KR20150033968A - Rbgb 픽셀 구조를 갖는 평판표시장치의 구동 방법 - Google Patents

Rbgb 픽셀 구조를 갖는 평판표시장치의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판표시장치의 구동 방법에 관한 것으로, R, G, B 영상 신호를 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판표시장치를 표시하기 위한 영상 처리 방법에 있어서, 대각선 검출 필터를 사용하여 대각선을 검출하는 단계와, 상기 대각선이 검출되지 않으면 3×3 필터를 사용하여 영상을 처리하는 단계와, 상기 대각선이 검출되면 해당 영역을 2×2 필터를 사용하여 영상을 처리하는 단계를 구비하여 구성됨을 특징으로 한 것이다.

Description

RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판표시장치의 구동 방법{Method for driving Flat Display Device having RBGB pixel structure}
본 발명은 평판표시장치에 관한 것으로, 특히 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판표시장치의 구동 방법에 관한 것이다.
최근, 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display)분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출 표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광 표시장치(Electro luminescence Display Device : ELD) 등을 들 수 있는데, 이들은 공통적으로 화상을 구현하는 평판 표시패널을 필수적인 구성요소로 하는 바, 평판 표시패널은 고유의 발광 또는 편광물질층을 사이에 두고 한 쌍의 투명 절연기판을 대면 합착시킨 구성을 갖는다.
이중 액정 표시장치는 전계를 이용하여 액정의 광 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하게 된다. 이를 위하여, 화상 표시장치는 액정셀을 가지는 표시패널과, 표시패널에 광을 조사하는 백 라이트 유닛 및 액정셀을 구동하기 위한 구동회로를 포함하여 구성된다.
상기 표시패널은 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인이 교차하여 복수의 단위 화소영역이 정의 되도록 형성된다. 이때, 각 화소영역에는 서로 대향하는 박막 트랜지스터 어레이 기판과 컬러필터 어레이 기판과, 두 기판 사이에 일정한 셀갭 유지를 위해 위치하는 스페이서와, 그 셀갭에 채워진 액정을 구비한다.
또한, 전기발광 표시장치는 전자와 정공의 재결합으로 유기 발광층을 발광시키는 자발광 소자로 휘도가 높고 구동 전압이 낮으며 초박막화가 가능하여 차세대 표시 장치로 기대되고 있다.
상기 전기발광 표시장치를 구성하는 다수의 화소들 각각은 애노드 및 캐소드 사이의 유기 발광층으로 구성된 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; 이하 OLED)와, OLED를 독립적으로 구동하는 화소 구동회로를 구비한다. 화소 구동회로는 주로 스위칭 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; 이하 TFT) 및 커패시터와 구동 TFT를 포함한다. 상기 스위칭 TFT는 스캔 펄스에 응답하여 데이터 신호에 대응하는 전압을 커패시터에 충전하고, 상기 구동 TFT는 커패시터에 충전된 전압의 크기에 따라 OLED로 공급되는 전류의 크기를 제어하여 OLED의 발광량을 조절한다. OLED의 발광량은 구동 TFT로부터 공급되는 전류에 비례한다.
도 1은 일반적인 평판 표시장치의 픽셀 구성도이고, 도 2는 종래의 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판 표시장치의 구성도이다.
일반적인 평판 표시장치는, 도 1 에 도시한 바와 같이, 한 개의 단위 픽셀이 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 3개의 서브 픽셀로 구성된다. 이와 같이 한 개의 단위 픽셀이 3개의 서브 픽셀로 구성되므로 구동을 위해서는 실제 해상도의 3배에 해당하는 서브 픽셀이 필요하게 된다.
따라서, 최근에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 한 개의 단위 픽셀이 적색(R) 및 청색(B) 또는 녹색(G) 및 청색(B) 2개의 서브 픽셀로 구성되는 RBGB 평판 표시장치가 제안되었다.
상기와 같이 한 개의 단위 픽셀이 2개의 서브 픽셀로 구성되는 RBGB 평판 표시장치는 실제 해상도의 2배에 해당하는 서브 픽셀이 필요하고 결과적으로 제한된 PPI(Pixel per inch)내에서 인지 해상도의 향상을 가져올 수 있다.
이와 같은 종래의 RBGB 평판 표시장치는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)으로 구성된 영상신호를 받아서 인접한 단위 픽셀의 같은 색 서브 픽셀 간 데이타를 섞어서 부족한 서브 픽셀을 보충한다(Blur 처리).
이와 같이, 인접한 픽셀의 같은 색 서브 픽셀 간 데이타를 섞어서 부족한 서브 픽셀을 보충함에 따라 영상 표시 품질이 희미해지는 것을 막기 위해, 세로 방향의 에지 디텍션(Edge Detection)을 통해 해당 픽셀이 에지일 경우 대각선 방향으로 몰아준다. 따라서, Blur 처리로 인해 영상 표시 품질이 희미해지는 것을 막아 준다 (샤펜(sharpen) 처리). 이와 같은 방법에 의해 픽셀 구조에 맞게 화면에 출력하는 방법을 사용한다.
이와 같은 Blur 처리 및 sharpen 처리 방법에는 2×2 필터를 사용하는 방법과, 3×3 필터를 사용하는 방법이 있다.
먼저, 2×2 필터를 사용하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 3a는 종래의 2×2 필터를 사용하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)으로 구성된 영상신호를 받아서 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판 표시장치를 구동하기 위한 Blur 처리 방법을 나타낸 설명도이고, 도 3b는 종래의 2×2 필터를 사용한 샤펜(sharpen) 처리 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3a에 도시한 바와 같이, 외부로부터 R,G,B 영상신호가 순차적으로 "(Rn -1, Gn-1, Bn -1), (Rn, Gn, Bn), (Rn +1, Gn +1, Bn +1), . . . "로 입력되면, 인접한 단위 픽셀의 같은 색 서브 픽셀 간 데이타를 섞어서 부족한 서브 픽셀을 보충한다(Blur 처리). 즉, RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판 표시장치의 R 서브 픽셀의 데이타 값들은 다음과 같다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
마찬가지로 다른 색(G)도 같은 방법으로 같은 색 서브 픽셀 간 데이타를 섞어서 부족한 서브 픽셀을 보충한다.
그리고, 도 3b에 도시한 바와 같이, 해당 픽셀이 에지일 경우 대각선 방향으로 몰라준다. 즉, 세로 방향의 에지 디텍션(Edge Detection)을 통해 해당 픽셀이 에지인지를 검출한다. 검출 방법은 다음과 같다.
Figure pat00004
상기에 도시한 바와 같이, 인접한 2×2 동일 색 픽셀(P0, P1, P2, P3)을 기준으로, 세로 방향의 2개의 픽셀값 차가 문턱값(Vth1)이하이고, 인접한 2개의 픽셀값 합의 차가 문턱값(Vth2) 이상이면 에지로 인식한다. 즉, 다음과 같은 수학식을 만족하면 에지로 인식한다.
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
상기와 같은 조건에 의해 에지로 검출되면, 대각선 방향으로 몰아준다.
이 때, 에지가 어느 방향이냐에 따라 달라진다.
예를들면, (P0 + P2) ＞ (P1 + P3)일 경우에는 P3값을 P0에 더해주고, P1값을 P2에 더해준다. 그리고, (P1 + P3) ＞ (P0 + P2)일 경우에는 P0값을 P3에 더해주고, P2값을 P1에 더해준다.
또한, 더해준 만큼 원래 픽셀에서 빼준다. 즉, (P0 + P2) ＞ (P1 + P3)일 경우, 원래 픽셀 값에서 더해준 만큼 빼주므로, P3값 및 P1값을 "0"으로 하고, (P1 + P3) ＞ (P0 + P2)일 경우, 원래 픽셀 값에서 더해준 만큼 빼주므로, P0값 및 P2값을 "0"으로 한다.
이 때, 더해주고 빼주는 양은 가변할 수 있다. 만약 P3값을 P0에 더하는데, 전부 더할 수도 있고, 일부만 더할 수 있다. 이는 에지의 정도에 따라 가변한다. 만약 P3값의 절반을 P0에 더할 경우, P3는 샤펜(sharpen) 후 절반이 된다.
한편, 3×3 필터를 사용하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 4a는 종래의 3×3 필터를 사용하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)으로 구성된 영상신호를 받아서 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판 표시장치를 구동하기 위한 Blur 처리 방법을 나타낸 설명도이고, 도 4b는 종래의 3×3 필터를 사용한 샤펜(sharpen) 처리 방법을 나타낸 설명도이다.
3×3 필터를 사용하는 방법은 상하좌우의 같은 색 서브 픽셀 데이타를 일정 비율만큼 섞어서 부족한 서브 픽셀을 보충한 후(Blur 처리), 대각선 방향으로 일정 비율 만큼 빼주는(Sharpen 처리) 방법이다. 즉, RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판 표시장치의 R 서브 픽셀의 데이타 값들은 다음과 같다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 상하좌우의 같은 색 서브 픽셀 데이타를 일정 비율만큼 섞어서 부족한 서브 픽셀을 보충하고(Blur 처리), 대각선 방향으로 일정 비율 만큼 빼준다(Sharpen 처리).
즉, 상하좌우의 같은 색 서브 픽셀 데이타를 일정 비율만큼 섞어서 부족한 서브 픽셀을 보충하는 방법은 [수학식 3]과 같다.
Figure pat00008
Figure pat00009
그리고, 대각선 방향으로 일정 비율만큼 빼주는 방법은 [수학식 4]와 같다.
Figure pat00010
Figure pat00011
상기 [수학식 3]과 [수학식 4]의 합에 의해 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판 표시장치의 서브 픽셀(P4''')의 데이타 값은 P4'''= P4'' + P4'이 된다.
Figure pat00012
즉, 3×3 필터를 사용한 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판 표시장치의 서브 픽셀(P4''')의 데이타 값은 [수학식 5]와 같다.
Figure pat00013
이와 같은 과정을 반복하여 적색(R) 및 녹색(G) 데이타 값을 산출한다.
그러나, 이와 같은 종래의 2×2 필터 또는 3×3 필터를 사용하여 R, G, B 영상 데이타를 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판 표시장치의 영상 데이타로 변환하는 방법에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 종래의 2×2 필터를 사용하는 방법은 영상이 전체적으로 선명하고 텍스트 가독성에 장점이 있으나, 복잡한 영상에서 부자연스러워 보이는 단점이 있다.
둘째, 종래의 3×3 필터를 사용하는 방법은 영상이 부드럽고 자연스러워 보인다는 장점이 있으나, 대각선이 포함된 영상에서 색감차 및 희미해 보이는 단점이 있다.
즉, 도 5는 종래의 3×3 필터를 사용하는 방법의 문제점을 설명하기 위한 픽셀 구성도이다.
종래의 3×3 필터를 사용하는 방법은, 도 5에 도시한 바와 같이, 상하좌우의 같은 색 서브 픽셀 데이타를 일정 비율만큼 섞어서 부족한 서브 픽셀을 보충하고(Blur 처리), 대각선 방향으로 일정 비율 만큼 빼주게(Sharpen 처리)되면, 휘도의 총합이 이전과 같아야 하는데, 대각선 영상의 경우, 그 합이 이전보다 커지는 현상이 생기고, 청색(B) 데이타는 처리하지 않으므로 적색(R) 및 녹색(G) 픽셀의 휘도가 증가하여 영상이 누른 빛깔을 띠게 되는 현상(yellowish)이 발생된다. 즉, 원래의 R, G, B 영상 신호 비율이 R : G : B = 1 : 1 : 1일 때, 3×3 필터를 사용하여 영상 신호를 처리하면 R, G, B 영상 신호 비율이 R : G : B = 1.125 : 1.125 : 1로 휘도의 총합이 원래의 영상 신호보다 증가하게 된다.
또한, 1 픽셀 두께의 대각선이 3픽셀 두께가 되어 영상이 희미해지는 현상도 발생하게 된다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 2×2 필터를 사용하는 방법과 3×3 필터를 사용하는 방법의 장점만을 취하고 단점을 보완하여 여 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판표시장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있는 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판표시장치의 구동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판표시장치의 구동 방법은, R, G, B 영상 신호를 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판표시장치를 표시하기 위한 영상 처리 방법에 있어서, 대각선 검출 필터를 사용하여 대각선을 검출하는 단계와, 상기 대각선이 검출되지 않으면 3×3 필터를 사용하여 영상을 처리하는 단계와, 상기 대각선이 검출되면 해당 영역을 2×2 필터를 사용하여 영상을 처리하는 단계를 구비하여 구성됨에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 대각선 검출 방법은, 3×3 필터를 사용하여 대각선 방향의 인접한 픽셀의 차 값, 대각선 방향 이외의 수직 수평 방향으로 인접한 픽셀의 차 값이 기준값(Vth1)이하이고, 대각선 방향의 하나의 픽셀 값과 대각선 방향이 아닌 다른 픽셀 값의 차가 기준값(Vth2) 이상이면 대각선으로 인식함을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판표시장치의 구동 방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 기본적으로 대각선이 검출되지 않으면 3×3 필터를 사용하여 영상을 처를 하고, 상기 대각선이 검출되면 해당 영역을 2×2 필터를 사용하여 영상 처리를 수행하므로 누른 빛깔을 띠게 되는 현상(yellowish) 및 대각선이 3픽셀 두께가 되어 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 평판 표시장치의 픽셀 구성도이다.
도 2는 종래의 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판 표시장치의 구성도이다.
도 3a는 종래의 2×2 필터를 사용하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)으로 구성된 영상신호를 받아서 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판 표시장치를 구동하기 위한 Blur 처리 방법을 나타낸 설명도이다.
도 3b는 종래의 2×2 필터를 사용한 샤펜(sharpen) 처리 방법을 나타낸 설명도이다.
도 4a는 종래의 3×3 필터를 사용하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)으로 구성된 영상신호를 받아서 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판 표시장치를 구동하기 위한 Blur 처리 방법을 나타낸 설명도이다.
도 4b는 종래의 3×3 필터를 사용한 샤펜(sharpen) 처리 방법을 나타낸 설명도이다.
도 5는 종래의 3×3 필터를 사용하는 방법의 문제점을 설명하기 위한 픽셀 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판표시장치의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판표시장치의 구동 방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판표시장치의 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명에 따른 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판표시장치의 구동 방법은, 2×2 필터를 사용하는 방법과 3×3 필터를 사용하는 방법의 장점만을 취하고 단점을 보완하여 여 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판표시장치의 표시 품질을 향상시키기 위한 것으로, 기본적으로는 3×3 필터를 사용하는 방법으로 영상을 처리하되, 대각선 검출 필터를 사용하여 대각선이 검출되면 해당 영역에서만 2×2 필터를 사용하는 방법으로 영상을 처리하는 것이다.
먼저, 대각선 검출 필터를 사용하여 대각선을 검출하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
즉, 3×3 필터를 사용하여 대각선을 검출한다.
Figure pat00014
상기 픽셀 구성에서 대각선 방향의 인접한 픽셀의 차 값, 대각선 방향 이외의 수직 수평 방향으로 인접한 픽셀의 차 값이 기준값(Vth1)이하이고, 대각선 방향의 하나의 픽셀 값과 대각선 방향이 아닌 다른 픽셀 값의 차가 기준값(Vth2) 이상이면 대각선으로 검출한다. 즉, P0, P4 및 P8이 대각선일 경우, 이를 수학식으로 표현하면 다음과 같다.
Figure pat00015
Figure pat00016
,
Figure pat00017
Figure pat00018
,
Figure pat00019
,
Figure pat00020
,
Figure pat00021
그리고
Figure pat00022
의 조건을 만족하면, 대각선으로 검출한다.
여기서, P0 및 P4에서만 대각선이 검출될 수 있고, P4 및 P8에서만 대각선이 검출될 수 있다.
즉, P8는 대각선 이외의 픽셀값과 비슷하고, P0 및 P4가 대각선인 경우를 검출하기 위해서는 [수학식 7]과 같은 조건을 만족하는가를 검출한다.
Figure pat00023
Figure pat00024
,
Figure pat00025
Figure pat00026
,
Figure pat00027
,
Figure pat00028
,
Figure pat00029
그리고
Figure pat00030
또한, P0는 대각선 이외의 픽셀값과 비슷하고, P4 및 P8가 대각선인 경우를검출하기 위해서는 [수학식 8]과 같은 조건을 만족하는가를 검출한다.
Figure pat00031
Figure pat00032
,
Figure pat00033
Figure pat00034
,
Figure pat00035
,
Figure pat00036
,
Figure pat00037
그리고
Figure pat00038
또한, 상기 픽셀 구성에서 반대 대각선 방향의 인접한 픽셀(P2, P4, P6)의 차, 상기 사대각선 방향 이외의 수직 수평 방향으로 인접한 픽셀의 차 값이 기준값(Vth1)이하이고, 대각선 방향의 하나의 픽셀 값과 대각선 방향이 아닌 다른 픽셀 값의 차가 기준값(Vth2) 이상이면 대각선으로 검출한다. 이를 [수학식 9]로 표현하면 다음과 같다.
Figure pat00039
Figure pat00040
,
Figure pat00041
Figure pat00042
,
Figure pat00043
,
Figure pat00044
,
Figure pat00045
그리고
Figure pat00046
의 조건을 만족하면, 대각선으로 검출한다.
여기서, P2 및 P4에서만 대각선이 검출될 수 있고, P4 및 P6에서만 대각선이 검출될 수 있다.
즉, P6는 대각선 이외의 픽셀값과 비슷하고,P2 및 P4가 대각선인 경우를 검출하기 위해서는 [수학식 10]과 같은 조건을 만족하는가를 검출한다.
Figure pat00047
Figure pat00048
,
Figure pat00049
Figure pat00050
,
Figure pat00051
,
Figure pat00052
,
Figure pat00053
그리고
Figure pat00054
또한, P2는 대각선 이외의 픽셀값과 비슷하고,P4 및 P6가 대각선인 경우를 검출하기 위해서는 [수학식 11]과 같은 조건을 만족하는가를 검출한다.
Figure pat00055
Figure pat00056
,
Figure pat00057
Figure pat00058
,
Figure pat00059
,
Figure pat00060
,
Figure pat00061
그리고
Figure pat00062
따라서, 도 6에 도시한 바와 같이, 대각선 검출 필터를 적용하여, 상기와 같은 방법으로 대각선이 검출되지 않으면, 상기 종래 기술에서 언급한 바와 같은 3×3 필터를 사용하는 방법으로 영상 처리를 수행한다.
그리고, 만약 대각선이 검출되면, 상기 종래 기술에서 언급한 바와 같은 2×2 필터를 사용하는 방법으로 영상 처리를 수행한다.
이와 같은 과정을 반복하여 결과 화면을 출력한다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (5)

  1. R, G, B 영상 신호를 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판표시장치를 표시하기 위한 영상 처리 방법에 있어서,
    대각선 검출 필터를 사용하여 대각선을 검출하는 단계와,
    상기 대각선이 검출되지 않으면 3×3 필터를 사용하여 영상을 처리하는 단계와,
    상기 대각선이 검출되면 해당 영역을 2×2 필터를 사용하여 영상을 처리하는 단계를 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판 표시장치의 구동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 대각선 검출 방법은,
    3×3 필터를 사용하여 대각선 방향의 인접한 픽셀의 차 값, 대각선 방향 이외의 수직 수평 방향으로 인접한 픽셀의 차 값이 기준값(Vth1)이하이고, 대각선 방향의 하나의 픽셀 값과 대각선 방향이 아닌 다른 픽셀 값의 차가 기준값(Vth2) 이상이면 대각선으로 인식함을 특징으로 하는 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판 표시장치의 구동 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 2×2 필터를 사용하여 영상을 처리하는 단계는,
    인접한 단위 픽셀의 같은 색 서브 픽셀 간 데이타를 섞어서 부족한 서브 픽셀을 보충하고, 해당 픽셀이 에지일 경우 대각선 방향으로 더해줌을 특징으로 하는 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판 표시장치의 구동 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 3×3 필터를 사용하여 영상을 처리하는 단계는,
    상하좌우의 같은 색 서브 픽셀 데이타를 일정 비율만큼 섞어서 부족한 서브 픽셀을 보충한 후, 대각선 방향으로 일정 비율 만큼 빼줌을 특징으로 하는 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판 표시장치의 구동 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 신호 처리는 R 및 G 영상 신호만 처리함을 특징으로 하는 RBGB 픽셀 구조를 갖는 평판 표시장치의 구동 방법.
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