CN108040332B - 基于蓝牙的音频传输方法及装置、存储介质、终端 - Google Patents
基于蓝牙的音频传输方法及装置、存储介质、终端 Download PDFInfo
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Abstract
一种基于蓝牙的音频传输方法及装置、存储介质、终端,所述基于蓝牙的音频传输方法包括:向对端设备发送高品质数据包,所述高品质数据包的头部添加有高品质标识,所述高品质数据包中携带有高品质音频,所述高品质音频的比特率高于预设阈值;接收所述对端设备发送的空闲空包,所述空闲空包的头部添加有空闲标识。通过本发明提供的技术方案,可以最大程度地利用蓝牙的有限带宽,实现基于蓝牙的高品质双向音频传输。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域,具体地涉及一种基于蓝牙的音频传输方法及装置、存储介质、终端。
背景技术
随着蓝牙(blue-tooth,简称BLE)技术的发展,BLE在连接稳定性及运行功耗方面的优势越来越显著,因而,越来越多的设备(如遥控器、电视、机顶盒、手机等)内置有BLE通信单元。但是,传统BLE技术(例如BLE3.0、BLE4.0)带宽有限,受制于带宽,即使BLE传送单向音频数据,也难以提高数据传输速率。
BLE5.0协议发布之前,现有BLE技术一般采用两种方式实现音频数据传输:一种采用人机接口设备(Human Interface Device,简称HID)通道传输数据,一种采用通用属性(Generic Attribute Profile,简称GATT)通道将数据打包传输。两种方式均可以实现数据上行的语音传输,但由于协议规定的带宽较小,实现数据下行的语音传输存在一定难度。尽管很多设备迫切需要通过BLE来实现双向语音传输,但考虑到BLE带宽的制约,缺乏同步双向音频的传输基础。不过,最新发布的BLE5.0协议扩大了数据传输带宽,可以支持最高速率为2Mbit/s的数据速率,已为双向高品质音频传输创造了可行条件。在BLE5.0协议基础上,BLE传输的数据包长度限制由原来的20个字节扩展为200个字节,传输数据带宽由原来的128kbit/s扩展为2Mbit/s,已能够实现常规品质音频的双向传输。
现阶段,BLE5.0协议的数据带宽仍然较小,无法实现高品质音频传输,还缺乏基于蓝牙实现高品质音频传输的技术方案。
发明内容
本发明解决的技术问题是如何最大程度地利用蓝牙的可用带宽,实现基于蓝牙的高品质音频传输。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种基于蓝牙的音频传输方法,所述基于蓝牙的音频传输方法包括:向对端设备发送高品质数据包,所述高品质数据包的头部添加有高品质标识,所述高品质数据包中携带有高品质音频,所述高品质音频的比特率高于预设阈值;接收所述对端设备发送的空闲空包,所述空闲空包的头部添加有空闲标识。
可选的,在向对端设备发送高品质数据包之前,所述音频传输方法包括:接收所述对端设备发送的空闲空包。
可选的,所述音频传输方法还包括:如果接收到所述对端设备发送的占用空包,则切换为向所述对端设备发送常规数据包,所述占用空包的头部添加有占用标识;接收所述对端设备发送的常规数据包,所述常规数据包中携带有常规品质音频,所述常规品质音频的比特率低于所述高品质音频的比特率。
可选的,所述音频传输方法还包括:向所述对端设备发送常规数据包。
可选的,所述音频传输方法还包括:如果接收到所述对端设备发送的空闲空包,则切换为向所述对端设备发送高品质数据包;其中,在切换为向所述对端设备发送高品质数据包之前,等待预设时间。
可选的,所述音频传输方法还包括:向所述对端设备发送空闲空包;接收所述对端设备发送的高品质数据包。
可选的,在接收所述对端设备发送的高品质数据包之后,所述音频传输方法还包括:向所述对端设备发送空闲空包。
为解决上述技术问题,本发明实施例还提供一种基于蓝牙的音频传输装置,所述基于蓝牙的音频传输装置包括:第一发送模块,适于向对端设备发送高品质数据包,所述高品质数据包的头部添加有高品质标识,所述高品质数据包中携带有高品质音频,所述高品质音频的比特率高于预设阈值;第一接收模块,适于接收所述对端设备发送的空闲空包,所述空闲空包的头部添加有空闲标识。
可选的,所述音频传输装置还包括:第二接收模块,适于在向对端设备发送高品质数据包之前,接收所述对端设备发送的空闲空包。
可选的,所述音频传输装置还包括:第一切换模块,如果接收到所述对端设备发送的占用空包,则所述第一切换模块适于切换为向所述对端设备发送常规数据包,所述占用空包的头部添加有占用标识;第三接收模块,适于接收所述对端设备发送的常规数据包,所述常规数据包中携带有常规品质音频,所述常规品质音频的比特率低于所述高品质音频的比特率。
可选的,所述音频传输装置还包括:第二发送模块,适于向所述对端设备发送常规数据包。
可选的,所述音频传输装置还包括:第二切换模块,如果接收到所述对端设备发送的空闲空包,则所述第二切换模块适于切换为向对端设备发送高品质数据包;其中,所述第二切换模块在切换为向所述对端设备发送高品质数据包之前,等待预设时间。
可选的,所述音频传输装置还包括:第三发送模块,适于向所述对端设备发送空闲空包;第四接收模块,适于接收所述对端设备发送的高品质数据包。
可选的,所述音频传输装置还包括:第四发送模块,适于在接收所述对端设备发送的高品质数据包之后,向所述对端设备发送空闲空包。
为解决上述技术问题,本发明实施例还提供一种存储介质,其上存储有计算机指令,所述计算机指令运行时执行上述基于蓝牙的音频传输方法的步骤。
为解决上述技术问题,本发明实施例还提供一种终端,包括存储器和处理器,所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机指令,所述处理器运行所述计算机指令时执行上述基于蓝牙的音频传输方法的步骤。
与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下有益效果:
本发明实施例提供一种基于蓝牙的音频传输方法,所述音频传输方法包括:蓝牙设备向对端设备发送高品质数据包,所述高品质数据包的头部添加有高品质标识,所述高品质数据包中携带有高品质音频,所述高品质音频的比特率高于预设阈值;接收所述对端设备发送的空闲空包,所述空闲空包的头部添加有空闲标识。通过本发明实施例提供的技术方案,可以最大程度地利用BLE的可用带宽,实现高品质音频数据的异步双向传输。
进一步,所述音频传输方法还包括:如果接收到所述对端设备发送的占用空包,,所述占用标识可以表明所述对端设备包含有待传数据,则BLE设备可以切换为向所述对端设备发送常规数据包;接收所述对端设备发送的常规数据包,所述常规数据包中携带有常规品质音频,所述常规品质音频的比特率低于所述高品质音频的比特率。通过在常规空包中添加占用标识,可以使发送高品质音频的BLE设备(也即接收到所述占用空包的BLE设备)从异步高品质音频传输自动切换为常规品质音频传输,避免了对端设备的数据传输延时和数据丢失,保证BLE通信双方实现常规品质音频的双向传输。
附图说明
图1是本发明实施例一种基于蓝牙的音频传输方法的流程示意图;
图2是采用本发明实施例一个典型的应用场景的信令交互示意图;
图3是采用本发明实施例又一个典型的应用场景的信令交互示意图;
图4是采用本发明实施例再一个典型的应用场景的信令交互示意图;
图5是本发明实施例的一种基于蓝牙的音频传输装置的结构示意图。
具体实施方式
本领域技术人员理解,如背景技术所言,现有BLE设备缺乏高品质音频传输技术方案,难以最大限度地利用BLE带宽。
本申请的发明人经研究发现,一般情况下,用户在收听语音时不会讲话,在讲话时不会收听语音。基于该特点,本申请的发明人采用异步双向传输的方式来提高BLE设备的带宽利用率,以实现高品质音频传输。
本发明实施例提供一种基于蓝牙的音频传输方法,所述音频传输方法包括:蓝牙设备向对端设备发送高品质数据包,所述高品质数据包的头部添加有高品质标识,所述高品质数据包中携带有高品质音频,所述高品质音频的比特率高于预设阈值;接收所述对端设备发送的空闲空包,所述空闲空包的头部添加有空闲标识。通过本发明实施例提供的技术方案,可以最大程度地利用BLE的有限带宽,实现高品质音频数据的异步双向传输。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图1是本发明实施例一种基于蓝牙的音频传输方法的流程示意图。该音频传输适于BLE5.0及其演进设备,或者也可以适用于BLE5.0之前的旧版本协议的设备。作为一个非限制性的例子,本实施例以BLE5.0协议为例进行说明。首先,BLE5.0协议实现了更快的传输速度。理论上的传输速度是之前BLE4.2低功耗(Low Energy,简称LE)版本的两倍,数据传输速率可以达到2Mbps。其次,BLE5.0协议实现了更远的工作距离。理论上,蓝牙的发射设备和接收设备之间的有效工作距离可达300米。再次,BLE5.0协议针对物联网进行了底层优化,更适合为智能家居等物联网设备提供服务。
进一步地,在BLE5.0协议之前,进行音频数据传输的两个蓝牙设备中的从(slave)设备基于人性化接口设备(Human Interface Device,简称HID)通道向BLE主(host)设备发送指令数据。如果BLE主设备允许通信,则可以向BLE从设备回复基于主机控制接口(HostController Interface,简称HCI)的常规空包。收到所述常规空包后,BLE主设备接着发送基于HID的指令数据,以通知BLE从设备发送语音等音频数据。之后,BLE从设备可以与BLE主设备进行数据交互,例如,BLE从设备基于HID通道发送音频数据,BLE主设备接收所述音频数据后,向BLE从设备发送HCI常规空包。其中,HCI协议通过对链路管理器、硬件状态注册器、控制注册器、事件注册器等的访问来执行蓝牙硬件的基带命令,为基带控制器和链路管理器提供命令接口。HID属性协议定义了BLE在人机接口设备中的协议、特征和使用规程,以完成BLE设备间的连接。
进一步地,BLE5.0协议规定蓝牙主、从设备之间可以结合HID通道和GATT通道实现蓝牙常规品质音频传输,可以不再采用HCI携带常规空包的数据确认方式。在此基础上,参考图1,实现高品质音频的音频传输方法可以包括以下步骤:
步骤S101:向对端设备发送高品质数据包,所述高品质数据包的头部添加有高品质标识,所述高品质数据包中携带有高品质音频,所述高品质音频的比特率高于预设阈值;
步骤S102:接收所述对端设备发送的空闲空包,所述空闲空包的头部添加有空闲标识。
具体而言,在步骤S101中,BLE设备可以向对端BLE设备发送高品质数据包。为区分所述高品质数据包和BLE5.0协议实现的常规品质数据包(以下简称为常规品质数据包),可以在所述高品质数据包的头部添加有高品质标识,以表明该数据包为高品质数据包。高品质数据包中携带有高品质音频。所述高品质音频的比特率高于常规品质音频。一般情况下,高品质音频和常规品质音频可以由比特率来衡量和区分。例如,可以将高品质音频的比特率设置为高于某个预设阈值,相应地,常规品质音频的比特率可以低于该预设阈值。作为一个非限制性实施例,所述比特率的阈值可以设置为192kbps。又例如,高品质音频和常规品质音频也可以由采样率表示。作为变化例,可以将高品质音频的采样率的预设阈值设置为44.1kHz,低于该预设阈值采样率的音频为常规品质音频。当然,上述比特率以及采样率的阈值并不限于此,还可以是其他任何适当的值。
进一步地,在步骤S102中,当所述对端BLE设备接收到所述BLE设备发送的高品质数据包时,如果所述对端BLE设备没有待传数据发送至所述BLE设备,则可以向所述BLE设备发送空闲空包,以确认自己接收到所述高品质数据包,且没有待传数据,允许所述BLE设备继续发送高品质数据包。其中,所述空闲空包不携带有效数据,且该空闲空包的头部添加有空闲标识,以区分现有技术BLE传输过程中的常规空包。其中,有效数据指的是与业务传输实际相关的数据,例如音频数据。在BLE5.0协议之前,常规空包基于HCI传输,不携带音频数据(也即,不含应用程序的数据)。
进一步地,当所述BLE设备接收到对端BLE设备发送的空闲空包后,可以得知对端BLE设备是否成功接收到高品质数据包。
需要说明的是,在执行步骤S101和步骤S102时,BLE收发设备可以基于HID通道和GATT通道的结合来实现数据传输,例如传输高品质数据包和空闲空包。GATT是在蓝牙连接基础上收发属性(Attribute)等很短的数据的通用规范。一旦BLE设备与其他BLE设备建立连接,就可以基于GATT通道进行通信。结合GATT通道和HID通道,BLE5.0设备可以基于HID传输空闲空包和常规空包,无需基于HCI发送常规空包,可以轻松实现双向音频传输。
优选地,在向对端BLE设备发送高品质数据包之前,所述BLE设备可以接收所述对端BLE设备发送的空闲空包,以使得所述BLE设备可以确定对端BLE设备没有待传数据。在此条件下,所述BLE设备可以向对端BLE设备发送高品质数据包,既能避免出现双方数据无法同步传输的问题,又可以最大化利用BLE的数据传输带宽,实现异步高品质音频传输。
参考图2,具体地,在一个典型的应用场景中,BLE主设备1与BLE从设备2进行语音传输。具体而言,BLE从设备2执行操作s20,即向BLE主设备1发送空闲空包,表明了BLE从设备2没有待传数据,允许BLE主设备1向自己发送高品质数据包。
进一步地,BLE主设备1接收到所述空闲空包后执行操作s21,即向BLE从设备2发送高品质数据包,所述高品质数据包的头部添加有高品质标识。之后,BLE从设备2执行操作s22,即向BLE主设备1反馈空闲空包,既然表明自己是否正确接收到高品质数据包,又表明允许BLE主设备继续传输高品质数据包。之后,BLE主设备1与BLE从设备2可以继续进行高品质数据包的异步传输,直至BLE主设备1完成数据传输。
进一步地,本领域技术人员理解,异步高品质数据包也可以从对端BLE设备发送至所述BLE设备。也即,由BLE从设备2发送高品质数据包至BLE主设备1,BLE主设备1向BLE从设备2反馈空闲空包。
进一步地,如果所述BLE设备在高品质数据包传输过程中,接收到所述对端BLE设备发送的占用空包,则所述BLE设备可以向所述对端BLE设备发送常规数据包。其中,所述常规数据包中携带有常规品质音频。一般情况下,所述常规品质音频的比特率低于所述高品质音频的比特率。进一步地,所述占用空包的头部添加有占用标识,以表明所述占用空包的数据发送方(也即所述对端设备)有待传数据。所述数据发送方将发送所述待传数据至高品质数据包的发送方(也即所述BLE设备)。此时,所述BLE设备接收到所述占用空包后,可以向所述对端BLE设备发送常规数据包,完成从发送高品质数据包到发送常规品质数据包的切换过程。之后,所述对端BLE设备在接收到常规数据包后,可以向所述BLE设备发送常规数据包,实现了从异步高品质音频切换为同步常规品质音频传输。本领域技术人员理解,常规数据包可以携带有数据接收确认消息,以向数据发送方反馈数据的接收状态。
进一步地,在BLE设备与对端BLE设备进行同步双向音频传输的过程中,一旦出现其中一方完成数据传输(也即,其数据传输状态转为空闲),就可以从同步常规品质音频传输切换为异步高品质音频传输。例如,所述对端BLE设备优先完成常规数据包传输,则所述对端BLE设备可以在接收到所述BLE设备发送的常规数据包之后,反馈空闲空包,以通知所述BLE设备可以向自己发送高品质数据包。反之,亦如此。进一步地,考虑到实时传输时出现的数据延迟和卡顿影响,以及高品质数据接收方的数据处理速度,在由同步常规品质音频传输切换为异步高品质音频传输时,可以设置预设时间以延迟切换,防止切换过于频繁导致的数据丢失。具体实施中,可以等待预设时间(例如,1秒),所述BLE设备再切换为向所述对端BLE设备发送高品质数据包。
参考图3,具体地,在又一个典型的应用场景中,BLE主设备1与BLE从设备2进行语音传输。具体而言,首先,BLE从设备2执行操作s30,即向BLE主设备1发送常规数据包。其次,BLE主设备1执行操作s31,即向BLE从设备2发送常规数据包。再次,BLE从设备2没有待传数据,提前结束向BLE主设备1的语音传输。此时,BLE从设备2可以执行操作s32,向BLE主设备1发送空闲空包,以允许BLE主设备1发送高品质数据包。之后,BLE主设备1执行操作s33,即等待预设时间(例如,预设时间为1秒),以避免BLE从设备2出现因切换导致高品质数据包丢失的情况。接着,BLE主设备1执行操作s34,即向BLE从设备2发送高品质数据包。最后,BLE从设备2执行操作s35,即向BLE主设备1发送空闲空包,以保证数据收发双方继续进行高品质数据包的传输。
参考图4,具体地,在又一个典型的应用场景中,BLE主设备1与BLE从设备2进行语音传输。具体而言,首先,BLE主设备1执行操作s40,即向BLE从设备2发送高品质数据包。其次,BLE从设备2执行操作s41,即向BLE主设备1发送占用空包,以表明BLE从设备2包含有待传数据。之后,BLE主设备1接收到所述占用空包后,执行操作s42,向BLE从设备2发送常规品质数据包,以使得BLE从设备2也可以向BLE主设备1发送常规品质数据包。之后,BLE从设备2执行操作s43,即向BLE主设备1发送常规品质数据包,实现数据收发双方的同步常规品质数据包的传输。进一步地,由异步高品质音频传输切换为同步常规品质音频传输时,数据接收方可以快速处理接收到的常规品质数据包,为避免产生延时,由异步高品质音频传输切换为同步常规品质音频传输时可以立即切换,直接发送常规品质数据包。
图5是本发明实施例的一种基于蓝牙的音频传输装置,可用于实施图1至图4所示实施例的方法技术方案。具体地,所述基于蓝牙的音频传输装置50可以包括:第一发送模块502和第一接收模块503。
具体而言,所述第一发送模块502适于向对端设备发送高品质数据包,所述高品质数据包的头部添加有高品质标识,所述高品质数据包中携带有高品质音频,所述高品质音频的比特率高于预设阈值;所述第一接收模块503适于接收所述对端设备发送的空闲空包,所述空闲空包的头部添加有空闲标识。
进一步地,所述音频传输装置50还可以包括第二接收模块501。所述第二接收模块501适于在向对端设备发送高品质数据包之前,接收所述对端设备发送的空闲空包。
进一步地,所述音频传输装置50还可以包括第一切换模块504和第三接收模块505。具体实施中,如果接收到所述对端设备发送的占用空包,则所述第一切换模块504适于切换为向所述对端设备发送常规数据包,所述占用空包的头部添加有占用标识;所述第三接收模块505适于接收所述对端设备发送的常规数据包,所述常规数据包中携带有常规品质音频,所述常规品质音频的比特率低于所述高品质音频的比特率。
优选地,所述音频传输装置50还可以包括第二发送模块506。所述第二发送模块506适于向所述对端设备发送常规数据包。
进一步地,所述音频传输装置50还可以包括第二切换模块507。具体而言,如果接收到所述对端设备发送的空闲空包,则所述第二切换模块507适于切换为向对端设备发送高品质数据包;其中,所述第二切换模块507在切换为向所述对端设备发送高品质数据包之前,等待预设时间。
作为一个变化例,所述音频传输装置50还可以包括第三发送模块508和第四接收模块509。
优选地,所述第三发送模块508适于向所述对端设备发送空闲空包;所述第四接收模块509适于接收所述对端设备发送的高品质数据包。
优选地,所述音频传输装置50还可以包括第四发送模块5010。所述第四发送模块5010适于在接收所述对端设备发送的高品质数据包之后,向所述对端设备发送空闲空包。
关于所述音频传输装置50的工作原理、工作方式的更多内容,可以一并参照上述图1至图4中的相关描述,这里不再赘述。
进一步地,本发明实施例还公开一种存储介质,其上存储有计算机指令,所述计算机指令运行时执行上述图1至图4所示实施例中所述的方法技术方案。优选地,所述存储介质可以包括诸如非挥发性(non-volatile)存储器或者非瞬态(non-transitory)存储器等计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质可以所述存储介质可以包括ROM、RAM、磁盘或光盘等。
进一步地,本发明实施例还公开一种终端,包括存储器和处理器,所述存储器上存储有能够在所述处理器上运行的计算机指令,所述处理器运行所述计算机指令时执行上述图1至图4所示实施例中所述的基于蓝牙的音频传输方法技术方案。优选地,所述终端可以是内置蓝牙通信单元的遥控器、电视、手机、机顶盒等终端设备。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (12)
1.一种基于蓝牙的音频传输方法,其特征在于,包括:
在向对端设备发送高品质数据包之前,接收所述对端设备发送的空闲空包;
向对端设备发送高品质数据包,所述高品质数据包的头部添加有高品质标识,所述高品质数据包中携带有高品质音频,所述高品质音频的比特率高于预设阈值;
接收所述对端设备发送的空闲空包,所述空闲空包的头部添加有空闲标识,之后,继续进行所述高品质数据包的异步传输;
如果接收到所述对端设备发送的占用空包,则切换为向所述对端设备发送常规数据包,所述占用空包的头部添加有占用标识;
接收所述对端设备发送的常规数据包,所述常规数据包中携带有常规品质音频,所述常规品质音频的比特率低于所述高品质音频的比特率。
2.根据权利要求1所述的音频传输方法,其特征在于,还包括:
向所述对端设备发送常规数据包。
3.根据权利要求1所述的音频传输方法,其特征在于,还包括:
如果接收到所述对端设备发送的空闲空包,则切换为向所述对端设备发送高品质数据包;
其中,在切换为向所述对端设备发送高品质数据包之前,等待预设时间。
4.根据权利要求1所述的音频传输方法,其特征在于,还包括:
向所述对端设备发送空闲空包;
接收所述对端设备发送的高品质数据包。
5.根据权利要求4所述的音频传输方法,其特征在于,在接收所述对端设备发送的高品质数据包之后,还包括:
向所述对端设备发送空闲空包。
6.一种基于蓝牙的音频传输装置,其特征在于,包括:
第二接收模块,适于在向对端设备发送高品质数据包之前,接收所述对端设备发送的空闲空包;
第一发送模块,适于向对端设备发送高品质数据包,所述高品质数据包的头部添加有高品质标识,所述高品质数据包中携带有高品质音频,所述高品质音频的比特率高于预设阈值;
第一接收模块,适于接收所述对端设备发送的空闲空包,所述空闲空包的头部添加有空闲标识,之后,继续进行所述高品质数据包的异步传输;
第一切换模块,如果接收到所述对端设备发送的占用空包,则所述第一切换模块适于切换为向所述对端设备发送常规数据包,所述占用空包的头部添加有占用标识;
第三接收模块,适于接收所述对端设备发送的常规数据包,所述常规数据包中携带有常规品质音频,所述常规品质音频的比特率低于所述高品质音频的比特率。
7.根据权利要求6所述的音频传输装置,其特征在于,还包括:
第二发送模块,适于向所述对端设备发送常规数据包。
8.根据权利要求6所述的音频传输装置,其特征在于,还包括:
第二切换模块,如果接收到所述对端设备发送的空闲空包,则所述第二切换模块适于切换为向对端设备发送高品质数据包;
其中,所述第二切换模块在切换为向所述对端设备发送高品质数据包之前,等待预设时间。
9.根据权利要求6所述的音频传输装置,其特征在于,还包括:
第三发送模块,适于向所述对端设备发送空闲空包;
第四接收模块,适于接收所述对端设备发送的高品质数据包。
10.根据权利要求9所述的音频传输装置,其特征在于,还包括:
第四发送模块,适于在接收所述对端设备发送的高品质数据包之后,向所述对端设备发送空闲空包。
11.一种存储介质,其上存储有计算机指令,其特征在于,所述计算机指令运行时执行权利要求1至5中任一项所述的基于蓝牙的音频传输方法的步骤。
12.一种终端,包括存储器和处理器,所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机指令,其特征在于,所述处理器运行所述计算机指令时执行权利要求1至5中任一项所述的基于蓝牙的音频传输方法的步骤。
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