CN102265295B - 步数检测系统及步数检测方法及活动量计 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种能够与个人的步行特性相对应地高精度地检测步数的步数判定系统及步数检测方法及步数计。利用通信单元(551，524)，将利用步数计(505)的振动数据取得单元(554)取得的振动数据，从该步数计发送至服务器(502)，利用该服务器的运算单元(520)根据该振动数据计算适合计测步数的步数判定基准数据。将计算出的步数判定基准数据从所述服务器发送至所述步数计，并更新存储在该步数计中的步数判定基准数据。
Description
技术领域
本发明涉及利用在与个人的步行特性相对应地高精度地检测步数时的步数检测系统及步数检测方法及活动量计。
背景技术
以往，提出了利用加速度传感器检测步数的步数计。该步数计根据加速度波形的极大值及极小值来检测一步，并对步数进行计数。但是，例如在由于受伤等走路脚擦地皮地步行时的情况等，存在因用户的步行特性而难以检测步数情况。
此外，作为计测所述用户的步数的技术，已提出例如专利文献1的身体条件检测装置及程序等。该文献中记载有如下技术：对于一般步行、快走、跑步等的步行方式，能够根据信号波形Sw的振幅以及波形模式的不同求出步行方式，并稳定且高精度地检测用户的步行间距。但是，虽然能够利用所述专利文献1的身体条件检测装置来检测出步行方式的不同，但根据用户信号波形Sw的振幅以及波形模式也不同，由此不能正确地对用户个人的步数进行计数。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-290175号公报。
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于上述的问题而做出的，其目的在于，提供一种能够与个人的步行特性相对应地高精度地检测步数的步数检测系统及步数检测方法及活动量计。
用于解决问题的手段
本发明是一种步数检测系统，具有：振动数据取得单元，其取得振动数据，该振动数据是检测因体动引起的振动得到的，存储单元，其存储基于该振动数据的步行波形数据以及用于判别该步行波形数据的特征波形数据；该步数检测系统的特征在于，具有：运算单元，其执行判定基准数据生成处理，在所述判定基准数据生成处理中，基于所述振动数据来生成适合步数计测的步数判定基准数据，所述存储单元，其存储由所述运算单元计算出的步数判定基准数据，控制单元，其对所述振动数据取得单元、所述存储单元以及所述运算单元进行控制；所述控制单元执行步数计算处理，在所述步数计算处理中，利用所述步数判定基准数据，根据所述振动数据来计算步数，将存储在所述存储单元中的步数判定基准数据，更新为由所述控制单元计算出的步数判定基准数据；所述存储单元所存储的特征波形数据为基于步行的振动数据的模式；在所述判定基准数据生成处理中，根据所述振动数据来取得与所述特征波形数据相匹配的振动模式数据，并基于该振动模式数据的极大值和极小值，来生成作为步数判定的基准的步数判定基准数据。
由此，能够与个人的步行特性相对应地高精度地检测步数。
另外，能够生成与个人的步行特性相对应的步数判定基准数据。
此外，作为本发明的方式，所述步数判定基准数据由以下值或这些值中的多个值构成，这些值是：上阈值，其用于检测所述极大值的阈值，下阈值，其用于检测所述极小值的阈值，时间阈值，其是从所述极大值至下一个所述极大值为止的时间间隔的阈值。
由此，在检测出的步行波形数据的极大值及/或极小值超过存储在存储单元中的步数判定基准数据的上阈值及/或下阈值时，能够作为步数来进行检测。此外，若从检测出的步行波形数据的极大值到下一个所述极大值为止的时间阈值落入存储在存储单元中的步数判定基准数据的时间阈值的范围内，则能够作为步数来进行检测。
此外，作为本发明的方式，还具有显示单元，该显示单元显示特定基准采用中信息，所述特定基准采用中信息表示正在基于由所述控制单元计算出的步数判定基准数据来检测步数。
由此，例如能够根据目测确认正在利用用户个人的判定基准来检测步数。
此外，本发明是一种步数检测方法，具有：振动数据取得单元，其取得 通过检测因体动引起的振动得到的振动数据，存储单元，其存储基于该振动数据的步行波形数据以及用于判别该步行波形数据的特征波形数据；该步数检测方法的特征在于，利用运算单元执行判定基准数据生成处理，在所述判定基准数据生成处理中，基于所述振动数据来计算适合步数计测的步数判定基准数据，将由所述运算单元计算出的步数判定基准数据存储到所述存储单元中，执行步数计算处理，在所述步数计算处理中，通过控制单元，利用所述步数判定基准数据，根据所述振动数据来计算步数，所述控制单元用于对所述振动数据取得单元、所述存储单元及所述运算单元进行控制，将存储在所述存储单元中的步数判定基准数据，更新为由所述控制单元计算出的步数判定基准数据；所述存储单元所存储的特征波形数据是基于步行的振动数据的模式，在所述判定基准数据生成处理中，根据所述振动数据来取得与所述特征波形数据相匹配的振动模式数据，并基于该振动模式数据的极大值和极小值，来生成作为步数判定的基准的步数判定基准数据。
由此，能够与个人的步行特性相对应地高精度地检测步数。
另外，能够生成与个人的步行特性相对应的步数判定基准数据。
此外，作为本发明的方式，所述步数判定基准数据由以下值或这些值中的多个值构成，这些值是：上阈值，其用于检测所述极大值的阈值，下阈值，其用于检测所述极小值的阈值，时间阈值，其是从所述极大值至下一个所述极大值为止的时间间隔的阈值。
由此，在检测出的步行波形数据的极大值及/或极小值超过存储在存储单元中的步数判定基准数据的上阈值及/或下阈值时，能够作为步数来进行检测。此外，若从检测出的步行波形数据的极大值到下一个所述极大值为止的时间阈值落入存储在存储单元中的步数判定基准数据的时间阈值的范围内，则能够作为步数来进行检测。
此外，作为本发明的方式，将由所述振动数据取得单元取得的振动数据，通过通信单元从具有所述振动数据取得单元的活动量计，用通信单元将由所述振动数据取得单元取得的振动数据，发送至具有所述运算单元的服务器，将由所述服务器的运算单元计算出的步数判定基准数据，通过通信单元从所述服务器发送至所述活动量计，将存储在所述活动量计中的步数判定基准数 据，更新为由所述服务器计算出的步数判定基准数据。
由此，能够与个人的步行特性对应地更新存储在活动量计中的步数判定基准数据。
此外，作为本发明的方式，用显示单元来显示特定基准采用中信息，所述特定基准采用中信息表示正在基于由所述控制单元计算出的步数判定基准数据来检测步数。
由此，例如能够根据目测确认正在利用用户个人的判定基准来检测步数。
此外，本发明是一种用于所述步数检测系统的活动量计，具有振动数据取得单元，该振动数据取得单元用于取得用于检测因体动引起的振动得到的振动数据，该活动量计的特征在于，具有通信单元，该通信单元发送规定的振动数据，并接收基于该振动数据的步数判定基准数据，所述修正单元，将用于判定步数的步数判定基准数据，更新为由所述通信单元接收到的所述步数判定基准数据，所述输出单元输出根据更新后的该步数判定基准数据来判定出的步数。
由此，能够与个人的步行特性相对应地高精度地检测步数。
发明效果
若采用本发明，能够与个人的步行特性相对应地高精度地检测步数。
附图说明
图1是示出了步数计的外观的主视图。
图2是示出了生体信息取得系统的系统结构的框图。
图3是示出了测定实施例的步数的动作的流程图。
图4是示出了测定步数时显示在显示部上的显示内容的主视图。
图5是示出了随机存储步行波形的动作的流程图。
图6是示出了一般步行波形和具有特征的步行波形的说明图。
具体实施方式
本发明提供活动量计，该活动量计具有与个人的步数特性相适应地更新用于对步数进行计数的基准的单元。
下面，与附图一起说明本发明的一个实施方式
实施例
图1是示出了步数计505的外观的主视图，图2则是示出了生体信息取得系统的系统结构的框图。
生体信息取得系统500由通过有线或无线方式与互联网503相连接的服务器502、用户终端504以及通过有线或无线与用户终端504相连接的步数计505构成。
服务器502例如是用作服务器装置的适当的计算机，控制部520则具有存储部521、操作部522、显示部523、通信部524等。
通信部524能够由有线连接的LAN(局域网)端口、无线通信的无线LAN端口等适当的通信设备构成。
该服务器502按照管理人员对操作部522的操作，通过用户终端504从步数计505接收数据，并将基于该数据的输出画面显示在显示部523上。
用户终端504例如由个人计算机构成，具有控制部540、通信部541、操作部542、显示部543及通信部544。
通信部541能够由有线连接的LAN端口、无线通信的无线LAN端口等适当的通信设备构成。
通信部544能够由有线连接的USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)、无线通信的Bluetooth(注册商标)等适当的通信接口构成。
该用户终端504通过通信部544从步数计505取得数据，并具有显示基于该数据的曲线或表的功能，还具有将该数据发送至服务器502的功能。
另外，该用户终端504不限于个人计算机，能够由PDA(Personal Digital Assistants：个人数字助理)、移动电话等便携式信息处理装置构成等适当的装置构成。
步数计505具有通信部551、加速度检测部552、显示部553、运算部554、电源连接部555、存储部556、操作部557及电源部558。此外，如图示，在框体的主面上设有显示部553和操作部557。
通信部551能够由有线连接的USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)、无线通信的Bluetooth(注册商标)等适当的通信接口构成。
加速度检测部552是用于检测加速度的传感器，并将检测信号发送至运算部554，该加速度作为用户步行等所产生的变化的一例。
该加速度检测部552能够由用于检测一个方向的加速度的一维加速度传感器、用于检测垂直的两个方向的加速度的二维加速度传感器或用于检测垂直的三个方向的加速度的三维加速度传感器构成，最优选为信息量多的三维加速度传感器。
显示部553由液晶等显示器件构成，根据来自运算部554的显示控制信号来显示信息。该显示的信息能够是步数等与步行相关的信息。
运算部554受到从电源部558经由电源相连接部555而接受到的电力的驱动，执行以下处理：接受(检测)来自加速度检测部552及操作部557的检测信号，对通信部551、显示部553及存储部556供给电力(电源)和动作控制(显示控制)。此外，也基于从加速度检测部552接收的检测信号，参照存储在存储部556中的步行判定基准数据等来进行运算处理。
存储部556存储有用于从检测信号中检测出步行的信号部分来对步数进行计数的步数计数程序、用于对步数进行计数的阈值数据等。
操作部557接受以下输入操作并将该操作输入信号发送至运算部554，这些输入操作是指以下的适当的操作输入等：体重、步幅等用户信息的输入操作；对表的日期和时间的输入操作；将显示内容切换为步数、消耗卡路里、步行距离等各种内容的显示内容切替操作；将数据发送至用户终端504的数据发送操作等。
图3是步数计505的运算部554和服务器502的控制部520测定用户的步数的动作的流程图。
运算部554利用步数计505随机测定恒定(规定)区间的步行波形来进行存储(步骤S601)。对该随机存储的详细处理将后述。
运算部554将所述随机存储的步行波形数据发送至服务器502(步骤S602)。此时，只要根据用户对操作部557的操作使通信按钮接通(ON)，由此发送步行波形数据即可。
服务器502的控制部520接收所述步行波形数据(步骤S603)，执行特征波形判别处理(步骤S604)。
该特征波形判别处理例如能够基于登记在数据库(服务器502的存储部 556)中的多个特征波形用算法来判别特征(参照图6)。
具体而言，只要对登记在数据库(服务器502的存储部556)中的多个特征波形进行模式识别，判别特征波形是否相似(匹配度是否高出恒定以上)即可。
控制部520生成个人最佳算法(步骤S605)。此时，控制部520修正参数并提供批处理程序(更新用程序)。
若详细阐述，如图6所示，测定一般用户的步数时，该测定出的一般步行波形数据F的极大值Fa和极小值Fb超出存储在存储部556中的步数判定基准数据的上阈值α和下阈值β。因此，可正确地对步数进行计数。
但是，与一般的步行不同，对进行例如走路脚擦地皮的步行、穿高跟鞋的步行等特征波形的步行的用户测定步数时，该测定出的步行波形数据A的极大值Aa和极小值Ab不超出存储在存储部556中的上阈值α和下阈值β。这样，不能正确地对步数进行计数。
因此，将存储在步数计505中的步行波形数据发送至服务器502，并在控制部520中，根据模式识别来取得步行的波形。然后，计算比该步行的步行波形数据A的极大值Aa稍低的值，并将该值作为用于检测极大值Aa的上阈值Aα来进行存储。此外，计算比步行波形数据A的极小值Ab稍高的值，并将该值作为用于检测极小值Ab的下阈值Aβ来存储到存储部521中。
对于该极大值Aa、极小值Ab，例如只要根据对极大值Aa的平均值、极小值Ab的平均值分别乘以0.9等规定的运算来求出即可。
服务器502将步数判定基准数据发送至步数计505，该步数判定基准数据由利用控制部520生成的上阈值Aα和下阈值Aβ构成。
步数计505的运算部554接收服务器502发送的用户个人的步数判定基准数据，并将该接收的步数判定基准数据作为用于对用户个人的步数进行计数的步数判定基准数据来存储到存储部556中。
由此，利用步数计505测定时检测出的步行波形数据A的极大值Aa和极小值Ab超出存储在存储部556中的步数判定基准数据的上阈值Aα和下阈值Aβ，由此能够可靠地对用户个人的步数进行计数。
此外，对进行其他特征波形的步行的用户的步数进行测定时，在该测定出的步行波形数据B的极大值Ba超出存储在存储部556中的用于检测极大 值Ba的上阈值α，但该步行波形数据B的极小值Bb不超出存储在存储部556中的用于检测极小值Bb的下阈值β的情况下，不能正确地对步数进行计数。
此外，测定一般用户的步数时，若从该测定出的步行波形数据F的极大值Fa到下一个极大值Fa为止的步行间距时间t2，落入从存储在存储部556中的一般步行波形F的极大值Fa到下一个极大值Fa为止的步行间距时间t1的规定范围内，则将其作为步数进行计数。
但是，对进行其他特征波形的步行的步幅短的用户的步数进行测定时，若从该测定出的步行波形数据C的极大值Ca到极大值Ca为止的步行间距时间t2，比从存储在存储部556中的一般步行波形数据F的极大值Fa到极小值Fb为止的步行间距时间t1更短或更长，则不能落入步行间距时间t1的规定范围内，由此不能作为步数来进行计数。
因此，将存储在步数计505中的步行波形数据C发送至服务器502，并在控制部520中，计算从该步行波形数据C的极大值Ca到极大值Ca为止的步行间距时间t2，并将该步行间距时间t2作为用于检测步行间距间隔的步数判定基准数据存储到存储部521中。
然后，将由控制部520生成的步数判定基准数据作为参数及批处理程序来发送至步数计505。
对所述参数的修正，提供登记在数据库中的特征波形用算法(在步骤S604中判别为匹配度高的)的参数值。
或者，根据步行波形数据和数据库的特征波形用算法的参数值，修正个人用参数。此时，只要根据最大似然估计等方法来推定恰当的参数即可。
对于提供批处理程序，只要提供能够判断特定的特征波形的算法即可。例如，也可以提供与当前在步数计中采用的算法不同方法的算法。
该不同方法的算法例如可以采用如下算法：在算法中追加新的阈值(参数)或者将当前的阈值削减一部分，来得到的专用于特征波形的判别中的算法。
控制部520将新的参数及批处理程序发送至步数计505(步骤S606)。
步数计505的运算部554接收参数及批处理程序(步骤S607)，并应用接收的参数及批处理程序(步骤S608)，以此结束处理。
由此，以后能够利用接收的参数及批处理程序来对步数进行计数。
若详细阐述，如图4的A部分所示，测定一般用户的步数时，在步数计505的显示部553上显示有测定时的时间553a及用户的步数553b。但是，应用与用户个人的步行特性相对应的参数及批处理程序时，如图4的B部分所示，在步数计505的显示部553上进一步显示表示正在采用设定为个人用的更新数据的信息的所谓个人553c的文字。
由此，根据目测能够确认是基于所述个人用的更新的数据来测定用户个人的步数的情况。
图5是执行步行波形的随机存储的步数计505的运算部554的动作的流程图。
运算部554在开始步行时将1代入变量P(步骤S621)，并采样最低步行周期的2倍的波形(步骤S622)。
运算部554以概率1/P来判定是否存储采样数据(步骤S623)，若不适合概率1/P(步骤S623：“否”)，则不存储步行波形并使处理返回步骤S622。
若适合概率1/P(步骤S623：“是”)，则运算部554存储步行波形(步骤S624)，并将变量P乘以2后的值代入变量P(步骤S625)，并使处理返回步骤S622并重复进行。
如以上所说明，步数计505具有：通信单元(通信部551)，其发送规定的振动数据(随机存储的加速度数据)，并基于该振动数据来接收步数判定基准数据(参数及批处理程序)；修正单元(执行步骤S608的运算部554)，其将用于判定步数的步数判定基准数据更新为所述通信单元接收的所述步数判定基准数据。输出单元(显示部553)输出根据该更新后的步数判定基准数据判定的步数，由此能够使用户个人下载最佳的算法来对步数进行计数。
此外，通过以随机的时刻执行规定振动数据的发送的结构，无需大幅度增加步数计505的存储器量等，能够减轻通信量，从而能够高效率地选定最佳的算法。
此外，生体信息取得系统500具有：通信单元(通信部551)，其使服务器502与步数计505进行通信；存储单元(存储部521)，其存储多个种类的特征波形数据521b；控制单元(控制部520)，其进行各种控制。该控 制单元通过执行如下处理，能够自动生成与用户的特性相对应的算法(参数、批处理程序)，这些处理是：利用所述通信单元从所述步数计505接收振动数据的振动数据接收处理(步骤S603)；模式匹配处理(步骤S604)，进行模式匹配，判断所接收的振动数据与哪个所述特征波形数据521b相近似；判定基准数据生成处理，与通过匹配得出的模式数据521a相对应地生成新的所述判定基准数据(步骤S605)。
此外，由于只根据是否存储的概率值来进行判断，所以可完全确保随机性。因此，无需存储全部的步行波形，从而能够削减存储的数据量。
此外，将存储的波形数据以适应于用户的步行特征的比率来进行存储，由此能够削减存储器容量。即，对于几乎是一般波形的步行但偶尔进行特征波形的步行的用户、原本就走路脚擦地皮而始终进行特征波形的步行的用户等，以特征波形走路的比率根据用户而不同。
与之相对，以随机存储的方式更新波形数据，由此对于偶尔出现特征波形的用户偶尔进行更新，对于频繁更替一般波形和特征波形的用户则频繁地进行更新。
本发明的结构与所述实施方式之间的对应，
本发明的步数判定系统与实施例的生体信息取得系统500相对应，
以下同样地，
振动数据取得单元、判定基准数据生成单元及运算单元与运算部554相对应，
活动量计与步数计505相对应，
控制单元与控制部520相对应，
通信单元与通信部524、551相对应，
输出单元及显示单元与显示部553相对应，
特定基准采用中信息与个人553c相对应，
存储单元与存储部521、556相对应，
振动模式数据与步行波形数据A及步行波形数据B相对应，
但本发明并不仅限于上述实施方式的结构，而能够得到多个实施方式。
例如，上述的实施例的多个功能部也可以与通过互联网503相连接。由此，能够使步数计505适当协同工作。
此外，步数计505也可以从服务器502下载适当的参数、阈值、算法等来扩展功能。此时，能够不变更硬件而容易地实现软件的版本升级或对用户自身进行优化。
此外，步数计505的功能扩展也可以不利用服务器502，而利用用户终端504来执行。此时，也可以从CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory：只读光盘)等存储媒介下载参数、阈值、算法等。
此外，步数计505也可以将这些设备之间可直接以无线或有线通信的方式相连接。此时，也能够相互收发数据来提高各自的精度。
产业上的可利用性
本发明能够利用在步数计、活动量计等检测体动来对步数进行计数的装置上。
附图标记的说明
500 生体信息取得系统
502 服务器
505 步数计
520 控制部
521、556 存储部
524、551 通信部
552 加速度检测部
523、553 显示部
554 运算部
522、557 操作部。
Claims (8)
1.一种步数检测系统，
具有：
振动数据取得单元，其取得振动数据，该振动数据是检测因体动引起的振动得到的，
存储单元，其存储基于该振动数据的步行波形数据以及用于判别该步行波形数据的特征波形数据；
该步数检测系统的特征在于，具有：
运算单元，其执行判定基准数据生成处理，在所述判定基准数据生成处理中，基于所述振动数据来生成适合步数计测的步数判定基准数据，
所述存储单元，其存储由所述运算单元计算出的步数判定基准数据，
控制单元，其对所述振动数据取得单元、所述存储单元以及所述运算单元进行控制；
所述控制单元执行步数计算处理，在所述步数计算处理中，利用所述步数判定基准数据，根据所述振动数据来计算步数，
将存储在所述存储单元中的步数判定基准数据，更新为由所述控制单元计算出的步数判定基准数据；
所述存储单元所存储的特征波形数据为基于步行的振动数据的模式；
在所述判定基准数据生成处理中，根据所述振动数据来取得与所述特征波形数据相匹配的振动模式数据，并基于该振动模式数据的极大值和极小值，来生成作为步数判定的基准的步数判定基准数据。
2.根据权利要求1记载的步数检测系统，其特征在于，
所述步数判定基准数据由以下值或这些值中的多个值构成，这些值是：
上阈值，其用于检测所述极大值的阈值，
下阈值，其用于检测所述极小值的阈值，
时间阈值，其是从所述极大值至下一个所述极大值为止的时间间隔的阈值。
3.根据权利要求1记载的步数检测系统，其特征在于，
还具有显示单元，该显示单元显示特定基准采用中信息，
所述特定基准采用中信息表示正在基于由所述控制单元计算出的步数判定基准数据来检测步数。
4.一种步数检测方法，利用振动数据取得单元来取得通过检测因体动引起的振动得到的振动数据，在存储单元中存储基于该振动数据的步行波形数据以及用于判别该步行波形数据的特征波形数据；
该步数检测方法的特征在于，
利用运算单元执行判定基准数据生成处理，在所述判定基准数据生成处理中，基于所述振动数据来计算适合步数计测的步数判定基准数据，
将由所述运算单元计算出的步数判定基准数据存储到所述存储单元中，
执行步数计算处理，在所述步数计算处理中，通过控制单元，利用所述步数判定基准数据，根据所述振动数据来计算步数，所述控制单元用于对所述振动数据取得单元、所述存储单元及所述运算单元进行控制，
将存储在所述存储单元中的步数判定基准数据，更新为由所述控制单元计算出的步数判定基准数据，
所述存储单元所存储的特征波形数据是基于步行的振动数据的模式，
在所述判定基准数据生成处理中，根据所述振动数据来取得与所述特征波形数据相匹配的振动模式数据，并基于该振动模式数据的极大值和极小值，来生成作为步数判定的基准的步数判定基准数据。
5.根据权利要求4记载的步数检测方法，其特征在于，
所述步数判定基准数据由以下值或这些值中的多个值构成，这些值是：
上阈值，其用于检测所述极大值的阈值，
下阈值，其用于检测所述极小值的阈值，
时间阈值，其是从所述极大值至下一个所述极大值为止的时间间隔的阈值。
6.根据权利要求4记载的步数检测方法，其特征在于，
将由所述振动数据取得单元取得的振动数据，通过通信单元从具有所述振动数据取得单元的活动量计发送至具有所述运算单元的服务器，
将由所述服务器的运算单元计算出的步数判定基准数据，通过通信单元从所述服务器发送至所述活动量计，
将存储在所述活动量计中的步数判定基准数据，更新为由所述服务器计算出的步数判定基准数据。
7.根据权利要求4记载的步数检测方法，其特征在于，
用显示单元来显示特定基准采用中信息，
所述特定基准采用中信息表示正在基于由所述控制单元计算出的步数判定基准数据来检测步数。
8.一种活动量计，用于权利要求1～3中任意一项记载的步数检测系统中，该活动量计具有振动数据取得单元，该振动数据取得单元用于取得通过检测因体动引起的振动得到的振动数据，该活动量计的特征在于，
具有：
通信单元，该通信单元发送规定的振动数据，并接收基于该振动数据的步数判定基准数据，
修正单元，将用于判定步数的步数判定基准数据，更新为由所述通信单元接收到的所述步数判定基准数据，
输出单元，输出根据更新后的该步数判定基准数据来判定出的步数。
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