CN1720734A - 用于产生应用数据信号的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于从具有内嵌应用数据的内容信号产生应用数据信号的系统。所述内容信号可以是MPEG 2编码的电视信号。存储设备(111)包括从外部源接收内容信号的接收机(115)。提取处理器(117)从内容信号中提取应用数据并且独立地将这二者存储在数据存储装置(119，121)中。应用数据发生器(127)适于通过与内容信号分开地从数据存储装置中取回所存储的应用数据来产生应用数据信号。这样，可以与内容信号无关地处理或传送应用数据信号。

Description

用于产生应用数据信号的方法和设备
本发明涉及一种用于产生应用数据信号的方法和设备，并且具体来说涉及为与视听内容流相关联的交互式应用产生应用数据信号。
近年来，电子家庭娱乐服务的可用性、多样性和数量都已经得到了引人注目的增长。例如，已经推出了数量正在不断增加的电视广播服务，包括新增的电视台、频道和节目。而且，除了传统的模拟地面广播之外，电视服务正在不断地通过其它可供选择的通信链路进行供应，例如包括卫星广播和直接的电缆或光缆连接。
具体来说，内容信号的数字编码和分发已经变得越来越占据主导地位。这包括例如出现了数字编码和分发的电视信号或无线电广播。一般来说，数字电视服务(比如卫星广播电视)使用MPEG2编码的电视信号来在合理的传输速率下实现画面和声音质量的提高。
对于数字服务而言，服务供应商提供更加专门针对单独用户的服务的可能性得到了大大提高。具体来说，它使得越来越多的非内容数据能够得以传送，并且这可以针对单独的用户或一组用户。此外，可以广播那些可在电视接收机中加以处理的数据，以提供附加的服务。具体来说，可以提供交互式电视服务，使得用户能够影响对电视节目的观看或者能够接收、识别和选择特别感兴趣的信息。
交互式电视服务的一个例子是：广播多个视频流，以覆盖不同的摄影机角度，从而用户可以依照其喜好在这些视频信号之间进行切换。例如，足球比赛一般来说由很多不同的摄影机覆盖。除了一般的经过编辑的传输之外，还可以传送聚焦于特定运动员的第二流，从而使得用户能够在一般的总览和聚焦于特定运动员之间交互地进行选择。
因此，目前对于数字广播信号而言，其中包括与诸如交互式服务之类的附加服务相关的数据是很平常的事情。这种数据一般来说是内嵌在广播传输数据中的。例如，欧洲电信标准协会(EuropeanTelecommunication Standards Institute(ETSI))已经对称为多媒体家用平台(Multimedia Home Platform)的系统进行了标准化，其中将用于例如交互式服务的应用数据内嵌在MPEG2编码的信号流之中。应用数据被反复地插入到已编码信号流中，从而使得它对于MHP终端可以反复得到。MHP终端能够从广播流恢复数据。对所恢复得到的应用数据加以处理，以提供相应的交互式应用。这样，MHP能够在单一广播信号的基础上使得附加服务得以被提供。
不过，诸如MHP这样的系统的应用数据一般来说是通过与已编码视听信号进行时间多路复用而内嵌到内容信号中的。因此，应用数据仅在数据流的相对较短的间隔期间存在。这大大降低了应用数据的可用数据速率。而且，由于数据不是连续可得到的并且由于数据速率降低，造成了增大延迟的趋势。此外，在已编码信号流中内嵌应用数据的传统方法相对缺乏灵活性。例如，为了使终端能够访问应用数据，需要对整个数据流进行处理，以恢复应用数据。而且有增加复杂度的趋势，因为分发和存储是对组合的高数据速率信号进行的。
因此，用于产生应用数据信号的改良系统应当是有益处的。具体来说，能够实现灵活性提高、复杂度降低、延迟减小和/或数据速率增大的用于产生应用信号的系统将是有益处的。
由此，本发明力图单独地或以任何组合形式缓解、减轻或消除上面提到的缺点中的一项或多项。
按照本发明的第一个方面，提供了一种用于产生应用数据信号的设备，该设备包括：接收机，用于接收包括内嵌应用数据的内容信号；提取处理器，用于从内容信号中提取应用数据；数据存储装置，用于存储内容信号和应用数据；和应用数据发生器，用于通过与内容信号分开地从数据存储装置中取回所存储的应用数据来产生应用数据信号。
内容信号可以例如包括诸如电视节目之类的视听内容。优选地，内容信号是视频信号和/或音频信号，并且可以具体是包括内嵌应用数据的MPEG2编码的视听内容信号。优选地先从内容信号中提取应用数据，然后再在数据存储装置中进行存储。不过，所述提取也可以例如与恢复处理相联合地进行。这样，例如，应用数据发生器可以通过取回组合信号并且抛弃非应用数据部分来恢复所存储的应用数据。从内容信号中提取应用数据可以从内容信号中移走至少一部分应用数据，或者可以拷贝应用数据，从而将应用数据继续内嵌在内容信号中。
本发明使得应用数据和内容信号能够在存储之后得以独立地被处理和操作。这能够实现灵活性提高并且会减小应用数据和内容信号的其中之一或二者的处理复杂程度。因此，可以显示数据速率的减小和延迟的缩短。
按照本发明的一种特征，所述设备此外还包括通信处理器，该通信处理器适于以高于内容信号的平均应用数据速率的数据速率来传送应用数据信号。这能够实现应用数据的通信和/或分发的数据速率增大，从而导致延迟缩短。
按照本发明的另一种特征，内容信号是交互式视听信号，而应用数据是交互式应用数据，并且交互式视听信号优选地是广播交互式电视信号。由此，实现了用于交互式服务并且特别用于广播交互式电视服务的灵活、低复杂程度和/或低延迟的系统。
按照本发明的另一种特征，提取处理器包括用于将内容信号的应用数据和内容数据分开地存储在数据存储装置中的装置。优选地，内容信号和应用数据是分开存储的，从而使得对于每种类型的数据，存储、访问和/或取回参数、特性和算法能够得到优化。
按照本发明的另一种特征，提取处理器适于修改内容信号的应用数据指示。优选地，提取处理器将应用数据信息修改为反应出对内嵌在内容信号中的应用数据所进行过的任何修改，从而使得修改后的内容信号的接收机能够据此对经过修改的内容信号进行处理。
按照本发明的另一种特征，提取处理器适于通过去除与已经从内容信号中移走了的应用数据相关的数据指示来修改内容信号的应用数据指示。具体来说，将与已经从内容信号中移走了的内嵌应用数据相关联的应用数据指示删除，从而防止接收机尝试访问不存在的数据。
按照本发明的另一种特征，提取处理器适于将内容信号的应用数据指示修改为与存储在数据存储装置中的应用数据相关联。优选地，可以将应用数据指示从指向内容信号中的应用数据改为指向数据存储装置中的应用数据。这能够实现使得接收内容信号的处理器访问所存储的应用的有效且低复杂程度的方法。
按照本发明的另一种特征，提取处理器适于将内容信号的应用数据指示修改为包括网络服务器身份，通过该网络服务器身份，能够对应用数据信号进行访问。这能够实现访问数据存储装置中的应用数据的简便且有益的方法。尤其对于通过受限通信链路接收内容信号的远程终端，可以基于网络服务器身份通过适当的网络方便地对应用数据进行访问。
按照本发明的另一种特征，提取处理器适于从内容信号中移走至少一部分应用数据。这使得内容信号能够得以缩短，并且可以例如降低内容信号的数据速率或者为其它数据(包括其它的应用数据)释放空间。具体来说，这可以增大内嵌在内容信号中的其它应用数据的重复速率。
按照本发明的另一种特征，所述设备是数字记录设备。因此，本发明考虑一种可以提供存储的内容信号并且提供经改进的应用数据信号的数字记录设备。因此，相对于实时接收内容信号时，在已经对内容信号进行了存储的时候，可以由内容呈现设备更快并且更加灵活地访问用于例如交互式服务的应用数据。
按照本发明的另一种特征，提取处理器适于按照不同的存储协议将内容信号和应用数据存储在数据存储装置中。可以针对每个单独的数据类型对存储协议进行优化，从而实现了性能和灵活性的提高。例如，可以通过针对应用数据进行了优化的不同访问机制对应用数据进行访问。不同类型的数据的存储组织形式可以不同。例如，可以以适于连续和顺序存储和取回数据的方式存储内容信号，而可以以便于对应用数据的各个单独数据单元进行访问的分级方式组织应用数据。
按照本发明的另一种特征，所述设备此外还包括通信元件，用于依照不同的通信协议传送应用数据信号和内容信号。例如，远程内容呈现设备需要具有数据存储装置的通信链路，其中所述数据存储装置具有贯穿内容信号呈现的最小可用数据容量。不过，可能仅仅需要传送应用数据信号一次，并且因此可以通过以高数据速率时分多路复用的数据网络以高得多的数据速率(但以较短的时间间隔)来提供应用数据信号。因此，可以针对内容信号和应用数据信号单独地对通信进行优化。
按照本发明的第二个方面，提供了一种产生应用数据信号的方法，该方法包括：接收包括内嵌应用数据的内容信号；从内容信号中提取应用数据；存储内容信号和应用数据；通过与内容信号分开地取回所存储的应用数据来产生应用数据信号。
参照下文中介绍的实施方式，本发明的这些和其它的方面将会显而易见，并且将会参照下文中介绍的本发明的实施方式对本发明的这些和其它的方面加以阐释说明。
下面将参照附图，仅以示例的方式对本发明的实施方式进行描述，其中：
附图1是包括按照本发明的一个实施方式的数字记录器的用于交互式电视的广播系统的图解说明；和
附图2是按照本发明的一个实施方式产生应用信号的方法的图解说明。
下面的说明主要是针对可应用于数字视听记录器并且特别是用于交互式电视的记录器的本发明的一个实施方式。不过，将会意识到，本发明并不局限于这种应用，而是可以应用于很多其它的设备和系统。
附图1是用于包括按照本发明的一个实施方式的数字记录器的交互式电视的广播系统100的图解说明。
广播系统100包括交互式数字电视广播发射机101，它通过地面无线电通信介质广播多个交互式电视频道。电视信号由数字电视终端103进行接收，该数字电视终端103包括接收广播无线电信号和从中恢复广播内容流的功能。电视终端103从而从所接收的信号中得出数字编码的内容信号。电视终端103与显示设备105相连接，在本优选实施方式中，显示设备105是传统的电视监视器。电视终端和显示设备从而一起构成了适于实时呈现从电视广播发射机接收到的内容信号的呈现设备。
显示设备和电视终端可以是一个集成的单元，或者其功能可以分布在两个或多个不同的单元上。在本优选实施方式中，电视终端是多媒体家用协议(MHP)机顶盒。电视终端此外还适于从接收到的电视信号中恢复应用数据，并且特别是恢复交互式电视数据，该电视终端进一步还适于处理所述交互式电视数据，以便提供交互式电视服务。例如，广播电视信号可以包括MPEG2编码的视听信号的广播流。已编码视听信号可以包括与例如新闻事件相关的文本信息。电视终端可以恢复这一数据，并且响应于接收到的用户输入而将其呈现给用户。交互式应用的其它例子包括摄影机角度的动态选择、电子邮件服务、基于双向文本的通信(聊天服务)和提供与接收到的信号的内容相关的附加信息。
除了第一电视终端103之外，附图2示出了具有相关联的显示设备109的第二电视终端107。第二电视终端107可以与第一电视终端103相同，或者可以是适于从电视广播接收机接收广播信号的不同类型或种类的电视终端。一般来说，广播系统包括大量的电视终端。
第一电视终端与存储设备111相连接。存储设备111适于对从电视终端接收到的数字电视节目进行记录。具体来说，数字记录设备111可以是诸如个人视频记录器之类的数字记录设备或诸如DVD记录器之类的基于可移动存储介质的记录器。存储设备111通过专用通信线路113与电视终端相连接，在本优选实施方式中，专用通信线路113包括载送由电视终端103得出的广播流的直接物理光缆或电缆。存储设备111包括能够接收来自电视终端的广播流的接收机115。在本优选实施方式中，带有内嵌应用数据的MPEG2编码的内容信号是通过通信线路113发送给接收机115的。
接收机115与提取处理器117相耦合，该提取处理器117进一步与第一存储器119和第二存储器121相耦合。因此，在本优选实施方式中，存储设备111包括一个数据存储装置，该数据存储装置包括第一和第二存储器119、121。该数据存储装置优选地可以是一个单独的硬盘，并且第一和第二存储器可以实现为该硬盘的不同存储器分区。
提取处理器117适于处理接收到的广播流，并且适于将数据从其中存储到第一和第二存储器119、121中。提取处理器117此外还适于从内容数据中提取应用数据。因此，在本优选实施方式中，提取存储器117从MPEG2编码的内容信号中提取与交互式服务相关的应用数据。然后将内容信号存储在第一存储器119中，而将应用数据存储在第二存储器121中。在本优选实施方式中，不将应用数据从内容信号中移走，而是对应用数据进行拷贝并且将其单独存储在第二存储器121中。这使得能够通过取回内容信号或通过从第二存储器121中直接取回应用数据而访问应用数据。
存储设备111此外还包括与第一存储器119相耦合的广播信号发生器123。广播信号发生器123具有取回所存储的内容信号和将这一信号通过第二通信线路125传送给电视终端103的功能。因此，存储设备111能够记录从电视终端103接收到的内容信号，以备之后再发送到电视终端并且由电视终端呈现。
此外，存储设备111包括应用数据发生器127，该应用数据发生器127与第二存储器121相耦合，并且适于从第二存储器127取回所存储的应用数据。因此，应用数据发生器127取回与内容信号分开存储的应用数据。应用数据发生器127产生包括所取回的应用数据的应用数据信号。该应用数据信号随后可以以任何适当的方式由任何适当的处理单元访问或者以任何适当的方式发送给任何适当的处理单元。这样，可以专门针对与应用数据相关的要求对处理进行优化，而不受针对一个内容流或信号的要求的约束。
在本优选实施方式中，存储设备111包括通信处理器129，该处理器适于将应用数据信号发送给外部设备，并且具体来说是发送给电视终端103。通信处理器129能够以比内容信号的平均应用数据速率高的数据速率传送应用数据信号。具体来说，在图1的例子中，电视终端103和存储设备111是通过网络131相互连接的，并且通信处理器129能够通过这一网络131将应用数据传送给电视终端。
网络131可以是局域网(LAN)或者可以特别是因特网。通信处理器129包括与网络服务器相关的功能。此外，其它的电视终端107和存储设备可以与网络131连接起来，并且通过这个网络进行通信。因此，在本优选实施方式中，网络131是在很多用户之间共享的时分多路复用的网络，并且具有高瞬时吞吐量速率。因此，电视终端103可以以高数据速率和低延迟访问应用数据，或者以高数据速率和低延迟向电视终端103提供应用数据。这样，电视终端对应用数据的访问不受内容信号和将数据内嵌其中的要求和限制的约束。
附图2是按照本发明的一个实施方式产生应用信号的方法的图解说明。将参照附图1的广播系统对该方法进行介绍。
在步骤201中，存储设备111接收内容信号，该内容信号包括内嵌应用数据。在本优选实施方式中，该内容信号是从MHP终端接收到的并且包括内嵌交互式应用数据的MPEG2编码的视听信号。
本方法进行到步骤203，其中提取处理器117从内容信号中提取应用数据。在本优选实施方式中，这一提取是拷贝处理，其中对应用数据进行拷贝，而不将其从内容信号中移走。
在紧随步骤203之后的步骤205中，对内容信号和应用信号进行存储。具体来说，将内容信号存储到第一存储器119中，而将应用数据存储到第二存储器121中。
步骤205之后是步骤207，其中数据发生器127通过取回与内容信号分开存储的应用数据来产生应用数据信号。在本优选实施方式中，数据发生器仅仅从第二存储器121中取回期望的应用数据。
随后可以依据任何适当的处理对应用数据信号进行处理或传送，在本优选实施方式中，紧随步骤207之后的步骤209包括将应用信号通过高数据速率通信网络传送给呈现设备。
在本优选实施方式中，可以将内容信号和应用数据信号都传送给呈现设备。在这种实施方式中，存储设备111包括依照不同的通信协议传送应用数据信号和内容信号的通信元件。用于传送内容信号和应用数据信号的通信链路或装置可以是按照不同协议使用的同一通信链路或装置，或者可以是一般具有不同的属性和特性的不同的装置。例如，在图2的例子中，通信元件包括广播信号发生器123，该广播信号发生器123将内容信号通过专用通信线路125传送给电视终端103。此外，该通信元件包括通信处理器129，该通信处理器129使用不同的通信协议将应用数据信号通过共享的网络传送给电视终端103。
应当意识到，在不同的实施方式中，各个步骤的顺序可能会与上面描述的不同。例如，可以将内容信号和应用数据作为所接收到的内容信号进行存储。从内容信号中提取应用数据可以在从数据存储装置中取回内容信号的处理期间进行。这样，在这种情况下，应用数据发生器通过从数据存储装置中取回内容信号、提取应用数据并且随后抛弃内容信号(或者分开地处理或为处理而分开地提供内容信号)而与内容信号分开地恢复应用数据。
在上面描述的优选实施方式中，没有从内容信号中移走应用数据。不过，在其它的实施方式中，移走了至少一部分应用数据。例如，在一种这样的实施方式中，从内容信号中移走了单独存储在存储器中的所有应用数据。在这种特定的实施方式中，被移走的应用数据可以由与其它应用相关的其它应用数据替代，或者由新的内容数据替代，但是优选地不进行替代，从而可以实现内容信号的数据速率的降低。
在某些实施方式中，由存储设备对内容信号的应用数据指示进行修改，并且优选地是由提取处理器对其进行修改。在一种这样的实施方式中，将应用数据指示修改成使得任何对已经被单独存储和/或从内容信号中移走了的应用数据的参考都得到修改。可以将所述参考一起删除，或者可以例如将其修改成对空应用数据进行参考。
不过，优选地将应用数据指示修改成使得对已经被提取并且被单独存储的应用数据的参考被修改为直接参考用于所述数据的适当存储参数。这样，对于MPEG2信号，存储设备将会重写MPEG2编码的内容流中的应用信息表(AIT)，从而使得它指向数据存储装置中的相应应用数据。所述参考可以是例如作为数据存储装置的一部分的硬盘上的特定物理位置或逻辑位置。
在某些实施方式中，存储设备包括作为能够通过网络提供所请求的应用数据的网络服务器进行操作的功能。具体来说，存储设备可以实现http(超文本传送协议)服务器所需的功能。这样，可以通过因特网或任何其它的基于IP的网络将存储设备作为服务器来进行访问，并且终端可以通过访问基于因特网的服务器来访问应用数据。在这些实施方式中的一些实施方式中，可以将应用数据指示特别修改成使其包括实现在存储设备中的网络服务器的身份。这样，应用数据指示可以包括存储设备的服务器IP(网际协议)地址。
在上述的优选实施方式中，应用数据和内容信号存储在单独的存储器中。不过，有一点要清楚：在不破坏本发明的情况下可以使用任何适当的存储介质和方法。例如可以使用不同的存储方法，从而取回处理能够与内容信号分开地获得应用数据。在一种实施方式中，使用一个单个存储器结构，并且只是将应用数据和内容信号存储在不同的文件中。
不过，优选地按照不同的存储协议对内容信号和应用数据进行存储。例如，可以以尤其适用于顺序取回的格式和结构存储内容信号，例如通过直接存储器存取(DMA)操作来存储。与此不同，可以按照使得各个数据单元能够得以容易定位和存取的存储协议来存储应用数据。这样，优选地对应用数据使用分级存储协议。
应当意识到，为了清楚起见，上述的说明针对存储设备的不同功能单元描述了本发明的实施方式。不过，很明显，在不破坏本发明的情况下，可以采用在不同功能单元之间的任何适当的功能分布。因此，对特定功能单元的引用仅应被看作是对提供所述功能的适当装置的引用，而不代表严格的逻辑结构或物理结构、组织形式或区分。例如，可以将应用数据发生器与提取处理器集成并缠结在一起，或者可以将应用数据发生器作为提取处理器的一部分。
本发明可以以任何适当的形式实现，包括硬件、软件或它们的任何组合形式。不过，优选地将本发明实现为运行在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上的计算机软件。本发明的一个实施方式的各元件和组件可以是以任何适当的方式在物理上、功能上和逻辑上实现的。实际上，功能可以在单独一个单元中、在多个单元中或者作为其它功能单元的一部分来实现。这样，可以在单独一个单元中实现本发明，或者可以将本发明在物理上或功能上分布在不同的单元和处理器之间。
应当意识到，本发明的意图是单独地或以任何排列或组合方式提供下述优点中的一个或多个：
·能够实现应用数据处理和通信的优化，这不取决于与内容信号相关的要求和限制。
·可以明显减小与应用数据访问相关的延迟。
·可以以高数据速率访问应用数据。
·能够实现应用数据处理复杂程度的降低。
其它的优点会从上述说明中明显看出。
虽然已经结合优选实施方式对本发明进行了描述，但并非意欲将其限制为本文提出的特定形式。相反地，本发明的范围仅由所附的权利要求书限定。在权利要求书中，术语“包括”并不排除存在其它元件或步骤的可能。而且，虽然是单独列出的，但是多个装置、元件或方法步骤可以由例如单独一个单元或处理器来实现。此外，虽然可能将各个单独的特征包含在不同的权利要求中，但是有可能对这些特征加以有益地组合，并且各个单独特征被包括在不同的权利要求中并非意味着特征的组合是不可行和/或没有益处的。此外，单数引用并不排除多个。对“一个”、“第一”、“第二”等的引用并不排除多个。
总地来说，本发明涉及一种用于从具有内嵌应用数据的内容信号产生应用数据信号的系统。所述内容信号可以是MPEG2编码的电视信号。存储设备111包括从外部源接收内容信号的接收机(115)。提取处理器(117)从内容信号中提取应用数据并且独立地将这二者存储在数据存储装置(119，121)中。应用数据发生器(127)适于通过与内容信号分开地从数据存储装置中取回所存储的应用数据来产生应用数据信号。这样，可以与内容信号无关地处理或传送应用数据信号。

Claims (20)

1.一种用于产生应用数据信号的设备，该设备包括：
接收机，用于接收包括内嵌应用数据的内容信号；
提取处理器，用于从内容信号中提取应用数据；
数据存储装置，用于存储内容信号和应用数据；和
应用数据发生器，用于通过与内容信号分开地从数据存储装置中取回所存储的应用数据来产生应用数据信号。
2.按照权利要求1所述的设备，其中该设备包括通信处理器，该通信处理器适于以高于内容信号的平均应用数据速率的数据速率传送应用数据信号。
3.按照权利要求1所述的设备，其中内容信号是视频信号。
4.按照权利要求1所述的设备，其中内容信号是音频信号。
5.按照权利要求1所述的设备，其中内容信号是MPEG2编码的内容信号。
6.按照权利要求1所述的设备，其中内容信号是交互式视听信号，并且应用数据是交互式应用数据。
7.按照权利要求6所述的设备，其中交互式视听信号是广播交互式电视信号。
8.按照权利要求1所述的设备，其中提取处理器包括用于将内容信号的应用数据和内容数据分开地存储在数据存储装置中的装置。
9.按照权利要求1所述的设备，其中提取处理器适于修改内容信号的应用数据指示。
10.按照权利要求9所述的设备，其中提取处理器适于通过去除与已经从内容信号中移走了的应用数据相关的数据指示来修改内容信号的应用数据指示。
11.按照权利要求9所述的设备，其中提取处理器适于将内容信号的应用数据指示修改为与存储在数据存储装置中的应用数据相关联。
12.按照权利要求11所述的设备，其中提取处理器适于将内容信号的应用数据指示修改为包括网络服务器身份，通过该网络服务器身份能够对应用数据信号进行访问。
13.按照权利要求1所述的设备，其中提取处理器适于从内容信号中移走至少一部分应用数据。
14.按照权利要求1所述的设备，其中所述设备是数字记录设备。
15.按照权利要求1所述的设备，其中应用数据是交互式电视数据。
16.按照权利要求1所述的设备，其中提取处理器适于按照不同的存储协议将内容信号和应用数据存储在数据存储装置中。
17.按照权利要求1所述的设备，其中所述设备还包括通信元件，用于依照不同的通信协议传送应用数据信号和内容信号。
18.一种产生应用数据信号的方法，该方法包括：
接收包括内嵌应用数据的内容信号；
从内容信号中提取应用数据；
存储内容信号和应用数据；
通过与内容信号分开地取回所存储的应用数据来产生应用数据信号。
19.一种能够实施按照权利要求18的方法的计算机程序。
20.一种包括权利要求19所述的计算机程序的记录载体。
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