CN106170113B - 一种消除噪声的方法和装置以及电子设备 - Google Patents

一种消除噪声的方法和装置以及电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请提供的消除噪声的方法和装置以及电子设备，先判断获取的音频采样信号中是否存在由用户的随机定位操作引起突变位置，若存在这样的突变位置，则对音频采样信号做平滑滤波处理，以消除这样的突变位置，即消除用户随机定位操作造成的爆音噪声，进而改善了用户的听觉体验。

Description

一种消除噪声的方法和装置以及电子设备
技术领域
本申请涉及音频数据处理领域，更具体地说，涉及一种消除噪声的方法和装置以及电子设备。
背景技术
目前，在音视频播放时，用户随机定位操作是十分普遍的。如用户在观看一个在线视频节目时，就会定位到节目中间的某个时间点开始观看。此操作可能会导致连续播放的音频波形出现跳变，如图1所示，虚拟线框中可以明显看出波形不连续，有一个突变位置。突变位置左侧是随机定位前的音频波形，突变位置右侧是随机定位后的波形。在音频连续播放的过程中，播放到突变位置时，就会导致用户听到类似“啪啪”声的爆音，进而降低了用户听觉体验。
发明内容
有鉴于此，本申请提出一种消除噪声的方法和装置以及电子设备，欲解决用户随机定位操作造成爆音噪声，进而降低了用户听觉体验的技术问题。
为了解决上述技术问题，现提出的方案如下：
一种消除噪声的方法，包括：
获取音频采样信号，所述音频采样信号包括N+1个连续音频采样点，N为正整数；
判断所述音频采样信号中是否存在突变位置，所述突变位置由用户的随机定位操作引起；
若存在所述突变位置，则对所述音频采样信号做平滑滤波处理，以消除所述突变位置。
优选的，所述判断所述音频采样信号中是否存在突变位置，所述突变位置由用户的随机定位操作引起，包括：
将所述音频采样信号中，每两个相邻的音频采样点做差，得到N个第一差值；
对各个所述第一差值做绝对值运算得到N个第二差值并存储；
判断各个所述第二差值是否大于预设的第一阈值，并确定大于所述第一阈值的第二差值对应的两个音频采样点为疑似突变位置；
判断存储在所述大于所述第一阈值的第二差值之前的连续M1个第二差值和存储在所述大于所述第一阈值的第二差值之后的连续M2个第二差值中，是否存在大于预设的第二阈值的第二差值，若否，则确定所述第一阈值的第二差值对应的两个音频采样点为突变位置，所述第二阈值不大于所述第一阈值，M1和M2均为正整数且小于N。
优选的，所述将所述音频采样信号中，每两个相邻的音频采样点做差，得到N个第一差值的过程包括：
将所述音频采样信号中，每两个相邻的音频采样点中位置在前的音频采样点减去位置在后的音频采样点，得到N个第一差值；
或者
将所述音频采样信号中，每两个相邻的音频采样点中位置在后的音频采样点减去位置在前的音频采样点，得到N个第一差值。
优选的，所述对所述音频采样信号做平滑滤波处理，以消除所述突变位置，包括：
对第一音频采样点及其位置前连续M3个音频采样点做线性淡出操作处理，对第二音频采样点及其位置后连续M4个音频采样点做线性淡入操作处理；其中，与所述突变位置对应的两个音频采样点中位置在前的音频采样点为所述第一音频采样点，与所述突变位置对应的两个音频采样点中位置在后的音频采样点为所述第二音频采样点，M3和M4均为正整数且小于N。
一种消除噪声的装置，包括：
获取单元，用于获取音频采样信号，所述音频采样信号包括N+1个连续音频采样点，N为正整数；
第一判断单元，用于判断所述音频采样信号中是否存在突变位置，所述突变位置由用户的随机定位操作引起；
滤波处理单元，用于若存在所述突变位置，则对所述音频采样信号做平滑滤波处理，以消除所述突变位置。
优选的，所述第一判断单元，包括：
第一计算子单元，用于将所述音频采样信号中，每两个相邻的音频采样点做差，得到N个第一差值；
第二计算子单元，用于对各个所述第一差值做绝对值运算得到N个第二差值并存储；
第一判断子单元，用于判断各个所述第二差值是否大于预设的第一阈值，并确定大于所述第一阈值的第二差值对应的两个音频采样点为疑似突变位置；
第二判断子单元，用于判断存储在所述大于所述第一阈值的第二差值之前的连续M1个第二差值和存储在所述大于所述第一阈值的第二差值之后的连续M2个第二差值中，是否存在大于预设的第二阈值的第二差值，若否，则确定所述第一阈值的第二差值对应的两个音频采样点为突变位置，所述第二阈值不大于所述第一阈值，M1和M2均为正整数且小于N。
优选的，所述第一计算子单元包括：
第一计算模块，用于将所述音频采样信号中，每两个相邻的音频采样点中位置在前的音频采样点减去位置在后的音频采样点，得到N个第一差值；
或者
第二计算模块，用于将所述音频采样信号中，每两个相邻的音频采样点中位置在后的音频采样点减去位置在前的音频采样点，得到N个第一差值。
优选的，所述滤波处理单元，包括：
第一滤波处理子单元，用于对第一音频采样点及其位置前连续M3个音频采样点做线性淡出操作处理；其中，与所述突变位置对应的两个音频采样点中位置在前的音频采样点为所述第一音频采样点，M3为正整数且小于所述N。
第二滤波处理子单元，用于对第二音频采样点及其位置后连续M4个音频采样点做线性淡入操作处理；其中，与所述突变位置对应的两个音频采样点中位置在后的音频采样点为所述第二音频采样点，M4为正整数且小于N。
一种电子设备，包括：上述消除噪声的装置。
与现有技术相比，本申请提供的上述技术方案具有以下优点：
本申请提供的消除噪声的方法和装置以及电子设备，先判断获取的音频采样信号中是否存在由用户的随机定位操作引起突变位置，若存在这样的突变位置，则对音频采样信号做平滑滤波处理，以消除这样的突变位置，即消除用户随机定位操作造成的爆音噪声，进而改善了用户的听觉体验。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为用户的随机定位操作对音频波形造成突变影响的波形图；
图2为采用本申请提供的消除噪声方法后的波形图；
图3为本申请提供的一种消除噪声的方法的流程示意图；
图4为本申请实施例提供的一种消除噪声方法的流程示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种消除噪声方法的流程示意图；
图6为本申请提供的一种消除噪声的装置示意图；
图7为本申请实施例提供的一种消除噪声的装置的示意图；
图8为本申请实施例提供的另一种消除噪声的装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请提供了一种消除噪声的方法，请参阅图3，示出了该方法的流程示意图，该方法包括：
步骤S11：获取音频采样信号，所述音频采样信号包括N+1个连续音频采样点，N为正整数；
一般的，音频播放的过程中存在几百毫秒的缓冲，在缓存区域的数据按照顺序逐个输出。因此，可以在音频采样信号未输出之前从缓冲区域获取音频采样信号。缓存区域内的音频采样信号是由模拟音频信号转换后的数字音频信号，即一个个数值。而音频采样点即为模拟音频信号转换成数字音频信号后表现的一个数值。
步骤S12:判断所述音频采样信号中是否存在突变位置，所述突变位置由用户的随机定位操作引起；
用户进行随机定位操作时，音频波形存在如图1所示的突变位置。执行步骤S12判断音频采样信号中是否存在突变位置。突变位置是由于相邻两个音频采样点的差值较大引起的。因此，根据对相邻两个音频采样点的差值进行判断，可以找到突变位置对应的两个音频采样点。
步骤S13：若存在所述突变位置，则对所述音频采样信号做平滑滤波处理，以消除所述突变位置。
使用快速线程滤波算法对存在突变位置的音频采样信号做平滑滤波处理。本申请提供的消除噪声的方法，先判断获取的音频采样信号中是否存在由用户的随机定位操作引起突变位置，若存在这样的突变位置，则对音频采样信号做平滑滤波处理，以消除这样的突变位置，图2示出了完成平滑处理的波形图。即消除用户随机定位操作造成的爆音噪声，进而改善了用户的听觉体验。
实施例一
本实施例提供了一种消除噪声的方法，详细介绍了如何判断由用户的随机定位操作引起的突变位置的过程，请参阅图4，示出了该方法的流程示意图，该方法包括：
步骤S21：获取音频采样信号，所述音频采样信号包括N+1个连续音频采样点，N为正整数；
步骤S22：将所述音频采样信号中，每两个相邻的音频采样点做差，得到N个第一差值；
步骤S23：对各个所述第一差值做绝对值运算得到N个第二差值并存储；
将音频采样信号中每两个相邻的音频采样点做差，并取绝对值运算，以便对波形突变位置的判断。具体的，将所述音频采样信号中，每两个相邻的音频采样点中位置在前的音频采样点减去位置在后的音频采样点，得到N个第一差值；或者，将所述音频采样信号中，每两个相邻的音频采样点中位置在后的音频采样点减去位置在前的音频采样点，得到N个第一差值。如果音频采样点A相对于音频采样点B输出顺序靠前，则音频采样点A在音频采样点B的位置前。
例如，获取的音频采样信号包括4个连续音频采样点N1、N2、N3、N4，这4个音频采样点的输出顺序依次为N1、N2、N3、N4。则对于音频采样点N1和N2，N1位置在前，N2位置在后。分别将N1减去N2、N2减去N3、N3减去N4，得到3个第一差值，即N1-N2、N2-N3、N3-N4。对第一差值取绝对值得到第二差值，即|N1-N2|、|N2-N3|、|N3-N4|。或者，分别将N2减去N1、N3减去N2、N4减去N3，得到3个第一差值，即N2-N1、N3-N2、N4-N3。对第一差值取绝对值得到第二差值，即|N2-N1|、|N3-N2|、|N4-N3|。
|N1-N2|对应的音频采样点为N1和N2，|N2-N3|对应的音频采样点为N2和N3，|N3-N4|对应的音频采样点为N3和N4。那么可以按照第二差值对应的减数在音频采样点信号中的顺序存储第二差值，即按照音频采样点N1、N2、N3在音频采样信号中的顺序存储|N1-N2|、|N2-N3|、|N3-N4|；或者按照第二差值对应的被减数在音频采样点信号中的顺序存储第二差值，即按照音频采样点N2、N3、N4在音频采样信号中的顺序存储|N1-N2|、|N2-N3|、|N3-N4|。
步骤S24：判断各个所述第二差值是否大于预设的第一阈值，并确定大于所述第一阈值的第二差值对应的两个音频采样点为疑似突变位置；
步骤S25：判断存储在所述大于所述第一阈值的第二差值之前的连续M1个第二差值和存储在所述大于所述第一阈值的第二差值之后的连续M2个第二差值中，是否存在大于预设的第二阈值的第二差值，若否，则确定所述疑似突变位置为突变位置，所述第二阈值不大于所述第一阈值，M1和M2均为正整数且小于N。
如果是轻柔的音乐，那么两个相邻音频采样点的差值会比较小；而如果是存在爆炸声音的音频，那么存在多个相邻音频采样点的差值比较大的情况，对这种音频并不需要处理。因此，只能确定大于第一阈值的第二差值对应的两个音频采样点为疑似突变位置，然后继续步骤S25的判断，即根据疑似突变位置前后的其它音频采样点的情况，来判断疑似突变位置是否为用户的随机定位操作造成的突变位置。即若上述M1+M2个第二差值中不存在大于预设的第二阈值的第二差值则确定疑似突变位置为突变位置。第二阈值等于第一阈值乘以突变判断因子C，0＜C≤1。第一阈值，以及突变判断因子C均为预先设定的值。
步骤S26：若存在所述突变位置，则对所述音频采样信号做平滑滤波处理，以消除所述突变位置。
实施例二
本实施例提供了另一种消除噪声的方法，详细介绍了对所述音频采样信号做平滑滤波处理，以消除所述突变位置的过程，请参阅图5，示出了该方法的流程示意图，该方法包括：
步骤S31：获取音频采样信号，所述音频采样信号包括N+1个连续音频采样点，所述N为正整数；
步骤S32：判断所述音频采样信号中是否存在突变位置，所述突变位置由用户的随机定位操作引起；
步骤S32：若存在所述突变位置，则对第一音频采样点及其位置前连续M3个音频采样点做线性淡出操作处理，对第二音频采样点及其位置后连续M4个音频采样点做线性淡入操作处理，与所述突变位置对应的两个音频采样点中位置在前的音频采样点为所述第一音频采样点，与所述突变位置对应的两个音频采样点中位置在后的音频采样点为所述第二音频采样点，所述M3和M4均为正整数且小于N。
对第一音频采样点及其位置前连续M3个音频采样点做线性淡出操作处理，即从第一音频采样点位置前的第M3个音频采样点开始至第一音频采样点结束依次和运算函数f做乘积运算，0≤f≤1。在与第一音频采样点位置前的第M3个音频采样点做运算时，f取值为1，在之后的运算中f呈线性减小，并保证在最终与第一音频采样点做运算时，f取值为0。
对第二音频采样点及其位置后连续M4个音频采样点做线性淡入操作处理，即从第二音频采样点开始至第二音频采样点位置后的第M4个音频采样点结束依次和运算函数f做乘积运算，0≤f≤1。在与第二音频采样点做运算时，f取值为0，并在之后的运算中f呈线性增加，并保证在最终与第二音频采样点位置后的第M4个音频采样点做运算时，f取值为1。
对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。
本申请提供了一种消除噪声的装置，请参阅图6，示出了该装置的示意图。该装置包括：获取单元11、第一判断单元12和滤波处理单元13，其中，
获取单元11，用于获取音频采样信号，所述音频采样信号包括N+1个连续音频采样点，N为正整数；
第一判断单元12，用于判断所述音频采样信号中是否存在突变位置，所述突变位置由用户的随机定位操作引起；
滤波处理单元13，若存在所述突变位置，用于对所述音频采样信号做平滑滤波处理，以消除所述突变位置。
本申请提供的消除噪声的装置包括的第一判断单元12判断获取的音频采样信号中是否存在由用户的随机定位操作引起的突变位置，若存在这样的突变位置，滤波处理单元13则对音频采样信号做平滑滤波处理，以消除这样的突变位置，即消除用户随机定位操作造成的爆音噪声，进而改善了用户的听觉体验。
实施例三
本实施例提供了一种消除噪声的装置，请参见图7，示出了该装置的示意图。该装置包括：获取单元11、第一判断单元12和滤波处理单元13，其中，
获取单元11，用于获取音频采样信号，所述音频采样信号包括N+1个连续音频采样点，N为正整数；
第一判断单元12包括：
第一计算子单元121，用于将所述音频采样信号中，每两个相邻的音频采样点做差，得到N个第一差值；
第二计算子单元122，用于对各个所述第一差值做绝对值运算得到N个第二差值并存储；
第一判断子单元123，用于判断各个所述第二差值是否大于预设的第一阈值，并确定大于所述第一阈值的第二差值对应的两个音频采样点为疑似突变位置；
第二判断子单元124，用于判断存储在所述大于所述第一阈值的第二差值之前的连续M1个第二差值和存储在所述大于所述第一阈值的第二差值之后的连续M2个第二差值中，是否存在大于预设的第二阈值的第二差值，若否，则确定所述第一阈值的第二差值对应的两个音频采样点为突变位置，所述第二阈值不大于所述第一阈值，M1和M2均为正整数且小于N。
滤波处理单元13，若存在所述突变位置，用于对所述音频采样信号做平滑滤波处理，以消除所述突变位置。
具体的第一计算子单元121包括：
第一计算子单元，用于将所述音频采样信号中，每两个相邻的音频采样点中位置在前的音频采样点减去位置在后的音频采样点，得到N个第一差值；
或者
第二计算子单元，用于将所述音频采样信号中，每两个相邻的音频采样点中位置在后的音频采样点减去位置在前的音频采样点，得到N个第一差值。
实施例四
本实施例提供了另一种消除噪声的装置，请参见图8，示出了该装置的示意图。该装置包括：获取单元11、第一判断单元12和滤波处理单元13，其中，
获取单元11，用于获取音频采样信号，所述音频采样信号包括N+1个连续音频采样点，N为正整数；
第一判断单元12，用于判断所述音频采样信号中是否存在突变位置，所述突变位置由用户的随机定位操作引起；
滤波处理单元13包括：
第一滤波处理子单元131，用于对第一音频采样点及其位置前连续M3个音频采样点做线性淡出操作处理；其中，与所述突变位置对应的两个音频采样点中位置在前的音频采样点为所述第一音频采样点，M3为正整数且小于N。
第二滤波处理子单元132，用于对第二音频采样点及其位置后连续M4个音频采样点做线性淡入操作处理；其中，与所述突变位置对应的两个音频采样点中位置在后的音频采样点为所述第二音频采样点，M4为正整数且小于N。
本申请还提供一种电子设备，该设备包括：上述消除噪声的装置。利用消除噪声的装置消除用户随机定位操作造成的爆音噪声，进而改善了用户的听觉体验。电子设备具体的可以为手机、台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、电视机、MP3播放器和MP4播放器等。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置和设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的；所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式；多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
对于装置实施例而言，由于其基本相应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实施例各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种消除噪声的方法，其特征在于，包括：
获取音频采样信号，所述音频采样信号包括N+1个连续音频采样点，N为正整数；
判断所述音频采样信号中是否存在突变位置，所述突变位置由用户的随机定位操作引起；
若存在所述突变位置，则对所述音频采样信号做平滑滤波处理，以消除所述突变位置；
所述判断所述音频采样信号中是否存在突变位置，所述突变位置由用户的随机定位操作引起，包括：
将所述音频采样信号中，每两个相邻的音频采样点做差，得到N个第一差值；
对各个所述第一差值做绝对值运算得到N个第二差值并存储；
判断各个所述第二差值是否大于预设的第一阈值，并确定大于所述第一阈值的第二差值对应的两个音频采样点为疑似突变位置；
判断存储在所述大于所述第一阈值的第二差值之前的连续M1个第二差值和存储在所述大于所述第一阈值的第二差值之后的连续M2个第二差值中，是否存在大于预设的第二阈值的第二差值，若否，则确定所述疑似突变位置为突变位置，所述第二阈值不大于所述第一阈值，M1和M2均为正整数且小于N。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述音频采样信号中，每两个相邻的音频采样点做差，得到N个第一差值的过程包括：
将所述音频采样信号中，每两个相邻的音频采样点中位置在前的音频采样点减去位置在后的音频采样点，得到N个第一差值；
或者
将所述音频采样信号中，每两个相邻的音频采样点中位置在后的音频采样点减去位置在前的音频采样点，得到N个第一差值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述音频采样信号做平滑滤波处理，以消除所述突变位置，包括：
对第一音频采样点及其位置前连续M3个音频采样点做线性淡出操作处理，对第二音频采样点及其位置后连续M4个音频采样点做线性淡入操作处理；其中，与所述突变位置对应的两个音频采样点中位置在前的音频采样点为所述第一音频采样点，与所述突变位置对应的两个音频采样点中位置在后的音频采样点为所述第二音频采样点，M3和M4均为正整数且小于N。
4.一种消除噪声的装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取音频采样信号，所述音频采样信号包括N+1个连续音频采样点，N为正整数；
第一判断单元，用于判断所述音频采样信号中是否存在突变位置，所述突变位置由用户的随机定位操作引起；
滤波处理单元，若存在所述突变位置，用于对所述音频采样信号做平滑滤波处理，以消除所述突变位置；
所述第一判断单元，包括：
第一计算子单元，用于将所述音频采样信号中，每两个相邻的音频采样点做差，得到N个第一差值；
第二计算子单元，用于对各个所述第一差值做绝对值运算得到N个第二差值并存储；
第一判断子单元，用于判断各个所述第二差值是否大于预设的第一阈值，并确定大于所述第一阈值的第二差值对应的两个音频采样点为疑似突变位置；
第二判断子单元，用于判断存储在所述大于所述第一阈值的第二差值之前的连续M1个第二差值和存储在所述大于所述第一阈值的第二差值之后的连续M2个第二差值中，是否存在大于预设的第二阈值的第二差值，若否，则确定所述第一阈值的第二差值对应的两个音频采样点为突变位置，所述第二阈值不大于所述第一阈值，M1和M2均为正整数且小于N。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一计算子单元包括：
第一计算模块，用于将所述音频采样信号中，每两个相邻的音频采样点中位置在前的音频采样点减去位置在后的音频采样点，得到N个第一差值；
或者
第二计算模块，用于将所述音频采样信号中，每两个相邻的音频采样点中位置在后的音频采样点减去位置在前的音频采样点，得到N个第一差值。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述滤波处理单元，包括：
第一滤波处理子单元，用于对第一音频采样点及其位置前连续M3个音频采样点做线性淡出操作处理；其中，与所述突变位置对应的两个音频采样点中位置在前的音频采样点为所述第一音频采样点，M3为正整数且小于N；
第二滤波处理子单元，用于对第二音频采样点及其位置后连续M4个音频采样点做线性淡入操作处理；其中，与所述突变位置对应的两个音频采样点中位置在后的音频采样点为所述第二音频采样点，M4为正整数且小于N。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求4至6任意一项所述的装置。
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