JPH11282396A - 表示ユニットの消費電力制御方法と装置、その装置を含む表示システム、及びその方法を実現するプログラムを格納した記憶媒体 - Google Patents

表示ユニットの消費電力制御方法と装置、その装置を含む表示システム、及びその方法を実現するプログラムを格納した記憶媒体

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JPH11282396A
JPH11282396A JP10079793A JP7979398A JPH11282396A JP H11282396 A JPH11282396 A JP H11282396A JP 10079793 A JP10079793 A JP 10079793A JP 7979398 A JP7979398 A JP 7979398A JP H11282396 A JPH11282396 A JP H11282396A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷率を急激に変化させるデータが入力され
たときでも輝度の不自然な変化がなく、かつ、消費電力
を所望の値に収束させ得る消費電力制御を提供する。 【解決手段】 表示装置へ入力されたデータから負荷率
を計算し（ステップ１００２）、現在の輝度値から負荷
率を逆算し、両者の差が閾値以上であるとき（ステップ
１１００，１００６）、負荷率から輝度値を計算し（ス
テップ１００８）、その値に輝度を設定する（ステップ
１０１０）。その後測定電力値による輝度の制御を行な
う（ステップ１０１２，１０１４，１０１６，１０１
８，１０２０）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置、特にプ
ラズマディスプレイパネルを有する表示装置、さらに特
定すれば交流駆動型のプラズマディスプレイパネルを有
する表示装置の消費電力の制御のための方法と装置、そ
のような消費電力制御装置を備えた表示システム、及び
そのような消費電力制御方法を実現するプログラムを格
納した記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】表示装置、特に交流駆動型のプラズマデ
ィスプレイパネル（ＰＤＰ）を有する表示装置の消費電
力制御は、表示データが変化するとともに変化する消費
電力を連続的に監視し、消費電力が上限値を超えたとき
画面全体の輝度を下げ、消費電力が下限値以下になった
ら輝度を上げることにより行なわれていた。
【０００３】また、特開平６−３３２３９７号公報には
所定期間特に１フレームの期間に外部から与えられる表
示信号を積算して表示率を算出し、画面の輝度をそれに
応じた値に設定することにより消費電力制御を行なうこ
とが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述の第１の制御手法
によれば、表示が全面消灯から全面点灯に切り変わった
時、その直前は全面消灯であるために画面の輝度は最大
までに制御されているのでまず輝度が最大の状態での全
面点灯がおこなわれ、この際の消費電力はもちろん設定
値より高い為、輝度を落さなければならない。この際の
映像状態は、輝度を落すスピードがおそければ、入力表
示データは変化していないときでもだんだん暗くなって
行く。また、スピードを早くすると、一瞬フラッシング
しているように見えてしまい、どちらの場合でも映像上
の問題が生じてしまう。
【０００５】第２の制御方法ではフィードバック制御を
行なっていないのでこの様な問題は生じない。しかしな
がら、フィードバック制御ではないために、表示率が同
じときの消費電力に製品間のバラツキによりバラツキを
生じるという問題がある。したがって本発明の目的は、
表示の点灯状態が急激に変化したときにも輝度の変化に
不自然さがなく、かつ、製品間のバラツキによらず消費
電力を所望の値に制御することのできる消費電力制御を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、表示ユ
ニットへ与えられる表示データから画面の負荷率を計算
し、表示ユニットの消費電力を測定し、計算された負荷
率および測定された消費電力に基いて画面の輝度を制御
する各ステップを具備する表示ユニットの消費電力制御
方法が提供される。
【０００７】本発明によれば、表示ユニットへ与えられ
る表示データから画面の負荷率を計算する手段と、表示
ユニットの消費電力を測定する手段と、計算された負荷
率および測定された消費電力に基いて画面の輝度を制御
する手段とを具備する表示ユニットの消費電力制御装置
もまた提供される。本発明によれば、上記の消費電力制
御装置と、プラズマディスプレイパネルと、プラズマデ
ィスプレイパネルを駆動するドライブ回路と、該消費電
力制御装置から与えられる輝度値に基づきドライブ回路
を制御する制御回路とを具備する表示システムもまた提
供される。
【０００８】本発明によれば、上記の消費電力制御方法
をコンピュータに実現させるプログラムを格納した記憶
媒体もまた提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明が適用される表示装
置の一例としての交流駆動型プラズマディスプレイ装置
の構成を示す。プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）
１０は、互いに平行な多数のＹ電極（スキャン電極）１
２と、Ｙ電極１２に直交し互いに平行な多数のアドレス
電極１４と、Ｙ電極と同数でＹ電極に平行なＸ電極（コ
モン電極）１６とを有し、各アドレス電極１４と電極１
２，１６との交点に表示セル１８が形成される。
【００１０】ＰＤＰ１０のドライブ回路２０は、各Ｙ電
極１２を独立に駆動するためのＹスキャンドライバ２２
と、Ｙスキャンドライバ２２を介してすべてのＹ電極１
２を同時に駆動するためのＹドライバ２４と、すべての
Ｘ電極１６を同時に駆動するための共通ドライバ２６
と、各アドレス電極１４を独立に制御するためのアドレ
スドライバ２８を有している。Ｙスキャンドライバ２
２、Ｙドライバ２４及び共通ドライバ２６にはサスティ
ン電源の電圧ＶS が印加され、アドレスドライバ２８へ
はアドレス電源の電圧ＶA が印加される。
【００１１】周知のように、交流駆動型のＰＤＰは、ア
ドレス期間においてＹ電極１２とアドレス電極１４との
間に選択的に書き込みパルスを印加して各表示セルに選
択的に電荷を蓄積させ、アドレス期間に続くサスティン
放電期間においてすべてのＹ電極１２とすべてのＸ電極
１６との間に交流電圧パルス（サスティンパルス）を印
加して、アドレス期間中に電荷が蓄積された表示セルの
みを発光させるものである。したがって、走査線として
のＹ電極１２の１つがアクティブであるときにアクティ
ブになっているアドレス電極１４のパターンがその走査
線に沿った表示セルのオン／オフのパターンに相当し、
その後のサスティン放電期間の長さ、すなわち、サステ
ィンパルスの数が発光中の表示セルの明るさに相当す
る。
【００１２】ドライバ制御部３０は、アドレス期間にお
いては、スキャンドライバ２２を介してＹ電極１２を順
次走査し、サスティン放電期間においては、Ｙドライバ
２４と共通ドライバ２６を介してＹ電極１２とＸ電極１
６の間にサスティンパルスを印加する。データコンバー
タ３２へは、データが垂直同期信号ＶSYNCに続いて順次
入力され、フレームメモリ４０へ一担格納される。この
とき、入力されるデータの１画面のドット数および単位
時間あたりの画面数などがＰＤＰ１０の動作仕様と一致
しない場合にはデータコンバータ３２において適切にデ
ータ変換が行なわれた後、フレームメモリ４０に格納さ
れる。そして、データコンバータ３２は、アドレス期間
において、Ｙ電極１２の走査に同期してフレームメモリ
４０から１ラインずつデータを読み出してアドレスドラ
イバ２８を介してアドレス電極１４へ各走査線上の表示
パターンを与える。
【００１３】演算制御回路４２はＡ／Ｄコンバータ及び
ＲＯＭなどを内蔵したＭＰＵ（マイクロプロセッサユニ
ット）で構成される。内蔵されたＲＯＭには後に詳しく
説明する消費電力制御の他に、外部から供給される垂直
同期信号ＶSYNCに基いてＰＤＰ１０の動作仕様に合わせ
た垂直同期信号ＶSYNC１およびＶSYNC２を生成してデー
タコンバータ３２およびドライバ制御部３０へそれぞれ
供給するためのプログラムが格納される。内蔵のＡ／Ｄ
コンバータは電流電圧検出回路４３が検出したアナログ
値をディジタル値に変換してＭＰＵへ供給する。Ａ／Ｄ
コンピュータ及びＲＯＭはＭＰＵに外付けしても良い。
【００１４】図２は、交流駆動型のＰＤＰにおいて中間
的な階調レベルを実現するための１つの手法を説明する
ための図である。１フレーム（１画面に対応）は例えば
８つのサブフィールドに分割される。各サブフィールド
は表示データに応じて各表示セルに選択的に電荷を蓄積
するためのアドレス期間及び電荷を蓄積した表示セルを
発光させるためのサスティン放電期間を含んでいる。サ
ブフィールド１、サブフィールド２…サブフィールド８
のサスティン放電期間の長さ、すなわち、サスティンパ
ルス数の比は２0 ：２1 …２7 になっている。また、サ
スティン放電期間の長さの比が２0 であるサブフィール
ド１のアドレス期間においては、８ビットの階調データ
の最下位のビット０が１である表示セルのみに電荷が蓄
積されそれに続くサスティン期間でその表示セルが発光
する。同様に、サスティン放電期間の長さの比が２i で
あるサブフィールドｉ＋１（ｉ＝１〜７）のアドレス期
間においては、階調データのビットｉが１である表示セ
ルのみに電荷が蓄積されそれに続くサスティン期間でそ
の表示セルが発光する。このようにして各画素の階調を
２５６段階で設定することができる。なお、特開平７−
２７１３２５号公報および特開平９−３１１６６２号公
報に開示されるように、同じ長さのサブフィールドが複
数存在し、かつ、各サブフィールドが長さの順に配置さ
れない場合もある。
【００１５】画面全体の輝度の設定は、各サブフィール
ドのサスティンパルス数の比を上記の様に保ったままで
輝度設定値（以下ＭＣＢＣと称す）に応じてサスティン
パルス数を増減することにより実現される。ドライバ制
御部３０へはＭＣＢＣに応じて決定された各サブフィー
ルドのサスティンパルス数が与えられる。図３は電圧電
流検出回路４３（図１）の構成を示す。ＶS 電圧検出回
路４４及びＩS 電流検出回路４６は、ＶS 電源４８から
Ｙスキャンドライバ２２、Ｙドライバ２４及び共通ドラ
イバ２６（図１）に供給されるサスティン電源のそれぞ
れ電圧及び電流を検出する。ＶA 電圧検出回路５４及び
ＩA 電流検出回路５６は、ＶA 電源５８からアドレスド
ライバ２８（図１）へ供給されるアドレス電源のそれぞ
れ電圧及び電流を検出する。
【００１６】図４はフレームメモリ４０（図１）への書
き込み動作およびそれからの読み出し動作のタイミング
チャートである。フレームメモリ４０はフレームメモリ
ＡとフレームメモリＢとを含みそれぞれが１フレーム分
のデータを格納することができる。図４に示すように、
一方が書き込みモード（Ｗモード）であるとき他方は読
み出しモード（Ｒモード）であり、ＶSYNCに同期して交
互にモードが入れ替わることにより、データの連続的な
書き込みおよび読み出しを可能にしている。フレームメ
モリＡとＢの一方に着目してみれば１フレーム分のデー
タの変換および書き込みが終った後、次のフレーム期間
においてデータの読み出し及び表示が行なわれる。図２
を参照して説明したように、１フレーム期間はアドレス
期間で始まる。そこで、このアドレス期間の間にこれか
ら表示しようとする画面の負荷率（後述）に応じた輝度
の計算を済ませれば、次のサスティン期間において、計
算された輝度に基いた数のサスティンパルスを印加する
ことができる。すなわち、負荷率に急激な変化があって
もそれが表示される前に負荷率に応じて輝度を変更する
ことが可能である。
【００１７】図５は本発明の第１の実施例に係る演算制
御回路４２における消費電力制御のフローチャートであ
る。ＶSYNC割込によりこの処理が起動され、まず、デー
タコンバータ３２から表示中の画面の負荷データすなわ
ち、各サブフレームにおける点灯率（点灯する画素の割
合）または各サブフレームにおいて各画素が点灯か消灯
かのデータを取り込み（ステップ１０００）、点灯／消
灯のデータを取り込む場合にはそれらから点灯率を計算
した後、次式により全サブフレームにわたって総和をと
ることにより負荷率を計算する（ステップ１００２）。
【００１８】 （負荷率）＝Σ｛（点灯率）×（輝度比）｝×１００（％） （１） ここで輝度比とは、サスティンパルスの総数に対する各
サブフレームのサスティンパルス数の割合である。した
がって、すべての画素の階調レベルが最高（全点灯）で
ある場合、負荷率は１００％となり、すべての画素の階
調レベルが最低（全消灯）である場合、負荷率は０％と
なる。また、すべての画素の階調レベルが中央値にある
場合、または５０％の画素の階調レベルが最高で残りの
画素の階調レベルが最低である場合、負荷率は５０％と
なる。
【００１９】次に、前回負荷率との差の絶対値をとるこ
とにより負荷率の変化量を算出し（ステップ１００
４）、この変化量が所定の閾値を超えていれば、例えば
次式により負荷率ａ（％）からＭＣＢＣ値を計算する。 ＭＣＢＣ＝２５６（１−ａ／１００） （２） 上式によれば負荷率１００％ならばＭＣＢＣ＝０（最
低）となり５０％ならＭＣＢＣ＝１２８、０％ならＭＣ
ＢＣ＝２５５（最高）となる。上式の代わりとして、負
荷率が０％になる前にＭＣＢＣが最高値となり負荷率が
その値以下のときＭＣＢＣを最高値とするようにしても
良い。計算された値によりＭＣＢＣ値を変更した後（ス
テップ１０１０）、ステップ１００６で変化量が閾値以
下であったときの処理に合流する。
【００２０】次に、Ａ／Ｄコンバータを介してＶS ，Ｉ
S ，ＶA ，ＩA の値を取り込み、以下の式により消費電
力値を計算する（ステップ１０１２）。 消費電力＝ＩS ×ＶS ＋ＩA ×ＶA （３） 消費電力が予め設定された上限値を超えていれば（ステ
ップ１０１４）、ＭＣＢＣ値をα（定数）だけ減じ（ス
テップ１０１６）、下限値以下であれば（ステップ１０
１８）、ＭＣＢＣ値をβ（定数）だけ増加させる（ステ
ップ１０２０）。なお、ＩA は輝度に依存せず表示パタ
ーンのみに依存するので、次式により、Ｉ S ，ＶS のみ
から消費電力を計算しても良い。
【００２１】 消費電力＝ＩS ×ＶS （３′） 負荷率の値をただちにＭＣＢＣ値に反映させず、負荷率
に閾値を超えた変動があったときのみ負荷率から決まる
値にＭＣＢＣを変更しているのは、その後の消費電力値
による制御を有効にするという目的の他に、負荷率の微
少変動が直ちに輝度に反映されてフリッカが発生するこ
とを防止するためである。
【００２２】第１の実施例によれば、負荷率に閾値以下
ではあるが消費電力値による制御では追いつかない変化
が連続して起こったとき、消費電力値の制御ができなく
なるという問題がある。図６のフローチャートに示す本
発明の第２の実施例ではこの点が改善されている。第２
の実施例においては、ステップ１００５で負荷率の変化
量の積算が行なわれる。このとき変化量の符号を考慮し
て積算が行なわれる。ステップ１００６においてはこの
積算値が閾値以上であるか否かが判断され、積算値が閾
値以上であれば、積算値をクリアした後（ステップ１０
０７）、負荷率からＭＣＢＣ値を計算し、算出された値
にＭＣＢＣを変更する。その他の処理は図５と同一であ
るから説明を省略する。
【００２３】図６の実施例における変化量の積算値は、
積算を開始したときの負荷率と現在の負荷率との差に他
ならない。したがって図７に示すように図５の第１の実
施例を負荷率の前回値を毎回更新せず現在値との差が閾
値を超えたときのみ更新する（ステップ１００９）よう
に変形すれば図６の実施例と等価な結果が得られる。図
８は本発明の第３の実施例に係る消費電力制御のフロー
チャートである。本実施例では、負荷率が計算された後
（ステップ１００２）、現在のＭＣＢＣの値から（２）
式の逆の演算により負荷率を逆算する（ステップ１００
３）。ステップ１１００において今回の負荷率と逆算に
より求められた負荷率すなわち現在のＭＣＢＣ値を与え
る負荷率との差を計算し、それが閾値以上であれば、負
荷率から計算されたＭＣＢＣ値に変更する（ステップ１
００８，１０１０）。その他の処理は図５と同様であ
る。
【００２４】図８に示した処理を図７と比較すると、図
７では負荷率から計算されたＭＣＢＣへの変更が最後に
行なわれたときの負荷率と現在の負荷率との差を閾値と
比較しているのに対して、図８では、現在のＭＣＢＣ値
か逆算で得られる負荷率との差を閾値と比較している。
図９は図８の処理の一変形である。ステップ１１０２に
おいて現在の負荷率からＭＣＢＣ値を算出し、それが現
在のＭＣＢＣと閾値以上離れていたら（ステップ１１０
４，１００６）、計算された値にＭＣＢＣを変更する
（ステップ１０１０）。
【００２５】本発明では負荷を急激に変化させる表示デ
ータを受けとったときそれが実際に表示される前に画面
の輝度を負荷率に応じた値に予め変更するので、フィー
ドバック制御につきものの過渡的な明るさ変動を防止す
ることができる。また、製品間のバラツキにより、負荷
率から決定された輝度における消費電力が目標消費電力
と異なっている場合には、消費電力測定による制御によ
って消費電力を目標値に収束させることができる。
【００２６】負荷率から決定される輝度における消費電
力が設定した電力値より低かった場合の映像状態は、い
ったん暗くなってから明るくなるという動作になり、逆
に設定した電力値より高かった場合は明るい所から徐々
に暗くなる映像になる。この両者を比較すると、後者の
場合の明るい所から暗くなる方が目立ちにくい為、負荷
率から決定される輝度における消費電力が設定電力より
高くなるように輝度を設定した方が望ましい。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、表
示の点灯状態を急激に変更させるデータが入力されたと
きでも輝度の変化に不自然さがなく、かつ、製品間のバ
ラツキがあっても消費電力を所望の値に収束させること
のできる消費電力制御が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプラズマディスプレイ装置の構成
を示すブロック図である。
【図２】中間的な階調レベルを実現するためのサブフレ
ーム構成を示す図である。
【図３】図１の電圧・電流検出回路４３の構成を示す図
である。
【図４】フレームメモリへの書き込み及びそれからの読
み出しのタイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の第１の実施例に係る消費電力制御のフ
ローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施例に係る消費電力制御のフ
ローチャートである。
【図７】図６の一変形のフローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施例に係る消費電力制御のフ
ローチャートである。
【図９】本発明の第４の実施例に係る消費電力制御のフ
ローチャートである。
【符号の説明】
１０…プラズマディスプレイパネル １２…Ｙ電極 １４…アドレス電極 １６…Ｘ電極 １８…表示セル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０９Ｇ 5/00 ５５０ Ｇ０９Ｇ 5/10 Ｂ 5/10 Ｇ０６Ｆ 1/00 ３３２Ｚ Ｈ０４Ｎ 5/66 １０１Ｂ 5/63 Ｚ (72)発明者 高田 清志 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 栗山 博仁 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）表示ユニットへ与えられる表示デ
    ータから画面の負荷率を計算し、 （ｂ）表示ユニットの消費電力を測定し、 （ｃ）計算された負荷率および測定された消費電力に基
    いて画面の輝度を制御する各ステップを具備する表示ユ
    ニットの消費電力制御方法。
  2. 【請求項２】 ステップ（ｃ）は、 （ｉ）前記負荷率に所定の閾値を超える変化があったと
    き、画面の輝度を負荷率に応じた値に変更し、 （ii）前記消費電力が目標値に近づくように画面の輝度
    を段階的に変更するサブステップを含む請求項１記載の
    方法。
  3. 【請求項３】 サブステップ（ｃ）（ｉ）は、 現在の画面の輝度の設定値からその値を与える負荷率を
    逆算し、 該逆算して得られる負荷率と現在の負荷率との差が所定
    の閾値を超えるとき、画面の輝度を現在の負荷率に応じ
    た値に変更するサブステップを含む請求項２記載の方
    法。
  4. 【請求項４】 サブステップ（ｃ）（ｉ）は、 負荷率を記憶し、 記憶されている負荷率と現在の負荷率との差が所定の閾
    値を超えるとき、画面の輝度を現在の負荷率に応じた値
    に変更するとともに記憶されている負荷率を更新するサ
    ブステップを含む請求項２記載の方法。
  5. 【請求項５】 サブステップ（ｃ）（ｉ）は、 現在の負荷率に応じた輝度値を計算し、 計算された輝度値と現在の輝度値との差が所定の閾値を
    超えるとき、画面の輝度を現在の負荷率に応じた値に変
    更するサブステップを含む請求項２記載の方法。
  6. 【請求項６】 サブステップ（ｃ）（ｉ）における負荷
    率に応じた輝度値は、その負荷率における実際の消費電
    力が目標電力よりも高い値になるような値である請求項
    ２記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記表示ユニットは、プラズマディスプ
    レイパネル、及び与えられた輝度値に応じた数のサステ
    ィンパルスを所定期間内に該プラズマディスプレイパネ
    ルに印加するためのプラズマディスプレイパネルの制御
    回路とを含む請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】 表示ユニットへ与えられる表示データか
    ら画面の負荷率を計算する手段と、 表示ユニットの消費電力を測定する手段と、 計算された負荷率および測定された消費電力に基いて画
    面の輝度を制御する手段とを具備する表示ユニットの消
    費電力制御装置。
  9. 【請求項９】 前記制御手段は、 前記負荷率に所定の閾値を超える変化があったとき、画
    面の輝度を負荷率に応じた値に変更する輝度変更手段
    と、 前記消費電力が目標値に近づくように画面の輝度を段階
    的に変更する手段とを含む請求項８記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記輝度変更手段は、 現在の画面の輝度の設定値からその値を与える負荷率を
    逆算する手段と、 該逆算して得られる負荷率と現在の負荷率との差が所定
    の閾値を超えるとき、画面の輝度を現在の負荷率に応じ
    た値に変更する手段とを含む請求項９記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記輝度変更手段は、 負荷率を記憶する手段と、 記憶されている負荷率と現在の負荷率との差が所定の閾
    値を超えるとき、画面の輝度を現在の負荷率に応じた値
    に変更するとともに記憶されている負荷率を更新する手
    段とを含む請求項９記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記輝度変更手段は、 現在の負荷率に応じた輝度値を計算する手段と、 計算された輝度値と現在の輝度値との差が所定の閾値を
    超えるとき、画面の輝度を現在の負荷率に応じた値に変
    更する手段とを含む請求項９記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記輝度変更手段の負荷率に応じた輝
    度値は、その負荷率における実際の消費電力が目標電力
    よりも高い値になるような値である請求項９記載の装
    置。
  14. 【請求項１４】 前記表示ユニットは、プラズマディス
    プレイパネル、及び与えられた輝度値に応じた数のサス
    ティンパルスを所定期間内に該プラズマディスプレイパ
    ネルに印加するためのプラズマディスプレイパネルの制
    御回路とを含む請求項８記載の装置。
  15. 【請求項１５】 請求項８〜１４のいずれか１項記載の
    消費電力制御装置と、プラズマディスプレイパネルと、
    プラズマディスプレイパネルを駆動するドライブ回路
    と、該消費電力制御装置から与えられる輝度値に基づき
    ドライブ回路を制御する制御部とを具備する表示システ
    ム。
  16. 【請求項１６】 請求項１〜７のいずれか１項記載の消
    費電力制御方法をコンピュータに実現させるプログラム
    を格納した記憶媒体。
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