KR102062209B1 - 능동 노이즈 제거 성능 테스트 모듈 및 그를 이용한 능동 노이즈 제거 성능 테스트 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 능동 노이즈 제거(Active Noise Canceling : ANC) 기능을 갖는 이어폰의 제조 공정에서 이어폰의 ANC 성능을 테스트하기 위하여 이용하는 ANC 성능 테스트 모듈 및 그를 이용한 ANC 성능 테스트 장치를 개시하며, 상기 ANC 성능 테스트 모듈은 노이즈로 작용하는 노이즈 오디오를 생성 및 출력하는 노이즈 신호 제공부; 능동 노이즈 제거 성능의 테스트를 위하여 설치된 이어폰에서 노이즈 제거 모드 온 또는 오프에 대응하여 수집된 측정 오디오의 주파수 특성값을 계산하고, 상기 주파수 특성값을 이용하여 노이즈 제거 성능값을 계산하는 노이즈 제거 측정부; 및 상기 노이즈 제거 성능값을 이용하여 상기 노이즈의 제거를 위한 조정값을 조정 및 저장하고, 능동 노이즈 제거 모드의 온 또는 오프를 위한 모드 설정 값과 상기 조정값 중 적어도 하나를 포함하는 제어 데이터를 상기 능동 노이즈 제거 성능의 상기 테스트를 위하여 제공하는 조정부;를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 능동 노이즈 제거 성능 테스트 모듈 및 그를 이용한 능동 노이즈 제거 성능 테스트 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 능동 노이즈 제거(Active Noise Cancelling : 이하, "ANC"라 함) 기능을 갖는 이어폰의 제조 공정에서 이어폰의 ANC 성능을 테스트하기 위하여 이용하는 ANC 성능 테스트 모듈 및 그를 이용한 ANC 성능 테스트 장치에 관한 것이다.
ANC 기능은 이어폰에 적용되는 기술이며, 이어폰에 별도로 부착되어 있는 마이크를 통해 주변 소음을 입력한 후, 그 소음을 상쇄시키는 상쇄 간섭을 노이즈 캔슬링 회로에서 일으켜서 소음을 차단하는 기술이다.
ANC 기능을 갖는 이어폰은 제조 공정에서 ANC 기능에 대한 테스트를 통하여 양호한 제품과 불량한 제품으로 판정된다.
일반적으로, 제조 공정에서 생산자는 오디오 측정 설비와 캘리브레이터(Calibrator) 및 조정기를 이용한 테스트 환경을 직접 설정하고 테스트 환경을 변화시키면서 매뉴얼로 이어폰을 테스트한다.
상기한 테스트 방법은 테스트 환경을 설정하고 테스트를 수행하는데 많은 시간을 소요하며, 정확한 테스트 결과를 얻는데 어려움이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 제조 공정을 거친 이어폰의 양불 판정을 위하여 이용할 수 있으며, 이어폰의 ANC 기능에 대한 테스트를 손쉽고 정확하게 할 수 있는 능동 노이즈 제거 성능 테스트 모듈 및 그를 이용한 능동 노이즈 제거 성능 테스트 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 제조 공정에 자동화된 테스트 환경을 제공할 수 있으며, 간단한 유저 인터페이스를 이용하여 이어폰의 ANC 기능에 대한 테스트를 수행할 수 있는 능동 노이즈 제거 성능 테스트 모듈 및 그를 이용한 능동 노이즈 제거 성능 테스트 장치를 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 능동 노이즈 제거 성능 테스트 모듈은, 노이즈로 작용하는 노이즈 오디오를 생성 및 출력하는 노이즈 신호 제공부; 능동 노이즈 제거 성능의 테스트를 위하여 설치된 이어폰에서 노이즈 제거 모드 온 또는 오프에 대응하여 수집된 측정 오디오의 주파수 특성값을 계산하고, 상기 주파수 특성값을 이용하여 노이즈 제거 성능값을 계산하는 노이즈 제거 측정부; 및 상기 노이즈 제거 성능값을 이용하여 상기 노이즈의 제거를 위한 조정값을 조정 및 저장하고, 능동 노이즈 제거 모드의 온 또는 오프를 위한 모드 설정 값과 상기 조정값 중 적어도 하나를 포함하는 제어 데이터를 상기 능동 노이즈 제거 성능의 상기 테스트를 위하여 제공하는 조정부;를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 능동 노이즈 제거 성능 테스트 장치는, 능동 노이즈 제거 기능을 갖는 이어폰과 노이즈에 대한 측정 오디오의 수집이 가능한 오디오 측정기가 설치되는 모형 및 상기 노이즈를 생성하는 스피커가 설치된 테스트 부스; 상기 이어폰에 대해 능동 노이즈 제거 모드를 온 또는 오프하고 능동 노이즈 제거 성능의 테스트를 위한 조정을 수행하는 이어폰 조정 장치; 및 상기 스피커에 노이즈 오디오를 제공하고, 상기 이어폰에 대한 상기 측정 오디오를 수신하며, 상기 이어폰 조정 장치에 제어 데이터를 제공하는 능동 노이즈 제거 성능 테스트 모듈;을 포함하며, 상기 능동 노이즈 제거 성능 테스트 모듈은, 상기 노이즈로 작용하는 상기 노이즈 오디오를 생성 및 출력하는 노이즈 신호 제공부; 상기 이어폰에서 상기 능동 노이즈 제거 모드 온 또는 오프에 대응하여 수집된 상기 측정 오디오의 주파수 특성값을 계산하고, 상기 주파수 특성값을 이용하여 노이즈 제거 성능값을 계산하는 노이즈 제거 측정부; 및 상기 노이즈 제거 성능값을 이용하여 상기 노이즈의 제거를 위한 조정값을 조정 및 저장하고, 상기 능동 노이즈 제거 모드의 온 또는 오프를 위한 모드 설정 값과 상기 조정값 중 적어도 하나를 포함하는 상기 제어 데이터를 상기 능동 노이즈 제거 성능의 상기 테스트를 위하여 상기 이어폰 조정 장치에 제공하는 조정부;를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명은 제조 공정을 거친 이어폰의 ANC 기능에 대한 양불 판정을 위한 테스트 환경을 쉽게 제공할 수 있고, 이어폰의 ANC 기능에 대한 테스트를 손쉽고 정확하게 할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 본 발명은 제조 공정에 자동화된 테스트 환경을 제공할 수 있으며, 유저 인터페이스를 이용하여 이어폰의 ANC 기능에 대한 테스트를 간단히 수행할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 능동 노이즈 제거 성능 테스트 장치의 블록도.
도 2는 도 1의 능동 노이즈 제거 성능 테스트 모듈의 블록도.
도 3은 도 1의 실시예를 이용한 테스트 방법을 예시한 흐름도.
도 2는 도 1의 능동 노이즈 제거 성능 테스트 모듈의 블록도.
도 3은 도 1의 실시예를 이용한 테스트 방법을 예시한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 능동 노이즈 제거 성능 테스트 장치는 능동 노이즈 제거(ANC) 성능 테스트 모듈(10), 이어폰 조정 장치(30) 및 테스트 부스(60)를 포함한다.
테스트 부스(60)는 외부와 차폐된 독립된 공간을 갖도록 구성될 수 있다. 상기한 테스트 부스(60) 내에는 사람의 머리가 형성된 모형(65)이 배치될 수 있다. 모형(65)에는 테스트를 위한 ANC 기능을 갖는 이어폰(40)과 노이즈에 대한 측정 오디오의 수집이 가능한 오디오 측정기(50)가 설치된다.
이어폰(40)은 ANC 기능을 수행하기 위한 노이즈 캔슬링 회로(도시되지 않음)를 포함한다. 노이즈 캔슬링 회로는 ANC 기능이 온되면 노이즈 오디오에 대응하는 안티 노이즈(Anti-Noise)를 발생시킨다. 그러므로, 이어폰(40) 주변의 노이즈 오디오는 이어폰(40)의 안티 노이즈로 인한 상쇄 간섭에 의헤 제거될 수 있다.
그리고, 테스트 부스(60)의 일측에는 모형(65)을 지향하는 스피커(20)가 설치된다. 스피커(20)는 ANC 기능 테스트를 위하여 노이즈 오디오를 출력하며, 노이즈 오디오는 가청 주파수 대역으로 출력되며 노이즈로 작용한다.
이어폰 조정 장치(30)는 이어폰(40)과 전기적으로 연결되며, 이어폰(40)의 ANC 모드를 온 또는 오프시킬 수 있으며, ANC 성능의 테스트를 위한 조정을 수행하도록 구성된다. ANC 성능의 조정을 위해, 이어폰 조정 장치(30)는 노이즈 캔슬링 회로에 구성되는 저항의 저항값, 캐패시터의 캐패시턴스, 노이즈 캔슬링 기능 집적소자(IC)에 사용되는 파라메터 또는 증폭기의 게인 중 적어도 하나를 제어하도록 구성될 수 있다.
ANC 성능 테스트 모듈(10)은 노이즈 오디오(Audio Out)를 스피커(20)에 제공하고, 이어폰(40)에 대한 측정 오디오(Audio In)를 오디오 측정기(50)로부터 수신하며, 이어폰 조정 장치(30)에 제어 데이터를 제공하도록 구성될 수 있다.
ANC 성능 테스트 모듈(10)은 표시 장치(5)나 제어 버턴(7)이 외장된 장비로 구성될 수 있으며, 노이즈 오디오(Audio Out)를 출력하기 위한 포트, 측정 오디오(Audio In)를 수신하기 위한 포트 및 이어폰 조정 장치(30)와 데이터 통신을 위한 단자가 구성될 수 있다.
한편, ANC 성능 테스트 모듈(10)은 테스트 프로세스를 수행하기 위한 회로를 실장할 수 있으며, 테스트 프로세스를 수행하기 위하여 도 2와 같이 노이즈 신호 제공부(10A), 노이즈 제거 측정부(10B) 및 조정부(10C)를 포함할 수 있다.
그리고, ANC 성능 테스트 모듈(10)은 제어부(10D)를 더 포함할 수 있으며, 제어부(10D)는 노이즈 제거 축정부(10B)에서 생성되는 주파수 특성값 및 상기 노이즈 제거 성능값, 조정부(10C)에서 조정 및 저장되는 조정값 중 적어도 하나를 표시 장치(5)로 출력하고, 노이즈 신호 제공부(10A), 노이즈 제거 측정부(10B) 및 조정부(10C)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다.
먼저, 노이즈 신호 제공부(10A)는 노이즈로 작용하는 노이즈 오디오를 생성 및 출력한다. 이를 위하여, 노이즈 신호 제공부(10A)는 노이즈나 이차경로 측정용 신호로 작용하는 노이즈 오디오를 디지털 신호로 생성하는 노이즈 신호 발생기(11) 및 노이즈 신호(Audio Out)를 디지털 신호에서 아날로그 신호로 변환하여 스피커(20)로 출력하는 디지털 아날로그 변환기(12)를 포함할 수 있다.
노이즈 제거 측정부(10B)는 ANC 성능의 테스트를 위하여 설치된 이어폰(40)에서 ANC 모드 온 또는 오프에 대응하여 수집된 측정 오디오(audio In)의 주파수 특성값을 계산하고, 주파수 특성값을 이용하여 노이즈 제거 성능값을 계산하여 출력하도록 구성된다.
이를 위하여, 노이즈 제거 측정부(10B)는 아날로그 디지털 변환기((13), 주파수 특성 계산기(14) 및 노이즈 제거 성능 계산기(15)를 포함한다.
아날로그 디지털 변환기(13)는 이어폰(40)에서 수집된 측정 오디오(Audio In)를 수신하며, 측정 오디오(Audio In)를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
주파수 특성 계산기(14)는 아날로그 디지털 변환기(13)에서 디지털 신호로 출력되는 측정 오디오 신호의 주파수 응답 특성을 계산함으로써 주파수 특성값을 구하고, 주파수 특성값을 노이즈 제거 성능 계산기(15)로 출력한다.
노이즈 제거 성능 계산기(15)는 주파수 특성 계산기(14)에서 제공되는 주파수 특성값을 이용하여 노이즈 제거 성능값을 계산 및 출력한다.
한편, 조정부(10C)는 노이즈 제거 측정부(10B)의 노이즈 제거 성능 계산기(15)에서 제공되는 노이즈 제거 성능값을 이용하여 노이즈의 제거를 위한 조정값을 조정 및 저장하고, ANC 모드의 온 또는 오프를 위한 모드 설정 값과 조정값 중 적어도 하나를 포함하는 제어 데이터를 ANC 성능의 테스트를 위하여 이어폰 조정 장치(30)에 제공하도록 구성된다.
이를 위하여, 조정부(10C)는 노이즈 제거 조정기(16), 조정값 저장기(17) 및 직렬 인터페이스기(18)를 포함한다.
노이즈 제거 조정기(16)는 노이즈 제거 성능값을 이용하여 노이즈 제거를 위한 파라미터에 대응하는 조정값을 조정 및 출력한다. 상기한 파라미터는 노이즈 제거를 위한 요소들로 구성될 수 있으며, 조정값은 노이즈 제거를 위한 파라미터의 트리밍 값으로 이해될 수 있다.
상기한 노이즈 제거 조정기(16)는 이어폰(40)의 ANC 테스트를 위하여 파라미터에 대한 조정값을 자동으로 조정하며, 본 발명의 실시예는 상기한 조정값의 자동 조정에 의해 이어폰 테스트의 자동화를 구현할 수 있다.
조정값 저장기(17)는 노이즈 제거 조정기(16)에서 조정된 조정값 및 ANC 모드의 온 또는 오프를 위한 모드 설정 값을 저장한다. 여기에서, 조절값 저장기(17)는 메모리나 플래시 메모리와 같이 읽기 및 쓰기가 가능한 저장 매체를 이용하여 구성될 수 있으며, 노이즈 제거 조정기(16)에서 임시적으로 또는 영구적으로 결정된 조정값을 저장할 수 있다.
직렬 인터페이스기(18)는 조정값 저장기(17)에서 선택되어 제공되는 모드 설정 값과 조정값 중 적어도 하나를 포함하는 제어 데이터를 ANC 성능의 테스트를 위하여 외부 즉 이어폰 조정 장치(30)로 제공하도록 구성될 수 있다. 직렬 인터페이스기(18)는 데이터를 직렬 통신 방법에 따라 전송하도록 구성될 수 있다.
상기한 구성을 갖는 실시예는 제어부(10D)의 제어에 의해 ANC 성능 테스트를 수행할 수 있다.
제어부(10D)는 생산자의 제어 버턴(7)의 조작에 대응하는 명령을 수신하며, 명령에 따라 테스트를 수행하가 위한 프로세스를 수행한다.
이에 따라서, 제어부(10D)는 노이즈 신호 발생기(11)에서 노이즈 오디오가 발생하도록 제어하며, 주파수 특성 계산기(14) 및 노이즈 제거 성능 계산기(15)의 동작을 제어하고, 노이즈 제거 조정기(16)의 조정값을 조절하며, 조정값 저장기(17)에 저장된 모드 설정 값과 조정값을 제어 데이터로 출력하도록 제어한다.
상기한 제어부(10D)의 제어에 의해, 도 3과 같이 예시될 수 있는 테스트가 수행될 수 있다. 도 3은 ANC 성능 테스트 모듈(10)이 피드백 타입(Feedback type)으로 ANC 성능을 테스트하는 과정을 나타난 흐름도이다.
도 4은 본 발명의 실시예 즉 ANC 성능 테스트 모듈(10)이 ANC 기능을 오프시킨 후 노이즈 데이터와 오디오 데이터를 수집하고, ANC 기능을 온시킨 후 노이즈에 대응한 ANC 성능을 계산함으로써 이어폰의 양불을 판단하는 것을 예시한다. 여기에서, 노이즈 데이터는 노이즈 오디오에 대응하여 수신되는 측정 오디오(Audio In)를 데이터화 한 것으로 이해될 수 있고, 오디오 데이터는 청취를 위한 이어폰(40)에서 출력되는 오디오에 대응하여 수신되는 측정 오디오(Aidio In)를 데이터화 한 것으로 이해될 수 있다.
보다 구체적으로, 먼저, ANC 성능 테스트 모듈(10)은 ANC 기능을 오프시키기 위한 모드 설정값을 이어폰 조정 장치(30)에 제공함으로써 이어폰(40)의 ANC 기능을 오프시킨다(S1). 상기한 과정에서 이어폰 조정 장치(30)는 이어폰(40)에 ANC 기능을 오프하기 위한 제어 신호를 제공하며, 이어폰(40)은 제어 신호에 대응하여 내장된 노이즈 캔슬링 회로를 비활성화시킨다.
그 후, ANC 성능 테스트 모듈(10)은 노이즈 오디오(Audio Out)를 발생시키고(S2), 노이즈 오디오(Aidio Out)에 대응하는 측정 오디오(Aidio In)를 데이터화 노이즈 데이터를 수집한다(S3).
그 후, ANC 성능 테스트 모듈(10)은 이어폰 조정 장치(30)를 제어하여 이어폰(40)에서 오디오를 발생시키며(S4), 이어폰(40)의 오디오에 대응하는 측정 오디오(Aidio In)를 데이터화 한 오디오 데이터를 수집한다(S5).
ANC 성능 테스트 모듈(10)은 노이즈 데이터와 오디오 데이터를 이용하여 조정값을 계산하여(S6) 조정값 저장기(17)에 저장한다(S7). 조정값의 계산은 노이즈 제거 성능값을 이용한 노이즈 제거 조정기(16)의 조정값 조정에 의해 수행될 수 있다.
상기와 같이 조정값이 결정된 후, ANC 성능 테스트 모듈(10)은 ANC 기능을 온 시키고(S8), 노이즈를 발생시키고(S9), 노이즈 제거 측정부(10B)에서 노이즈에 대응하는 측정 오디오(Aidio In)를 계산한 노이즈 제거 성능값을 계산한다(S10).
이때, 제어부(10D)는 계산된 노이즈 제거 성능값이 설정된 수준 이상이면(S11), 현재 조정값이 조정값 저장기(17)에 저장하고(S12) 이어폰(40)을 양호한 것으로 판정한다(S13). 이와 반대로, 제어부(10D)는 계산된 노이즈 제거 성능값이 설정된 수준 미만이면(S11), 이어폰(40)을 불량으로 판정한다(S14).
본 발명의 실시예는 상술한 바와 같이 간단한 방법에 의해서 이어폰의 ANC 기능에 대한 양불 판정을 수행할 수 있으며, 이를 위한 테스트 환경도 자동으로 설정됨으로써 이어폰의 ANC 기능에 대한 테스트를 쉽고 정확하게 수행할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예는 이어폰 제조 공정에 자동화를 위하여 적용될 수 있으며, 유저 인터페이스를 이용하여 조작함으로써 간단히 이어폰의 ANC 기능에 대한 테스트를 수행할 수 있다.
Claims (10)
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- 능동 노이즈 제거 기능을 갖는 이어폰과 노이즈에 대한 측정 오디오의 수집이 가능한 오디오 측정기가 설치되는 모형 및 상기 노이즈를 생성하는 스피커가 설치된 테스트 부스;
상기 이어폰에 대해 능동 노이즈 제거 모드를 온 또는 오프하고 능동 노이즈 제거 성능의 테스트를 위해 상기 이어폰의 노이즈 캔슬링 회로에 구성되는 저항의 저항값, 캐패시터의 캐패시턴스, 노이즈 캔슬링 기능 집적소자(IC)에 사용되는 파라메터 및 증폭기의 게인 중 적어도 하나를 제어하는 이어폰 조정 장치; 및
상기 스피커에 노이즈 오디오를 제공하고, 상기 이어폰에 대한 상기 측정 오디오를 수신하며, 상기 이어폰 조정 장치에 제어 데이터를 제공하는 능동 노이즈 제거 성능 테스트 모듈;을 포함하며,
상기 능동 노이즈 제거 성능 테스트 모듈은,
상기 노이즈로 작용하는 상기 노이즈 오디오를 생성 및 출력하는 노이즈 신호 제공부;
상기 이어폰에서 상기 능동 노이즈 제거 모드 온 또는 오프에 대응하여 수집된 상기 측정 오디오의 주파수 특성값을 계산하고, 상기 주파수 특성값을 이용하여 노이즈 제거 성능값을 계산 및 출력하는 노이즈 제거 측정부;
상기 노이즈 제거 성능값을 이용하여 상기 노이즈의 제거를 위한 조정값을 조정 및 저장하고, 상기 능동 노이즈 제거 모드의 온 또는 오프를 위한 모드 설정 값과 상기 조정값 중 적어도 하나를 포함하는 상기 제어 데이터를 상기 능동 노이즈 제거 성능의 상기 테스트를 위하여 상기 이어폰 조정 장치에 제공하는 조정부; 및
상기 노이즈 신호 제공부, 상기 노이즈 제거 측정부 및 상기 조정부를 제어함에 의해 상기 테스트를 수행하며, 계산된 상기 노이즈 제거 성능값이 설정된 수준 이상이면 현재의 상기 조정값을 상기 조정부에 저장하고 상기 이어폰을 양호한 것으로 판정하고 그리고 설정된 수준 미만이면 상기 이어폰을 불량으로 판정하는 제어부;를 포함함을 특징으로 하는 능동 노이즈 제거 성능 테스트 장치. - 제6 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 주파수 특성값, 상기 노이즈 제거 성능값, 상기 조정값 중 적어도 하나를 표시 장치로 출력하는 능동 노이즈 제거 성능 테스트 장치. - 제6 항에 있어서, 상기 노이즈신호 제공부는,
상기 노이즈나 이차경로 측정용 신호로 작용하는 상기 노이즈 오디오를 생성하는 노이즈신호 발생기; 및
상기 노이즈 신호를 디지털 신호에서 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 디지털 아날로그 변환기;를 포함하는 능동 노이즈 제거 성능 테스트 장치. - 제6 항에 있어서, 상기 노이즈 제거 측정부는,
상기 이어폰에서 수집된 상기 측정 오디오를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기;
상기 디지털 신호인 상기 측정 오디오 신호의 주파수 응답 특성을 계산하여 상기 주파수 특성값을 계산하고 출력하는 주파수 특성 계산기; 및
상기 주파수 특성값을 이용하여 노이즈 제거 성능값을 계산 및 출력하는 노이즈 제거 성능 계산기;를 포함하는 능동 노이즈 제거 성능 테스트 장치. - 제6 항에 있어서, 상기 조정부는,
상기 노이즈 제거 성능값을 이용하여 노이즈 제거를 위한 파라미터에 대응하는 조정값을 조정 및 출력하는 노이즈 제거 조정기;
상기 노이즈 제거 조정기에서 조정된 상기 조정값 및 상기 능동 노이즈 제거 모드의 온 또는 오프를 위한 상기 모드 설정 값을 저장하는 조정값 저장기; 및
상기 모드 설정 값과 상기 조정값 중 적어도 하나를 포함하는 상기 제어 데이터를 상기 능동 노이즈 제거 성능의 상기 테스트를 위하여 외부에 제공하는 직렬 인터페이스기;를 포함하는 능동 노이즈 제거 성능 테스트 장치.
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