CN107896309B - 调整本地载波频率的方法、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种调整本地载波频率的方法及装置，用以解决现有技术存在解调复合视频信号的准确性较低的技术问题。其中，方法包括：接收复合视频信号，并确定本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值；其中，所述本地载波具有第一本地载波频率；确定所述第一相位差值大于预设相位差值时，将所述本地载波由第一本地载波频率调整为第二本地载波频率，令调整后的本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第二相位差值小于所述预设相位差值。

Description

调整本地载波频率的方法、装置及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及模拟视频监控领域，尤其涉及一种调整本地载波频率的方法及装置。
背景技术
模拟高清视频信号属于复合视频信号，接收端若要完成对复合视频信号的解调，就必须还原出能够匹配色度副载波的本地载波，如此才能保证图像良好的解调出来，因此，色度副载波还原是复合视频信号解调中的关键部分。
现有技术中，准确获知前端相机的色度副载波，同时借助鉴相等纠错方法，理想情况下是可以还原出匹配色度副载波的本地载波，解调出正确的图像的。但是，一方面由于市场上的模拟相机种类繁多，采用的硬件方案也各有差异，而且传输线缆的标准也不同，使得到达接收端的色度副载波的频率存在差异，接收端无法还原出与频率各异的色度副载波匹配的本地载波，进而无法准确地对复合视频信号进行解调；另一方面，由于模拟高清领域存在多种高清协议标准，不同协议间载波频率不同，如果要准确适配该协议，就需要准确的色度副载波频率，单纯通过设备测量获取的载波频率并不精确，导致接收端无法准确地对复合视频信号进行解调。
综上可知，现有技术中存在解调复合视频信号的准确性较低的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供一种调整本地载波频率的方法及装置，用以解决现有技术存在解调复合视频信号的准确性较低的技术问题。
第一方面
本发明实施例提供一种调整本地载波频率的方法，包括：
接收复合视频信号，并确定本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值；其中，所述本地载波具有第一本地载波频率；
确定所述第一相位差值大于预设相位差值时，将所述本地载波由第一本地载波频率调整为第二本地载波频率，令调整后的本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第二相位差值小于所述预设相位差值。
在一种可能的实现方式中，所述确定本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值，包括：
对所述复合视频信号包括的色度信号进行正交下变频操作，获得正交分量和同相分量；
基于所述正交分量和所述同相分量进行鉴相操作，确定相位补偿值；
基于所述相位补偿值和所述复合视频信号的初始相位值，确定本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值。
在一种可能的实现方式中，在确定本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值之后，所述方法还包括：
判断所述第一相位差值是否大于预设相位差值；
若是，则执行步骤：将所述本地载波由第一本地载波频率调整为第二本地载波频率。
在一种可能的实现方式中，所述将所述本地载波由第一本地载波频率调整为第二本地载波频率，包括：
通过计算模型将所述第一相位差值转化为所述第二本地载波频率；其中，所述计算模型用于指示所述第一相位差值与所述本地载波的频率调整范围之间的函数关系，所述本地载波的频率调整范围由所述本地载波的预设载波频率值与所述第二本地载波频率确定；
将所述本地载波由第一本地载波频率调整为所述第二本地载波频率。
在一种可能的实现方式中，所述通过计算模型将所述第一相位差值转化为所述第二本地载波频率，包括：
基于所述第一相位差值、所述本地载波的预设载波频率值和所述复合视频信号的每行采样点数，确定所述第二本地载波频率。
第二方面
本发明实施例提供一种调整本地载波频率的装置，包括：
接收模块，用于接收复合视频信号，并确定本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值；其中，所述本地载波具有第一本地载波频率；
调整模块，用于确定所述第一相位差值大于预设相位差值时，将所述本地载波由第一本地载波频率调整为第二本地载波频率，令调整后的本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第二相位差值小于所述预设相位差值。
在一种可能的实现方式中，所述接收模块具体用于：
对所述复合视频信号包括的色度信号进行正交下变频操作，获得正交分量和同相分量；
基于所述正交分量和所述同相分量进行鉴相操作，确定相位补偿值；
基于所述相位补偿值和所述复合视频信号的初始相位值，确定本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值。
在一种可能的实现方式中，所述调整模块具体用于：
在确定本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值之后，判断所述第一相位差值是否大于预设相位差值；
若是，则执行步骤：将所述本地载波由第一本地载波频率调整为第二本地载波频率。
在一种可能的实现方式中，所述调整模块具体用于：
通过计算模型将所述第一相位差值转化为所述第二本地载波频率；其中，所述计算模型用于指示所述第一相位差值与所述本地载波的频率调整范围之间的函数关系，所述本地载波的频率调整范围由所述本地载波的预设载波频率值与所述第二本地载波频率确定；
将所述本地载波由第一本地载波频率调整为所述第二本地载波频率。
在一种可能的实现方式中，所述调整模块具体用于：
基于所述第一相位差值、所述本地载波的预设载波频率值和所述复合视频信号的每行采样点数，确定所述第二本地载波频率。
第三方面
本发明实施例提供另一种调整本地载波频率的装置，所述装置包括：
至少一个处理器，以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器、通信接口；
其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令，利用所述通信接口执行如第一方面所述的方法。
第四方面
本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如第一方面所述的方法。
本发明实施例中，在接收到复合视频信号并确定本地载波与复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值后，只要确定第一相位差值大于预设相位差值，则可以认为本地载波具有的第一本地载波频率与复合视频信号的色度副载波的频率不匹配，这时，将本地载波由第一本地载波频率调整为第二本地载波频率，使得调整后的本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第二相位差值小于所述预设相位差值，从而提高对复合视频信号的解调的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例中一种调整本地载波频率的方法的流程图；
图2为本发明实施例中正交下变频框图；
图3为本发明实施例中反馈机制的实现流程图；
图4为本发明实施例中调整本地载波频率的装置的示意图。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
下面对本发明实施例中所使用的部分术语进行简单的介绍，以便本领域技术人员更易理解。
复合视频信号(Composite Video Signal，CVS)，可以定义为包括亮度信号和色度信号的模拟信号。接收端若要完成对复合视频信号的解调，就需要还原出可以匹配色度副载波的本地载波，也可以说，本地载波即为接收端侧还原出的色度副载波。
本发明实施例的总体思路为，可以采用反馈机制和调整频率控制字的方法对复合视频信号的色度副载波进行跟踪，以使得接收端可以拟合出可以与复合视频信号的色度副载波匹配的本地载波，从而完成对复合视频信号的色度信号的解调。
下面结合附图对本发明优选的实施例作详细的介绍。
实施例一
请参见图1，本发明实施例提供一种调整本地载波频率的方法，该方法的过程可以描述如下：
S101：接收复合视频信号，并确定本地载波与复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值；其中，本地载波具有第一本地载波频率；
S102：确定第一相位差值大于预设相位差值时，将本地载波由第一本地载波频率调整为第二本地载波频率，令调整后的本地载波与复合视频信号的色度副载波之间的第二相位差值小于预设相位差值。
S101中，复合视频信号可以由公式1表示。
s(t)＝y+u*sin(ω*t+θi)+v*cos(ω*t+θi) (公式1)
其中，色度信号可以由公式2表示。
c(t)＝u*sin(ω*t+θi)+v*cos(ω*t+θi) (公式2)
在公式1中，y可以表示亮度信号。因此，由公式1和公式2可知，后端解调设备接收的复合视频信号可以包括色度信号和亮度信号。
在公式1和公式2中，u、v可以表示色度分量，θi可以表示初始相位，ω可以表示复合视频信号的色度副载波的频率。
本发明实施例中，后端解调设备在接收复合视频信号时，可以确定本地载波与复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值，其中，本地载波具有第一本地载波频率。
在一种可能的实现方式中，后端解调设备在确定本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值时，可以通过但不仅限于以下方式进行。
请参见图2，为本发明实施例中的正交下变频框图，其中，ωi可以表示还原后的复合视频信号的色度副载波的频率。后端解调设备可以根据图2，对复合视频信号包括的色度信号进行正交下变频操作，获得正交分量和同相分量。其中，获得的正交分量可以如公式3所示，同相分量可以如公式4所示。
正交分量＝[u*sin(ω*t+θi)+v*cos(ω*t+θi)]*sin(ωi*t+θi) (公式3)
同相分量＝[u*sin(ω*t+θi)+v*cos(ω*t+θi)]*cos(ωi*t+θi) (公式4)
由于正交下变频操作为复合视频信号的解调的常见方法，其具体操作过程可以参见现有技术，本发明实施例不作赘述。
后端解调设备可以根据上述得到的正交分量和同相分量进行鉴相操作，得到的相位差Δθ如公式5所示，可以由多个部分组成：噪声引起的相位偏差θs、频率不匹配导致的相位偏差θf、初始相位θi。
Δθ＝θs+θf+θi (公式5)
而在实际应用中，由于模拟传输的信道特性比较稳定，噪声引起的相位偏差很小，可以忽略不计，如公式6所示。
Δθ≈θf+θi (公式6)
由于初始相位可以由接收到的复合视频信号得到，是已知的，则相位偏差θf可以由公式7所示。
θf≈Δθ-θi (公式7)
而公式6表示的相位差Δθ即为本发明实施例中的相位补偿值，公式7表示的相位偏差即为本发明实施例中确定出的本地载波与复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值。
后端设备在确定第一相位差值之后，可以进入S102，即若后端解调设备确定第一相位差值大于预设相位差值时，则将本地载波由第一本地载波频率调整为第二本地载波频率，令调整后的本地载波与复合视频信号的色度副载波之间的第二相位差值小于预设相位差值。本发明实施例中，预设相位差值可以根据具体的解调需求进行自定义设置，本发明实施例中不作限制。
在一种可能的实现方式中，后端解调设备确定了本地载波与复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值之后，可以进入本发明实施例中的反馈机制，请参见图3，为本发明实施例中反馈机制的实现流程图。
后端解调设备在确定第一相位差值后，判断第一相位差值是否大于预设相位差值，若大于，则后端解调设备将本地载波的频率由第一本地载波频率调整为第二本地载波频率，令频率调整后的本地载波与复合视频信号的色度副载波之间的第二相位差值小于预设相位差值；而若第一相位差值小于预设相位差值，则后端解调设备可以不用对本地载波的频率进行调整。
在一种可能的实现方式中，后端解调设备将本地载波的频率由第一本地载波频率调整为第二本地载波频率之后，可以重新计算频率调整为第二本地载波频率的本地载波与接收到的复合视频信号的色度副载波之间的相位差值，然后重新判断该相位差值是否大于预设相位差值，如此循环往复，直到频率调整后的本地载波与复合视频信号的色度副载波之间的相位差值小于预设相位差值。
在实际应用中，还可以设置相位差值的可靠范围，然后判断θf是否在可靠范围内，来确定是否对本地载波的频率进行调整。
由于θf也是估算值，有一定的动态范围，在可靠范围内并不会出现肉眼可以察觉到的偏色或者色彩错乱等现象。若θf在可靠范围内，则可以不需要再进行频率跟踪，此时可以认为本地载波的频率与色度副载波的频率是匹配的，同时Δθ基本收敛到了初始相位θi。
而若θf不在可靠范围内，这时则需要对本地载波的频率进行调整。调整后的结果会直接体现在相位补偿的相位差Δθ上，这样就可以重新进入反馈机制，得到调整后的本地载波与复合视频信号的色度副载波的相位差值θf，再进行可靠范围判断，直到θf在可靠范围内，停止本地载波的频率的调整。
在一种可能的实现方式中，后端解调设备将本地载波的频率由第一本地载波频率调整为第二本地载波频率，可以通过以下方式进行。
通过计算模型将第一相位差值转化为第二本地载波频率；其中，计算模型用于指示第一相位差值与本地载波的频率调整范围之间的函数关系，本地载波的频率调整范围由本地载波的预设载波频率值与第二本地载波频率确定。
本发明实施例中的计算模型可以介绍如下。
由于θf是复合视频信号的色度副载波与本地恢复出的色度副载波之间的频率不匹配所引起的相位偏差，与复合视频信号的每行的采样点数存在正相关的关系。同一载波频率下，采样点数越多，相位差Δθ会越大，图像色彩差异更明显。
因此，通过推导我们可以得出θf与本地载波的频率调整范围的函数关系如公式8所示。
θf＝2π*Δf*N (公式8)
Δf＝|fs-fi| (公式9)
本地载波的频率调整范围可以由公式9所示。
在公式8和公式9中，fs可以表示频率调整后的本地载波的频率，可以为本发明实施例中的第二本地载波频率；fi可以为本地载波的预设载波频率值；N 可以表示复合视频信号的每行采样点数。
复合视频信号的每行采样点数可以由公式10得出。
公式10中，F表示为后端解调设备侧的采样频率，n表示为复合视频信号帧数，L表示复合视频信号的每帧总行数。
本发明实施例中不详细描述推导过程，解调方式不同的情况下推导过程可能也不同，但是θf与采样点间的函数关系不会发生变化。
在一种可能的实现方式中，后端解调设备根据第一相位差值、本地载波的预设载波频率值和复合视频信号的每行采样点数，可以确定第二本地载波频率。
调整后的本地载波频率，即第二本地载波频率可以由公式11表示。
后端解调设备通过上述计算模型将第一相位差值转换为第二本地载波频率之后，将本地载波由第一本地载波频率调整为第二本地载波频率。
综上所述，本发明实施例的一个或者多个技术方案，具有如下技术效果或者优点：
第一、本发明实施例中，在接收到复合视频信号并确定本地载波与复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值后，只要确定第一相位差值大于预设相位差值，则可以认为本地载波具有的第一本地载波频率与复合视频信号的色度副载波的频率不匹配，这时，将本地载波由第一本地载波频率调整为第二本地载波频率，使得调整后的本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第二相位差值小于所述预设相位差值，从而提高对复合视频信号的解调的准确性。
第二、由于本发明实施例中不会实时对本地载波的频率进行调整，因为这样会导致在长线传输等信道恶劣的情况，信号发散，进而解调异常，无法正常显示色彩。本发明实施例中是在信号接入稳定后，迅速还原出能够与色度副载波匹配的本地载波，之后停止介入；当信号断流或者线缆插拔的情况下，会重新通过本发明实施例提供的方法对本地载波的频率进行调整，直到还原出匹配的本地载波。
第三、由于本发明实施例中，只需要了解复合视频信号的色度副载波的大概范围，就可以通过反馈机制进行多级反馈，以实现对色度副载波的跟踪，从而确保后端解调设备可以准确地还原出与色度副载波匹配的本地载波，进而提高对复合视频信号解调的准确性。
实施例二
请参见图4，基于同一发明构思，本发明实施例提供一种调整本地载波频率的装置，该装置可以为后端解调设备等装置。其中，装置可以包括接收模块41和调整模块42。
接收模块41，用于接收复合视频信号，并确定本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值；其中，所述本地载波具有第一本地载波频率；
调整模块42，用于确定所述第一相位差值大于预设相位差值时，将所述本地载波由第一本地载波频率调整为第二本地载波频率，令调整后的本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第二相位差值小于所述预设相位差值。
在一种可能的实现方式中，所述接收模块41具体用于：
对所述复合视频信号包括的色度信号进行正交下变频操作，获得正交分量和同相分量；
基于所述正交分量和所述同相分量进行鉴相操作，确定相位补偿值；
基于所述相位补偿值和所述复合视频信号的初始相位值，确定本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值。
在一种可能的实现方式中，所述调整模块42具体用于：
在确定本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值之后，判断所述第一相位差值是否大于预设相位差值；
若是，则执行步骤：将所述本地载波由第一本地载波频率调整为第二本地载波频率。
在一种可能的实现方式中，所述调整模块42具体用于：
通过计算模型将所述第一相位差值转化为所述第二本地载波频率；其中，所述计算模型用于指示所述第一相位差值与所述本地载波的频率调整范围之间的函数关系，所述本地载波的频率调整范围由所述本地载波的预设载波频率值与所述第二本地载波频率确定；
将所述本地载波由第一本地载波频率调整为所述第二本地载波频率。
在一种可能的实现方式中，所述调整模块42具体用于：
基于所述第一相位差值、所述本地载波的预设载波频率值和所述复合视频信号的每行采样点数，确定所述第二本地载波频率。
实施例三
基于同一发明构思，本发明实施例提供另一种调整本地载波频率的装置，所述装置包括：
至少一个处理器，以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器、通信接口；
其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令，利用所述通信接口执行如实施例一所述的方法。
实施例四
基于同一发明构思，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如实施例一所述的方法。
在具体的实施过程中，计算机可读存储介质包括：通用串行总线闪存盘 (Universal Serial Bus flash drive，USB)、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的存储介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元 /模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元/模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元/模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元/模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种调整本地载波频率的方法，其特征在于，所述方法包括：
接收复合视频信号，并确定本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值；其中，所述本地载波具有第一本地载波频率；
确定所述第一相位差值大于预设相位差值时，通过计算模型将所述第一相位差值转化为第二本地载波频率；其中，所述计算模型用于指示所述第一相位差值与所述本地载波的频率调整范围之间的函数关系，所述本地载波的频率调整范围由所述本地载波的预设载波频率值与所述第二本地载波频率确定；
将所述本地载波由第一本地载波频率调整为所述第二本地载波频率；
确定所述第二本地载波与接收到的复合视频信号的色度副载波之间的第二相位差值，若第二相位差值大于预设相位差值，调整第二本地载波频率，直到频率调整后的本地载波与复合视频信号的色度副载波之间的相位差值小于预设相位差值；
其中，通过计算模型将所述第一相位差值转化为所述第二本地载波频率，包括：
基于所述第一相位差值、所述本地载波的预设载波频率值和所述复合视频信号的每行采样点数，确定所述第二本地载波频率；
其中，所述计算模型表示如下：
θf表示第一相位差，n表示复合视频信号帧数，L表示复合视频信号的每帧总行数，F表示后端解调设备侧的采样频率，fi表示本地载波的预设载波频率值，fs表示所述第二本地载波频率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值，包括：
对所述复合视频信号包括的色度信号进行正交下变频操作，获得正交分量和同相分量；
基于所述正交分量和所述同相分量进行鉴相操作，确定相位补偿值；
基于所述相位补偿值和所述复合视频信号的初始相位值，确定本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值。
3.一种调整本地载波频率的装置，其特征在于，所述装置包括：
接收模块，用于接收复合视频信号，并确定本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值；其中，所述本地载波具有第一本地载波频率；
调整模块，用于确定所述第一相位差值大于预设相位差值时，通过计算模型将所述第一相位差值转化为第二本地载波频率；其中，所述计算模型用于指示所述第一相位差值与所述本地载波的频率调整范围之间的函数关系，所述本地载波的频率调整范围由所述本地载波的预设载波频率值与所述第二本地载波频率确定；以及，将所述本地载波由第一本地载波频率调整为所述第二本地载波频率；
所述调整模块，还用于确定所述第二本地载波与接收到的复合视频信号的色度副载波之间的第二相位差值，若第二相位差值大于预设相位差值，调整第二本地载波频率，直到频率调整后的本地载波与复合视频信号的色度副载波之间的相位差值小于预设相位差值；
其中，所述调整模块具体用于，基于所述第一相位差值、所述本地载波的预设载波频率值和所述复合视频信号的每行采样点数，确定所述第二本地载波频率；
其中，所述计算模型表示如下：
θf表示第一相位差，n表示复合视频信号帧数，L表示复合视频信号的每帧总行数，F表示后端解调设备侧的采样频率，fi表示本地载波的预设载波频率值，fs表示所述第二本地载波频率。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述接收模块具体用于：
对所述复合视频信号包括的色度信号进行正交下变频操作，获得正交分量和同相分量；
基于所述正交分量和所述同相分量进行鉴相操作，确定相位补偿值；
基于所述相位补偿值和所述复合视频信号的初始相位值，确定本地载波与所述复合视频信号的色度副载波之间的第一相位差值。
5.一种调整本地载波频率的装置，其特征在于，所述装置包括：
至少一个处理器，以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器、通信接口；
其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令，利用所述通信接口执行如权利要求1或2所述的方法。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于：
所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1或2所述的方法。
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