CN110505332A - 一种降噪方法、装置、移动终端及存储介质 - Google Patents

一种降噪方法、装置、移动终端及存储介质 Download PDF

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CN110505332A CN201910835971.0A CN201910835971A CN110505332A CN 110505332 A CN110505332 A CN 110505332A CN 201910835971 A CN201910835971 A CN 201910835971A CN 110505332 A CN110505332 A CN 110505332A
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Abstract

本发明提供了一种降噪方法、装置、移动终端及存储介质，所述降噪方法应用于移动终端，所述移动终端包括声音获取模块和播放模块，所述方法包括：通过所述声音获取模块获取环境噪声信号；根据所述环境噪声信号，通过预设规则获得播放模块位置的环境噪声信号；将待播放的音频信号与播放模块位置的环境噪声信号进行相减处理；通过所述播放模块播放相减处理后的音频信号。采用上述技术方案后，移动终端只需设置一个麦克风可以实现降噪，不需要额外设置麦克风，降低了移动终端的成本，简化了移动终端的结构。

Description

一种降噪方法、装置、移动终端及存储介质
技术领域
本发明涉及通信降噪技术领域，尤其涉及一种降噪方法、装置、移动终端及存储介质。
背景技术
随着科学技术的发展，移动终端己经得到极大的普及。现有的移动终端(如智能手机、平板电脑等设备)通常具有语音通话功能。
在使用移动终端进行通话的过程中，不可避免的存在环境噪声，环境噪声的存在严重影响了通话的质量。
现在技术中的降噪方法很多是针对发送端，减少发送给对方的音频信号的噪声。而对于接收端的降噪，一般是在移动终端的听筒旁边加一个麦克风(microphone，又称话筒或传声器)，接收环境噪声并与音频信号提前相消处理。
由于移动终端通常已经在其底部设置有主麦克风，用来采集用户输入的语音，如果在听筒旁再增加一个副麦克风来采集环境噪声，会造成移动终端成本的增加，同时会增大移动终端的设计难度。
因此，需要开发一种能降低移动终端成本和设计难度的降噪方法、装置、移动终端及存储介质。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种能降低移动终端成本和设计难度的降噪方法、装置、移动终端及存储介质。
本发明公开了一种降噪方法，应用于移动终端，所述移动终端包括声音获取模块和播放模块，其特征在于，所述降噪方法包括：
通过所述声音获取模块获取环境噪声信号；
根据所述环境噪声信号，通过预设规则获得播放模块位置的环境噪声信号；
将待播放的音频信号与播放模块位置的环境噪声信号进行相减处理；
通过所述播放模块播放相减处理后的音频信号。
优选地，所述根据所述环境噪声信号，通过预设规则获得播放模块位置的环境噪声信号，包括：
通过预设的弥补算法对声音获取模块获取的环境噪声信号进行调整，使调整后的环境噪声信号与从所述播放模块位置接收的环境噪声信号相同。
优选地，所述降噪方法还包括：
发出测试信号；
分别于移动终端的所述声音获取模块的位置和所述播放模块的位置拾取所述测试信号，得到第一信号和第二信号；
根据所述第一信号和所述第二信号获得所述弥补算法。
优选地，所述根据所述第一信号和所述第二信号获得所述弥补算法，包括：
分析所述第一信号和所述第二信号的特征差异；
调整所述第一信号至与所述第二信号相同，根据调整过程获得所述弥补算法。
优选地，所述特征差异包括响度差异、频率差异、相位差异、谐振差异中的一种或多种。
优选地，所述根据所述第一信号和所述第二信号获得所述弥补算法，包括：
将所述第一信号作为深度神经网络的输入层；
将所述第二信号作为深度神经网络的输出层；
通过所述深度神经网络自行构建隐藏层，获得所述弥补算法。
优选地，所述将待播放的音频信号与播放模块位置的环境噪声信号进行相减处理，包括：
对所述播放模块位置的环境噪声信号进行解码，生成同步反相的补偿信号；
将所述补偿信号与待播放的音频信号叠加。
优选地，所述声音获取模块为麦克风，所述播放模块为听筒。
优选地，所述麦克风设置于所述移动终端的底部，所述听筒设置于所述移动终端的顶部。
本发明还公开了一种降噪装置，包括：
第一获取单元，用于通过声音获取模块获取环境噪声信号；
第二获取单元，用于根据所述环境噪声信号，通过预设规则获得播放模块位置的环境噪声信号；
处理单元，用于将待播放的音频信号与播放模块位置的环境噪声信号进行相减处理；
播放单元，用于通过所述播放模块播放相减处理后的音频信号。
优选地，所述处理单元具体包括：
第一处理子单元，用于对所述播放模块位置的环境噪声信号进行解码，生成同步反相的补偿信号；
第二处理子单元，用于将所述补偿信号与待播放的音频信号叠加。
本发明还公开了一种移动终端，包括：声音获取模块、播放模块、处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述的降噪方法的步骤。
本发明还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的降噪方法的步骤。
本发明还公开了一种降噪方法，应用于移动终端，所述移动终端包括麦克风和听筒，所述降噪方法包括：
通过所述麦克风获取环境噪声信号；
根据所述环境噪声信号，通过预设规则获得所述听筒位置的环境噪声信号；
根据所述听筒位置的环境噪声信号对待播放的音频信号进行去噪处理；
通过所述听筒播放去噪处理后的音频信号。
优选地，所述根据所述环境噪声信号，通过预设规则获得听筒位置的环境噪声信号，包括：
通过预设的弥补算法对所述麦克风获取的环境噪声信号进行调整，使调整后的环境噪声信号与从所述听筒位置接收的环境噪声信号相同或达到预设的相似度。
优选地，所述麦克风设置于所述移动终端底部，用于获取用户的语音输入和环境噪声信号。
采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.利用单一的声音获取装置(如单麦克风)就可以实现降噪，降低了移动终端的成本和设计难度。
2.技术简单，易于实现，且具有良好的降噪效果。
附图说明
图1为本发明一实施例中降噪方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。
本发明公开了一种降噪方法，应用于移动终端。
所述移动终端为包括但不限于智能手机和平板电脑的具有通话功能的便携式电子设备。所述智能手机是指“像人脑一样，具有独立的操作***，可以由用户自行安装软件、第三方服务商提供的程序，通过此类程序来不断对手机的功能进行扩充，并可以通过移动网络来实现无线网介入的这样一类手机的总称”。所述平板电脑是一种小型、方便携带的个人电脑，以触摸屏作为基本的输入设备。它拥有的触摸屏(也称为数位板技术)允许用户通过触控笔或数字笔来进行作业而不是传统的键盘或鼠标。用户可以通过内建的手写识别、屏幕上的软键盘、语音识别或者一个真正的键盘(如果该机型配备的话)实现输入。
所述移动终端包括声音获取模块和播放模块。
所述声音获取模块用于获取声音输入，将声音获取模块处的声音(包括移动终端用户的说话声音和/或环境噪声)转换成电子信号。具体地，所述声音获取模块为麦克风(microphone，又称话筒或传声器)。所述麦克风通常设置在移动终端的底部，因为在使用移动终端进行通话时移动终端的底部更靠近人嘴，便于接收用户的语音输入。所述麦克风可以为驻极体电容麦克风或微机电麦克风。
所述播放模块用于接收电信号并转换为声音播放出来。具体地，所述播放模块可以为听筒。所述听筒通常设置在移动终端的顶部。
参见附图1，为本发明一实施例中降噪方法的流程图。所述降噪方法应用于具有声音获取模块和播放模块的移动终端。所述降噪方法应用于所述移动终端的通话过程，对接收端进行降噪。
所述降噪方法包括：
S1：通过所述声音获取模块获取环境噪声信号。
通过移动终端的声音获取模块接收所述声音获取模块处的环境噪声，并将所述环境噪声转换为电信号，该电信号即环境噪声信号。
在本实施例中，所述声音获取模块为麦克风，设置在移动终端的底部。
S2：根据所述环境噪声信号，通过预设规则获得播放模块位置的环境噪声信号。
在本步骤中，通过所述移动终端内的预设规则，根据所述声音获取模块获取的环境噪声信号，模拟出播放模块位置的环境噪声信号。具体地，通过预设的弥补算法对声音获取模块获取的环境噪声信号进行调整，如对环境噪声信号的响度、频率、相位、谐振等特征中的一种或多种进行调整，使调整后的环境噪声信号与从所述播放模块位置接收的环境噪声信号相同。这里所说的相同可以是指完全相同，也可以指达到预设的相似度。在本实施例中，所述播放模块为听筒，设置在所述移动终端的顶部，位于移动终端的正面上方。
本发明的降噪方法还包括调试获得弥补算法的步骤。在调试获得弥补算法之前，先制作手机样品，并在声音获取模块位置(本实施例中为麦克风位置)和播放模块位置(本实施例中为听筒位置)各设置一个麦克风。
调试获得弥补算法的步骤具体包括：
1)发出测试信号；
通过测试信号来模拟移动终端使用时的环境噪声信号，具体地，所述测试信号可以为扫频信号。
2)分别于所述声音获取模块的位置和所述播放模块的位置拾取所述测试信号，得到第一信号和第二信号；
通过手机样品声音获取模块位置(即麦克风位置)设置的麦克风接收所述测试信号，得到第一信号；通过手机样品播放模块位置(即听筒位置)设置的麦克风接收所述测试信号，得到第二信号。
3)根据所述第一信号和所述第二信号获得所述弥补算法。
根据获得的第一信号和第二信号，对其进行分析处理，就可以获得弥补算法，所述弥补算法用于调整第一信号至与第二信号相同，这里的相同可以指完全相同，也可以指达到预设的相似度。即所述弥补算法用于根据声音获取模块位置获取的声音信号模拟播放模块位置获取的声音信号。
在实施例中，步骤3)具体包括：
3-1)分析所述第一信号和所述第二信号的特征差异。
将所述第一信号和所述第二信号输入分析软件，通过分析软件对所述第一信号和所述第二信号进行分析，比较其特征差异，所述特征差异包括但不限于响度、频率、相位、谐振中的一种或多种特征之间的差异。
3-2)调整所述第一信号至与所述第二信号相同，根据调整过程获得所述弥补算法。
在获得所述第一信号和所述第二信号的特征差异后，根据其特征差异，对所述第一信号进行调整，使其达到与第二信号相同。这里所说的相同可以是指完全相同，也可以指达到预设的相似度。所述特征差异包括响度差异、频率差异、相位差异、谐振差异中的一种或多种。通过对多次调整过程进行分析，可以归纳总结出调整的公式、参数，即可获得弥补算法。之后再进行大量的测试和模拟，对弥补算法进行校准，使其可以准确地根据声音获取模块位置接收的环境噪声来获得播放模块位置的环境噪声。具体地，例如分析第一信号和第二信号的频响差异，根据频响差异对第一信号相应的压制或者抬升，使其达到与第二信号相同，根据该调整过程，即可获得对频响特征的弥补算法。
在其它的一些实施例中，在步骤3)中可以通过深度神经网络(Deep NeuralNetworks，DNN)来获得弥补算法。深度神经网络分为输入层、隐藏层、输出层。在得到第一信号和第二信号后，将第一信号作为输入层，将第二信号作为输出层，深度神经网络的隐藏层是可以对信号的各种特征进行抽取，通过大量样本的训练，深度神经网络可以通过确定的输入层与输出层自行构建隐藏层，从而获得弥补算法及相关参数。
S3：将待播放的音频信号与播放模块位置的环境噪声信号进行相减处理。
在本步骤中，移动终端将通话的另一方传送过来的待播放的音频信号减去步骤S2中获得的播放模块位置的环境噪声信号。如果不进行本步骤，直接通过播放模块，即听筒，播放传送过来的音频信号，那么，移动终端用户实际听到就是传送的音频+听筒位置的环境噪声，环境噪声的存在可能会干扰用户识别从听筒中听到的语音，进而导致终端设备的通话质量较差。因此，需要将待播放的音频信号减去播放模块位置的环境噪声信号，这样处理后的音频信号在播放时叠加环境噪声，就可以得到清晰的传送过来的音频，因为环境噪声已经被抵消。
具体地，在本步骤中，对所述播放模块位置的环境噪声信号进行解码，生成同步反相的补偿信号，再将所述补偿信号与待播放的音频信号叠加，即可获得处理后的音频信号。将与环境噪声信号同步反相的补偿信号与待播放的音频信号叠加，即相当于从待播放的音频信号中减去环境噪声信号。
S4：通过所述播放模块播放相减处理后的音频信号。
通过所述播放模块，即听筒，播放减去环境噪声信号的音频信号，该音频信号与环境噪声混合后被人耳听到。由于步骤S3中减去了环境噪声信号，这里混合环境噪声，即相当于环境噪声被抵消，人耳听到的是干净的传送过来的音频信号。
进一步地，在本实施例中，麦克风设置在移动终端底部，听筒设置于移动终端正面上方，正常来说，听筒播放的通话声音不会传到麦克风位置，因此，麦克风接收的环境噪声中不含或基本不含听筒播放的通话声音，因此，本实施例的降噪方法几乎不会对通话质量造成影响。
通过本发明的降噪方法，通过单一的单麦克风就可以实现降噪，不需要在听筒处再额外增设一个降噪麦克风，降低了移动终端的成本，简化了移动终端的结构，降低了移动终端的设计难度。
在本发明的一具体实施例中，公开了一种降噪方法，所述降噪方法应用于移动终端，所述移动终端包括麦克风和听筒，所述降噪方法包括如下步骤：
a)通过所述麦克风获取环境噪声信号；
b)根据所述环境噪声信号，通过预设规则获得所述听筒位置的环境噪声信号；
c)根据所述听筒位置的环境噪声信号对待播放的音频信号进行去噪处理；
d)通过所述听筒播放去噪处理后的音频信号。
在步骤b)中，所述根据所述环境噪声信号，通过预设规则获得听筒位置的环境噪声信号，包括：通过预设的弥补算法对所述麦克风获取的环境噪声信号进行调整，使调整后的环境噪声信号与从所述听筒位置接收的环境噪声信号相同或达到预设的相似度。
所述弥补算法的获得方式与上述实施例中弥补算法的获得方式类似，这里不再赘述。
在步骤c)中，对待播放的音频信号进行去噪处理，从待播放的音频信号中去除从步骤b)中获得的所述听筒位置的环境噪声信号。
在步骤d)，通过所述听筒播放去噪处理后的音频信号，去噪处理后的音频信号叠加环境噪声信号变成干净的音频信号被人耳听到，从而实现了降噪的技术效果。
优选地，所述麦克风设置于所述移动终端底部，用于获取用户的语音输入和环境噪声信号。从而，通过单麦克风可以同时实现现有技术中主麦克风和副麦克风(降噪麦克风)的功能，不需要额外增设麦克风，降低了移动终端的成本，简化了移动终端的结构，降低了移动终端的设计难度。
本发明还公开了一种降噪装置，包括：
第一获取单元，用于通过声音获取模块获取环境噪声信号；
第二获取单元，用于根据所述环境噪声信号，通过预规则获得播放模块位置的环境噪声信号；
处理单元，用于将待播放的音频信号与播放模块位置的环境噪声信号进行相减处理；
播放单元，用于通过播放模块播放相减处理后的音频信号。
优选地，所述处理单元具体包括：
第一处理子单元，用于对所述播放模块位置的环境噪声信号进行解码，生成同步反相的补偿信号；
第二处理子单元，用于将所述补偿信号与待播放的音频信号叠加。
本发明还公开了一种移动终端，包括：声音获取模块、播放模块、处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述的降噪方法的步骤。
处理器可以包括一个或者多个处理核心。处理器利用各种接口和线路连接整个移动终端内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序(包括：指令、程序、代码集或指令集等)以及调用存储在存储器内的数据，执行终端的各种功能和处理数据。可选地，处理器可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array,PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器可集成中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)、图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作***、用户界面和应用程序等，GPU用于负责屏幕所需要显示的内容的渲染和绘制。
存储器可以包括随机存储器(Random Access Memory,RAM)，也可以包括只读存储器(Read-Only Memory)。可选地，存储器包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitorycomputer-readable storage medium)。存储器可用于存储计算机程序(包括：指令、程序、代码、代码集或指令集等)。
本发明还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的降噪方法的步骤。
所述计算机可读存储介质可为各种类型的存储介质，可选为非瞬间存储介质。所述计算机可读存储介质，可选为移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (16)

1.一种降噪方法，应用于移动终端，所述移动终端包括声音获取模块和播放模块，其特征在于，所述降噪方法包括：
通过所述声音获取模块获取环境噪声信号；
根据所述环境噪声信号，通过预设规则获得播放模块位置的环境噪声信号；
将待播放的音频信号与播放模块位置的环境噪声信号进行相减处理；
通过所述播放模块播放相减处理后的音频信号。
2.如权利要求1所述的降噪方法，其特征在于，
所述根据所述环境噪声信号，通过预设规则获得播放模块位置的环境噪声信号，包括：
通过预设的弥补算法对声音获取模块获取的环境噪声信号进行调整，使调整后的环境噪声信号与从所述播放模块位置接收的环境噪声信号相同。
3.如权利要求2所述的降噪方法，其特征在于，
所述降噪方法还包括：
发出测试信号；
分别于移动终端的所述声音获取模块的位置和所述播放模块的位置拾取所述测试信号，得到第一信号和第二信号；
根据所述第一信号和所述第二信号获得所述弥补算法。
4.如权利要求3所述的降噪方法，其特征在于，
所述根据所述第一信号和所述第二信号获得所述弥补算法，包括：
分析所述第一信号和所述第二信号的特征差异；
调整所述第一信号至与所述第二信号相同，根据调整过程获得所述弥补算法。
5.如权利要求4所述的降噪方法，其特征在于，
所述特征差异包括响度差异、频率差异、相位差异、谐振差异中的一种或多种。
6.如权利要求3所述的降噪方法，其特征在于，
所述根据所述第一信号和所述第二信号获得所述弥补算法，包括：
将所述第一信号作为深度神经网络的输入层；
将所述第二信号作为深度神经网络的输出层；
通过所述深度神经网络自行构建隐藏层，获得所述弥补算法。
7.如权利要求1所述的降噪方法，其特征在于，
所述将待播放的音频信号与播放模块位置的环境噪声信号进行相减处理，包括：
对所述播放模块位置的环境噪声信号进行解码，生成同步反相的补偿信号；
将所述补偿信号与待播放的音频信号叠加。
8.如权利要求1所述的降噪方法，其特征在于，
所述声音获取模块为麦克风，所述播放模块为听筒。
9.如权利要求8所述的降噪方法，其特征在于，
所述麦克风设置于所述移动终端的底部，所述听筒设置于所述移动终端的顶部。
10.一种降噪装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于通过声音获取模块获取环境噪声信号；
第二获取单元，用于根据所述环境噪声信号，通过预设规则获得播放模块位置的环境噪声信号；
处理单元，用于将待播放的音频信号与播放模块位置的环境噪声信号进行相减处理；
播放单元，用于通过所述播放模块播放相减处理后的音频信号。
11.如权利要求10所述的降噪装置，其特征在于，所述处理单元具体包括：
第一处理子单元，用于对所述播放模块位置的环境噪声信号进行解码，生成同步反相的补偿信号；
第二处理子单元，用于将所述补偿信号与待播放的音频信号叠加。
12.一种移动终端，其特征在于，包括：声音获取模块、播放模块、处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-9中任一项所述的降噪方法的步骤。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-9中任一项所述的降噪方法的步骤。
14.一种降噪方法，应用于移动终端，所述移动终端包括麦克风和听筒，其特征在于，所述降噪方法包括：
通过所述麦克风获取环境噪声信号；
根据所述环境噪声信号，通过预设规则获得所述听筒位置的环境噪声信号；
根据所述听筒位置的环境噪声信号对待播放的音频信号进行去噪处理；
通过所述听筒播放去噪处理后的音频信号。
15.如权利要求14所述的降噪方法，其特征在于，
所述根据所述环境噪声信号，通过预设规则获得听筒位置的环境噪声信号，包括：
通过预设的弥补算法对所述麦克风获取的环境噪声信号进行调整，使调整后的环境噪声信号与从所述听筒位置接收的环境噪声信号相同或达到预设的相似度。
16.如权利要求14所述的降噪方法，其特征在于，
所述麦克风设置于所述移动终端底部，用于获取用户的语音输入和环境噪声信号。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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