CN109744559A - 水果催熟系统及水果催熟方法 - Google Patents
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Abstract
一种水果催熟系统及水果催熟方法。水果催熟系统包括摄像装置、催熟气体产生器及控制器。摄像装置用以撷取密闭容器内的水果的影像。催熟气体产生器用以提供催熟气体至密闭容器。控制器用以分析水果的影像以判断水果的初始熟度，依据初始熟度及目标熟度决定所需催熟气体浓度，及控制催熟气体产生器提供催熟气体至密闭容器，以将密闭容器内的催熟气体浓度控制在所需催熟气体浓度。
Description
技术领域
本发明是有关于一种水果催熟系统及水果催熟方法，且特别是有关于一种应用催熟气体产生器的水果催熟系统及水果催熟方法。
背景技术
现行更年性水果，例如香蕉、苹果、蕃茄等水果，在未熟时采收，之后可依后熟处理法使其完熟。举例来说，如香蕉的催熟方式主要是将其放入摄氏15度～20度的室内或密闭容器，然后通入催熟气体，让水果的表皮吸收而熟化。在经过一段时间后打开室内或密闭容器，由人工判断水果的熟度，若不足够就需再继续催熟。然而，这样的方式完全依靠人为经验，难以精准掌握水果成熟进度。
发明内容
本发明是有关于一种水果催熟系统及水果催熟方法，可改善前述习知问题。
本发明一实施例提出一种水果催熟系统。水果催熟系统包括一摄像装置、一催熟气体产生器及一控制器。摄像装置用以撷取一密闭容器内的一水果的一影像。催熟气体产生器用以提供一催熟气体至密闭容器。控制器用以分析水果的影像，以判断水果的一初始熟度；依据初始熟度及一目标熟度，决定一所需催熟气体浓度；及，控制催熟气体产生器提供催熟气体至密闭容器，以将密闭容器内的一催熟气体浓度控制在所需催熟气体浓度。
本发明另一实施例提出一种水果催熟方法。水果催熟系统包括以下步骤。撷取一密闭容器内的一水果的一影像；分析水果的影像，以判断水果的一初始熟度；依据初始熟度及一目标熟度，决定一所需催熟气体浓度；以及，控制一催熟气体产生器提供一催熟气体至密闭容器，以将密闭容器内的一催熟气体浓度控制在所需催熟气体浓度。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附图式详细说明如下：
附图说明
图1绘示依照本发明一实施例的水果催熟系统的功能方块图。
图2绘示依照本发明另一实施例的水果催熟系统的功能方块图。
图3A绘示依照本发明一实施例的数条熟度与催熟天数对应关系的示意图。
图3B绘示依照本发明一实施例的数个催熟浓度与催熟天数对应关系的示意图。
图4绘示图1的水果催熟系统的水果催熟方法的流程图。
符号说明
10： 密闭容器
20： 外部电子装置
100、200： 水果催熟系统
110： 摄像装置
115： 气味感知器
120： 催熟气体产生器
130： 控制器
140： 催熟气体感知器
150： 排气装置
152： 控制阀
154： 流量计
160： 二氧化碳感知器
170： 通知器
180： 无线通信器
182： 温度计
184： 湿度计
186： 空调装置
Cr： 所需催熟气体浓度
Cm： 催熟气体浓度
CCO2： 二氧化碳浓度
C11、C12、C21、C22： 曲线
D1： 催熟天数
DA1： 数据库
F1： 水果
G1： 催熟气体
IM1： 影像
M0： 初始熟度
Mt： 目标熟度
P1、P2： 侦测点
R1： 熟度与催熟天数对应关系
R2： 催熟浓度与催熟天数对应关系
S1： 第一通知信号
S2： 第二通知信号
S110～S140： 步骤
SM1： 气味
具体实施方式
请参照图1，其绘示依照本发明一实施例的水果催熟系统100的功能方块图。水果催熟系统100包括摄像装置110、催熟气体产生器120及控制器130。
摄像装置110用以撷取密闭容器10内的水果F1的影像IM1。催熟气体产生器120用以提供催熟气体G1至密闭容器10。控制器130用以分析水果F1的影像IM1，以判断水果F1的初始熟度M0(未绘示于图1)，且依据初始熟度M0及目标熟度Mt(未绘示于图1)，决定所需催熟气体浓度Cr(未绘示于图1)，并控制催熟气体产生器120提供催熟气体G1至密闭容器10，以将密闭容器10内的催熟气体浓度Cm控制在所需催熟气体浓度Cr。在一实施例中，控制器130可依据密闭容器10的容量和所需催熟气体浓度Cr来估算所需的催熟气体G1，或是另设置一浓度传感器来侦测密闭容器10内的催熟气体浓度Cm。综上，本发明实施例的水果催熟系统100能自动调整所需催熟气体浓度Cr，以自动化催熟水果F1，可减少人力成本并使催熟作业更有效率。
此外，本发明实施例不限定水果F1的种类，其可以是任何有熟度变化的水果，如更年性水果。水果果色可依据熟度不同而异，因此控制器130透过分析影像IM1中水果果色(如RGB变化)，可判断出水果F1的熟度。
摄像装置110与催熟气体产生器120至少一者可透过无线技术或导线与控制器130电性连接。此外，水果催熟系统100的至少一部分可位于密闭容器10内。例如，摄像装置110、催熟气体产生器120及控制器130皆配置在密闭容器10内，然控制器130也可配置在密闭容器10外。此外，水果催熟系统100可以整合成一单一装置，例如是便携设备，以方便携带及设置在密闭容器中。
此外，摄像装置110例如是照相机或摄影机。控制器130可控制摄像装置110在特定时点撷取水果F1的一张画面或在一段时间区间持续(连续)撷取水果F1的数个画面。催熟气体产生器120例如是乙烯气体产生器或其它催熟气体的产生器。催熟气体产生器120的种类可视水果F1种类而定，本发明实施例不加以限制。此外，催熟气体浓度Cm例如是侦测点P1的气体浓度。侦测点P1例如是水果F1附近或在水果F1本身上，然本发明实施例不受此限。由于侦测点P1例如是水果F1附近或在水果F1本身上，使水果F1周遭的催熟气体浓度Cm更接近所需催熟气体浓度Cr，这样能更精准控制水果F1的催熟。
此外，本发明实施例不限定密闭容器10的容积大小，其可以是货柜、密闭室、冰库、冰箱或其它能够容纳水果F1的空间。密闭容器10的容积大小及/或种类可视水果F1的数量而定，本发明实施例不加以限定。此外，密闭容器10可以是可移动式或固定式。
请参照图2，其绘示依照本发明一实施例的水果催熟系统200的功能方块图。水果催熟系统200包括摄像装置110、气味感知器115、催熟气体产生器120、控制器130、催熟气体感知器140、排气装置150、控制阀152、流量计154、二氧化碳感知器160、通知器170、无线通信器180、温度计182、湿度计184及空调装置186。
摄像装置110、气味感知器115、催熟气体产生器120、催熟气体感知器140、排气装置150、控制阀152、流量计154、二氧化碳感知器160、通知器170、无线通信器180、温度计182、湿度计184及空调装置186至少一者可透过无线技术或或导线与控制器130电性连接。此外，水果催熟系统200的至少一部分可位于密闭容器10内。例如，摄像装置110、气味感知器115、催熟气体产生器120、催熟气体感知器140、排气装置150、二氧化碳感知器160、温度计182、湿度计184及空调装置186可配置在密闭容器10内，其余元件可配置在密闭容器10外，然亦可整个水果催熟系统200配置在密闭容器10内。
气味感知器115配置在密闭容器10内，用以感知水果F1的气味SM1。控制器130可依据影像IM1及气味SM1，判断水果F1的初始熟度M0。在一实施例中，判断水果F1的初始熟度M0是以影像IM1为主要，气味SM1为辅助。例如，控制器130可比较依据影像IM1所判断水果F1的初始熟度M0与依据气味SM1所判断水果F1的初始熟度M0，若二者的判断结果相符，表示所判断出的初始熟度M0可信度高。若二者的判断结果差异过大，则控制器130以影像IM1的判断结果为主。
在一实施例中，气味感知器115例如是电子鼻或其它市售感知器。气味感知器115可以数字显示气味强度与等级，用来直接判断水果的熟度。
催熟气体产生器120所产生的催熟气体G1可通过流量计154及控制阀152后再进入密闭容器10。流量计154可计算通过的催熟气体G1的流量。控制器130可依据通过流量计154的催熟气体流量及催熟气体感知器140所侦测到的催熟气体浓度Cm去控制控制阀152开启或关闭。当控制阀152开启时，催熟气体产生器120所产生的催熟气体G1得以进入密闭容器10内；当控制阀152关闭时，催熟气体产生器120所产生的催熟气体G1则无法进入密闭容器10内。
催熟气体感知器140配置在密闭容器10内，且用以侦测密闭容器10内的催熟气体浓度Cm。催熟气体感知器140可以侦测所在位置(如侦测点P1)的催熟气体浓度Cm。控制器130用以分析水果F1的影像IM1，以判断水果F1的初始熟度M0(未绘示于图2)，且依据初始熟度M0及目标熟度Mt(未绘示于图2)，决定所需催熟气体浓度Cr(未绘示于图2)，并控制催熟气体产生器120提供催熟气体G1至密闭容器10，以将密闭容器10内的催熟气体浓度Cm控制在所需催熟气体浓度Cr。在一实施例中，当密闭容器10内的催熟气体浓度Cm低于所需催熟气体浓度Cr，控制器130可控制催熟气体产生器120产生更多的催熟气体G1至密闭容器10内，以让密闭容器10内的催熟气体浓度Cm快速地达到所需催熟气体浓度Cr。
排气装置150配置在密闭容器10，用以将密闭容器10内气体排出密闭容器10外，以降低密闭容器10内的催熟气体浓度Cm。在一实施例中，当密闭容器10内的催熟气体浓度Cm高于所需催熟气体浓度Cr，控制器130控制排气装置150排出密闭容器10内的气体，同时可选择性导入一般空气或是特定的气体，以降低密闭容器10内的催熟气体浓度Cm，进而将催熟气体浓度Cm控制在所需催熟气体浓度Cr。在一实施例中，催熟气体浓度Cm的第一上限值例如是2000ppm，然亦可少于或大于2000ppm。当密闭容器10内的催熟气体浓度Cm高于第一上限值时，控制器130控制排气装置150排出密闭容器10内的气体以降低密闭容器10内的催熟气体浓度Cm。
虽然图未绘示，然水果催熟系统200更包含一扰流器。扰流器配置在密闭容器10内，可均匀化密闭容器10内的气体，避免催熟气体或其它种类的气体过度集中在密闭容器10的局部。此外，扰流器例如是风扇或送风机。此外，扰流器可具备换气及/或送风功能。
此外，排气装置150对于密闭容器10内的气体并无针对性，其可抽出密闭容器10内包含空气、催熟气体G1、二氧化碳及密闭容器10内的其它气体。在排气装置150抽出密闭容器10内的气体的同时，控制器130控制催熟气体感知器140侦测密闭容器10内的催熟气体浓度Cm。当密闭容器10内的催熟气体浓度Cm达到所需催熟气体浓度Cr，控制器130控制排气装置150停止排气。在一实施例中，排气装置150例如是排风扇。
水果在催熟时，其过程会有呼吸作用而产生二氧化碳，二氧化碳感知器160配置在密闭容器10内。二氧化碳感知器160用以侦测密闭容器10内的二氧化碳浓度CCO2。二氧化碳感知器160可配置在侦测点P2。侦测点P2例如是水果F1附近或在水果F1本身上，然本发明实施例不受此限。此外，侦测点P2可邻近或远离侦测点P1，然本发明实施例不受此限。
在一实施例中，当密闭容器10内的二氧化碳浓度CCO2高于一第二上限值时，控制器130控制排气装置150排出密闭容器内的气体，以降低密闭容器10内的二氧化碳浓度CCO2。此处的第二上限值例如是3000ppm。二氧化碳浓度CCO2有抑制乙烯的作用。由于本发明实施例能够适时排出过量的二氧化碳，因此能防止水果催熟被过度抑制，而能更精准控制水果F1的催熟。此外，第二上限值可由用户透过一用户接口(未绘示)输入，或者第二上限值为一内定值。
此外，排气装置150对于密闭容器10内的气体并无针对性。虽然如此，在排气装置150抽出密闭容器10内的气体的同时，控制器130控制二氧化碳感知器160实时侦测密闭容器10内的二氧化碳浓度CCO2。当密闭容器10内的二氧化碳浓度CCO2低于第二上限值时，控制器130控制排气装置150停止排气。
通知器170可发出第一通知信号S1。例如，当水果F1达到目标熟度Mt时，控制器130控制通知器170发出第一通知信号S1，以通知使用者水果F1已催熟完成。在一实施例中，通知器170例如是发光器、声音产生器、振动器或其它可发出通知信号的元件等。通知信号S1例如是色光、声音或振动等。
在一实施例中，当水果F1达到目标熟度Mt时，控制器130可控制无线通信器180传送第二通知信号S2给外部电子装置20。外部电子装置20例如是可携式电子装置、手持式电子装置、个人计算机、服务器等。如此一来，使用者不需对密闭容器10保持注意，只要被动地等待水果催熟系统100的主动通知即可。
此外，温度计182及湿度计184可侦测密闭容器10内的温度及湿度。控制器130依据所测的温度值及湿度值控制空调装置186将密闭容器10内的温度及湿度调整至适合的温度值及湿度值。在温度及/或湿度的调控下，水果催熟系统200能够精准地催熟水果F1。不同水果F1所需的适合催熟温度及湿度不同。数据库DA1内可记录不同水果的适合催熟温度值及湿度值，控制器130可透过影像IM1分析判断水果F1的种类，并依据数据库DA1所记录的适合催熟温度值及湿度值，控制空调装置186将密闭容器10内的温度及湿度调整至适合催熟温度值及湿度值。在另一实施例中，也可选择性省略温度计182、湿度计184及空调装置186。
以下举例说明本发明一实施例的所需催熟气体浓度Cr的决定方法。
请参照图2、图3A及图3B，图3A绘示依照本发明一实施例的数个熟度与催熟天数对应关系R1的示意图，而图3B绘示依照本发明一实施例的数个催熟浓度与催熟天数对应关系R2的示意图。如图3A所示，横轴表示催熟天数D1，而纵轴表示熟度变化，其中水果F1的熟度等级例如是区分成8级，然亦可小于或大于8级。如图3B所示，横轴表示催熟天数D1，而纵轴表示所需催熟气体浓度Cr。
如图2所示，数据库DA1内储存有数个熟度与催熟天数对应关系R1(图2仅绘示一个)及数个催熟浓度与催熟天数对应关系R2(图2仅绘示一个)。各熟度与催熟天数对应关系R1包含催熟天数与水果F1的熟度变化的关系。如图3A所示，曲线C11及C12表示水果F1的不同的熟度与催熟天数对应关系R1，例如，曲线C11为一较快熟曲线，而曲线C12表示一较慢熟曲线。各催熟浓度与催熟天数对应关系R2提供催熟天数与水果F1的所需催熟气体浓度Cr的关系曲线。如图3B所示，曲线C21为对应到曲线C11的催熟浓度与催熟天数对应关系R2，而曲线C22为对应到曲线C12的催熟浓度与催熟天数对应关系R2。图3A及图3B各是以二条曲线为例说明，然实际曲线数量可超过二条，依据不同的催熟天数而建立。此外，其它不同种类的水果亦可分别建立数个不同的熟度与催熟天数对应关系R1及对应的数个不同的催熟浓度与催熟天数对应关系R2。
在本实施例中，控制器130依据初始熟度M0、目标熟度Mt及催熟天数D1，决定熟度与催熟天数对应关系R1。例如，控制器130从数个熟度与催熟天数对应关系R1中，决定符合初始熟度M0、目标熟度Mt及催熟天数D1的一个熟度与催熟天数对应关系R1。然后，控制器130从数个催熟浓度与催熟天数对应关系R2中，决定对应符合的熟度与催熟天数对应关系R1的一个催熟浓度与催熟天数对应关系R2。
进一步以图3A及图3B举例来说，如图3A所示，若期望在4天(催熟天数D1)内将初始熟度M0为4熟化至目标熟度Mt为8，则控制器130从数个熟度与催熟天数对应关系R1中决定采用其中一个对应关系R1，如图3A的曲线C11。然后，控制器130依据曲线C11，从图3B所示的数个催熟浓度与催熟天数对应关系R2中决定采用其中一个对应关系R2，如曲线C21，并依据曲线C21的催熟天数D1与所需催熟气体浓度Cr的关系，决定每一天的所需催熟气体浓度Cr。
此外，前述初始熟度M0、目标熟度Mt及催熟天数D1例如是用户透过一用户接口(未绘示)输入，再经由有线或无线网络传送到控制器130，然后控制器130再根据输入值决定熟度与催熟天数对应关系R1。或者，控制器130可依据水果F1的影像IM1，自行判断水果F1的初始熟度M0，并依据初始熟度M0、目标熟度Mt及催熟天数D1决定熟度与催熟天数对应关系R1，其中的目标熟度Mt及催熟天数D1可以是内定数值或控制器130依据历史数据自动决定。
请参照图4，其绘示图1的水果催熟系统100的水果催熟方法的流程图。
在步骤S110中，摄像装置110撷取密闭容器10内的水果F1的影像IM1。在步骤S120中，控制器130分析水果F1的影像IM1，以判断水果F1的初始熟度M0。在步骤S130中，控制器130依据初始熟度M0及目标熟度Mt，决定所需催熟气体浓度Cm。在步骤S140中，控制器130控制催熟气体产生器120提供催熟气体G1至密闭容器10，以将密闭容器10内的催熟气体浓度Cm控制在所需催熟气体浓度Cr。在一实施例中，步骤S110～S140是每隔一段指定时间依序执行，该段一段指定时间例如是一天，然亦可为数小时。
此外，水果催熟系统200的水果催熟方法请参照前述图2的描述，于此不再赘述。
综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (20)
1.一种水果催熟系统，包括：
一摄像装置，用以撷取一密闭容器内的一水果的一影像；
一催熟气体产生器，用以提供一催熟气体至该密闭容器；以及
一控制器，用以：
分析该水果的该影像，以判断该水果的一初始熟度；
依据该初始熟度及一目标熟度，决定一所需催熟气体浓度；及
控制该催熟气体产生器提供该催熟气体至该密闭容器，以将该密闭容器内的一催熟气体浓度控制在该所需催熟气体浓度。
2.如权利要求1所述的水果催熟系统，其特征在于，更包括一催熟气体感知器，该催熟气体感知器配置在该密闭容器，且用以侦测该密闭容器内的该催熟气体浓度。
3.如权利要求1所述的水果催熟系统，其特征在于，更包括一排气装置，该排气装置配置在该密闭容器；且其中该控制器更用以：
当该密闭容器内的催熟气体浓度高于该所需催熟气体浓度，控制该排气装置排出该密闭容器内的气体以降低该密闭容器内的该催熟气体浓度。
4.如权利要求1所述的水果催熟系统，其特征在于，该控制器更用以：
当该密闭容器内的该催熟气体浓度低于该所需催熟气体浓度，控制该催熟气体产生器产生更多的该催熟气体至该密闭容器内。
5.如权利要求1所述的水果催熟系统，其特征在于，在依据该初始熟度及该目标熟度决定该所需催熟气体浓度的步骤中，该控制器更用以：
依据该初始熟度、该目标熟度及一催熟天数，决定一熟度与催熟天数对应关系；以及
依据该熟度与催熟天数对应关系，决定一催熟浓度与催熟天数对应关系，该催熟浓度与催熟天数对应关系提供在该催熟天数内每一天该所需催熟气体浓度。
6.如权利要求5所述的水果催熟系统，其特征在于，更包括一数据库，该数据库储存有多个该熟度与催熟天数对应关系及多个该催熟浓度与催熟天数对应关系；该控制器在依据该初始熟度、该目标熟度及该催熟天数决定该熟度与催熟天数对应关系的步骤中更用以：
从该些熟度与催熟天数对应关系中，决定符合该初始熟度、该目标熟度及该催熟天数的该熟度与催熟天数对应关系；
其中，在依据该熟度与催熟天数对应关系，决定该催熟浓度与催熟天数对应关系，是从该些催熟浓度与催熟天数对应关系中，决定对应该符合的熟度与催熟天数对应关系的该催熟浓度与催熟天数对应关系。
7.如权利要求1所述的水果催熟系统，其特征在于，更包括一排气装置及一二氧化碳感知器，该排气装置及该二氧化碳感知器配置在该密闭容器，其中，该二氧化碳感知器用以侦测该密闭容器内的二氧化碳浓度，且该控制器更用以：
当该密闭容器内的该二氧化碳浓度高于一上限值时，控制该排气装置排出该密闭容器内的气体，以降低该密闭容器内的该二氧化碳浓度。
8.如权利要求1所述的水果催熟系统，其特征在于，更包括一通知器，该控制器更用以：
当该水果达到该目标熟度时，控制该通知器发出一第一通知信号。
9.如权利要求1所述的水果催熟系统，其特征在于，更包括一无线通信器，该控制器更用以：
当该水果达到该目标熟度时，控制该无线通信器传送一第二通知信号给一外部电子装置。
10.如权利要求1所述的水果催熟系统，其特征在于，更包括一气味感知器，该气味感知器配置在该密闭容器，且用以感知该水果的一气味；该控制器更用以：
分析该气味，并依据该气味及该影像，判断该水果的该初始熟度。
11.一种水果催熟方法，包括以下步骤：
撷取一密闭容器内的一水果的一影像；
分析该水果的该影像，以判断该水果的一初始熟度；
依据该初始熟度及一目标熟度，决定一所需催熟气体浓度；以及
控制一催熟气体产生器提供一催熟气体至该密闭容器，以将该密闭容器内的一催熟气体浓度控制在该所需催熟气体浓度。
12.如权利要求11所述的水果催熟方法，其特征在于，撷取该密闭容器内的该水果的该影像的步骤、分析该水果的该影像的步骤、决定该所需催熟气体浓度的步骤与控制该催熟气体产生器提供该催熟气体至该密闭容器的步骤是每隔一段指定时间依序执行。
13.如权利要求11所述的水果催熟方法，其特征在于，更包括一催熟气体感知器，该催熟气体感知器配置在该密闭容器，且用以侦测该密闭容器内的催熟气体浓度。
14.如权利要求11所述的水果催熟方法，其特征在于，更包括以下步骤：
当该密闭容器内的该催熟气体浓度高于该所需催熟气体浓度，排出该密闭容器内的气体，以降低该密闭容器内的该催熟气体浓度。
15.如权利要求11所述的水果催熟方法，其特征在于，更包括以下步骤：
当该密闭容器内的该催熟气体浓度低于该所需催熟气体浓度，控制该催熟气体产生器产生更多的该催熟气体至该密闭容器内。
16.如权利要求11所述的水果催熟方法，其特征在于，依据该初始熟度及该目标熟度决定该所需催熟气体浓度的步骤包括：
依据该初始熟度、该目标熟度及一催熟天数，决定一熟度与催熟天数对应关系；以及
依据该熟度与催熟天数对应关系，决定一催熟浓度与催熟天数对应关系，该催熟浓度与催熟天数对应关系提供在该催熟天数内每一天的该所需催熟气体浓度。
17.如权利要求16所述的水果催熟方法，其特征在于，依据该初始熟度、该目标熟度及该催熟天数决定该熟度与催熟天数对应关系的步骤包括：
从不同的多个该熟度与催熟天数对应关系中，决定符合该初始熟度、该目标熟度及该催熟天数的该熟度与催熟天数对应关系；
其中，在依据该熟度与催熟天数对应关系，决定该催熟浓度与催熟天数对应关系的步骤包括：
从不同的多个该催熟浓度与催熟天数对应关系中，决定对应该符合的熟度与催熟天数对应关系的该催熟浓度与催熟天数对应关系。
18.如权利要求11所述的水果催熟方法，其特征在于，更包括以下步骤：
当该密闭容器内的该二氧化碳浓度高于一上限值时，排出该密闭容器内的气体，以降低该密闭容器内的该二氧化碳浓度。
19.如权利要求11所述的水果催熟方法，其特征在于，更包括以下步骤：
当该水果达到该目标熟度时，发出一第一通知信号。
20.如权利要求11所述的水果催熟方法，其特征在于，更包括以下步骤：
感知该水果的一气味；以及
分析该气味，并依据该水果的该影像及该气味，判断该水果的该初始熟度。
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