CN108572724B - 基于虚拟现实头盔使用的安全和环境控制的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及基于虚拟现实头盔使用的安全和环境控制的系统和方法。所描述的系统和方法向虚拟和增强现实显示系统提供和增加显著功能。例如,当用户“沉浸”在虚拟现实环境中时,某些家庭环境参数可能被改变,或者可能改变状态,并且能源节约的努力可以至少临时被自动或半自动地启动,同时用户在虚拟现实环境中。这允许用户通过自动关闭向灯以及用户当在头盔中时不需要的其他设备的输出来减少当他们沉浸在虚拟现实世界中时其家中的能源消耗。用户在其虚拟现实体验期间还被提供以通知的益处,从而通过允许用户保持“在”虚拟现实环境中同时仍然使其警觉其周围环境中的重要活动,而在安全方面弥合了与外部世界的分离差距。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟现实设备以及与外部设备和传感器的交互。
背景技术
虚拟现实设备已经从仅非常昂贵的军事和科学硬件的范围变成相对廉价的消费电子设备的范围。虚拟现实的整个领域包括真实虚拟现实(VR)以及增强现实两者,在真实虚拟现实中头盔(headset)填满用户的整个视野,在增强现实中用户或观看者采用透视镜头来用计算机生成的影像修饰或增强现实生活场景。
特别是在真实虚拟现实(本文中只是称为虚拟现实或“VR”)的情况下,用户感觉到相当大地沉浸在场景中。问题在于用户不知道其环境中正在发生之事,并且由于关于其环境的担忧(包括安全、安全性等问题),沉浸感可被不希望地减少。在最坏情况的情形下,用户可能不知道火警或入侵者警报是否正在响。某些系统允许“相机模式”,其中外部周围环境可被查看,但是这是反应性的解决方案,并且不允许采取前摄行动。
提供该背景技术是为了介绍接下来的发明内容和具体实施方式的简要上下文。该背景技术不旨在帮助确定所要求保护的主题的范围,也不被视为将所要求保护的主题限制于解决上述任何或全部的缺点或问题的实施方式。
发明内容
根据本原理的系统和方法以若干方式满足以上的需要。在一种实施方式中,系统和方法通过允许用户保持“在”虚拟现实环境中同时仍然使其警觉其周围环境中的重要活动,而就安全方面而言弥合了与外部世界的分离差距。
此外,根据本原理的系统和方法提供了其他重要的功能。例如,当用户“沉浸”在VR环境中时,某些家庭环境参数可能被改变,或者可能改变状态,并且因此能源节约的努力可以至少临时被自动或半自动地启动,同时用户在VR环境中。这允许用户通过自动关闭向用户当在头盔中时不需要的灯以及其他设备的输出来减少当他们沉浸在VR世界中时其家中的能源消耗。
在第一方面,本发明针对一种向显示器的用户提供通知的方法,在该显示器中用户对其环境的感知被减少,包括:a.在中枢计算环境处接收指示用户正在使用显示器的第一信号,该显示器是其中用户对周围环境的感知被减少的显示器,该显示器由显示计算环境驱动,中枢计算环境被耦合到至少一个启动设备;以及b.响应于接收到的第一信号,确定是否应当将通知递送给显示器,该确定至少部分地基于启动设备以及基于用户简档。
本发明的实施方式可以包括以下各项中的一个或多个。显示器可以与显示计算环境是一体的。启动设备可以包括其中接收消息的计算环境,并且用户简档可以指示来自一组预定用户的消息是否导致相应消息的通知被递送给显示器。该方法还可以包括从网络源接收用户设备已经加入与中枢计算环境相关联的网络的信号,以及基于与用户设备相关联的用户的身份并且还基于用户简档来确定是否应当将信号递送给显示器。网络源可以是WiFi路由器。启动设备可以包括环境传感器。该环境传感器可以从包括以下各项的组中选择:相机、麦克风或者音频或语音识别传感器、触觉/触摸传感器、电话/通信设备、运动传感器、门/窗传感器,或者以上的组合。启动设备可以包括警报系统。显示器可以是头戴式显示器,诸如虚拟现实头盔。可选地,头戴式显示器可以是增强现实头盔。
在另一方面,本发明针对一种非暂态计算机可读介质,其包括用于使计算环境执行上述方法的指令。
在又一方面,本发明针对一种控制环境的参数的方法,该环境是其中显示器由用户采用的环境,该显示器使得用户对环境的感知被减少,该方法包括:a.在中枢计算环境处接收指示用户正在使用显示器的第一信号,该显示器是其中用户对其环境的感知被减少的显示器,该显示器由显示计算环境驱动,中枢计算环境耦合到至少一个环境控制设备;以及b.响应于接收到的第一信号,向至少一个环境控制设备传送第二信号以引起环境的参数的变化。
本发明的实施方式可以包括以下各项中的一个或多个。环境控制设备可以是恒温器,并且传送第二信号可以包括传送信号以降低恒温器上的设置温度。环境控制设备可以是光控制器,并且传送第二信号可以包括传送信号以降低光控制器上的照明水平。环境控制设备可以是设备控制器,并且传送第二信号可以包括向设备控制器传送信号以使关联的设备被置于睡眠模式或低功率模式。接收到的第一信号的类别与所传送的第二信号的类别的组合可以形成用户简档中的条目的一部分。第一信号的类别可以是显示器使用,并且第二信号的类别可以从包括照明、温度、CE设备及其组合的组中选择。该方法还可以包括检测环境中是否存在另一个用户,并且所传送的第二信号还可以取决于检测的结果。该方法还可以包括检测另一个用户是否正在参与在显示计算环境上运行的应用,并且所传送的第二信号还可以取决于检测的结果。在另一方面,本发明涉及一种非暂态计算机可读介质,其包括用于使计算环境执行上述方法的指令。
在某些实施例中,本发明的优点可以包括以下各项中的一个或多个。根据本原理的系统和方法向用户提供了更高的安全感,并因此增加了沉浸的VR感觉。以这种方式,用户不太可能不得不暂停或停止VR应用来检查其外部周围环境,并且因此运行VR应用以及潜在地家庭自动化中枢计算环境的整体计算环境更高效地运行。所公开的系统和方法还提供了要自动进行的能源节约措施,从而例如通过被置于睡眠状态而在整体能源节约以及关于可能受到影响的特定计算环境方面都提高了能源效率。因此,系统和方法提供了显著的技术优点:VR系统的更流畅和更高效的操作、通知应用以及通知的随后递送的自动实例化以及调整环境参数以导致能源节约。其他优点将从包括附图和权利要求的描述中得到理解。
提供本发明内容以按简化的形式介绍一批概念。这些概念在具体实施方式部分中进一步被描述。除本发明内容中描述的元件或步骤之外的元件或步骤是可能的,并且没有元件或步骤是一定需要的。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或基本特征,也不旨在用作帮助确定所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题不限于解决在本公开的任何部分中提到的任何或所有缺点的实施方式。
附图说明
图1A-图1C示出了根据本原理的系统和方法可被实现和操作于的环境。
图2是例示出根据本原理的示例性系统的组件的示例性示意图。
图3是根据本原理的方法的流程图。
相似的附图标记自始至终指代相似的元件。除非另外提出,否则元件不成比例。
具体实施方式
根据本原理的系统和方法通常使用VR活动检测作为也被称为中枢计算环境的家庭自动化系统的输入,或者作为执行家庭自动化功能的分离系统的输入。此外,来自家庭自动化系统或其他地方(例如,其他计算环境)的信号可被用作VR系统的输入,从而在这里通常称为“显示器”的VR用户界面(UI)上提供通知。这样做时,检测到VR活动可以导致家庭自动化中心的状态的变化(例如,“VR模式”)。作为特定示例,当开始VR会话时,VR集成软件可以与操作家庭自动化系统或中枢计算环境的软件同步(或成为操作家庭自动化系统或中枢计算环境的软件的一部分)。此外,尽管术语“显示器”在这里被采用,并且在许多情况下被采用来指代VR头戴式显示器,但是将会理解,这可以包括其中用户对其环境的感知被显著限制、减少、减弱、阻碍或完全消除的任何类型的显示器,包括增强现实(AR)头盔(包括Google Microsoft 等)。
首先参考图1A-图1C,可以看到,在用户戴上通常被称为显示器并且由显示计算环境(其在一些情况下可以与显示器是一体的)控制的VR头盔之前,家庭自动化系统上的环境设置可以导致为例如客厅和门厅设置某些参数。此外,电视机可以具有某个设置,例如使得图像为“开”(图1A)。在图1B中所示的VR会话期间,电视机可被自动设置为“睡眠模式”(其通常已经以某种方式被配置在电视机或其他CE设备中,并且其功能可以通过适当信号被发送来激活该状态而被当前系统方便地利用),并且客厅和门厅的参数自动关闭。这样的参数可以包括温度设置、照明设置等等。在图1C中所示的VR会话之后,参数可以自动返回到图1A中所示的参数。将会理解,术语“自动”在一些实施方式中可以包括某种程度的用户控制,至少到用户建立用户简档或接受缺省用户简档的程度。
图2示出了其中可以体现根据本原理的系统和方法的示例性布置10。结合VR系统30例示出了家庭自动化中枢计算环境20。家庭自动化中枢可以例如类似于使用操作系统来运行的Logitech Harmony 系统。家庭自动化中枢20内的软件可以包括或可被使得包括集成软件23,集成软件23允许与VR系统30进行通信,VR系统30继而包括显示器和显示计算环境。集成软件可以以多种方式来实现。其可以由在家庭自动化中枢的硬件上运行(例如,在分离的处理器上运行或者在公共的多线程处理器的分离的线程上运行)的分离的软件模块来提供。替代地,集成软件可被实现为家庭自动化中枢软件内的子模块。在又一个实施方式中,集成软件可以在与家庭自动化中枢通信的分离设备上运行。例如,集成软件可以在与家庭自动化中枢通信的PC上运行。其他的实施方式也将被理解。
在集成软件23内可以配置多个简档21,包括考虑VR使用的那些简档21。例如,一个简档可以用于在房屋中没有其他人的情况下的单独的VR使用。另一个简档可以用于在其他人存在于房屋中但是不参与在VR上运行的活动或应用的情况下的单独的VR使用。又一个简档可以考虑其他人存在于房屋中并参与在VR上运行的应用。在这种情况下,在一人参与VR但是不在头盔内的情况下,则一人可以观看VR体验的一个方面或者在电视屏幕上被看到。
VR系统30可以是各种类型的,包括有线系统、无线系统等。在许多情况下,这些VR系统将包括加速度计和其他传感器,以及用于检测和量化运动的相机,以及用于观看的显示器和潜在的输入设备。在VR系统的显示器上可以提供通知,并且其可以由家庭自动化中枢20来控制。通知也可以由接收消息或通知并将其传送到VR显示器的设备来提供。显示器通常连接到显示计算环境,但是在一些情况下显示器可以是一体的(例如,对于SamsungGear VR(R)、Daydream VR(R))。
多个启动设备15(其经常是传感器)可被看到连接到家庭自动化中枢20,多个启动设备15包括来自警报系统12的启动设备,其可以包括门和窗传感器、火警、运动传感器、门铃相机和传感器系统等。可以使用各种其他环境传感器14,其可以与警报系统12内的某些传感器重叠。例如,(不与警报系统相关联的)门铃相机系统连同气象站、运动传感器等可被连接到中枢。外部(但是连接的)计算环境也可被采用作为启动设备,其可以接收消息并且将消息中继到中枢,从而在显示器上产生潜在的通知。
多个外部设备17可以用作要控制的系统,在一些情况下如果系统无法由中枢来直接控制则通过适当的设备控制器来控制。例如,诸如灯之类的多个外部设备16可被控制,例如,中枢的输出可以是发送到设备控制器的用来控制灯的强度的信号,从而正面地影响能源节约。其他外部设备18包括可被置于睡眠或低功率模式的外部设备,例如电视机、其他消费电子设备等。其他外部设备22包括恒温器,其可以控制环境、房屋或房间的温度。其他外部设备24包括其他“物联网”(IOT)设备,其在一些情况下可用作启动设备和设备控制器两者。将会理解,如果中枢计算环境被配置为直接附接到给定的器具(例如恒温器、灯开关等),则设备控制器不是绝对必要的。
图3例示出了根据本原理的方法的示例性流程图40。在该方法中,在开始步骤32之后,VR使用可被确定为例如自动地或经由来自VR系统30的接收到的信号来检测(步骤34)。如果确定不存在VR使用,则系统可以返回到开始步骤(步骤32)。然而,如果确定有VR使用,则可以实施VR安全简档(步骤36)以及VR环境简档(步骤38)。在实施这些简档时,可以根据多个编程的简档来实施特定的编程简档(步骤42)。可以通过来自图2的元件(例如,元件12、14、16、18、22和24)的信号来控制选择、挑选或自动确定的特定简档(步骤44)。
VR使用可被确定为在步骤34中以多种方式来检测。在第一实施方式中,可以通过从VR系统30到VR集成软件的信号的接收来肯定地检测VR使用。这样的信号可被自动发送或由用户手动发送。在其被自动发送的情况下,可以在(例如,通过对与戴上头盔的动作相关联的特性加速度计信号的检测)检测到用户已经戴上HMD时或者在例如开始VR会话、体验、应用或场景(其导致一个或多个信号被传送用于在显示器上呈现,无论是否已经肯定地确定头盔已被用户戴上)时发送信号。
实施VR安全简档通常包括确定是否应当将一个或多个通知递送给显示器,该确定涉及考虑潜在通知的来源(例如,启动设备的身份)以及潜在的用户简档。例如,用户简档可以指示希望在配偶返回到家庭环境时接收通知。如果配偶随后进入家庭,如由启动设备所指示的,则通知被提供。启动设备可以是例如网络设备,指示配偶对本地网络的访问或者例如对配偶的车钥匙的RFID检测。当门传感器被用作启动设备,但是进入者的身份无法被确定时,则通知可被传送和显示但是其可指示“进入者未知”。
实施VR环境简档通常包括:响应于指示VR使用的第一接收信号,经常通过环境控制设备(也称为设备控制器)传送第二信号以影响环境的参数。例如,响应于指示VR使用的信号,第二信号可被采用来关闭一个或多个编程的灯、关闭恒温器以及执行影响环境的其他功能。
以下公开了示例性VR安全和环境简档的细节。将会理解,设置这些类型的简档中的每一个不需要是分离的步骤。可以实施单个设置过程来允许同时设置两者。相反,各种其他类型的简档也可被提供和设置。可以提供带有预先编程的通常执行的功能(例如,当VR体验正在发生时,将TV置于“睡眠”模式)的缺省设置简档,并且然后用户可以简单地对这些缺省参数值进行变更。此外,“简档”方面对用户可以是透明的;用户可以简单地配置系统,使得当VR被使用时,灯和恒温器被关闭并且其他设备特别是具有屏幕的设备被置于睡眠模式(或其他这样的降低功率的模式)下。
在解决VR使用期间的用户感知的安全的问题时,可以提供通过用户简档和/或用户偏好(例如,安全简档)可控制和可配置的递送给显示器的通知。控制和配置可以包括提供过滤功能,使得仅来自预定的和/或预先输入的用户的通知被递送给头盔。该简档还可以配置某些VR应用对通知具有不同的限额。例如,VR游戏可以具有有限的通知,而VR因特网浏览体验允许通知的更多存在。
这样的通知可以是接收到的消息,但是通常基于环境发生事件和偶发事件,如由诸如门传感器、门铃传感器、火警、警报系统、网络设备等的启动设备确定的。示例性通知在表I中示出。
表I:
特定类型的通知可以包括例如小弹出窗口、音频通知以及VR应用的自动暂停。大小可以取决于严重程度,其也可以由用户简档控制。例如,与室友在家的通知相比,火警可以具有显著得多的通知。在任何情况下,一旦清除,VR应用就可以被取消暂停。
在(例如,通过由VR装置向家庭自动化中枢发送的信号,或者通过对VR用户活动的零水平的被动检测(通过检测到在显示器上没有正在呈现的信号,或者在头盔或控制设备中没有加速度计活动))停止VR体验时,安全和环境设置可以恢复为以下各项中的一个或多个:缺省的一组参数设置、在VR会话或体验之前存在的一组参数或者用户简档中指定用于VR后用途或非VR用途的那些参数设置。
若干技术益处可以与根据本原理的系统和方法相关联。例如,基于自动断电,可以引起能源的大量节省。对于断电的CE设备,这样可以享受显著的使用寿命延长。可以以特别快速的方式向用户通知安全问题。用户可以以大得多的沉浸程度更加享受他们的VR体验,因为安全问题将得到有效缓解。换句话说,用户感觉更有控制,并且因此可以更多地享受整体体验。
现在将描述变体。
在一些VR系统中,多个用户可以具有与VR显示计算环境相关联的多个相应的简档。这样的多个简档可以指示对安全通知和对环境调整的不同期望。在这些情况下,对特定简档的挑选、指示或选择可以在用户登录到其简档中时发生,或者替代地可以通过检测与用户相关联的特定特性加速度计“签名”(即,其如何戴上头盔、其如何使用它、其经常或通常执行的动作的模式,等等)来检测。
已经描述了通知以及环境参数变化。在一些情况下,两者都可能发生。例如,如果在用户的VR会话期间另一个人进入房间或环境,则这可能导致通知,并且其也可能导致环境设置的改变。在一些实施方式中,VR会话是联合VR体验,其中一个用户在VR中而另一个用户不在VR中,或者体验可以是非VR用户可以在电视屏幕上观看正在VR显示器上呈现的内容;在这种情况下,可能没有对家庭自动化系统的整体常规操作的设置改变,并且在一些实施方式中,所有通知都可能不被允许或从未被实例化,因为可能预期非VR用户可以响应(或者至少意识到)任何安全事件。当然,这些方面都可以由用户单独设置。
在一种实施方式中,与显示计算环境、中枢计算环境、一个或多个启动设备和一个或多个可选的设备控制器的通信可以是有线的、无线的(例如,WiFi、Bluetooth(蓝牙)或蜂窝)、这些的组合,或其他这样的通信类型。
用户简档通常包括(但不限于)如下数据:该数据允许在给定某一组输入数据(其可以经由启动器设备而存在)的情况下针对给定用户以某一方式控制家庭自动化系统(或通知系统),从而导致环境控制的期望输出和通知的递送,并且包括多个设置和设置的组合可被一次编程的情况。
在示例配置中,可以采用与索尼的Smart Home(智能家居)(R)同步并与基于Android(R)的VR体验(例如,Daydream(R)VR和Samsung Gear(R)VR)结合的系统,以便节省能源并使用户警觉其家庭环境的变化。在该配置中,当开始VR会话时,VR集成软件将经由像例如Logitech Harmony Hub(R)一样的家庭自动化系统与Sony Smart Home(R)同步以执行某些功能。该功能包括在活动的VR会话期间根据用户的优选设置来实施可经由Sony SmartHome控制的能源节约措施。这样的能源节约措施可以包括关闭或调暗灯光、关闭或激活某些设备上的睡眠模式。还可以使用户警觉其家庭环境的关键变化,包括电话呼叫、安全风险、门口处的访客等。
在示例性用户流程中,用户可以戴上VR头盔并开始会话。环境设置可以根据用户在房间/家中的偏好而自动调整。如果在体验期间发生使警告显得必要的事件,则体验可以经由视觉或音频提示(或两者)来正面警告用户。用户偏好也可被采用来指示什么类型的警告被共享。在会话之后,当用户移除VR头盔时,环境设置可以自动恢复为缺省。
上述示例配置解决了目前不存在干净地弥合VR体验与用户的环境因素之间的差距的解决方案的问题。像Sony Smart Home一样的统一家庭环境管理系统为弥合该差距提供了机会,从而在使用VR的同时帮助用户容易地使能源节约措施自动化并确保其安全性。
上述示例配置具有以下益处:所有设备在Android平台上运行,并因此这样给出干净的集成解决方案。然而,将会理解,利用对接口的适当修改,也可以实现跨平台集成。例如,可以采用任何类型的VR头盔,包括Oculus Rift、HTC Vive、PS VR、Daydream VR、GearVR等。其他类型的家庭自动化系统也可被采用。此外,所公开的系统和方法可被应用于增强现实系统,以及甚至其中用户对其环境的感知受到阻碍的任何显示系统。
该系统和方法可以在任何数量的计算设备中完全实现。通常,指令被布置在通常为非暂态的计算机可读介质上,并且这些指令足以允许计算设备中的处理器实现本发明的方法。计算机可读介质可以是具有当被运行时被加载到随机存取存储器中的指令的硬盘驱动器或固态存储装置。例如来自多个用户或来自任何一个用户的对应用的输入可以通过任何数量的适当的计算机输入设备进行。例如,用户可以采用头盔加速度计、控制设备、键盘、鼠标、触摸屏、操纵杆、触控板、其他指示设备或任何其他这样的计算机输入设备来输入与计算相关的数据。数据也可以通过插入的存储器芯片、硬盘驱动器、闪速驱动器、闪存、光学介质、磁介质或任何其他类型的文件存储介质来输入。输出可以通过耦合到显示器的视频图形卡或集成图形芯片组的方式而被递送给用户,该显示器可被用户看到。鉴于该教导,任何数量的其他有形输出也将被理解为被本发明考虑。例如,输出可被存储在存储器芯片、硬盘驱动器、闪速驱动器、闪存、光学介质、磁介质或任何其他类型的输出上。也应该注意到,本发明可以在任何数量的不同类型的计算设备(例如,个人计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、上网本计算机、手持式计算机、个人数字助理、移动电话、智能电话、平板计算机)上实现,并且也在专门为这些目的设计的设备上实现。在一种实施方式中,智能电话或WiFi连接的设备的用户使用无线因特网连接将应用的副本从服务器下载到其设备。适当的认证过程和安全的交易处理可以提供要向卖家做出的支付。应用可以通过移动连接或通过WiFi或其他无线网络连接(或有线连接)而被下载。应用然后可被用户运行。这样的联网系统可以为其中多个用户向系统和方法提供分离输入的实施方式提供合适的计算环境。在将中枢计算环境连同VR系统用于递送通知和控制环境参数的以下系统中,多个输入可以允许多个用户同时输入相关数据。
虽然本文中公开的发明能够获得上文所述的目的,但是将会理解,本公开仅仅是对本发明的当前优选实施例的例示,并且除了如所附权利要求中所描述的以外,没有限制意图。例如,本发明可以用在各种各样的设置中,例如在游戏、计算机辅助医学、教育等的应用中。
Claims (9)
1.一种向显示器的用户提供通知的方法,在该显示器中用户对其环境的感知被减少,所述方法包括:
a.在中枢计算环境处接收指示用户正在使用显示器的第一信号,所述显示器是其中用户对周围环境的感知被减少的显示器,所述显示器由显示计算环境驱动,所述中枢计算环境被耦合到至少一个启动设备,其中,所述至少一个启动设备是从包括以下各项的组中选择的:对人的进入进行感测的环境传感器、警报系统、网络设备、或以上的组合,其中,所述中枢计算环境配置有针对多个用户的多个用户简档;以及
b.响应于接收到的第一信号,确定是否应当将通知递送给所述显示器,所述确定至少部分地基于来自所述启动设备的信号和与正在使用所述显示器的所述用户对应的用户简档,其中,通过检测与所述用户相关联的加速度计签名来确定与所述用户对应的用户简档,
其中,所述多个用户简档中的用户简档使得能够控制和配置递送给所述显示器的通知,所述控制和配置包括:(1)提供过滤功能,使得仅来自一组预定的用户的通知被递送给所述显示器,和/或(2)对于所述用户经由所述显示器运行的各个应用,对通知配置不同的存在限额。
2.如权利要求1所述的方法,其中,所述显示器与所述显示计算环境是一体的。
3.如权利要求1所述的方法,还包括从网络源接收用户设备已经加入与所述中枢计算环境相关联的网络的信号,以及基于与所述用户设备相关联的用户的身份并且还基于所述用户简档来确定是否应当将所述信号递送给所述显示器。
4.如权利要求3所述的方法,其中,所述网络源是WiFi路由器。
5.如权利要求1所述的方法,其中,所述环境传感器是从包括以下各项的组中选择的:相机、音频识别传感器、触觉传感器、通信设备、运动传感器、门/窗传感器,或以上的组合。
6.如权利要求1所述的方法,其中所述显示器是头戴式显示器。
7.如权利要求6所述的方法,其中,所述头戴式显示器是虚拟现实头盔。
8.如权利要求6所述的方法,其中,所述头戴式显示器是增强现实头盔。
9.一种非暂态计算机可读介质,包括用于使计算环境执行如权利要求1-8中任一项所述的方法的指令。
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