KR20050079347A - Wireless transmitting/receiving system for synchronizing video signal and audio signal - Google Patents
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Abstract
무선 오디오/비디오 신호 전송시 오디오와 비디오간에 동기화를 구현한 무선 송수신 시스템 및 그 방법이 개시되어 있다. 본 발명은 소정의 경로를 통해 입력되는 오디오 및 비디오 신호를 트랜스포트 스트림으로 생성하여 무선 신호로 전송하고, 수신기의 화면에 표시되는 비디오를 기준으로 오디오 시간 딜레이값을 설정하고 상기 트랜스포트 스트림의 오디오 비트 스트림을 상기 딜레이값 만큼 딜레이시켜 디코딩하는 송신 수단, 전송되는 무선 신호를 수신하여 트랜스포트 스트림으로 복조하고, 그 트랜스포트 스트림으로부터 비디오 신호를 디코딩하는 수신 수단을 포함한다.Disclosed are a wireless transmission / reception system and a method for implementing synchronization between audio and video when transmitting a wireless audio / video signal. According to the present invention, an audio and video signal input through a predetermined path is generated as a transport stream and transmitted as a wireless signal, an audio time delay value is set based on the video displayed on the screen of the receiver, and the audio of the transport stream is set. Transmitting means for delaying and decoding a bit stream by the delay value, and receiving means for receiving and demodulating a transmitted radio signal into a transport stream and decoding a video signal from the transport stream.
Description
본 발명은 무선 송수신 시스템에 관한 것이며, 특히 무선 오디오/비디오 신호 전송시 오디오와 비디오간에 동기화를 구현한 무선 송수신 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless transmission / reception system, and more particularly, to a wireless transmission / reception system and a method for implementing synchronization between audio and video when transmitting a wireless audio / video signal.
근래 들어 연결 케이블이 없이 무선으로 영상 신호를 송수신하는 무선 송수신 시스템이 개발되고 있다. Recently, a wireless transmission / reception system for transmitting and receiving video signals wirelessly without a connection cable has been developed.
도 1은 통상적인 무선 송수신 시스템을 도시한 것이다.1 illustrates a conventional wireless transmission and reception system.
도 1의 무선 송수신 시스템은 세탑박스(110)와 무선으로 연결된 텔레비전 셋트(150)를 포함한다. 그리고 세탑박스(110)에는 케이블로 DVD(220), VCR(230), D-VHS(140)와 같은 외부 영상 기기들이 연결된다. 이 셋탑박스(110)는 안테나로부터 수신된 방송 신호로부터 비디오/오디오 트랜스포트 스트림을 추출하여 소정 포맷의 무선 신호로 변환한다. 텔레비전 세트(150)는 셋탑박스(110)로부터 입력되는 비디오/오디오 트랜스포트 스트림을 디코딩하여 화면에 디스플레이한다. 이 텔레비전 세트(150)는 다른 제3자가 시청할 수 있도록 셋탑박스(210)와 일정 간격 떨어져 위치할 수 있다. The wireless transmission / reception system of FIG. 1 includes a television set 150 wirelessly connected to the set-top box 110. An external video device such as a DVD 220, a VCR 230, and a D-VHS 140 is connected to the set-top box 110 by a cable. The set top box 110 extracts a video / audio transport stream from a broadcast signal received from an antenna and converts the video / audio transport stream into a wireless signal of a predetermined format. The television set 150 decodes the video / audio transport stream input from the set-top box 110 and displays it on the screen. The television set 150 may be spaced apart from the set-top box 210 for viewing by other third parties.
이때 셋탑박스(110)로 입력되는 비디오 신호는 아날로그 디코딩과 MPEG 인코딩 과정을 거쳐 무선으로 전송되고 텔레비전 세트(150)에서 다시 MPEG 디코딩 과정을 거쳐 화면에 디스플레이되며, 오디오 신호는 셋탑박스(110)에서 아날로그 디코딩만 거쳐 앰프로 직접 출력된다. 다른 실시예로 외부 영상 기기로부터 신호를 입력할 경우에도 마찬가지로 비디오 신호는 아날로그 디코딩과 MPEG 인코딩 과정을 거쳐 무선으로 전송되고 텔레비전 세트(150)에서 다시 MPEG 디코딩 과정을 거쳐 화면에 디스플레이 되며, 오디오 신호는 텔레비전 세트(150)에서 아날로그 디코딩만 거쳐 앰프로 직접 출력된다.At this time, the video signal input to the set-top box 110 is wirelessly transmitted through the analog decoding and MPEG encoding process, and is again displayed on the screen through the MPEG decoding process in the television set 150, the audio signal is set in the set-top box 110 Only analog decoding is output directly to the amplifier. In another embodiment, when a signal is input from an external video device, the video signal is wirelessly transmitted through analog decoding and MPEG encoding, and then displayed on the screen through MPEG decoding in the television set 150. In the television set 150, only analog decoding is output directly to the amplifier.
이때 셋탑박스(110) 또는 외부 영상 기기에서 직접 오디오 신호를 이용할 경우 오디오 신호는 직접 앰프로 출력시키나 비디오 신호는 화면에 디스플레이하기 위해 셋탑박스(110) 및 텔레비전 세트(150)에서 인코딩 및 디코딩을 수행해야한다. 따라서 비디오 신호의 인코딩 및 디코딩 처리로 인해 텔레비전 세트(150)의 화면과 셋탑박스(110)/외부 영상기기의 음성간에는 시간 딜레이가 발생한다. 예컨대, 셋탑박스(210) 또는 외부 영상 기기에서 직접 오디오 신호를 이용할 경우 그 음성이 텔레비전 세트(150)에서 디스프레이되는 영상보다 약 1-1.5초 딜레이된다. In this case, when using the audio signal directly from the set-top box 110 or an external video device, the audio signal is output directly to the amplifier, but the video signal is encoded and decoded by the set-top box 110 and the television set 150 to be displayed on the screen. Should be. Therefore, due to the encoding and decoding processing of the video signal, a time delay occurs between the screen of the television set 150 and the audio of the set-top box 110 / external video device. For example, when the audio signal is directly used by the set-top box 210 or an external video device, the sound is delayed by about 1 to 1.5 seconds from the video displayed on the television set 150.
따라서 사용자는 영상과 음성이 일치하지 않는 화면을 시청하게되는 문제점이 있었다. Therefore, the user has a problem that the user is watching a screen that does not match the video and audio.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 사운드 시간 딜레이를 위한 FIFO(First In First Out) 버퍼를 구현함으로써 비디오 신호와 오디오 신호의 동기를 맞추는 무선 송수신 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a wireless transmission and reception system and method for synchronizing a video signal with an audio signal by implementing a first in first out (FIFO) buffer for sound time delay in hardware or software. .
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 무선 송수신 시스템에 있어서, In order to solve the above technical problem, the present invention provides a wireless transmission and reception system,
소정의 경로를 통해 입력되는 오디오 및 비디오 신호를 트랜스포트 스트림으로 생성하여 무선 신호로 전송하고, 수신기의 화면에 표시되는 비디오를 기준으로 오디오 시간 딜레이값을 설정하고 상기 트랜스포트 스트림의 오디오 비트 스트림을 상기 딜레이값 만큼 딜레이 시켜 디코딩하는 송신 수단;Audio and video signals input through a predetermined path are generated as a transport stream and transmitted as a wireless signal, an audio time delay value is set based on the video displayed on the screen of the receiver, and the audio bit stream of the transport stream is set. Transmitting means for delaying and decoding by the delay value;
상기 전송되는 무선 신호를 수신하여 트랜스포트 스트림으로 복조하고, 그 트랜스포트 스트림으로부터 비디오 신호를 디코딩하는 수신 수단을 포함하며,Receiving means for receiving and demodulating the transmitted radio signal into a transport stream, and decoding a video signal from the transport stream,
상기 송신 수단은 The transmitting means
입력되는 비디오 및 오디오 신호를 소정의 포맷으로 인코딩하여 트랜스포트 스트림으로 생성하는 인코더부;An encoder unit for encoding an input video and audio signal into a predetermined format to generate a transport stream;
상기 인코더부에서 생성된 트랜스포트 스트림을 소정 대역의 무선 신호로 변조하여 송신하는 송신 모듈부;A transmission module unit for modulating and transmitting the transport stream generated by the encoder unit into a radio signal of a predetermined band;
상기 인코더부에서 생성된 트랜스포트 스트림으로부터 오디오 비트스트림을 선택적으로 출력하는 디먹스부;A demux unit for selectively outputting an audio bitstream from the transport stream generated by the encoder unit;
상기 디먹스부에서 출력되는 오디오 비트스트림에 대해 설정된 딜레이 시간량 만큼 버퍼링하는 버퍼부;A buffer unit for buffering the amount of delay time set for the audio bitstream output from the demux unit;
상기 버퍼부에서 저장된 오디오 비트스트림을 오디오 신호로 디코딩하는 사운드 복원부; A sound restorer for decoding the audio bitstream stored in the buffer into an audio signal;
소정값으로 설정되는 오디오 시간 딜레이 정도에 따라 상기 버퍼부에 버퍼량을 설정한 후 그 딜레이 정도에 따라 오디오 비트 스트림의 선입 선출을 제어하는 중앙 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다. And a central processing unit configured to set a buffer amount according to the audio time delay level set to a predetermined value, and to control first-in, first-out of the audio bit stream according to the delay degree.
상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 무선 채널로 연결된 송신기와 수신기를 구비한 무선 송수신기 시스템에서 송신기에서 비디오와 오디오 신호간의 동기 방법에 있어서,In order to solve the above other technical problem, the present invention provides a synchronization method between a video and an audio signal in a transmitter in a wireless transceiver system having a transmitter and a receiver connected to a wireless channel,
소정의 경로를 통해 입력되는 오디오 및 비디오 신호를 트랜스포트 스트림으로 생성하여 무선 신호로 전송하고, 수신기의 화면에 표시되는 비디오를 기준으로 오디오 시간 딜레이값을 설정하는 과정;Generating an audio and video signal input through a predetermined path as a transport stream and transmitting it as a wireless signal, and setting an audio time delay value based on the video displayed on the screen of the receiver;
상기 시간 딜레이 정도에 따라 신호의 오디오 신호의 버퍼링 크기를 조정하는 과정;Adjusting a buffering size of an audio signal of a signal according to the time delay degree;
상기 조정된 버퍼링 크기에 따라 입력되는 오디오 데이터를 딜레이하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.And delaying the input audio data according to the adjusted buffering size.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2a는 본 발명에 따른 무선 송수신 시스템의 송신기의 제1실시예이다.Figure 2a is a first embodiment of a transmitter of a wireless transmission and reception system according to the present invention.
도 2를 참조하면, 튜너부(220)는 ATSC(Advanced Television Sub-Committee) 표준에 따른 DTV(Digital TV) 신호 또는 NTSC(National Television Systems Committee) 표준에 따른 아날로그 TV 신호를 수신한다. 즉, 튜너부(220)는 CPU(280)에서 발생하는 선국 신호에 따라 안테나(210)로부터 수신되는 아날로그 NTSC 신호/디지털 ATSC 신호를 선국한다. 이때 NTSC 신호는 IF 신호로 변환되어 IF 처리부(232)로 출력되고, ATSC 신호(Advanced Television System Committee)는 채널복조부(240)로 출력된다. Referring to FIG. 2, the tuner unit 220 receives a digital TV (DTV) signal according to the Advanced Television Sub-Committee (ATSC) standard or an analog TV signal according to the National Television Systems Committee (NTSC) standard. That is, the tuner 220 tunes the analog NTSC signal / digital ATSC signal received from the antenna 210 according to the tune signal generated by the CPU 280. At this time, the NTSC signal is converted into an IF signal and output to the IF processor 232, and the ATSC signal (Advanced Television System Committee) is output to the channel demodulator 240.
채널복조부(240)는 선국된 ATSC 신호로부터 제1트랜스포트 스트림(transport stream)으로 복조한다. 일 실시예로서 채널복조부(240)는 VSB(Vestigial Side Band) 복조기를 이용한다. The channel demodulator 240 demodulates the tuned ATSC signal into a first transport stream. In one embodiment, the channel demodulator 240 uses a VSB (Vestigial Side Band) demodulator.
IF(intermediate frequency) 처리부(232)는 선국된 IF 신호로부터 베이스 밴드 신호 즉, CVBS(Composite Video Broadcasting)신호/오디오 신호를 추출한다. The IF (intermediate frequency) processor 232 extracts a baseband signal, that is, a Composite Video Broadcasting (CVBS) signal / audio signal, from the tuned IF signal.
아날로그 디코더(234)는 IF 처리부(232)에서 추출된 베이스밴드 신호/오디오 신호 또는 외부 기기로부터 입력되는 비디오 신호/오디오 신호 중 어느 하나를 CCIR 601 또는 656 포맷의 아날로그 비디오 신호/아날로그 오디오 신호로 변환한다. The analog decoder 234 converts any one of a baseband signal / audio signal extracted from the IF processor 232 or a video signal / audio signal input from an external device into an analog video signal / analog audio signal in CCIR 601 or 656 format. do.
MPEG 인코더(238)는 CPU(280)의 인코딩 제어 신호에 따라 아날로그 디코더(234)에서 변환된 CCIR601 또는 656 포맷의 비디오 신호를 디지털 신호로 변환한 후 MPEG 규격으로 인코딩하여 제2 트랜스 포트 스트림을 생성한다. The MPEG encoder 238 generates a second transport stream by converting the CCIR601 or 656 format video signal converted by the analog decoder 234 into a digital signal according to the encoding control signal of the CPU 280 and then encoding the MPEG signal. do.
스위칭부(250)는 채널 복조부(240)에서 복조된 제1트랜스포트 스트림과 MPEG 인코더(238)에서 인코딩된 제2트랜스포트 스트림을 CPU(280)에서 발생하는 신호 선택 신호에 따라 선택적으로 출력한다. The switching unit 250 selectively outputs the first transport stream demodulated by the channel demodulator 240 and the second transport stream encoded by the MPEG encoder 238 according to a signal selection signal generated by the CPU 280. do.
송신모듈부(260)는 스위칭부(250)에서 스위칭된 트랜스포트 스트림을 소정 대역 예컨대, 5GHz 대역의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexor)신호로 변조하여 안테나(262)를 통해 무선으로 전송한다. The transmission module unit 260 modulates the transport stream switched by the switching unit 250 into an Orthogonal Frequency Division Multiplexor (OFDM) signal of a predetermined band, for example, a 5 GHz band, and transmits it wirelessly through the antenna 262.
디먹스부(Demux:270)는 제1트랜스포트 스트림 또는 제2트랜스포트 스트림으로부터 CPU(280)의 선택 제어 신호에 따라 오디오 비트스트림을 선택적으로 출력한다. The demux unit 270 selectively outputs the audio bitstream from the first transport stream or the second transport stream according to the selection control signal of the CPU 280.
버퍼부(274)는 디먹스부(Demux:270)에서 출력되는 오디오 비트스트림을 일정량 버퍼링하여 출력하며, CPU(280)의 버퍼 제어 신호에 따라 오디오 비트스트림에 대해 FIFO(First In First Out) 동작을 수행한다. The buffer unit 274 buffers and outputs an audio bitstream output from the demux unit 270 by a predetermined amount, and operates a first in first out (FIFO) operation on the audio bitstream according to a buffer control signal of the CPU 280. Do this.
사운드 복원부(290)는 버퍼부(274)에서 저장된 오디오 비트스트림을 MPEG 규격 또는 AC3의 오디오 신호로 디코딩한다. The sound recovery unit 290 decodes the audio bitstream stored in the buffer unit 274 into an audio signal of MPEG standard or AC3.
사운드 처리부(292)는 사운드 복원부(290)에서 디코딩된 오디오 신호를 아날로그 오디오 신호로 변환하여 스피커(298)로 출력한다.The sound processor 292 converts the audio signal decoded by the sound recovery unit 290 into an analog audio signal and outputs the analog audio signal to the speaker 298.
표시부(284)는 프론트 판넬 표시 소자나 유선 케이블로 연결된 CRT등에 해당되며, CPU(280)에 의해 도 4와 같은 사운드 시간 딜레이 조정을 OSD 형태로 표시한다. The display unit 284 corresponds to a front panel display device or a CRT connected with a wired cable, and displays the sound time delay adjustment as shown in FIG. 4 by the CPU 280 in an OSD form.
CPU(Central Process Unit:280)는 각 블록의 동작을 제어하며, 특히 키 입력부(282)를 통해 사용자에 의해 설정되는 오디오 시간 딜레이 정도에 따라 버퍼부(274)의 버퍼량을 조정한다. 즉, CPU(280)는 표시부(284)에 도 4에 도시된 바와 같이 사운드 타임 딜레이 조정을 디스플레이하고, 사용자가 수신기의 화면을 보고 비디오와 립 싱크되는 오디오 시간 조정값(예를 들면, 4초)을 결정하고, 그 시간 조정값이 키 입력부(282)를 통해 입력되면 그 시간 딜레이량에 맞게 버퍼부(274)의 버퍼량(예를 들면, 4초 용량)을 조정한다. 예컨데, I2S 포맷으로 디먹스부(270)에서 48KHz 샘플링 레이트 및 16비트의 오디오 비트 스트림이 출력된다고 가정할 경우, 1초에 대해 48K * 16비트 = 96 k 바이트가 되며, 10초에 대해 48K*10*16비트 = 960 k 바이트의 버퍼량이 필요하게 된다. 또한 시간 딜레이 정밀도(시간 단위)에 있어서는 I2S 포맷으로 디먹스부(270)에서 48KHz 샘플링 레이트 및 16비트의 오디오 비트 스트림이 출력된다고 가정할 경우, 1/48(=0.02msec)초 만큼씩 시간 딜레이를 설정할 수 있다.The CPU (Central Process Unit) 280 controls the operation of each block, and in particular, adjusts the buffer amount of the buffer unit 274 according to the audio time delay degree set by the user through the key input unit 282. That is, the CPU 280 displays the sound time delay adjustment on the display unit 284 as shown in FIG. 4, and the audio time adjustment value (for example, 4 seconds) when the user views the screen of the receiver and lip syncs with the video. If the time adjustment value is input through the key input unit 282, the buffer amount (e.g., 4 seconds capacity) of the buffer unit 274 is adjusted according to the time delay amount. For example, assuming a 48 KHz sampling rate and a 16-bit audio bit stream are output from the demux unit 270 in the I 2 S format, 48 K * 16 bits = 96 k bytes for 1 second, and 10 seconds for A buffer amount of 48K * 10 * 16 bits = 960 k bytes is required. Also, in terms of time delay precision (time unit), assuming that a 48 KHz sampling rate and a 16-bit audio bit stream are output from the demux unit 270 in I 2 S format, each 1/48 (= 0.02 msec) second. You can set the time delay.
이때, 스피커(292)로 출력되는 오디오 신호는 버퍼부(274)는 CPU(280)에서 화면의 비디오 신호와 동기되게 조정된 버퍼링 크기에 따라 딜레이된다. In this case, the audio signal output to the speaker 292 is delayed according to the buffering size adjusted in synchronization with the video signal of the screen by the CPU 280.
도 2b는 본 발명에 따른 무선 송수신 시스템에서 송신기의 제2실시예이다.Figure 2b is a second embodiment of the transmitter in a wireless transmission and reception system according to the present invention.
도 2b를 참조하면, 디먹스부(Demux:270)에서 출력되는 오디오 비트스트림을SDRAM부(274), CPU(280)를 통해 소프트 웨어적으로 처리됨으로써 사운드 복원부가 생략되는 것을 제외하고는 도 2a와 동작이 동일한다. 즉, 디먹스부(270)에서 출력되는 오디오 비트스트림은 SDRAM부(274)에 OSD에서 사용자가 설정한 버퍼량만큼 지연되며, CPU(280)의 사운드 디코딩 프로그램을 통해 MPEG 규격 또는 AC3의 오디오 신호로 디코딩된다.Referring to FIG. 2B, the audio bitstream output from the demux unit 270 is software-processed through the SDRAM unit 274 and the CPU 280, except that the sound restoration unit is omitted. And operation are the same. That is, the audio bitstream output from the demux unit 270 is delayed to the SDRAM unit 274 by the buffer amount set by the user in the OSD, and the audio signal of MPEG standard or AC3 is transmitted through the sound decoding program of the CPU 280. To be decoded.
도 3은 본 발명에 따른 무선 송수신 시스템의 수신기의 일실시예이다.3 is an embodiment of a receiver of a wireless transmission and reception system according to the present invention.
도 3을 참조하면, 수신모듈부(320)는 안테나(310)를 통해 5GHz 대역으로 수신되는 OFDM의 무선 신호를 비디오 트랜스포트 스트림으로 복조한다.Referring to FIG. 3, the reception module unit 320 demodulates an OFDM radio signal received in a 5 GHz band through an antenna 310 into a video transport stream.
MPEG 디코더(330)는 제어부(350)의 디코딩 제어 신호에 따라 수신 모듈부(330)에서 복조된 트랜스포트 스트림을 MPEG 규격의 아날로그/디지털 R, G, B/Y, Pb, Pr 신호로 복조한다. The MPEG decoder 330 demodulates the transport stream demodulated by the receiving module unit 330 into analog / digital R, G, B / Y, Pb, and Pr signals of MPEG standard according to the decoding control signal of the control unit 350. .
디스플레이부(340)는 MPEG 디코더(330)에서 출력되는 비디오 신호를 디스플레이한다. The display unit 340 displays the video signal output from the MPEG decoder 330.
결국, 사용자는 디스플레이부(340)에서 표시되는 화면을 보면서 송신기에서 출력되는 오디오 신호의 지연량을 조절함으로써 오디오 신호와 비디오 신호간에 시간 차이를 제거할 수 있다. As a result, the user may remove the time difference between the audio signal and the video signal by adjusting the delay amount of the audio signal output from the transmitter while viewing the screen displayed on the display unit 340.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야할 것이다. Those skilled in the art will understand that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 사용자가 인식할 수 있는 정도의 비디오 및 오디오간의 동기 에러가 발생하면 사용자가 직접 OSD를 통해 사운드 딜레이를 설정함으로써 비디오 신호와 오디오 신호의 동기를 맞출 수 있다. As described above, according to the present invention, when a synchronization error between video and audio that can be recognized by the user occurs, the user can synchronize the video signal with the audio signal by directly setting the sound delay through the OSD.
도 1은 통상적인 무선 송수신 시스템을 도시한 것이다.1 illustrates a conventional wireless transmission and reception system.
도 2a는 본 발명에 따른 무선 송수신 시스템에서 송신기의 제1실시예이다.Figure 2a is a first embodiment of a transmitter in a wireless transmission and reception system according to the present invention.
도 2b는 본 발명에 따른 무선 송수신 시스템에서 송신기의 제2실시예이다.Figure 2b is a second embodiment of the transmitter in a wireless transmission and reception system according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 무선 송수신 시스템의 수신기의 일실시예이다.3 is an embodiment of a receiver of a wireless transmission and reception system according to the present invention.
도 4는 도 2a 및 2b에서 화면에 표시되는 시간 딜레이 조정의 OSD를 도시한 것이다.4 illustrates an OSD of time delay adjustment displayed on the screen in FIGS. 2A and 2B.
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