CN113691966A - 基于信能同传的音频播放方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了基于信能同传的音频播放方法、系统、设备及存储介质，该方法包括：第一无线终端扫描周围的第二无线终端，与应答的至少一第二无线终端建立通讯链接，为第二无线终端提供能量；第一无线终端将待发送的音频文件进行分段分析，获得第二无线终端的播放装置播放每段音频段落所需的能量，作为匹配音频段落的播放能量；第一无线终端基于音频段落分配对应的信息信号子载波数并基于音频段落对应的播放能量分配对应的能量信号子载波数，分别生成信息信号和能量信号并无线发送到第二无线终端。本发明能够在没有电池的情况下通过信能同传进行音频播放，去掉了无线终端的电池，减轻无线终端的整体重量。

Description

基于信能同传的音频播放方法、系统、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及音频播放领域，具体地说，涉及基于信能同传的音频播放方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
在目的节点或中继没有固定或稳定的能量来源时，节点还可通过采集信源发送的无线射频信号来获取能量，即无线能量采集技术，此技术提高了网络传输能效，并延长了无线网络的寿命，目前已受到学者们的广泛关注。节点可对传送能量与信息的信号进行相应的无线能量采集和信息解码操作，可实现信息和能量的同时传输，简称信能同传。
无线信能同传(Simultaneous Wireless Information and Energy Transfer)，即通过无线方式实现信息和能量的同时传输，是集成无线通信技术和无线能量传输技术的新兴通信技术。随着科技的发展，整合能源技术和通信技术成为趋势，既能实现高速可靠的通信，又能有效缓解能源和频谱稀缺的压力，在工业、医疗、基础设施发展等方面有着重要的应用价值。
现有蓝牙耳机通常使用电池供电，运行时长受限。尽管可以通过给电池重新充电的方法来延长运行时间，给使用带来诸多不便。
因此，本发明提供了一种基于信能同传的音频播放方法、系统、设备及存储介质。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供基于信能同传的音频播放方法、系统、设备及存储介质，克服了现有技术的困难，能够使得无线终端在没有电池的情况下通过信能同传进行音频播放，去掉了无线终端的电池，减轻无线终端的整体重量，避免充电的麻烦。
本发明的实施例提供一种基于信能同传的音频播放方法，包括以下步骤：
S110、第一无线终端扫描周围的第二无线终端，与应答的至少一所述第二无线终端建立通讯链接，为所述第二无线终端提供能量。
S120、所述第一无线终端将待发送的音频文件进行分段分析，获得所述第二无线终端的播放装置播放每段音频段落所需的能量，作为匹配所述音频段落的播放能量。
S130、所述第一无线终端基于所述音频段落分配对应的信息信号子载波数并基于所述音频段落对应的播放能量分配对应的能量信号子载波数，无线射频发送到所述第二无线终端。
优选地，所述步骤S110之前，还包括：
S100、建立一基于第二无线终端的能量映射表，所述能量映射表中预存所述第二无线终端播放各类音频段落所需的不同能量的映射关系。
所述步骤S120中，包括以下步骤：
S122、所述第一无线终端将待发送的音频文件进行分段。
S123、将每段音频段落与所述能量映射表中预设音频段落进行相似度比对。
S124、将相似度最高的预设音频段落对应的播放能量匹配给所述音频段落。
优选地，所述步骤S100中，所述能量映射表中预存所述第二无线终端的若干型号，以及每种型号所述第二无线终端播放各类音频段落所需的不同能量的映射关系。
所述步骤S122之前，还包括以下步骤：
S121、所述第一无线终端获得所述第二无线终端的型号信息，在所述能量映射表中调用该型号信息对应的播放各类音频段落所需的不同能量的映射关系。
优选地，所述第二无线终端至少具有信号接收天线、能量采集天线、能量转换电路以及播放装置。
所述步骤S130之后还包括
S140、所述第二无线终端将接收到的能量信号通过所述能量转换电路转化为电能后播放所述接收天线接收到的所述音频段落。
优选地，所述步骤S140中，所述第二无线终端仅基于所述音频段落对应的播放能量来播放所述音频段落。
优选地，所述第二无线终端将接收到的播放能量输入电容。
优选地，所述能量信号来自发送所述信息信号的射频中。
优选地，所述第二无线终端不包括电池。
本发明的实施例还提供一种基于信能同传的音频播放系统，用于实现上述的基于信能同传的音频播放方法，所述基于信能同传的音频播放系统包括：
通讯链接模块，第一无线终端扫描周围的第二无线终端，与应答的至少一所述第二无线终端建立通讯链接，为所述第二无线终端提供能量；
分段分析模块，所述第一无线终端将待发送的音频文件进行分段分析，获得所述第二无线终端的播放装置播放每段音频段落所需的能量，作为匹配所述音频段落的播放能量；
信能传递模块，所述第一无线终端基于所述音频段落分配对应的信息信号子载波数并基于所述音频段落对应的播放能量分配对应的能量信号子载波数，无线射频发送到所述第二无线终端。
本发明的实施例还提供一种基于信能同传的音频播放设备，包括：
处理器；
存储器，其中存储有所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述基于信能同传的音频播放方法的步骤。
本发明的实施例还提供一种计算机可读存储介质，用于存储程序，所述程序被执行时实现上述基于信能同传的音频播放方法的步骤。
本发明的目的在于提供基于信能同传的音频播放方法、系统、设备及存储介质，能够使得无线终端在没有电池的情况下通过信能同传进行音频播放，去掉了无线终端的电池，减轻无线终端的整体重量，避免充电的麻烦。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1是本发明的基于信能同传的音频播放方法的流程图。
图2是本发明的基于信能同传的音频播放方法的实施过程示意图。
图3是本发明的基于信能同传的音频播放系统的模块示意图。
图4是本发明的基于信能同传的音频播放设备的结构示意图。
图5是本发明一实施例的计算机可读存储介质的结构示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
图1是本发明的基于信能同传的音频播放方法的流程图。如图1所示，本发明的实施例提供一种基于信能同传的音频播放方法，包括以下步骤：
S100、建立一基于第二无线终端的能量映射表，能量映射表中预存第二无线终端的若干型号，以及每种型号第二无线终端播放各类音频段落所需的不同能量的映射关系。
S110、第一无线终端扫描周围的第二无线终端，与应答的至少一第二无线终端建立通讯链接，为第二无线终端提供能量。第二无线终端至少具有信号接收天线、能量采集天线、能量转换电路以及播放装置，但是，第二无线终端可以不包括电池。
S120、第一无线终端将待发送的音频文件进行分段分析，获得第二无线终端的播放装置播放每段音频段落所需的能量，作为匹配音频段落的播放能量。
在一个优选实施例中，步骤S120中，包括以下步骤：
S121、第一无线终端获得第二无线终端的型号信息，在能量映射表中调用该型号信息对应的播放各类音频段落所需的不同能量的映射关系。
S122、第一无线终端将待发送的音频文件进行分段。
S123、将每段音频段落与能量映射表中预设音频段落进行相似度比对。
S124、将相似度最高的预设音频段落对应的播放能量匹配给音频段落。
S130、第一无线终端基于音频段落分配对应的信息信号子载波数并基于音频段落对应的播放能量分配对应的能量信号子载波数，无线射频发送到第二无线终端。
S140、第二无线终端将接收到的能量信号通过能量转换电路转化为电能后播放接收天线接收到的音频段落，第二无线终端仅基于音频段落对应的播放能量来播放音频段落。
在一个优选实施例中，可以通过可采用正交频分复用(orthogonalfrequencydivision multiplex，OFDM)技术，通过OFDM技术，发射端可将需要传输至接收端的信息和能量分别调制到若干相互正交的子载波上，子载波进行并行传输，从而能够实现信能同传。正交频分复用，英文原称Orthogonal Frequency Division Multiplexing，缩写为OFDM，实际上是MCM Multi-CarrierModulation多载波调制的一种。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰ICI。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易，但不以此为限。
在一个优选实施例中，第二无线终端将接收到的播放能量输入电容。
在一个优选实施例中，第二无线终端不包括电池。
在一个优选实施例中，所述能量信号来自发送所述信息信号的射频中。本发明的基于信能同传的音频播放方法能够使得无线终端在没有电池的情况下通过信能同传进行音频播放，去掉了无线终端的电池，减轻无线终端的整体重量，避免充电的麻烦。
本发明通过在第二无线终端增加，能量采集天线及能量转换电路，实现数据与能量的同时传输,即在实现高速可靠通信的同时，完成能量的传输与收集，从而充分利用宝贵的发射功率，延长设备生存时间，提高能源的利用率。本实施例中的，采用蓝牙耳机的能量获取节点为发送端，即发送端(如手机)在与从周围环境中获取能量，并将收集的能量用于数据的接收。首先，第一无线终端(如手机)会寻呼蓝牙耳机，从而向自由空间发送无线射频信号，位于第二无线终端(蓝牙耳机)的能量采集天线，收集到无线电波传递给能量转换电路，经能量转换电路转换可供蓝牙芯片工作的直流电压，蓝牙芯片开始工作。蓝牙芯片通过外接的信号天线，接收到信号后，响应第一无线终端，建立链路连接，链路连接建立后，第一无线终端与第二无线终端开始通信传输数据，第二无线终端通过能量采集天线在通信过程中获得电能供第二无线终端工作，但不以此为限。
图2是本发明的基于信能同传的音频播放方法的实施过程示意图。如图2所示，
本发明中的手机1预存能量映射表，能量映射表中预存无线耳机2的若干型号，以及每种型号无线耳机2播放各类音频段落所需的不同能量的映射关系。并且，本发明中的手机1具有信能同传的线路和天线。无线耳机2将接收到的播放能量输入到电容中，然后再提供给播放装置24。所以，本发明的无线耳机2可以不包括电池，从而减轻了无线耳机2本身的重量，并且，去除电池以后的空间还可以设置体积更大的天线或是播放装置，从而提升无线耳机2的信号传输效果和音频播放效果。
通过手机1扫描周围的无线耳机2，与应答的至少一无线耳机2建立通讯链接，为用户3佩戴的无线耳机2提供能量和音频信号。无线耳机2至少具有信号接收天线23、能量采集天线21、能量转换电路22以及播放装置24。
手机1获得无线耳机2的型号信息，在能量映射表中调用该型号信息对应的播放各类音频段落所需的不同能量的映射关系。手机1基于预设段落时长将待发送的音频文件进行分段。将分段后的每段音频段落与能量映射表中预设音频段落进行相似度比对，本实施例中使用现有的或是未来发明的音频相似度比对算法，但不以此为限。最后，将相似度最高的预设音频段落对应的播放能量匹配给音频段落。
手机1基于音频段落分配对应的信息信号子载波数，并基于音频段落对应的播放能量分配对应的能量信号子载波数，分别生成信息信号和能量信号无线发送到无线耳机2，其中，能量信号来自发送信息信号的射频中，但不以此为限。其中，随每段音频段落的内容(字节数)增加，则使用的信息信号子载波数也正向增加；随每段音频段落的内容(字节数)减小，则使用的信息信号子载波数也减小。随每段音频段落对应的播放能量增加，则使用的能量信号子载波数也正向增加；随每段音频段落对应的播放能量减小，则使用的能量信号子载波数也减小。从而优化无线能量传递，减少能量传递的损失，大大延长手机1和无线耳机2组合使用时的电池续航能力。
图3是本发明的基于信能同传的音频播放系统的模块示意图。如图3所示，本发明的基于信能同传的音频播放系统5包括：
音能映射模块50，建立一基于第二无线终端的能量映射表，能量映射表中预存第二无线终端的若干型号，以及每种型号第二无线终端播放各类音频段落所需的不同能量的映射关系。
通讯链接模块51，第一无线终端扫描周围的第二无线终端，与应答的至少一第二无线终端建立通讯链接，为第二无线终端提供能量。第二无线终端至少具有信号接收天线、能量采集天线、能量转换电路以及播放装置，但是，第二无线终端可以不包括电池。
分段分析模块52，第一无线终端将待发送的音频文件进行分段分析，获得第二无线终端的播放装置播放每段音频段落所需的能量，作为匹配音频段落的播放能量。
信能传递模块53，第一无线终端基于音频段落分配对应的信息信号子载波数并基于音频段落对应的播放能量分配对应的能量信号子载波数，分别生成信息信号和能量信号并无线发送到第二无线终端。
音频播放模块54，第二无线终端将接收到的能量信号通过能量转换电路转化为电能后播放接收天线接收到的音频段落，第二无线终端仅基于音频段落对应的播放能量来播放音频段落。
其中，音能映射模块51、通讯链接模块52、分段分析模块53以及信能传递模块54设置于第一无线终端，音频播放模块55设置于第二无线终端。
在一个优选实施例中，通讯链接模块52，通过第一无线终端获得第二无线终端的型号信息，在能量映射表中调用该型号信息对应的播放各类音频段落所需的不同能量的映射关系。第一无线终端将待发送的音频文件进行分段。将每段音频段落与能量映射表中预设音频段落进行相似度比对。将相似度最高的预设音频段落对应的播放能量匹配给音频段落。
在一个优选实施例中，第二无线终端将接收到的播放能量输入电容。
在一个优选实施例中，第二无线终端不包括电池。
本发明的基于信能同传的音频播放系统能够使得无线终端在没有电池的情况下通过信能同传进行音频播放，去掉了无线终端的电池，减轻无线终端的整体重量，避免充电的麻烦。
上述实施例仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，凡在本发明的原则之内，所做的任何等同替代、修改和变化，均在本发明的保护范围之内。
本发明实施例还提供一种基于信能同传的音频播放设备，包括处理器。存储器，其中存储有处理器的可执行指令。其中，处理器配置为经由执行可执行指令来执行的基于信能同传的音频播放方法的步骤。
如上所示，该实施例本发明的基于信能同传的音频播放系统能够使得无线终端在没有电池的情况下通过信能同传进行音频播放，去掉了无线终端的电池，减轻无线终端的整体重量，避免充电的麻烦。
所属技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“平台”。
图4是本发明的基于信能同传的音频播放设备的结构示意图。下面参照图4来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备600。图4显示的电子设备600仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示，电子设备600以通用计算设备的形式表现。电子设备600的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元610、至少一个存储单元620、连接不同平台组件(包括存储单元620和处理单元610)的总线630、显示单元640等。
其中，存储单元存储有程序代码，程序代码可以被处理单元610执行，使得处理单元610执行本说明书上述电子处方流转处理方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，处理单元610可以执行如图1中所示的步骤。
存储单元620可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)6201和/或高速缓存存储单元6202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)6203。
存储单元620还可以包括具有一组(至少一个)程序模块6205的程序/实用工具6204，这样的程序模块6205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线630可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备600也可以与一个或多个外部设备700(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备600交互的设备通信，和/或与使得该电子设备600能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口650进行。并且，电子设备600还可以通过网络适配器660与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器660可以通过总线630与电子设备600的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备600使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储平台等。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，用于存储程序，程序被执行时实现的基于信能同传的音频播放方法的步骤。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在终端设备上运行时，程序代码用于使终端设备执行本说明书上述电子处方流转处理方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。
如上所示，该实施例本发明的基于信能同传的音频播放系统能够使得无线终端在没有电池的情况下通过信能同传进行音频播放，去掉了无线终端的电池，减轻无线终端的整体重量，避免充电的麻烦。
图5是本发明的计算机可读存储介质的结构示意图。参考图5所示，描述了根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品800，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
综上，本发明的目的在于提供基于信能同传的音频播放方法、系统、设备及存储介质，能够使得无线终端在没有电池的情况下通过信能同传进行音频播放，去掉了无线终端的电池，减轻无线终端的整体重量，避免充电的麻烦。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于信能同传的音频播放方法，其特征在于，包括以下步骤：
S110、第一无线终端扫描周围的第二无线终端，与应答的至少一所述第二无线终端建立通讯链接，为所述第二无线终端提供能量；
S120、所述第一无线终端将待发送的音频文件进行分段分析，获得所述第二无线终端的播放装置播放每段音频段落所需的能量，作为匹配所述音频段落的播放能量；
S130、所述第一无线终端基于所述音频段落分配对应的信息信号子载波数并基于所述音频段落对应的播放能量分配对应的能量信号子载波数，无线射频发送到所述第二无线终端。
2.根据权利要求1所述的基于信能同传的音频播放方法，其特征在于，所述步骤S110之前，还包括：
S100、建立一基于第二无线终端的能量映射表，所述能量映射表中预存所述第二无线终端播放各类音频段落所需的不同能量的映射关系；
所述步骤S120中，包括以下步骤：
S122、所述第一无线终端将待发送的音频文件进行分段；
S123、将每段音频段落与所述能量映射表中预设音频段落进行相似度比对；
S124、将相似度最高的预设音频段落对应的播放能量匹配给所述音频段落。
3.根据权利要求2所述的基于信能同传的音频播放方法，其特征在于，所述步骤S100中，所述能量映射表中预存所述第二无线终端的若干型号，以及每种型号所述第二无线终端播放各类音频段落所需的不同能量的映射关系；
所述步骤S122之前，还包括以下步骤：
S121、所述第一无线终端获得所述第二无线终端的型号信息，在所述能量映射表中调用该型号信息对应的播放各类音频段落所需的不同能量的映射关系。
4.根据权利要求1所述的基于信能同传的音频播放方法，其特征在于，所述第二无线终端至少具有信号接收天线、能量采集天线、能量转换电路以及播放装置；
所述步骤S130之后还包括
S140、所述第二无线终端将接收到的能量信号通过所述能量转换电路转化为电能后播放所述接收天线接收到的所述音频段落。
5.根据权利要求4所述的基于信能同传的音频播放方法，其特征在于，所述步骤S140中，所述第二无线终端仅基于所述音频段落对应的播放能量来播放所述音频段落。
6.根据权利要求4所述的基于信能同传的音频播放方法，其特征在于，所述第二无线终端将接收到的播放能量输入电容。
7.根据权利要求1所述的基于信能同传的音频播放方法，其特征在于，所述能量信号来自发送所述信息信号的射频中，所述第二无线终端不包括电池。
8.一种基于信能同传的音频播放系统，用于实现权利要求1所述的基于信能同传的音频播放方法，其特征在于，包括：
通讯链接模块，第一无线终端扫描周围的第二无线终端，与应答的至少一所述第二无线终端建立通讯链接，为所述第二无线终端提供能量；
分段分析模块，所述第一无线终端将待发送的音频文件进行分段分析，获得所述第二无线终端的播放装置播放每段音频段落所需的能量，作为匹配所述音频段落的播放能量；
信能传递模块，所述第一无线终端基于所述音频段落分配对应的信息信号子载波数并基于所述音频段落对应的播放能量分配对应的能量信号子载波数，无线射频发送到所述第二无线终端。
9.一种基于信能同传的音频播放设备，其特征在于，包括：
处理器；
存储器，其中存储有所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1至7任意一项所述基于信能同传的音频播放方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，用于存储程序，其特征在于，所述程序被执行时实现权利要求1至7任意一项所述基于信能同传的音频播放方法的步骤。
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