CN101184196A - 一种机顶盒上使用的多条件接收支持的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了机顶盒上使用的多条件接收支持的系统和方法，该方法使用于由中间层、软件开发包模块和可移植的应用编程接口模块构成的机顶盒系统中，所述中间层包括视音频控制对象、服务信息引擎对象、条件接收对象接口，该方法包括授权管理信息后台处理和播台处理两个并行的流程。本发明的机顶盒上使用的多条件接收支持系统，包括中间层和可移植的应用编程接口模块，中间层进一步包括：视音频控制对象和条件接收对象接口；服务信息引擎对象，用于通过解析服务信息表格，得到条件接收的相关控制信息；所述可移植的应用编程接口模块用于支持视音频的播放、服务信息和条件接收数据的接收、智能卡数据的传送、解扰器的使用、操作系统的调用。

Description

一种机顶盒上使用的多条件接收支持的系统和方法

技术领域

本发明涉及多条件接收支持技术，尤其是一种机顶盒上使用的多条件接收支持的系统和方法。

背景技术

随着全国有线电视数字化进程的加快，机顶盒正成为炙手可热的产品，但是机顶盒却不能当作普通商品放在商场里出售。因为机顶盒都是为特定的营运商定制的，每种机顶盒在生产之前都必须获得营运商的定单，由营运商指定一系列的技术要求，尤其是软件和应用方面，然后才能照单生产。如此，使得现在的制造商无法象通常的家电产品一样，大规模地生产制造，再直接通过自己的销售渠道推广出去。国内的制造厂商希望把机顶盒变成类似彩电的通用消费类产品，以便他们充分发挥自己的生产优势和渠道优势。电视台也有同样的想法。机顶盒对他们来说是只是运营的工具，而不是一个商品，他们希望有第三方替他们把机顶盒发到用户手中，而他们只要关注服务就可以了。

在最早的机顶盒产品开发中，一般都是基于机顶盒芯片厂商提供的参考代码基础之上进行。机顶盒产品开发主要由硬件和软件开发两部分组成。其中，硬件开发包括硬件原理图、PCB板、结构和生产等环节；软件包括底层驱动、中间层以及应用层等。集合了软件、硬件、生产等众多环节于一身的机顶盒产品，其开发的复杂度可想而知。

多有条件接收(即Conditional Access，以下简称CA)支持的思想来源于将复杂系统加以简化的中间件技术。中间层将应用层软件和底层驱动软件分隔开，大大减轻了二次开发的负担，并且增加了软件的可靠性。目前用于机顶盒的成熟中间件产品有OpenTV的EN2、Liberate的TV Navigator for DTV、Canel+的Media Highway等。这些产品在市场上都占有一席之地，但彼此并不兼容。在数字视频广播中，为了保护节目提供商的利益，需要采用CA系统来控制终端用户对节目的访问权。由于各家CA的实现机制各有不同，因此要将他们统一在机顶盒内，成为一个开放式的通用机顶盒，并不是一件很容易的事。为解决机顶盒的开放性问题，提出了机卡分离的技术方案，目前用以实现机卡分离的方案有以下几种：1)基于PCMCIA卡的方案这种方案的缺点是成本较高，一个CI模块的成本甚至高于整机成本。2)基于插件的小卡方案这种方案的缺点是降低了原有CA的安全性，提高了IC卡本身的复杂性和制造成本。要得到现有CA厂家的支持，在实际情况上具有相当的复杂度和不可操作性。

发明内容

本发明的目的是为了在不额外增加硬件和不降低CA安全性的前提下，实现CA模块的可替换，从而使得机顶盒产品做到对不同条件接收的支持，满足用户和运营商的要求。为了实现上述发明目的，本发明公开的技术方案是，一种机顶盒上使用的多条件接收支持的方法，所述方法使用于由中间层、软件开发包模块和可移植的应用编程接口模块构成的机顶盒系统中，所述中间层包括视音频控制对象、服务信息引擎对象、条件接收对象接口，所述方法进一步包括授权管理信息后台处理和播台处理两个并行的流程，其中，在播台流程中进一步包括：步骤11，所述视音频控制对象先停止播出上次播放频道，同时通知条件接收对象接口停止上次频道的后台处理流程；步骤12，所述视音频控制对象调用所述可移植的应用编程接口模块锁定新加密流频点，启动播放加密视频流程，通知所述服务信息引擎对象接收节目播放信息并处理，所述条件接收对象接口在后台发现新频道未授权时通知所述视音频控制对象；步骤13，所述服务信息引擎对象调用所述可移植的应用编程接口模块接收节目信息映射表；步骤14，所述服务信息引擎对象收到所述节目信息映射表并解析，获取视频、音频和PCR的节目标识符值以及授权控制信息表的节目标识符，并调用非易失性存储器的应用编程接口，同时通知所述条件接收对象接口开始授权控制信息的后台处理流程；步骤15，所述视音频控制对象调用所述可移植的应用编程接口模块播放视音频；其中，在上述步骤14中，进一步包括授权控制信息后台处理流程，具体包括：步骤31，所述条件接收对象接口在后台将接收到的授权控制信息传给智能卡，以获取CW；步骤32，所述条件接收对象接口在后台设置奇偶控制字；在授权管理信息后台处理流程中进一步包括：步骤21，所述条件接收对象接口接收条件接收表并解析，获取授权管理信息的节目标识符信息；步骤22，所述条件接收对象接口的条件接收内核内部通过调用解复用层的统一应用编程接口打开通道和滤波器，并开始接收授权管理信息；步骤23，视音频控制对象切到新频道时，从条件接收对象接口中获取该频道是否授权的信息。

比较好的是，所述步骤21进一步包括：步骤211，在机顶盒开机时，一旦锁定频点，开始接收并解出条件接收标准表条件接收表，将授权管理信息对应的条件接收描述信息用消息的方式通过操作系统的统一应用编程接口传给所述条件接收对象接口，所述条件接收对象接口内部解出授权管理信息的节目标识符信息；所述步骤22进一步包括：步骤221，所述条件接收内核内部通过调用解复用层的统一应用编程接口去打开通道和滤波器，并开始接收授权控制信息和授权管理信息；所述步骤22和31中进一步包括：所述条件接收对象接口在收到授权控制信息和授权管理信息的数据后，通过和条件接收内核之间的接口将授权控制信息和授权管理信息相关信息用消息的方式通过操作系统的统一应用编程接口传给条件接收内核，条件接收内核再通过智能卡的统一应用编程接口送到智能卡上去解密，然后通过智能卡的统一应用编程接口送回条件接收内核，所述条件接收内核通过调用解扰器的统一应用编程接口将得到的控制字设到解扰器中解扰。

比较好的是，所述操作系统的统一应用编程接口进一步包括：

任务的创建和删除的应用编程接口；

消息或者事件的创建、删除、发送、接收的应用编程接口；

令牌的创建、删除、发送、接收的应用编程接口；

定时器的创建、启动、停止、删除的应用编程接口；

内存的分配、释放的应用编程接口；

调试跟踪的应用编程接口。

比较好的是，所述调用解复用层的统一应用编程接口进一步包括：

初始化，用于配置所述解复用器资源；

接收数据的统一应用编程接口，采用包括返回的解复用通道ID、数据接收回调函数指针、接收数据通道的节目标识符、接收数据的滤波匹配参数、滤波的长度和接收超时值定义六个参数来统管这个功能，通过一个返回值来表示启动是否成功，其中所述返回的解复用通道ID值在停止解复用数据接收的应用编程接口中作为一个参数，所述数据接收回调函数指针用于确定何处得到数据；

采用内部滤波器资源管理停止数据接收的统一应用编程接口。

比较好的是，所述调用解扰器的统一应用编程接口进一步包括：解扰器的的初始化，配置解扰通道的资源；通过解扰器通道的ID和解扰数据的节目标识符，打开解扰器通道，设置解扰器ID并连接数据流；关闭解扰器通道的统一应用编程接口；分别设置奇控制字、偶控制字到解扰器通道ID。

比较好的是，所述智能卡的统一应用编程接口进一步包括：智能卡的初始化；智能卡复位功能的应用编程接口；智能卡数据的发送；智能卡数据的接收；条件接收事件注册函数，用以通知应用层所发生的条件接收事件；智能卡是否插入的函数，判断是否存在智能卡。

比较好的是，所述节目播放信息应用编程接口进一步包括：读非易失性存储器的应用编程接口和写非易失性存储器的应用编程接口。

本发明还公开了一种机顶盒上使用的多条件接收支持系统，包括中间层和可移植的应用编程接口模块，其特征在于，所述中间层进一步包括：

视音频控制对象，用于控制视音频播放和停止的时机，通知服务信息对象的启动；

条件接收对象接口，用于控制授权控制信息和授权管理信息的整个后台处理流程，通知应用层条件接收处理过程中的各个发生的事件；

服务信息引擎对象，用于通过解析服务信息表格，得到条件接收的相关控制信息；

所述可移植的应用编程接口模块用于支持视音频的播放、服务信息和条件接收数据的接收、智能卡数据的传送、解扰器的使用、操作系统的调用。

比较好的是，所述条件接收对象接口进一步包括：

解复用器，用于接收服务信息数据和条件接收数据；

解扰器，用于设置控制字，解扰标准数字视频广播加扰的码流；

有条件接收内核，包含在整个条件接收对象接口中，通过调用条件接收内核，完成条件接收系统的功能；

操作系统，用于机顶盒内部资源的管理和调度，包括内存、消息、任务；

非易失性存储器，用于存储条件接收需要保存的有关信息。

比较好的是，所述操作系统进一步包括：

任务的创建和删除的应用编程接口；

消息或者事件的创建、删除、发送、接收的应用编程接口；

令牌的创建、删除、发送、接收的应用编程接口；

定时器的创建、启动、停止、删除的应用编程接口；

内存的分配、释放的应用编程接口；

调试跟踪的应用编程接口。

比较好的是，所述解复用器接收数据的统一应用编程接口，采用包括返回的解复用通道ID、数据接收回调函数指针、接收数据通道的节目标识符、接收数据的滤波匹配参数、滤波的长度和接收超时值定义六个参数来统管这个功能，通过一个返回值来表示启动是否成功，其中所述返回的解复用通道ID值在停止解复用数据接收的应用编程接口中作为一个参数，所述数据接收回调函数指针用于确定何处得到数据，然后采用内部滤波器资源管理停止数据接收的统一应用编程接口。

比较好的是，所述解扰器在打开解扰通道的应用编程接口时，通过定义解扰器通道的ID和解扰数据的节目标识符参数，实现了通道开启，并设置解扰器ID，以及连结上数据流；所述解扰器在关闭解扰通道的应用编程接口时，采用解扰通道资源管理。

比较好的是，所述节目播放信息应用编程接口进一步包括：读非易失性存储器的应用编程接口和写非易失性存储器的应用编程接口。

本发明通过将不同CA之间的接口统一，增加了一个可适用于不同CA的移植层，使得软件部分具有更好的层次结构和可重用性，减少了产品开发的时间和人员成本，满足了营运商要求多家CA同密的要求，从而为企业和公司带来巨大的经济效益。

附图说明

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本发明系统和方法的详细描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1为根据本发明方法所构建的机顶盒的结构框图；

图2是CI接口的结构框图；

图3所示为本发明中播台流程的流程图；

图4为本发明中EMM后台处理流程的流程图；

图5为本发明中ECM后台处理流程的流程图。

具体实施方式

本发明采用了中间件技术，通过将芯片所涉及的硬件以及密切相关的驱动软件封装在一层称为驱动适配层的层面之下，置于之上的软件开发人员只需关注中间层以及应用层软件的逻辑和实现部分，而不再需要关心驱动和硬件上的处理。这样可以将软件开发人员最大限度的从寄存器、控制、配置等硬件相关的内容上解放出来，达到开发效率的最大化。

如图1所示，本发明的机顶盒上使用多条件接收支持系统包括硬件平台层11、可移植的应用编程接口(movable API，以下简称MAPI)模块12、以及由若干部分构成的中间层13、SDK层14和应用层15，其中，中间层13包括GDI模块131、视音频(audio video，以下简称AV)控制对象132、条件接收对象接口133、服务信息(system information，简称SI)引擎对象134、文件系统135、调试模块136和系统模块137。其中该AV控制对象132用于控制AV播放和停止的时机，通知SI引擎对象134的启动；CA接口134用于控制授权控制信息(简称ECM)和授权管理信息(简称EMM)的整个后台处理流程，通知应用层15进行条件接收处理过程中的各个发生的事件，该SI引擎对象134用于通过解析SI表格，得到条件接口的相关控制信息；MAPI模块12用于支持AV的播放，SI对象模块和CA接口数据的接收，智能卡数据的传送，解扰器的使用，操作系统的调用等等。中间层13和硬件平台层11之间的接口就是驱动适配层MAPI模块12，中间层13和应用层15之间的接口就类似于Windows的SDK层14。

图2进一步给出了图1中CI接口133的结构框图，包括解复用器21、有条件接收内核(即Conditional Access Kernel，以下简称CAK)22、操作系统23和非易失性存储器24，其中解复用器21用于接收SI数据和CA数据，解扰器25用于设置控制字，解扰标准数字视频广播加扰的码流，有条件接收内核22包含在整个CA对象中，通过调用CAK，完成条件接收系统的功能。操作系统23用于机顶盒内部资源的管理和调度，包括内存、消息和任务等。具体来说，操作系统23内进一步包括：任务的创建和删除的API模块，每个CA都要创建自己的任务并在后台运行，因此统一API必须提供任务的创建和删除的API；消息或者事件的创建/删除/发送/接收的API模块，用于对CA流程的管理中消息或者事件的来回传递，以及解复用得到的ECM、EMM数据的传递；令牌的创建/删除/发送/接收的API模块，定时器的创建/启动/停止/删除的API模块，

内存的分配/释放的API模块，调试跟踪的API，CA模块需要的公共资源都应提供明确的功能API接口。条件接收对象接口133中的API模块的非易失性存储器24用于存储CA需要保存的有关信息。

其中，解复用器21在数据接收启动的API，通过返回的解复用通道ID、数据接收回调函数指针、接收数据通道的节目标识符(programID，以下简称PID)、接收数据的滤波匹配参数、滤波的长度，最后是接收超时值定义六个参数以及一个返回值来表示启动是否成功；在停止解复用器数据接收的API中，一个数据通道用到多个滤波器资源，当停止一个滤波器时，只有这个数据通道开辟的所有滤波器都停止时，才关闭整个数据通道。

解扰器25在打开解扰通道的API时，通过定义解扰器通道的ID和解扰数据的PID参数，实现了通道开启，并设置解扰器ID，以及连结上数据流；而且解扰器25在关闭解扰通道的API时，采用解扰通道资源管理。

本发明的机顶盒上使用的多条件接收支持的方法由两个并行的后台处理流程组成，其中图3给出了播台流程的流程图，包括：步骤31，AV控制对象132启动，即先停止播出上次播放的频道，同时通知CA对象接口133停止上次频道的后台处理流程；

接下来，在步骤32中，AV控制对象132调用MAPI模块12的锁定新加密流频点，启动播放加密视频流程，通知SI引擎对象134接收节目播放信息并处理，CA对象接口133在后台发现新频道未授权时通知AV控制对象132；

步骤33，SI引擎对象134调用MAPI模块12接收节目信息映射表(program mappedinformation table，以下简称PMT表)；

步骤34，SI引擎对象134收到PMT表并解析，获取视频、音频和PCR的PID值以及ECM表的PID，并调用CA对象接口133中的非易失性存储器24的API，同时通知CA对象接口133开始ECM的后台处理流程；

步骤35，AV控制对象132调用MAPI模块12播放AV的驱动适配接口。

图4给出了另外一个EMM后台处理流程图，包括：

步骤41，CA对象接口133接收条件接收表(conditional access table，以下简称CAT)并解析，获取EMM的PID信息；

步骤42，CA对象接口133的CAK内部通过调用解复用器21提供的解复用层的统一API去打开通道和滤波器，并开始接收EMM；

步骤43，AV控制对象132切到新频道时，从CA对象接口133中获取该频道是否授权的信息。

通过所述两个流程，实现了对把多个CA统一在一个完整的CA对象中的目的。

其中图5给出了在图3的播台流程的ECM后台处理流程的流程图。

步骤51，CA对象接口133在后台将接收到的ECM；

步骤52，CA对象接口133把ECM传给智能卡26，以获取控制字；

步骤53，CA对象接口133在后台设置奇偶控制字。

本发明使用了中间件技术，对于移植到我们机顶盒中的所有CA模块定义了一个统一的接口API；使用编译开关，在使用不同的CA模块时，将生成不同的应用软件版本。

综上所述，本发明提出了一种基于软件实现的多CA支持的方法，它具有简易方便、安全性强、低成本的特点，非常适合于在机顶盒产品开发中使用。

前面提供了对较佳实施例的描述，以使本领域内的任何技术人员可使用或利用本发明。对这些实施例的各种修改对本领域内的技术人员是显而易见的，可把这里所述的总的原理应用到其他实施例而不使用创造性。因而，本发明将不限于这里所示的实施例，而应依据符合这里所揭示的原理和新特征的最宽范围。

Claims (13)

1.一种机顶盒上使用的多条件接收支持的方法，所述方法使用于由中间层、软件开发包模块和可移植的应用编程接口模块构成的机顶盒系统中，所述中间层包括视音频控制对象、服务信息引擎对象、条件接收对象接口，所述方法进一步包括授权管理信息后台处理和播台处理两个并行的流程，其中，

在播台流程中进一步包括：

步骤11，所述视音频控制对象先停止播出上次播放频道，同时通知条件接收对象接口停止上次频道的后台处理流程；

步骤12，所述视音频控制对象调用所述可移植的应用编程接口模块锁定新加密流频点，启动播放加密视频流程，通知所述服务信息引擎对象接收节目播放信息并处理，所述条件接收对象接口在后台发现新频道未授权时通知所述视音频控制对象；

步骤13，所述服务信息引擎对象调用所述可移植的应用编程接口模块接收节目信息映射表；

步骤14，所述服务信息引擎对象收到所述节目信息映射表并解析，获取视频、音频和PCR的节目标识符值以及授权控制信息表的节目标识符，并调用非易失性存储器的应用编程接口，同时通知所述条件接收对象接口开始授权控制信息的后台处理流程；

步骤15，所述视音频控制对象调用所述可移植的应用编程接口模块播放视音频；

其中，在上述步骤14中，进一步包括授权控制信息后台处理流程，具体包括：

步骤31，所述条件接收对象接口在后台将接收到的授权控制信息传给智能卡，以获取控制字；

步骤32，所述条件接收对象接口在后台设置奇偶控制字；

在授权管理信息后台处理流程中进一步包括：

步骤21，所述条件接收对象接口接收条件接收表并解析，获取授权管理信息的节目标识符信息；

步骤22，所述条件接收对象接口的条件接收内核内部通过调用解复用层的统一应用编程接口打开通道和滤波器，并开始接收授权管理信息；

步骤23，视音频控制对象切到新频道时，从条件接收对象接口中获取该频道是否授权的信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤21进一步包括：

步骤211，在机顶盒开机时，一旦锁定频点，开始接收并解出条件接收标准表条件接收表，将授权管理信息对应的条件接收描述信息用消息的方式通过操作系统的统一应用编程接口传给所述条件接收对象接口，所述条件接收对象接口内部解出授权管理信息的节目标识符信息；

所述步骤22进一步包括：

步骤221，所述条件接收内核内部通过调用解复用层的统一应用编程接口去打开通道和滤波器，并开始接收授权控制信息和授权管理信息；

所述步骤22和步骤31中进一步包括：

所述条件接收对象接口在收到授权控制信息和授权管理信息的数据后，通过和条件接收内核之间的接口将授权控制信息和授权管理信息相关信息用消息的方式通过操作系统的统一应用编程接口传给条件接收内核，条件接收内核再通过智能卡的统一应用编程接口送到智能卡上去解密，然后通过智能卡的统一应用编程接口送回条件接收内核，所述条件接收内核通过调用解扰器的统一应用编程接口将得到的控制字设到解扰器中解扰。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述操作系统的统一应用编程接口进一步包括：

任务的创建和删除的应用编程接口；

消息或者事件的创建、删除、发送、接收的应用编程接口；

令牌的创建、删除、发送、接收的应用编程接口；

定时器的创建、启动、停止、删除的应用编程接口；

内存的分配、释放的应用编程接口；

调试跟踪的应用编程接口。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述调用解复用层的统一应用编程接口进一步包括：

初始化，用于配置所述解复用器资源；

接收数据的统一应用编程接口，采用包括返回的解复用通道ID、数据接收回调函数指针、接收数据通道的节目标识符、接收数据的滤波匹配参数、滤波的长度和接收超时值定义六个参数来统管这个功能，通过一个返回值来表示启动是否成功，其中所述返回的解复用通道ID值在停止解复用数据接收的应用编程接口中作为一个参数，所述数据接收回调函数指针用于确定何处得到数据；

采用内部滤波器资源管理停止数据接收的统一应用编程接口。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述调用解扰器的统一应用编程接口进一步包括：

解扰器的的初始化，配置解扰通道的资源；

通过解扰器通道的ID和解扰数据的节目标识符，打开解扰器通道，设置解扰器ID并连接数据流；

关闭解扰器通道的统一应用编程接口；

分别设置奇控制字、偶控制字到解扰器通道ID。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述智能卡的统一应用编程接口进一步包括：

智能卡的初始化；

智能卡复位功能的应用编程接口；

智能卡数据的发送；

智能卡数据的接收；

条件接收事件注册函数，用以通知应用层所发生的条件接收事件；

智能卡是否插入的函数，判断是否存在智能卡。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述节目播放信息应用编程接口进一步包括：

读非易失性存储器的应用编程接口和写非易失性存储器的应用编程接口。

8.一种机顶盒上使用的多条件接收支持系统，包括中间层和可移植的应用编程接口模块，其特征在于，所述中间层进一步包括：

视音频控制对象，用于控制视音频播放和停止的时机，通知服务信息对象的启动；

条件接收对象接口，用于控制授权控制信息和授权管理信息的整个后台处理流程，通知应用层条件接收处理过程中的各个发生的事件；

服务信息引擎对象，用于通过解析服务信息表格，得到条件接收的相关控制信息；

所述可移植的应用编程接口模块用于支持视音频的播放、服务信息和条件接收数据的接收、智能卡数据的传送、解扰器的使用、操作系统的调用。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述条件接收对象接口进一步包括：

解复用器，用于接收服务信息数据和条件接收数据；

解扰器，用于设置控制字，解扰标准数字视频广播加扰的码流；

有条件接收内核，包含在整个条件接收对象接口中，通过调用条件接收内核，完成条件接收系统的功能；

操作系统，用于机顶盒内部资源的管理和调度，包括内存、消息、任务；

非易失性存储器，用于存储条件接收需要保存的有关信息。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述操作系统进一步包括：

任务的创建和删除的应用编程接口；

消息或者事件的创建、删除、发送、接收的应用编程接口；

令牌的创建、删除、发送、接收的应用编程接口；

定时器的创建、启动、停止、删除的应用编程接口；

内存的分配、释放的应用编程接口；

调试跟踪的应用编程接口。

11.根据权利要求9或10所述的系统，其特征在于，

所述解复用器接收数据的统一应用编程接口，采用包括返回的解复用通道ID、数据接收回调函数指针、接收数据通道的节目标识符、接收数据的滤波匹配参数、滤波的长度和接收超时值定义六个参数来统管这个功能，通过一个返回值来表示启动是否成功，其中所述返回的解复用通道ID值在停止解复用数据接收的应用编程接口中作为一个参数，所述数据接收回调函数指针用于确定何处得到数据，然后采用内部滤波器资源管理停止数据接收的统一应用编程接口。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，

所述解扰器在打开解扰通道的应用编程接口时，通过定义解扰器通道的ID和解扰数据的节目标识符参数，实现了通道开启，并设置解扰器ID，以及连结上数据流；

所述解扰器在关闭解扰通道的应用编程接口时，采用解扰通道资源管理。

13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述节目播放信息应用编程接口进一步包括：

读非易失性存储器的应用编程接口和写非易失性存储器的应用编程接口。

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