988. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.0982
        摘要：从传输线电压与电流方程出发，对显示阵列的2T1C型驱动电路，建立了等效电路模型。在综合考虑栅信号传输电路中多种参数的基础上，求解了栅信号电压函数表达式；仿真并计算了栅信号延迟对液晶显示屏尺寸、显示分辨率及栅信号电极材料的依赖关系；解决了复杂参数下的栅电极信号求解难题，为显示屏尺寸、显示分辨率、材料参数要求提供理论计算依据。  
        关键词：栅电极;信号延迟;方程式   
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        发布时间：2020-08-12
      • 华国环,刘清惓
        2014, 29(6): 989-996. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.0989
        摘要：为了分析PDP列驱动芯片的能量恢复效率，提出了2种分析模型。DPLD（double-channel p-type lateral extended drain MOS）管是列驱动芯片中能量恢复电路的核心元器件。CRC（电容-电阻-电容）等效电路模型适用于漏电流能力较弱的DPLD管；VCCS（压控电流源）模型适用于漏电流能力较强的DPLD管；测试结果显示CRC和VCCS模型都具备较高的精度，模型误差分别是2.26%和4.04%。CRC模型揭示了影响列驱动芯片能量恢复效率的因素有3个，分别是：充电时间、沟道电阻、负载电容。2种模型分析的对比结果表明，沟道电阻对列驱动芯片的能量恢复效率影响很大，使用较小沟道电阻的DPLD管可以显著提高PDP列驱动芯片的能量恢复效率。CRC和VCCS模型可用于精确预测列驱动芯片的能量恢复效率。  
        关键词：分析模型;PDP列驱动芯片;DPLD管;寻址功耗;能量恢复效率   
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        发布时间：2020-08-12

        成像技术与图像处理

      • 刘翔,杨鑫,王蕾
        2014, 29(6): 997-1002. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.0997
        摘要：为克服基于码本模型的目标检测算法在光照变化条件下对检测结果产生的影响，提出了一种融合卡尔曼滤波思想的改进码本算法。该方法在计算图像像素亮度变化时选用了YUV颜色空间，使空间坐标轴与亮度变化方向一致，使亮度变化的计算量平均下降了44.9%。同时在建立码本模型时为每个像素初始化一个卡尔曼滤波器，该滤波器利用前后两帧图像亮度信息预测与修正当前像素值，对光照变化有较好的适应性。仿真实验结果表明，该算法与YUV码本模型、RGB码本模型以及GMM算法相比在亮度变化的条件下对噪声的抑制作用更强，体现出更好的自适应性。  
        关键词：目标检测;码本模型;卡尔曼滤波   
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        发布时间：2020-08-12
      • 王林波,王延杰,邸男,金明河
        2014, 29(6): 1003-1009. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1003
        摘要：视觉测量系统中圆形标志点中心定位的精度易受噪声的影响。为了增强其抗噪性从而提高定位精度，提出了一种利用几何特征以降低噪声干扰的中心定位算法。首先将自适应阈值分割法与质心法相结合，对点目标进行圆心粗定位。利用粗定位的圆心和半径对Canny算子检测到的边缘进行半径约束，以消除孤立点和噪声点。然后根据理想的圆成像后边缘点分布的几何特征和链接规律，采用一种基于分区原理的方法获取点目标的理想边缘。最后，采用Zernike正交矩对像素级边缘点进行亚像素定位，并用最小二乘椭圆拟合法计算得到中心坐标。实验结果表明，该方法的定位精度可以达到0.023 7 pixel，算法的运行时间为2～3 ms，基本满足测量系统对于圆形标志点中心定位在精度、稳定性和实时性上的要求。  
        关键词：视觉测量;边缘检测;几何特征;Zernike矩;椭圆拟合   
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        发布时间：2020-08-12
      • 吴广志,张晗盛,茆文艺
        2014, 29(6): 1010-1015. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1010
        摘要：全息激光投影技术相比传统图像显示技术有突出的优势。作为全息激光投影技术的关键图像处理算法--相位恢复算法，算法的收敛速率和精度都有待提高，在实际计算中它们的效果不够理想，甚至不能保证迭代过程总收敛到正确解。基于此，本文提出了基于并行结构的相位恢复算法（PGSGA）。该方法思路是对多个初值进行并行运算，不断“筛”出最优结果来对GS算法进行加速。仿真实验证明，该算法在收敛速率和恢复的灰阶图像质量等方面具有优越性。  
        关键词：全息术;视频全息投影系统;相位恢复算法;纯相位全息图;GS算法   
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        发布时间：2020-08-12
      • 杨亚威,李俊山,张士杰,芦鸿雁,胡双演
        2014, 29(6): 1016-1023. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1016
        摘要：鉴于生物视觉特征对于图像的良好表征能力，提出了一种基于生物视觉特征的无参考型图像质量评价方法。对生物视觉ST模型进行了研究和分析，完成了对图像的稀疏化表示；利用最小二乘支持向量机回归方法训练生物视觉特征到图像质量的映射关系，获得能够预测图像质量的回归器；通过学习的回归器完成了对图像质量的评价。基于LIVE图像库的实验结果表明，该方法对于特定失真和交叉失真的预测误差分别为2%和5%左右，并且与目前技术条件下的质量评价方法相比具有很好的精确性和单调性。  
        关键词：无参考型图像质量评价;生物视觉模型;标准模型特征;最小二乘支持向量机;失真图像   
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        发布时间：2020-08-12
      • 黄妍妍,高宝红,张海涛,康军广
        2014, 29(6): 1024-1031. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1024
        摘要：LCD液晶屏是对表面洁净度有严格要求的部件，基于数字图像处理的残留液晶识别方法能够定量、客观地评价表面的洁净度。针对复杂背景图像中残留液晶难以准确识别的问题，本文提出并实现了有效的图像处理流程和算法，包括分割、边缘连接、图像填充、去除多余边界以及噪声等操作。提出了一种边缘连接算子，在对图像进行分割后，将不连续的图像边界连接为闭合，为图像填充奠定基础。提出并实现了一个基于二叉分类方法的模式分类器，用于对污染物几何形状进行自动识别。实验表明，针对单一背景残留液晶的识别与分析方法能够精确获得残留液晶边缘，并且控制了噪声的干扰；针对复杂背景残留液晶识别与分析方法能够对背景存在明显差异的特定类型图像进行准确的处理。  
        关键词：图像处理;污染物识别;模式识别;液晶屏   
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        发布时间：2020-08-12
      • 朴永杰,徐伟,王绍举,陶淑苹
        2014, 29(6): 1032-1041. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1032
        摘要：使用多次曝光法进行高动态范围视频获取时，需要将多幅低动态范围（LDR）图像进行快速融合，并满足视频融合系统的实时性要求。本文提出了一种改进的快速多分辨率塔形分解融合算法，在不降低原有算法融合质量的前提下极大减少计算量。算法分别从金字塔分解卷积核、高斯系数扩展插值方法、拉普拉斯系数融合规则、高斯系数融合规则等方面进行改进，简化了塔形分解、融合和重构过程。该方法应用在某运载火箭视频采集系统中，实验结果表明，该改进算法稳定性强，融合质量高，并极大地减少了计算量，运算速度提高了10倍以上，在TMS320DM642 DSP上一帧512×512图像的融合时间约为8.9 ms，满足25 fps高动态范围视频融合的实时性要求。  
        关键词：高动态范围视频;HDR;多曝光;图像融合;塔形分解   
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        发布时间：2020-08-12
      • 叶程,刘真,张建青,吴明光
        2014, 29(6): 1042-1049. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1042
        摘要：环境照度和手机屏幕亮度是影响手机显示性能的两大影响因素。本文选取14个不同的环境照度水平对手机的亮度自动调节功能进行测试，根据测试结果选取24组有代表性的环境照度和手机亮度组合进行手机屏幕显示质量主观评测，在主观评测的基础上选取12组环境照度和手机亮度组合对手机屏幕的显示质量参数进行测量，并综合主观评测结果与质量参数测量结果分析得到最优的环境照度与手机亮度组合。主观实验结果表明：在环境照度不变的情况下，适当地提高手机的自动调节亮度能有效改善手机的显示效果；不同环境照度下的手机亮度最优值不同。显示质量参数测量实验表明：在环境照度不变的情况下，适当地提高手机的自动调节亮度后手机屏幕的亮度对比度、色彩饱和度及色域范围均有明显提升。  
        关键词：视觉;色彩与视觉科学;环境照度;手机亮度;显示质量;多项式拟合   
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        发布时间：2020-08-12
      • 宋超,王瑞光,冯英翘
        2014, 29(6): 1050-1056. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1050
        摘要：针对显示器图像颜色复现问题，提出了一种基于图像质量评价和图像分割-融合策略的色域映射算法。详细分析了各类色域映射算法的特点并选取4种算法作为基本色域映射算法。提出了一种色域映射图像质量评价算法，并选用SLIC超像素算法对源图像分割。使用基本色域映射算法对源图像进行映射处理，并计算每个分块内各映射图像与源图像的相似度。根据每个图像分块的相似度，对基本色域映射图像进行选择综合处理并融合成最终图像。最后以LED显示屏和LCD显示器为例，对本文提出的算法和其他基本色域映射算法进行主观评价对比实验。实验结果证明本文算法在图像颜色保真效果上要明显优于其他算法，但是在计算速度上仍有待优化。  
        关键词：图像质量评价;显示器;色域映射;LED显示   
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        发布时间：2020-08-12
      • 李晓杰,任建伟,李宪圣,孙景旭,万志,刘洪兴
        2014, 29(6): 1057-1064. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1057
        摘要：依据实验室辐射定标实验，校正反射式拼接CCD相机由渐晕现象引起的图像非均匀性。通过分析反射式拼接CCD相机成像非均匀性产生机理，明确焦平面辐照度非均匀性是造成相机图像非均匀性的主要原因；分别进行“单片CCD辐照度响应度定标”和“整机均匀性定标”实验；依据定标结果所得出的入射辐射亮度和在该亮度下每个像元实际接收到的辐射照度之间的关系，设计校正算法，得出每个像元的渐晕校正因子，实现渐晕图像非均匀性校正。校正结果显示：在一定入射辐射亮度范围内，原始积分球定标渐晕图像的非均匀性大于16%，用校正因子校正后，输出图像非均匀性下降到1%以内。经过非均匀性定标和校正的相机用于外场成像也取得了符合工程需要的满意效果。  
        关键词：反射式拼接相机;辐射定标;非均匀性校正;渐晕   
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        发布时间：2020-08-12
      • 陈东成,朱明,郝志成,刘剑
        2014, 29(6): 1065-1070. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1065
        摘要：由于Camera Link相机具有接口复杂、传输距离近等局限性，设计并实现了一种基于FPGA的Camera Link转HD-SDI接口转换系统。该系统采用Altera公司的EP2S60F1020高性能FPGA完成图像数据的采集并按SMPTE 274M标准编码；为解决Camera Link相机输出数据同HD-SDI输出图像行、场时间不同的问题，采用3片SDRAM作为帧缓存模块，延迟1帧输出；编码完成的数据输出到并串转换芯片LMH0030，从而得到HD-SDI格式的视频输出。由于Camera Link相机输出数据同HD-SDI输出图像的帧频并不绝对相同，每隔708帧必须丢去一帧数据，从而导致输出时固定丢帧，但FPGA对图像的处理并不会丢帧。实验结果表明，本系统能够将Camera Link相机输出的图像数据转换成HD-SDI输出，并用采集卡采集到图像数据。  
        关键词：Camera Link;转换;FPGA;SMPTE274M;HD-SDI   
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        发布时间：2020-08-12

        测试技术

      • 王嘉辉,邓玉桃,黎奕宁,林隽,何冠荣,周延桂,范杭,梁浩文,苏剑邦,周建英
        2014, 29(6): 1071-1076. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1071
        摘要：为了更系统、科学地评价眼镜式立体设备的显示质量，本文对目前主流的眼镜式3D显示器进行串扰率、亮度、对比度、色温、色域的测量。首先，根据眼镜式立体设备的成像原理设计相关的测试方案。测试结果表明，色分式3D显示器左眼串扰为3%，右眼为9%，偏振式3D显示器水平方向串扰最低为1.79%，垂直方向串扰呈振荡分布，时分式3D显示器的串扰最低，达0.37%；眼镜式3D显示器的亮度在3D模式下均发生较大程度的下降，其中时分式3D显示器在3D模式下亮度仅为6.97 cd/m2，其对比度也随之发生大幅下降；色域方面，时分式显示器在3D模式下色域覆盖率为72.7%，相比2D模式存在明显下降，而色分式3D显示器在3D模式下的色域覆盖率最小，仅为0.3%。上述数据可为设备的选择和产品性能的优化提供有益参考作用。  
        关键词：显示效果评价;眼镜式3D显示;串扰率;3D测量   
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        发布时间：2020-08-12
      • 景亚霓,滕支刚,魏志芬
        2014, 29(6): 1077-1082. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1077
        摘要：利用稳态SCLC法和阻抗谱法测量了由溶液工艺制备的Tips-PEN薄膜的空穴迁移率，并对两种方法的测试结果进行比较和分析。测试样品是p+Si/PEDOT：PSS/Tips-PEN/Ag构成的单载流子器件。稳态SCLC法测试的器件Tips-PEN厚度为87 nm，得到零场迁移率和场依赖因子分别为1.21×10-5 cm2/（V·s）和0.002 4 （cm/V）1/2；阻抗谱法测试的器件Tips-PEN厚度为827 nm，得到零场迁移率和场依赖因子分别为1.219×10-5 cm2/（V·s）和0.003 47 （cm/V）1/2。稳态SCLC法得到的场依赖因子较小，呈现较弱的场依赖关系，其原因是为得到无陷阱模式下的稳态SCLC需要施加的电场远远高于阻抗谱测量时的电场，以至于注入较高的载流子浓度。这一结果显示了在较高载流子浓度下迁移率与场的依赖变弱，与理论模型和模拟预测的趋势一致。  
        关键词：Tips-Pentacene;空间电荷限制电流;阻抗谱;迁移率   
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        发布时间：2020-08-12

        液晶显示LED背光技术专栏

      • 刘芬,吕国强,冯奇斌,张喜条
        2014, 29(6): 1083-1089. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1083
        摘要：为了解决现有调光算法存在节能率低和溢出失真率高的问题，本文提出了一种高节能、低溢出率的动态调光算法。在综合考虑液晶显示器中背光亮度和像素亮度对最终显示效果存在非等效影响的实际情况下，将输入图像灰阶亮度作一定的预处理后再进行图像背光亮度计算，并且采用带有权重的线性调节方式来进行液晶像素的补偿计算。与常见调光算法的平均节能11.9%和平均溢出率12.34%相比，本文算法的平均节能可达22.15%，而溢出失真率降低至9.95%。在工程样机上对50幅图像进行了实际测试，与采用常见调光算法的显示器相比，采用本文调光算法的显示器在获得更高节能率的同时，保持了较好的显示质量，没有明显的亮度下降。  
        关键词：调光技术;背光;节能率;溢出率   
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        发布时间：2020-08-12
      • 张磊,李亚妮,陆吕晨,吕国强
        2014, 29(6): 1090-1095. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1090
        摘要：为了有效解决液晶显示中背光能耗与显示质量的矛盾，在综合分析了灰度直方图和主灰度等图像特征与图像背光关系的基础上，提出了一种基于这些特征的调光算法。首先统计输入图像像素灰度的平均值，并依据平均值将图像划分为3种类型；然后统计图像的灰度直方图和主灰度等特征值；最后采用多元回归分析方法分析图像特征与背光之间的关系从而确定背光公式系数，再依据公式计算背光调光亮度。对该算法使用30幅典型图像进行了仿真测试，实验结果表明调光效果指数DEI为0.95，平均节能率为28.22%。与其他算法相比，本文算法具有较高的节能率和较好的显示效果，较好地平衡了显示效果和节能率的矛盾。  
        关键词：调光;背光;主灰度;多元回归分析;DEI   
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        发布时间：2020-08-12
      • 方旭东,李亚妮,冯庆刚,施祖传,冯奇斌
        2014, 29(6): 1096-1100. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1096
        摘要：液晶显示具有对比度和能效不高的问题。动态调光可以有效提高液晶显示对比度，降低能耗。对调光算法进行显示效果和节能率的综合评估才能有效降低该技术的开发风险，进行有针对性的改进和优化。目前尚没有统一的评估方法。本文介绍了现有的主流调光算法，结合峰值信噪比、结构相似性、互相关3个参数，提出评价显示效果的显示效果指数。综合节能率，提出平衡显示效果和节能率的调光效果指数。选取了6类不同亮度和对比度的图像对多种调光算法计算了调光效果指数，分析了各类算法的适用性。  
        关键词：动态调光;算法评估;节能   
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        发布时间：2020-08-12
      • 李德君,刘刚,吕国强,方旭东,冯奇斌
        2014, 29(6): 1101-1105. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1101
        摘要：为减少混光距离进而获得超薄直下式LED背光模组，提出一种具有逆棱微结构的扩散板。对这种逆棱微结构进行了光学理论分析，证明了该结构在降低混光距离方面具有可行性。对逆棱微结构扩散板的光学效果进行了实验验证，并用于81.3 cm（32 in）LED背光模组。实验结果表明：该结构扩散板可有效增大灯影光圈，相对无结构扩散板，光圈直径增大约10%；在达到相同混光效果时，具有该结构扩散板的混光高度降低；采用该逆棱微结构的扩散板的背光模组混光高度由13 mm降低至11.8 mm。采用具有逆棱微结构的扩散板有助于实现LED背光模组的超薄设计。  
        关键词：直下式LED背光模组;环形逆棱镜微结构;超薄设计   
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        发布时间：2020-08-12
      • 吴丽,沈健,徐立国
        2014, 29(6): 1106-1110. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1106
        摘要：通过理论分析，在窄色域液晶屏的背光中选择合适谱线的RGB三基色LED背光，可以将显示器的色域从40%提升至70%。试验结果与理论相符合，但是三基色直下式背光的混光比为1.3：1，比全白灯背光的1：1大。在三基色LED背光中加入LED白灯，能够降低混光比。白光灯的亮度逐步增加时，色域会降低。当色域从70.2%下降到63.7%时，白灯发出的亮度占总亮度的30%，混光比也降低为1.1：1。  
        关键词：LED背光;显示品质;混光比   
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        发布时间：2020-08-12

        图像处理技术专栏

      • 贺柏根,刘剑,刘伟宁,郝志成
        2014, 29(6): 1111-1116. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1111
        摘要：图像跟踪是图像处理领域研究较多也比较关键的技术之一。随着微电子技术不断发展，在光电经纬仪、机载光电平台等图像跟踪应用领域对视频跟踪器系统的要求越来越高，当前视频图像帧频偏低已对伺服系统传输带宽形成不小制约，而高帧频图像又有视频传输的瓶颈。为了解决这一问题，本文设计了一款基于TMS320C6455+FPGA+SDRAM的图像跟踪系统。本系统通过FPGA控制SDRAM对视频图像进行缓存后输出，达到视频降频输出的要求，以解决高帧频图像数据量大难以实时传输显示的问题，同时通过对相关跟踪算法做进一步优化使其满足100 frame/s视频的实时跟踪要求。实验证明该系统工作有效稳定，能满足工程实际需求。  
        关键词：目标跟踪;TMS320C6455;SDRAM;图像处理   
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        发布时间：2020-08-12
      • 吴笑天,鲁剑锋,王宇庆,陈典兵
        2014, 29(6): 1117-1123. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1117
        摘要：无人机视频数据的实时压缩处理是无人机的关键技术之一。本文以DM368为核心处理器，以嵌入式Linux为板级操作系统，设计出一套可供无人机使用的低功耗视频实时压缩系统。与传统的嵌入式视频H264软件编码压缩系统相比，本系统依赖DM368内嵌的视频协处理硬核处理H264编码，具有功耗低，处理延迟小，外部电路简单等诸多优势。同时系统以嵌入式Linux为板级操作系统，实时性强，可稳定高效的管理视频采集、硬核调度、串口通讯、数据输出等诸多任务。试验结果表明，本系统在处理PAL制式为视频源的H264编码任务时，平均功耗仅为1.5 W，具有功耗低、成本低、体积小、重量轻、实时性强等诸多优势，能够满足无人机视频压缩的应用需求。  
        关键词：无人机;DM368;视频压缩;H264编码   
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        发布时间：2020-08-12
      • 姚志军,韩秋蕾
        2014, 29(6): 1124-1130. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1124
        摘要：为了实现激光制导动靶照射光斑的精确测量，建立了高精度相对测量系统。对光斑检测、精准时序控制及动靶跟踪等主要问题做了深入的研究。首先介绍光斑检测的原理和实现，保证在不同的光照条件下均可快速、有效地检测到光斑；然后采用精准时序控制技术实现光斑信号及图像的同步采集，完成激光编码方式的监测；最后采用可见传感器跟踪靶板，红外传感器采集光斑图像，针对草原背景复杂、对比度低等情况，采用有向边缘算子及直线段检测算法检测靶板边缘，利用轨迹预测算法保证靶板跟踪的稳定性，完成激光光斑照射精度的精确检测。通过外场实验证明，该系统能够自动对光斑的时序特性和空间特性进行测量，时序精度达到0.04 μs，位置精度达到0.07 mrad。能够满足动靶照射精度稳定跟踪、精确测量的要求。  
        关键词：激光光斑;激光编码;精准时序;动靶   
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        发布时间：2020-08-12
      • 孟勃,韩广良,李波
        2014, 29(6): 1131-1138. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1131
        摘要：提出了一种多目标跟踪目标态势显示、目标自动告警的雷达告警态势图。通过可见光探测装置来被动地发现目标，获取目标的视频图像和方位信息，采用数字图像处理和模式识别的方法，来计算所跟踪目标的各种图像信息及运动信息，生成目标态势，以实现雷达的部分功能，并结合全景图成像技术，通过雷达告警态势图的方式在显示设备上实时显示、告警。采用数字图像处理技术及目标识别算法进行目标测距，取代光电跟踪系统中较为昂贵的激光测距仪。通过小型舰船实验证明，这种图像测距的方法同样可以取得较为理想的效果，尤其是针对中长距离的目标，系统可以实现较为准确、稳定的跟踪，同时，这种方法有效地降低了系统的成本。  
        关键词：光电系统;目标跟踪;态势;测距;目标识别   
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        发布时间：2020-08-12
      • 田睿,陈春宁,邸男,孙海超
        2014, 29(6): 1139-1143. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1139
        摘要：介绍了一种应用在空间项目中，可以对合作目标进行自动识别和测量的CMOS相机系统。相机系统以E2V公司生产的EV76C560AR为图像传感器；以V4系列FPGA和C67x系列DSP为图像处理核心。文中着重描述了相机系统中数据流的处理过程，包括图像压缩，多通道数据交换，数据通讯。使用FPGA实现图像数据流的H.264格式压缩；用FPGA控制RT端实现相机系统在1553B总线上的信息通讯；有限状态机实现了图像数据流在FPGA、DSP和SRAM间的交换。此相机测量系统已经在初样载荷上稳定工作。  
        关键词：FPGA;H.264;状态机;1553B总线   
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        发布时间：2020-08-12
      • 姜瑞凯,哈清华
        2014, 29(6): 1144-1150. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1144
        摘要：立体显示可以为观察者提供场景中物体的深度信息，并使观察者有身临其境的感觉。为了搭建低成本可应用于辅助远程操纵的实时画面立体显示系统原型，利用双目网络摄像头和立体显示设备，在未对相机标定情况下，采用非标定立体校正的方法，设计了一套实时立体显示系统，提供了色差式和快门式2种立体显示方式，并通过MOS方法对系统的立体显示效果进行了主观评价。实验结果表明，经过立体校正后的左右摄像头图像行是对准的。在使用了多线程技术对左右图像并行处理的情况下，系统输出立体图像的帧频从21 Hz提高到了30 Hz，满足实时性的要求。在立体显示效果评价中，色差式和快门式立体显示分别得到了7.67分和9.08分，说明立体效果基本令人满意。  
        关键词：立体显示;非标定;立体校正;网络摄像头;双目   
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        发布时间：2020-08-12
      • 刘伟宁
        2014, 29(6): 1151-1155. DOI: 10.3788/YJYXS20142906.1151
        摘要：研究了图像匹配算法原理，并分析了不同匹配算法类型。根据灰度特征编码的原理，给出了编码流程以及匹配算法FPGA实现，在试验中进行了FPGA编码并实现了改进的中值滤波算法和灰度特征编码匹配算法。在各种背景环境条件下，利用该算法对可见光视频图像和红外图像的匹配效果进行了试验，实验证明，该匹配跟踪算法容易进行硬件实现，能够达到提高系统实时性的要求。  
        关键词：目标跟踪;DSP;复杂背景   
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        发布时间：2020-08-12
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