CN102800290A - 一种液晶显示装置的插帧方法及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开一种液晶显示装置的插帧方法及液晶显示装置，属于液晶显示技术领域，用以克服拖影，提高画面响应时间。该插帧方法包括：根据当前第N帧图像上各个像素单元的灰阶值以及预存的液晶灰阶响应时间关系获取所述各个像素单元的色差灰阶值；所述液晶灰阶响应时间关系包括液晶显示装置中的像素单元从预设灰阶值变化到其他各个预设灰阶值的液晶响应时间；所述各个像素单元的色差灰阶值等于与所述各个像素单元的灰阶值的灰阶差值最大的像素单元的灰阶值；在第N帧图像和第N+1帧图像之间插入并显示色差帧图像，所述色差帧图像中各个像素单元的灰阶值为第N帧图像中所述各个像素单元的所述色差灰阶值。

Description

一种液晶显示装置的插帧方法及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示装置的插帧方法及液晶显示装置。
背景技术
当前，主要采用逐行扫描和提高刷新率的方法来提高显示设备显示图像的质量。现有的逐行扫描显示方式，在下一帧图像到来前，需要维持上一帧的图像信号，因此，上一帧显示的视觉残留会影响对下一帧显示图像的接收。在显示高速运动物体的动态图像时，就会产生拖影缺陷。
为了克服拖影，现有技术提出了一种提高扫描频率和插入黑帧的解决方案，即将扫描频率从60Hz提高到120Hz，并在两帧之间插入一个全黑帧。由于该方案中在任意两帧之间均插入一个全黑帧，因此不能保证两帧之间的液晶的灰阶差是最大的数值。对于液晶显示器而言，显示器的响应时间的长短与两帧之间液晶灰阶的差值有很大关系。通常情况下，液晶分子转换速度及扭转角度由施加在像素电极和公共电极之间的工作电压的大小来决定。当两帧之间液晶灰阶的差值越大，则数据线输入的工作电压越大，液晶分子扭转速度越快。
因此，上述插入黑帧的方法不能保证两帧之间的液晶的灰阶差最大，进而不能保证显示器的响应时间足够快，导致插黑帧很容易被人眼察觉，降低了显示清晰度。
发明内容
本发明的实施例提供一种液晶显示装置的插帧方法及液晶显示装置，用以克服拖影缺陷，且画面响应时间短、显示清晰度高。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一方面，提供一种液晶显示装置的插帧方法，包括：
根据当前第N帧图像上各个像素单元的灰阶值以及预存的液晶灰阶响应时间关系获取所述各个像素单元的色差灰阶值；其中，所述液晶灰阶响应时间关系包括所述液晶显示装置中的像素单元从预设灰阶值变化到其他各个预设灰阶值的液晶响应时间；所述各个像素单元的色差灰阶值等于与所述各个像素单元的灰阶值的灰阶差值最大的像素单元的灰阶值；
在第N帧图像和第N+1帧图像之间插入并显示色差帧图像，所述色差帧图像中各个像素单元的灰阶值为第N帧图像中所述各个像素单元的所述色差灰阶值。
可选的，所述预设灰阶值为任意灰阶值，所述液晶显示装置中的像素单元从预设灰阶值变化到其他各个预设灰阶值的液晶响应时间是通过以下方式得到的：
测量所述液晶显示装置中的像素单元从任意灰阶值变化到其他各个灰阶值的液晶响应时间；
或者，选取多个测量灰阶值，测量所述液晶显示装置中的像素单元从任意的所述测量灰阶值变化到其他各个测量灰阶值的液晶响应时间；根据插值法得到所述液晶显示装置中的像素单元从各个测量灰阶值以外的其它任意灰阶值变化到其他各个灰阶值的液晶响应时间。
可选的，所述液晶显示装置中的像素单元从预设灰阶值变化到其他各个预设灰阶值的液晶响应时间是通过以下方式得到的：
选取多个测量灰阶值，所述预设灰阶值为选取的多个测量灰阶值，测量所述液晶显示装置中的像素单元从任意的所述测量灰阶值变化到其他各个测量灰阶值的液晶响应时间。
进一步的，所述选取多个测量灰阶值包括：
每隔预设数目的灰阶值选取一个测量灰阶值；
或者，任意选取多个测量灰阶值。
可选的，根据当前第N帧图像上各个像素单元的灰阶值以及预存的液晶灰阶响应时间关系获取所述各个像素单元的色差灰阶值的步骤包括：
测量第N帧图像上各个像素单元的灰阶值；
在所述液晶灰阶响应时间关系中查找与各个像素单元的所述灰阶值相等或与各个像素单元的所述灰阶差值小于或等于预设门限值的各个像素单元的灰阶值；
在所述液晶灰阶响应时间关系中查找从各个像素单元的所述灰阶值变化到其它灰阶值的各个像素单元的最短的液晶响应时间，将各个像素单元的所述最短的液晶响应时间对应的灰阶值确定为所述各个像素单元的色差灰阶值。
可选的，所述灰阶值对应的预设门限值为所述液晶灰阶响应时间关系中与所述灰阶值相邻灰阶值之间灰阶差值的一半。
可选的，所述液晶灰阶响应时间关系为液晶灰阶响应时间表，所述液晶灰阶响应时间表中第p行第q列元素代表像素单元从灰阶值p变到灰阶值q时的液晶响应时间；其中，p为从0到R的整数，q为从0到T的整数，R和T分别为所述液晶灰阶响应时间表的总行数和总列数。
进一步的，上述方法还包括：
在显示所述色差帧图像的同时，关闭所述液晶显示装置的背光源。
一方面，提供一种液晶显示装置，包括显示面板和显示控制单元，其特征在于，所述显示控制单元包括：
色差帧形成模块，用于根据第N帧图像上各个像素单元的灰阶值以及预存的液晶灰阶响应时间关系获取所述各个像素单元的色差灰阶值；其中，所述液晶灰阶响应时间关系包括所述液晶显示装置中的像素单元从预设灰阶值变化到其他各个预设灰阶值的液晶响应时间；所述各个像素单元的色差灰阶值等于与所述各个像素单元的灰阶值的灰阶差值最大的像素单元的灰阶值；
色差帧插入电路，用于在第N帧和第N+1帧之间插入并显示色差帧图像，所述色差帧图像中各个像素单元的灰阶值等于第N帧图像中所述各个像素单元的所述色差灰阶值。
进一步的，所述色差帧形成模块包括：
存储模块，用于保存所述液晶灰阶响应时间关系；
处理模块，用于测量第N帧图像上各个像素单元的灰阶值，根据所述液晶灰阶响应时间关系获取对应各个像素单元灰阶值的色差灰阶值。
可选的，所述色差帧插入电路还用于控制背光系统在显示所述色差帧图像的同时，关闭所述液晶显示装置的背光源。
本发明实施例提供的液晶显示装置的插帧方法及液晶显示装置，利用液晶的响应时间特性，建立液晶灰阶响应时间关系。根据该关系对每帧图像中的各个像素单元进行色差分析，得到与上一帧灰阶差值最大的色差帧图像，在相邻两帧之间插入并显示色差帧的图像，克服拖影缺陷，不需要增加电路控制的成本，就可以缩短插入帧的响应时间，提高显示器的清晰度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的插帧方法的流程图；
图2为本发明实施例中液晶灰阶响应时间表的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的液晶显示装置的插帧方法，如图1所示，包括：
101、根据当前第N帧图像上各个像素单元的灰阶值以及预存的液晶灰阶响应时间关系获取所述各个像素单元的色差灰阶值。
其中，所述液晶灰阶响应时间关系包括所述液晶显示装置中的像素单元从预设灰阶值到其他各个预设灰阶值的液晶响应时间。所述各个像素单元的色差灰阶值等于与所述各个像素单元的灰阶值的灰阶差值最大的像素单元的灰阶值。
102、在第N帧图像和第N+1帧图像之间插入并显示色差帧图像，所述色差帧图像中各个像素单元的灰阶值为第N帧图像中所述各个像素单元的所述色差灰阶值。
本实施例所提供的上述插帧方法，利用液晶的响应时间特性，建立液晶灰阶响应时间关系。根据该液晶灰阶响应时间关系对每帧图像中的各个像素单元进行色差分析，得到与该帧图像各个像素单元的灰阶值差值最大的色差灰阶值，在该帧和下一帧图像之间插入并显示包含各个像素单元的色差灰阶值的色差帧图像，缓解或消除了第N帧图像的视觉残留，因此能够克服拖影缺陷，并且，由于所插入的色差帧图像对应的灰阶值与第N帧图像的灰阶值相差较大，因而数据线上输入的工作电压较大，使得液晶响应速度较快，因此，在不需要增加电路控制成本的条件下，就可以缩短画面响应时间，提高显示器的清晰度。
优选地，在上述步骤102中，在显示色差帧图像的同时，关闭背光源，可以保证插入色差帧图像不被人眼察觉，提高响应时间的同时又不影响显示画面观看效果。
下面结合图1对本发明实施例提供的液晶显示装置的插帧方法的优选实施例做详细说明。
在上述步骤101中，所述液晶灰阶响应时间关系随着液晶显示装置的液晶材料和驱动模式的不同而不同。具体的，所述液晶灰阶响应时间关系可以以液晶灰阶响应时间表的形式体现。所述液晶灰阶响应时间表中第p行第q列元素代表像素单元从灰阶值p变到灰阶值q时的液晶响应时间；其中，p为从0到R的整数，q为从0到T的整数，R和T分别为所述液晶灰阶响应时间表的总行数和总列数。
在上述步骤101中，所述预设灰阶值可以是该液晶显示装置中的像素单元的任意灰阶值，则所述液晶显示装置中的像素单元从预设灰阶值变化到其他各个预设灰阶值的液晶响应时间为所述液晶显示装置中的像素单元从任意灰阶值变化到其他各个灰阶值的液晶响应时间，具体可以通过以下方式得到：
方式一：通过液晶灰阶响应时间的测试设备逐一测量所述液晶显示装置中的像素单元从任意灰阶值到其他各个灰阶值的液晶响应时间Tpq，形成上述液晶灰阶响应时间表。例如，在255灰阶的液晶显示装置中，逐一测量像素单元从任意灰阶值到其他各个灰阶值的液晶响应时间Tpq，其中，p和q可以确定Tpq在表中所在的行和列。除了液晶显示装置中像素单元的255灰阶外，还需测量0灰阶到其它各个灰阶值的液晶响应时间，因此，需要测试的数据多达256×256种。这种方式测量值精确，但工作量很大。
方式二：选取多个测量灰阶值，测量所述液晶显示装置中的像素单元的任意测量灰阶值到其他各个测量灰阶值的液晶响应时间；根据插值法得到从所述液晶显示装置中的像素单元的各个测量灰阶值以外的其它任意灰阶值到所述液晶显示装置中的像素单元的各个灰阶值的液晶响应时间，形成上述液晶灰阶响应时间表。
其中，选取多个测量灰阶值可以每隔预设数目的灰阶值选取一个测量灰阶值；也可以任意选取多个测量灰阶值。
示例性的，在255灰阶的液晶显示装置的像素单元中，每隔32个灰阶值选取一个测量灰阶值，得到0、32、64、96、128、160、192、224、255共9个测量灰阶值。具体如图2所示，该液晶灰阶响应时间表的第一行和第一列元素依次为选取的9个测量灰阶值(0、32、64、96、128、160、192、224、255)。位于第p行第q列的元素Tpq表示该液晶显示器中的像素单元的灰阶值从p变化到q的液晶响应时间。此后，根据插值法得到液晶显示装置中的像素单元的各个测量灰阶值以外的其它任意灰阶值变化到所述液晶显示装置中的像素单元的各个灰阶值的液晶响应时间，形成包含任意灰阶值到其他各个灰阶值的液晶响应时间的液晶灰阶响应时间表。这样，可以使该表中的取值精细、准确，相对于方式一而言，又减小了很大的工作量。
在上述步骤101中，所述预设灰阶值也可以是从该液晶显示装置中的像素单元的各个灰阶值中选取的多个测量灰阶值，则所述液晶显示装置中的像素单元从预设灰阶值变化到其他各个预设灰阶值的液晶响应时间可以通过测量所述液晶显示装置中的像素单元从任意所述测量灰阶值到其他各个测量灰阶值的液晶响应时间得到。其中，选取多个测量灰阶值可以每隔预设数目的灰阶值选取一个测量灰阶值；也可以任意选取多个测量灰阶值。具体的，以在255灰阶的液晶显示装置的像素单元中，每隔32个灰阶值选取一个测量灰阶值为例，可以得到如图2所示的液晶灰阶响应时间表。在实际操作中，通过该方式可以方便、快捷的获取液晶灰阶响应时间表。
在上述步骤101中，对于预设灰阶值为从该液晶显示装置中的像素单元的各个灰阶值中选取的多个测量灰阶值的情况，根据当前第N帧图像上各个像素单元的灰阶值以及预存的液晶灰阶响应时间关系获取所述各个像素单元的色差灰阶值的步骤可以包括：
测量第N帧图像上各个像素单元的灰阶值；在所述液晶灰阶响应时间关系中查找与各个像素单元的所述灰阶值相等或与各个像素单元的所述灰阶差值小于或等于预设门限值的各个像素单元的灰阶值；在所述液晶灰阶响应时间关系中查找从各个像素单元的所述灰阶值变化到其它灰阶值的各个像素单元的最短的液晶响应时间，将各个像素单元的所述最短的液晶响应时间对应的灰阶值确定为所述各个像素单元的色差灰阶值。
以包含M行L列像素单元的液晶显示装置为例，该步骤具体可以是，测量第N帧图像上第i行第j列像素单元的灰阶值Gij；在所述液晶灰阶响应时间关系中查找与Gij相等或者与Gij的灰阶差值小于或等于预设门限值的灰阶值a；在该液晶灰阶响应时间关系中查找灰阶值从a变化到其它灰阶值的最短液晶响应时间，则该最短的液晶响应时间对应的灰阶值确定为所述第i行第j列像素单元的色差灰阶值；其中，i为从1到M的整数，j为从1到L的整数。根据上述方法依次获取第N帧图像上各个像素单元中的色差灰阶值。
其中，灰阶值Gij对应的预设门限值为所述液晶灰阶响应时间关系中与所述灰阶值Gij相邻灰阶值之间灰阶差值的一半。具体的，以预设灰阶值为每隔预设数目的灰阶值选取一个测量灰阶值的方式得到的如图2所示的液晶灰阶响应时间表为例，若第N帧图像上第i行第j列像素单元的灰阶值Gij与图2所示表中的某个灰阶值相等(例如灰阶值32)，则可以直接在该液晶灰阶响应时间表中查找到与Gij相等的灰阶值a。若第N帧图像上第i行第j列像素单元的灰阶值Gij与图2所示表中的灰阶值不相等，则需确定灰阶值Gij对应的预设门限值，具体的，图2表中相邻灰阶值的间隔为32，则可以将16作为门限值。当0≤|Gij-a|≤16时，则在该液晶灰阶响应时间表中查找灰阶值从a变化到其它灰阶值的最短液晶响应时间，则该最短的液晶响应时间对应的灰阶值确定为所述第i行第j列像素单元的色差灰阶值。
在上述步骤101中，对于预设灰阶值为任意灰阶值的情况，通过上述方式一或方式二得到的液晶灰阶响应时间表，由于像素单元的任意灰阶值在表中都有体现，可以直接查找到与第N帧图像上各个像素单元的灰阶值相等的灰阶值，在该液晶灰阶响应时间表中查找各个像素单元的灰阶值变化到其它灰阶值的各个像素单元的最短液晶响应时间，则各个像素单元的最短的液晶响应时间对应的灰阶值确定为各个像素单元的色差灰阶值。
在上述步骤102中，所述色差帧图像为根据步骤101中所获取的第N帧图像上各个像素单元中的色差灰阶值得到的，所述色差帧图像中各个像素单元的灰阶值等于第N帧图像中各个像素单元的所述色差灰阶值。通过电路系统将所述色差帧图像输出至显示屏幕。
这样，通过在第N帧和第N+1帧之间插入色差帧图像的方式，缓解或消除了第N帧图像的视觉残留，因此能够克服拖影缺陷，并且，由于所插入的色差帧图像对应的灰阶值与第N帧图像的灰阶值相差较大，因而数据线上输入的工作电压较大，使得液晶响应速度较快，因此，在不需要增加电路控制的成本的条件下，就可以缩短画面响应时间，提高显示器的清晰度。优选的，在上述步骤102中，在显示色差帧图像的同时，可以将色差帧图像信号传送至背光控制系统，控制关闭液晶显示装置的背光源，可以保证插入色差帧图像不被人眼察觉，可以在提高响应速度的同时又不影响显示画面观看效果。
本发明实施例提供的液晶显示装置的插帧方法，利用液晶的响应时间特性，建立液晶灰阶响应时间关系。根据该液晶灰阶响应时间关系对每帧图像中的各个像素单元进行色差分析，得到与该帧图像各个像素单元的灰阶值差值最大的色差灰阶值，在该帧和下一帧图像之间插入并显示包含各个像素单元的色差灰阶值的色差帧图像，克服拖影缺陷，在不需要增加电路控制的成本的条件下，就可以缩短画面响应时间，提高显示器的清晰度。此外，在显示色差帧图像的同时，关闭背光源，可以保证插入色差帧图像不被人眼察觉，提高响应时间的同时又不影响显示画面观看效果。
在上述方法的基础上，本发明实施例还提供一种液晶显示装置，包括显示面板和显示控制单元，其中，所述显示控制单元包括：
色差帧形成模块，用于根据第N帧图像上各个像素单元的灰阶值以及预存的液晶灰阶响应时间关系获取所述各个像素单元的色差灰阶值；其中，所述液晶灰阶响应时间关系包括所述液晶显示装置中的像素单元从预设灰阶值变化到其他各个预设灰阶值的液晶响应时间；所述各个像素单元的色差灰阶值等于与所述各个像素单元的灰阶值的灰阶差值最大的像素单元的灰阶值；
色差帧插入电路，用于在第N帧和第N+1帧之间插入并显示色差帧图像，所述色差帧图像中各个像素单元的灰阶值等于第N帧图像中所述各个像素单元的所述色差灰阶值。
进一步的，所述色差帧形成模块包括：
存储模块，用于保存所述液晶灰阶响应时间关系；
处理模块，用于测量第N帧图像上各个像素单元的灰阶值，根据所述液晶灰阶响应时间关系获取对应各个像素单元灰阶值的色差灰阶值。
优选的，所述色差帧插入电路还用于控制背光系统在显示所述色差帧图像的同时，关闭所述液晶显示装置的背光源。这样，可以保证插入色差帧图像不被人眼察觉，可以在提高响应速度的同时又不影响显示画面观看效果。
本发明实施例中的液晶显示装置能够执行上述方法实施例中的步骤，完成方法实施例的各功能，其应用过程中按方法实施例的描述实现上述插帧方法。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种液晶显示装置的插帧方法，其特征在于，包括：
根据当前第N帧图像上各个像素单元的灰阶值以及预存的液晶灰阶响应时间关系获取所述各个像素单元的色差灰阶值；其中，所述液晶灰阶响应时间关系包括所述液晶显示装置中的像素单元从预设灰阶值变化到其他各个预设灰阶值的液晶响应时间；所述各个像素单元的色差灰阶值等于与所述各个像素单元的灰阶值的灰阶差值最大的像素单元的灰阶值；
在第N帧图像和第N+1帧图像之间插入并显示色差帧图像，所述色差帧图像中各个像素单元的灰阶值为第N帧图像中所述各个像素单元的所述色差灰阶值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设灰阶值为任意灰阶值，所述液晶显示装置中的像素单元从预设灰阶值变化到其他各个预设灰阶值的液晶响应时间是通过以下方式得到的：
测量所述液晶显示装置中的像素单元从任意灰阶值变化到其他各个灰阶值的液晶响应时间；
或者，选取多个测量灰阶值，测量所述液晶显示装置中的像素单元从任意的所述测量灰阶值变化到其他各个测量灰阶值的液晶响应时间；根据插值法得到所述液晶显示装置中的像素单元从各个测量灰阶值以外的其它任意灰阶值变化到其他各个灰阶值的液晶响应时间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液晶显示装置中的像素单元从预设灰阶值变化到其他各个预设灰阶值的液晶响应时间是通过以下方式得到的：
选取多个测量灰阶值，所述预设灰阶值为选取的多个测量灰阶值，测量所述液晶显示装置中的像素单元从任意的所述测量灰阶值变化到其他各个测量灰阶值的液晶响应时间。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述选取多个测量灰阶值包括：
每隔预设数目的灰阶值选取一个测量灰阶值；
或者，任意选取多个测量灰阶值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据当前第N帧图像上各个像素单元的灰阶值以及预存的液晶灰阶响应时间关系获取所述各个像素单元的色差灰阶值的步骤包括：
测量第N帧图像上各个像素单元的灰阶值；
在所述液晶灰阶响应时间关系中查找与各个像素单元的所述灰阶值相等或与各个像素单元的所述灰阶差值小于或等于预设门限值的各个像素单元的灰阶值；
在所述液晶灰阶响应时间关系中查找从各个像素单元的所述灰阶值变化到其它灰阶值的各个像素单元的最短的液晶响应时间，将各个像素单元的所述最短的液晶响应时间对应的灰阶值确定为所述各个像素单元的色差灰阶值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述灰阶值对应的预设门限值为所述液晶灰阶响应时间关系中与所述灰阶值相邻灰阶值之间灰阶差值的一半。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液晶灰阶响应时间关系为液晶灰阶响应时间表，所述液晶灰阶响应时间表中第p行第q列元素代表像素单元从灰阶值p变到灰阶值q时的液晶响应时间；其中，p为从0到R的整数，q为从0到T的整数，R和T分别为所述液晶灰阶响应时间表的总行数和总列数。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在显示所述色差帧图像的同时，关闭所述液晶显示装置的背光源。
9.一种液晶显示装置，包括显示面板和显示控制单元，其特征在于，所述显示控制单元包括：
色差帧形成模块，用于根据第N帧图像上各个像素单元的灰阶值以及预存的液晶灰阶响应时间关系获取所述各个像素单元的色差灰阶值；其中，所述液晶灰阶响应时间关系包括所述液晶显示装置中的像素单元从预设灰阶值变化到其他各个预设灰阶值的液晶响应时间；所述各个像素单元的色差灰阶值等于与所述各个像素单元的灰阶值的灰阶差值最大的像素单元的灰阶值；
色差帧插入电路，用于在第N帧和第N+1帧之间插入并显示色差帧图像，所述色差帧图像中各个像素单元的灰阶值等于第N帧图像中所述各个像素单元的所述色差灰阶值。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述色差帧形成模块包括：
存储模块，用于保存所述液晶灰阶响应时间关系；
处理模块，用于测量第N帧图像上各个像素单元的灰阶值，根据所述液晶灰阶响应时间关系获取对应各个像素单元灰阶值的色差灰阶值。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述色差帧插入电路还用于控制背光系统在显示所述色差帧图像的同时，关闭所述液晶显示装置的背光源。
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