TWI572212B - 應用於耳機麥克風組的訊號處理電路及訊號處理方法 - Google Patents
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Description
本發明係有關於訊號處理,尤指一種應用於耳機麥克風組的訊號處理電路及訊號處理方法
對目前的耳機麥克風組來說,當耳機麥克風組的接頭插入到音效插座(audio jack)時,會因為音效插座本身的接地(ground)端點上的阻抗、或是音效處理晶片(audio IC)內部接地端點的阻抗、或是音效插座連接到音效處理晶片之接線(layout trace)上的阻抗,使耳機的左右聲道在播放音訊訊號,右耳會聽到左聲道的聲音,且左耳也會聽到右聲道的聲音;此外,若是此時麥克風正在收音,麥克風也會同時錄到左右聲道的聲音,這些串音干擾會造成使用者的不便。
因此,本發明的目的之一在於提供一種應用於耳機麥克風組的訊號處理電路及訊號處理方法,其可以降低上述的串音干擾,以解決先前技術的問題。
依據本發明一實施例,揭露一種應用於一耳機麥克風組的訊號處理電路,其中該耳機麥克風組包含一左耳耳機、一右耳耳機以及一麥克風,該訊號處理電路會自該麥克風接收一聲音訊號,且該訊號處理電路會產生音訊訊號至該左耳耳機與該右耳耳機,該訊號處理電路包含有:一類比數位轉
換器,用來接收來自該麥克風的該聲音訊號,並將該聲音訊號轉換為一數位輸入訊號;一音訊處理電路,用來產生一左聲道訊號以及一右聲道訊號,其中該左聲道訊號與該右聲道訊號是用來產生該音訊訊號;一第一增益及相位調整器,耦接於該音訊處理電路,用來對該左聲道訊號以及該右聲道訊號進行增益與相位的調整,以產生一第一調整訊號;以及一第一加法器,耦接於該類比數位轉換器、該第一增益及相位調整器以及該音訊處理電路,用來將該數位輸入訊號與該第一調整訊號相加以產生一調整後數位輸入訊號至該音訊處理電路。
依據本發明另一實施例,揭露一種應用於一耳機麥克風組的訊號處理電路,其中該耳機麥克風組包含一左耳耳機、一右耳耳機以及一麥克風,該訊號處理電路會自該麥克風接收一聲音訊號,且該訊號處理電路會產生音訊訊號至該左耳耳機與該右耳耳機,該訊號處理電路包含有:一音訊處理電路,用來產生一左聲道訊號以及一右聲道訊號;一第一增益及相位調整器,耦接於該音訊處理電路,用來調整該右聲道訊號的增益與相位以產生一第一調整訊號;一第一加法器,耦接於該第一增益及相位調整器以及該音訊處理電路,用來將該左聲道訊號與該第一調整訊號相加以產生一調整後左聲道訊號;一第一數位類比轉換器,耦接於該第一加法器,用來將該調整後左聲道訊號進行數位類比轉換以產生該音訊訊號中的一左耳音訊訊號;一第二增益及相位調整器,耦接於該音訊處理電路,用來調整該左聲道訊號的增益與相位以產生一第二調整訊號;一第二加法器,耦接於該第二增益及相位調整器以及該音訊處理電路,用來將該右聲道訊號與該第二調整訊號相加以產生一調整後右聲道訊號;以及一第二數位類比轉換器,耦接於該第二加法器,用來將該調整後右聲道訊號進行數位類比轉換以產生該音訊訊號中的一右耳音訊訊號。
依據本發明另一實施例,揭露一種應用於一耳機麥克風組的訊號處理方法,其中該耳機麥克風組包含一左耳耳機、一右耳耳機以及一麥克風,該訊號處理方法包含有:接收來自該麥克風的一聲音訊號,並將該聲音訊號轉換為一數位輸入訊號;產生一左聲道訊號以及一右聲道訊號,其中該左聲道訊號與該右聲道訊號是用來產生輸出到該左耳耳機與右耳耳機的音訊訊號;對該左聲道訊號以及該右聲道訊號進行增益與相位的調整,以產生一第一調整訊號;以及將該數位輸入訊號與該第一調整訊號相加以產生一調整後數位輸入訊號至該音訊處理電路。
依據本發明另一實施例,揭露一種應用於一耳機麥克風組的訊號處理方法,其中該耳機麥克風組包含一左耳耳機、一右耳耳機以及一麥克風,該訊號處理方法包含有:產生一左聲道訊號以及一右聲道訊號;調整該右聲道訊號的增益與相位以產生一第一調整訊號;將該左聲道訊號與該第一調整訊號相加以產生一調整後左聲道訊號;將該調整後左聲道訊號進行數位類比轉換以產生該音訊訊號中的一左耳音訊訊號;調整該左聲道訊號的增益與相位以產生一第二調整訊號;將該右聲道訊號與該第二調整訊號相加以產生一調整後右聲道訊號;以及將該調整後右聲道訊號進行數位類比轉換以產生該音訊訊號中的一右耳音訊訊號。
100‧‧‧晶片
102‧‧‧訊號處理電路
112_L‧‧‧左耳耳機
112_R‧‧‧右耳耳機
114‧‧‧麥克風
116‧‧‧音效插頭
130‧‧‧音效插座
210‧‧‧音訊處理電路
220‧‧‧類比數位轉換器
222、232、242‧‧‧加法器
224、230、240‧‧‧增益相位調整器
250、260‧‧‧數位類比轉換器
R1、R2、R3、R4‧‧‧電阻
Mic、Gnd、R、L、Mic_in、HPO_R、HPO_L、GND_ref‧‧‧接點
300~308、400~414‧‧‧步驟
第1圖為依據本發明一實施例之應用於耳機麥克風組之訊號處理電路的整體架構的示意圖。
第2圖為依據本發明一實施例之訊號處理電路的示意圖。
第3圖為依據本發明一實施例之應用於一訊號處理方法的流程圖。
第4圖為依據本發明另一實施例之應用於一訊號處理方法的流程圖
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解,硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式,而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語,故應解釋成「包含但不限定於」。此外,「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段,因此,若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置,則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置,或者透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
請參考第1圖,第1圖為依據本發明一實施例之應用於耳機麥克風組110的訊號處理電路102的整體架構的示意圖。如第1圖所示,訊號處理電路102係製作於一晶片100中,晶片100包含有至少四個接點Mic_in、HPO_R、HPO_L、GND_ref,而這四個接點Mic_in、HPO_R、HPO_L、GND_ref分別透過接線連接到一音效插座130的四個不同的端點;另一方面,耳機麥克風組110包含了一右耳耳機112_R、一左耳耳機112_L、一麥克風114以及一音效插頭116,其中音效插頭116主要包含四個接點Mic、Gnd、R、L。
當音效插頭116與該音效插座130結合,且晶片100開始運作時,麥克風114所錄到的聲音訊號會經由音效插頭116上的接點Mic以及晶片100上的接點Mic_in傳送到訊號處理電路102中(圖式的R1為一電阻),訊號處理電路102所產生的左耳音訊訊號會經由晶片100上的接點HPO_L以及音效插頭116上的接點L傳送到左耳耳機112_L中,而訊號處理電路102所產生的右耳音訊訊號會經由晶片100上的接點HPO_R以及音效插頭116上的接點R傳送到右耳耳機112_R中。
此外,如第1圖所示,由於音效插頭116上的接點Gnd(接地接點)會透過接線連接到晶片100的接點GND_ref(參考接地接點),因此,由於接點Gnd的阻抗R2、接線的阻抗R3、以及晶片100內部的接地接點的阻抗R4的存在,會使得接地電壓值並不穩定,而造成晶片100所輸出至左耳耳機112_L與右耳耳機112_R的左耳音訊訊號與右耳音訊訊號會耦合到其他的訊號線。舉例來說,請參考第1圖,當晶片100由接點HPO_R輸出右耳音訊訊號時,有部分的右耳音訊訊號會耦合至接點Gnd與接點GND_ref之間的接線,之後這些耦合訊號會傳送到左耳耳機112_L以及晶片100的接點Mic_in,而造成使用者會由左耳耳機112_L聽到右耳音訊訊號,且麥克風114所錄到的聲音也會參雜到這耦合訊號,因而降低了收音以及收聽的品質。
請參考第2圖,第2圖為依據本發明一實施例之訊號處理電路102的示意圖。如第2圖所示,訊號處理電路102包含一音訊處理電路210、一類比數位轉換器220、三個加法器222、232、242、三個增益相位調整器224、230、240、以及兩個數位類比轉換器250及260。
請同時參考第1、2圖,在訊號處理電路102的操作上,當訊號處理電路102有同時進行收音及放音的動作時,首先,類比數位轉換器220接收來自麥克風114所接收的聲音訊號SMic,並將聲音訊號SMic作類比數位轉換以產生一數位輸入訊號Din;同時,音訊處理電路210所產生的左聲道訊號SL以及右聲道訊號SR會傳送到增益相位調整器224中,而增益相位調整器224會對左聲道訊號SL以及右聲道訊號SR進行增益與相位的調整,以產生一調整訊號Sa1,於本實施例中,增益相位調整器224可對相加之後的左聲道訊號SL以及右聲道訊號SR進行增益與相位的調整,或是對左聲道訊號SL以及右聲道訊號SR進行增益與相位的調整後再相加以得到調整訊號Sa1。
此外,增益相位調整器224中有關於增益調整量以及相位調整量的設定可以由設計者或製造商依據實驗測試結果來得到,亦即可以是一個固定值,或是其增益調整量以及相位調整量可以根據數位輸入訊號Din’的變化來動態地調整。增益相位調整器224所輸出的調整訊號Sa1的振幅會很接近第1圖所示之耦合至接點Mic_in的耦合訊號,但是相位上是相反的。
加法器222接著將數位輸入訊號Din與調整訊號Sa1相加以產生一調整後數位輸入訊號Din’,並將調整後數位輸入訊號Din’輸入至音訊處理電路210中。由於數位輸入訊號Din本身所帶有之耦合訊與調整訊號Sa1是振幅相同相位相反,故調整後數位輸入訊號Din’本身就可以視為是麥克風114所收錄到的乾淨聲音訊號,因此可以增進麥克風的收音品質。
另一方面,增益相位調整器230會對右聲道訊號SR進行增益與相位的調整,以產生一調整訊號Sa2,而加法器232將左聲道訊號SL與調整訊號Sa2相加以得到一調整後左聲道訊號SL’,之後再經由數位類比轉換器250轉換為一左耳音訊訊號SLCH後,透過接點晶片的接點HPO_L與音效插頭116的接點L傳送到左耳耳機112_L。
此外,增益相位調整器230中有關於增益調整量以及相位調整量的設定可以由設計者或製造商依據實驗測試結果來得到,亦即可以是一個固定值,或是其增益調整量以及相位調整量可以根據調整後左聲道訊號SL’的變化來動態地調整。增益相位調整器230所輸出的調整訊號Sa2的振幅會很接近第1圖所示之耦合至左耳耳機112_L的耦合訊號,但是相位上是相反的。
上述之增益相位調整器230與加法器232的操作可以視為預先對左聲道訊號SL/左耳音訊訊號SLCH作調整,以使得使用者利用左耳耳機112_L
所聽到的聲音會很接近左聲道訊號SL的內容,而不會有第1圖所示之耦合訊號的干擾。
類似地,增益相位調整器240會對左聲道訊號SL進行增益與相位的調整,以產生一調整訊號Sa3,而加法器242將右聲道訊號SR與調整訊號Sa3相加以得到一調整後右聲道訊號SR’,之後再經由數位類比轉換器260轉換為一右耳音訊訊號SRCH後,透過接點晶片的接點HPO_R與音效插頭116的接點R傳送到右耳耳機112_R。
此外,增益相位調整器240中有關於增益調整量以及相位調整量的設定可以由設計者或製造商依據實驗測試結果來得到,亦即可以是一個固定值,或是其增益調整量以及相位調整量可以根據調整後右聲道訊號SR’的變化來動態地調整。增益相位調整器240所輸出的調整訊號Sa3的振幅會很接近左耳音訊訊號耦合至右耳耳機112_R的耦合訊號,但是相位上是相反的。
上述之增益相位調整器240與加法器242的操作可以視為預先對右聲道訊號SR/右耳音訊訊號SRCH作調整,以使得使用者利用右耳耳機112_R所聽到的聲音會很接近右聲道訊號SR的內容,而不會有耦合訊號的干擾。
綜上所述,本發明之訊號處理電路102可以消除耦合訊號的干擾,因此,麥克風114的收音品質以及右耳耳機112_R與左耳耳機112_L的收聽品質都會有顯著的提升。
請參考第3圖,第3圖為依據本發明一實施例之應用於一訊號處理方法的流程圖,其中第3圖所示流程主要是對應到第2圖之音訊處理電路210、類比數位轉換器200、加法器222與增益相位調整器224的操作。參考
第1~3圖,流程如下所示:步驟300:流程開始;步驟302:接收來自麥克風的一聲音訊號,並將該聲音訊號轉換為一數位輸入訊號;步驟304:產生一左聲道訊號以及一右聲道訊號,其中該左聲道訊號與該右聲道訊號是用來產生輸出到左耳耳機與右耳耳機的音訊訊號;步驟306:對該左聲道訊號以及該右聲道訊號進行增益與相位的調整,以產生一第一調整訊號;以及步驟308:將該數位輸入訊號與該第一調整訊號相加以產生一調整後數位輸入訊號至該音訊處理電路。
請參考第4圖,第4圖為依據本發明另一實施例之應用於一訊號處理方法的流程圖,其中第4圖所示流程主要是對應到第2圖之音訊處理電路210、增益相位調整器230及240、加法器232及242、以及數位類比轉換器250及260的操作。
步驟400:流程開始;步驟402:產生一左聲道訊號以及一右聲道訊號;步驟404:調整該右聲道訊號的增益與相位以產生一第一調整訊號;步驟406:將該左聲道訊號與該第一調整訊號相加以產生一調整後左聲道訊號;步驟408:將該調整後左聲道訊號進行數位類比轉換以產生一左耳音訊訊號至左耳耳機;步驟410:調整該左聲道訊號的增益與相位以產生一第二調整訊號;步驟412:將該右聲道訊號與該第二調整訊號相加以產生一調整
後右聲道訊號;以及步驟414:將該調整後右聲道訊號進行數位類比轉換以產生一右耳音訊訊號至右耳耳機。
簡要歸納本發明,在本發明之應用於耳機麥克風組的訊號處理電路及訊號處理方法中,當音效插座本身的接地端點、或是音效處理晶片(audio IC)內部接地端點、或是音效插座連接到音效處理晶片之接線上存在阻抗時,本發明可以讓左右聲道不會互相串音干擾,且麥克風也不會同時錄到耳機所播放出來的訊號。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
102‧‧‧訊號處理電路
210‧‧‧音訊處理電路
220‧‧‧類比數位轉換器
222、232、242‧‧‧加法器
224、230、240‧‧‧增益相位調整器
250、260‧‧‧數位類比轉換器
Claims (12)
- 一種應用於一耳機麥克風組的訊號處理電路,其中該耳機麥克風組包含一左耳耳機、一右耳耳機以及一麥克風,該訊號處理電路會自該麥克風接收一聲音訊號,且該訊號處理電路會產生音訊訊號至該左耳耳機與該右耳耳機,該訊號處理電路包含有:一類比數位轉換器,用來接收來自該麥克風的該聲音訊號,並將該聲音訊號轉換為一數位輸入訊號;一音訊處理電路,用來產生一左聲道訊號以及一右聲道訊號,其中該左聲道訊號與該右聲道訊號是用來產生該音訊訊號;一第一增益及相位調整器,耦接於該音訊處理電路,用來對該左聲道訊號以及該右聲道訊號進行增益與相位的調整,以產生一第一調整訊號;以及一第一加法器,耦接於該類比數位轉換器、該第一增益及相位調整器以及該音訊處理電路,用來將該數位輸入訊號與該第一調整訊號相加以產生一調整後數位輸入訊號至該音訊處理電路。
- 如申請專利範圍第1項所述之訊號處理電路,其中該訊號處理電路設置於一晶片中,該晶片連接於一音效插座,而該耳機麥克風組另包含一音效插頭以用來與該音效插座結合,且該音效插頭上的接地接點透過一接線連接於該晶片中的接地接點;其中該音訊訊號有部分會經由該接線以及該音效插頭混合到該聲音訊號中,而該第一加法器係用來消除該數位輸入訊號中有關於該音訊訊號的部分,以產生該調整後數位輸入訊號。
- 如申請專利範圍第1項所述之訊號處理電路,另包含有:一第二增益及相位調整器,耦接於該音訊處理電路,用來調整該右聲道 訊號的增益與相位以產生一第二調整訊號;一第二加法器,耦接於該第二增益及相位調整器以及該音訊處理電路,用來將該左聲道訊號與該第二調整訊號相加以產生一調整後左聲道訊號;一第一數位類比轉換器,耦接於該第二加法器,用來將該調整後左聲道訊號進行數位類比轉換以產生該音訊訊號中的一左耳音訊訊號;一第三增益及相位調整器,耦接於該音訊處理電路,用來調整該左聲道訊號的增益與相位以產生一第三調整訊號;一第三加法器,耦接於該第三增益及相位調整器以及該音訊處理電路,用來將該右聲道訊號與該第三調整訊號相加以產生一調整後右聲道訊號;以及一第二數位類比轉換器,耦接於該第三加法器,用來將該調整後右聲道訊號進行數位類比轉換以產生該音訊訊號中的一右耳音訊訊號。
- 如申請專利範圍第3項所述之訊號處理電路,其中該訊號處理電路設置於一晶片中,該晶片連接於一音效插座,而該耳機麥克風組另包含一音效插頭以用來與該音效插座結合,且該音效插頭上的接地接點透過一接線連接於該晶片中的接地接點;其中該右耳音訊訊號在傳送到右耳耳機時有部分會混合到該左耳音訊訊號中,且該左音訊訊號有部分會混合到該右耳音訊訊號中,而該第二加法器係用來預先調整該左聲道訊號以降低右耳音訊訊號的干擾,以及該第三加法器係用來預先調整該右聲道訊號以降低左耳音訊訊號的干擾。
- 一種應用於一耳機麥克風組的訊號處理電路,其中該耳機麥克風組包含一左耳耳機、一右耳耳機以及一麥克風,該訊號處理電路會自該麥克風接收一聲音訊號,且該訊號處理電路會產生音訊訊號至該左耳耳機與該右 耳耳機,該訊號處理電路包含有:一音訊處理電路,用來產生一左聲道訊號以及一右聲道訊號;一第一增益及相位調整器,耦接於該音訊處理電路,用來調整該右聲道訊號的增益與相位以產生一第一調整訊號;一第一加法器,耦接於該第一增益及相位調整器以及該音訊處理電路,用來將該左聲道訊號與該第一調整訊號相加以產生一調整後左聲道訊號;一第一數位類比轉換器,耦接於該第一加法器,用來將該調整後左聲道訊號進行數位類比轉換以產生該音訊訊號中的一左耳音訊訊號;一第二增益及相位調整器,耦接於該音訊處理電路,用來調整該左聲道訊號的增益與相位以產生一第二調整訊號;一第二加法器,耦接於該第二增益及相位調整器以及該音訊處理電路,用來將該右聲道訊號與該第二調整訊號相加以產生一調整後右聲道訊號;以及一第二數位類比轉換器,耦接於該第二加法器,用來將該調整後右聲道訊號進行數位類比轉換以產生該音訊訊號中的一右耳音訊訊號。
- 如申請專利範圍第5項所述之訊號處理電路,其中該訊號處理電路設置於一晶片中,該晶片連接於一音效插座,而該耳機麥克風組另包含一音效插頭以用來與該音效插座結合,且該音效插頭上的接地接點透過一接線連接於該晶片中的接地接點;其中該右耳音訊訊號在傳送到右耳耳機時有部分會混合到該左耳音訊訊號中,且該左音訊訊號有部分會混合到該右耳音訊訊號中,而該第一加法器係用來預先調整該左聲道訊號以降低右耳音訊訊號的干擾,以及該第二加法器係用來預先調整該右聲道訊號以降低左耳音訊訊號的干擾。
- 一種應用於一耳機麥克風組的訊號處理方法,其中該耳機麥克風組包含一左耳耳機、一右耳耳機以及一麥克風,該訊號處理方法包含有:接收來自該麥克風的一聲音訊號,並將該聲音訊號轉換為一數位輸入訊號;產生一左聲道訊號以及一右聲道訊號,其中該左聲道訊號與該右聲道訊號是用來產生輸出到該左耳耳機與該右耳耳機的音訊訊號;對該左聲道訊號以及該右聲道訊號進行增益與相位的調整,以產生一第一調整訊號;以及將該數位輸入訊號與該第一調整訊號相加以產生一調整後數位輸入訊號至該音訊處理電路。
- 如申請專利範圍第7項所述之訊號處理方法,其中該訊號處理方法係由設置於一晶片中的電路來執行,該晶片連接於一音效插座,而該耳機麥克風組另包含一音效插頭以用來與該音效插座結合,且該音效插頭上的接地接點透過一接線連接於該晶片中的接地接點;其中該音訊訊號有部分會經由該接線以及該音效插頭混合到該聲音訊號中,而產生該調整後數位輸入訊號係用來消除該數位輸入訊號中有關於該音訊訊號的部分。
- 如申請專利範圍第7項所述之訊號處理方法,另包含有:調整該右聲道訊號的增益與相位以產生一第二調整訊號;將該左聲道訊號與該第二調整訊號相加以產生一調整後左聲道訊號;將該調整後左聲道訊號進行數位類比轉換以產生該音訊訊號中的一左耳音訊訊號;調整該左聲道訊號的增益與相位以產生一第三調整訊號;將該右聲道訊號與該第三調整訊號相加以產生一調整後右聲道訊號;以及 將該調整後右聲道訊號進行數位類比轉換以產生該音訊訊號中的一右耳音訊訊號。
- 如申請專利範圍第9項所述之訊號處理方法,其中該訊號處理方法係由設置於一晶片中的電路來執行,該晶片連接於一音效插座,而該耳機麥克風組另包含一音效插頭以用來與該音效插座結合,且該音效插頭上的接地接點透過一接線連接於該晶片中的接地接點;其中該右耳音訊訊號在傳送到右耳耳機時有部分會混合到該左耳音訊訊號中,且該左音訊訊號有部分會混合到該右耳音訊訊號中,而產生該調整後左聲道訊號的步驟係用來預先防止右耳音訊訊號的干擾,以及產生該調整後右聲道訊號的步驟係用來預先防止左耳音訊訊號的干擾。
- 一種應用於一耳機麥克風組的訊號處理方法,其中該耳機麥克風組包含一左耳耳機、一右耳耳機以及一麥克風,該訊號處理方法包含有:產生一左聲道訊號以及一右聲道訊號;調整該右聲道訊號的增益與相位以產生一第一調整訊號;將該左聲道訊號與該第一調整訊號相加以產生一調整後左聲道訊號;將該調整後左聲道訊號進行數位類比轉換以產生一左耳音訊訊號至該左耳耳機;調整該左聲道訊號的增益與相位以產生一第二調整訊號;將該右聲道訊號與該第二調整訊號相加以產生一調整後右聲道訊號;以及將該調整後右聲道訊號進行數位類比轉換以產生一右耳音訊訊號至該右耳耳機。
- 如申請專利範圍第11項所述之訊號處理方法,其中該訊號處理方法係由 設置於一晶片中的電路來執行,該晶片連接於一音效插座,而該耳機麥克風組另包含一音效插頭以用來與該音效插座結合,且該音效插頭上的接地接點透過一接線連接於該晶片中的接地接點;其中該右耳音訊訊號在傳送到右耳耳機時有部分會混合到該左耳音訊訊號中,且該左音訊訊號有部分會混合到該右耳音訊訊號中,而產生該調整後左聲道訊號的步驟係用來預先防止右耳音訊訊號的干擾,以及產生該調整後右聲道訊號的步驟係用來預先防止左耳音訊訊號的干擾。
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