KR101298645B1 - 애플리케이션 그래픽을 이용한 방송 영상의 출력 장치 - Google Patents

애플리케이션 그래픽을 이용한 방송 영상의 출력 장치 Download PDF

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Abstract

본원 발명은 애플리케이션 그래픽을 이용한 방송 영상을 출력하는 장치에 관한 것으로, 애플리케이션 그래픽을 생성하는 그래픽처리부, 그래픽처리부의 실행에 필요한 연산을 수행하는 중앙처리부, 그래픽처리부와 중앙처리부를 연결하고, 상기 애플리케이션 그래픽을 출력하는 출력 포트를 포함하는 연결부를 포함하는 그래픽 출력 장치 및 그래픽 출력 장치에서 생성된 애플리케이션 그래픽을 출력 포트를 통해 입력 받아, 중앙 처리부와는 독립적으로 방송 영상을 생성하여 출력하는 영상복호화기를 포함하는 애플리케이션 그래픽을 이용한 방송 영상의 출력 장치로써 애플리케이션 그래픽 출력 장치의 PCI 대역폭을 독점하지 않고 메모리와의 억세스 횟수를 줄일 수 있다.
영상 처리, 애플리케이션 그래픽, 그래픽 혼합부, 복호화기, 오버레이

Description

애플리케이션 그래픽을 이용한 방송 영상의 출력 장치{Apparatus to generate broadcasting videos using application graphics}
도 1은 일반적인 X86 기반의 DTV에서 X86의 비디오 프로세서를 통한 화면을 출력하는 과정을 도시한 도면.
도 2는 일반적인 X86 기반의 DTV에서 MPEG 복호화기를 통한 화면을 출력하는 과정을 도시한 도면.
도 3은 본원 발명의 바람직한 실시예의 구성도를 도시한 도면.
도 4는 본원 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상복호화기의 구성도를 도시한 도면.
도 5는 본원 발명을 바람직한 실시예의 기능적 흐름도를 도시한 도면.
본원 발명은 애플리케이션 그래픽을 이용한 방송 영상의 출력 장치에 관한 것이다.
일례로 방송 영상 디스플레이 장치인 DTV와 애플리케이션 그래픽 출력 장치인 X86 시스템을 예를 들어 설명하기로 한다. 기존의 경우 X86시스템이 전원이 켜진 후 지정된 OS가 부팅된 후 장치 드라이버가 구동되어 DTV가 동작한다. 이러한 경우 DTV 화면이 나오기까지 약 8-20초의 시간이 걸린다. 이는 현실적으로 X86에서 DTV 기능을 수행하는데 있어서 제약이 따른다.
X86시스템은 크게 노스브리지와 사우스브리지을 통하여 데이터가 이동한다. 노스브리지는 메인보드 가운데를 기준으로 중앙처리장치(CPU) 소켓 쪽에 있는 집적회로이다. 일반적으로는 CPU와 연결하는 호스트 인터페이스를 포함하는 시스템 컨트롤러를 가르킨다. 이밖에 메모리 뱅크를 연결하는 메모리 인터페이스, AGP 버스와 연결해서 그래픽카드를 제어하는 AGP 인터페이스가 있다. 열이 많이 발생되므로 칩셋 위에 방열판이 장착되어 있다. 다른 기능들은 사우스브리지 칩에 의해 제공된다. 사우스브리지는 하드디스크 데이터 라인, 주변 장치를 연결하기 위해 노스브리지보다는 비교적 느린 데이터 라인을 연결한다.
디지털 TV의 X86 시스템에서는, MPEG 전송 스트림 형식의 디지털 방송 데이터를 수신하여 복호화하고, CPU는 애플리케이션의 실행에 필요한 연산 및 그래픽 작업 등을 수행하여 관련 데이터를 메모리에 저장하며, 그래픽 관련 장치는 방송 영상과 애플리케이션 그래픽을 오버레이(overlay)하여 화면으로 출력한다.
도 1 및 도 2를 통해 기존의 일반적인X86 시스템 기반의 DTV에서 화면을 출력하는 방법을 설명한다. 도 1 및 도 2의 점선은 복호화된 데이터에 애플리케이션 그래픽 데이터로 처리를 한 후 방송 영상으로 출력하기까지, MPEG 복호화기의 복호화된 데이터가 메모리부를 억세스(access)하는 과정을 도시한다.
도 1은 일반적인 X86 기반의 DTV에서 X86의 비디오 프로세서를 통해 화면을 출력하는 과정을 도시한다. 이 방법에 의하면, 그래픽 출력 장치에 대해 주변장치로 MPEG(Moving Picture Experts Group) 복호화기가 장착되어, PCI(Peripheral Component Interconnect) 버스를 통해 데이터의 이동이 발생한다. MPEG 복호화기에서 복호화된 외부 입력 영상이 PCI 버스를 통해 사우스브리지로 이동하고, 사우스브리지와 연결된 노스브리지를 통해 메모리로 저장된다. 메모리에 저장된 데이터는 애플리케이션의 실행 및 관련 작업을 위해 메모리로부터 다시 노스브리지로 이동하여 노스브리지에 연결된 그래픽처리부로 전달되어 그래픽 관련 처리 후 디스플레이 장치로 출력되게 된다.
이때, 사용자가 디지털 방송을 시청하기 위해서는 방대한 양의 복호화된 외부 입력 데이터가 실시간으로 전송되어야 하므로 PCI 버스의 대역폭을 독점해야 하므로, 다른 작업을 하기 힘들게 되는 문제가 생긴다. 또한, 도 1의 점선의 흐름에 따라, 방대한 양의 복호화된 외부 입력 데이터가 X86 시스템에서 애플리케이션 그래픽과 처리하기 위해, 먼저 X86 시스템의 메모리부에 저장되었다가, 메모리부에서 그래픽처리부로 다시 옮겨야 하므로 메모리부를 자주 억세스해야 한다.
도 2는 일단적인 X86 기반의 DTV에서 MPEG 복호화기를 통해 화면을 출력하는 과정을 도시한다. 이 경우, 메모리에 저장된 애플리케이션 그래픽 데이터가 노스브리지를 통해 사우스브리지로 이동하고, 사우스브리지에 연결된 PCI 버스를 통해 PCI 버스에 주변 장치로서 연결되어 있는 MPEG 복호화기에 전달된다. 도 2의 점선의 흐름대로 복호화된 외부 입력 데이터는 메모리부에 저장되어 있는 애플리케이션 그래픽 데이터와 처리되기 위해 도 1의 경우보단 적은 횟수로 메모리부를 억세스할 수 있다.
그러나 일반적으로 MPEG 복호화기의 그래픽 처리 성능이 X86 시스템의 그래픽 처리 성능에 비해 낮으므로, 이러한 방법에 의하면 오버레이 및 화면의 가공이 MPEG 복호화기의 그래픽 처리 성능에 종속되게 되어 화질이 저하되는 문제가 발생한다. 또한 사용자가 X86 애플리케이션 그래픽 데이터를 보기 위해서는 방대한 양의 애플리케이션 그래픽 데이터가 실시간으로 PCI 버스를 통해 전송되어야 하므로 PCI 대역폭을 독점하거나 기존의 PCI 대역폭으로는 충분하지 않다.
따라서 본원 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 애플리케이션 그래픽 출력 장치에서 애플리케이션 그래픽 데이터를 출력하여 영상복호화기의 그래픽 입력으로 활용하는데 있어서, 애플리케이션 그래픽을 이용하여 입력된 원영상을 처리하여 방송 영상을 생성하고 출력하는 장치를 제시한다. 애플리케이션 그래픽 출력 장치와 영상복호화기의 작업을 독립적으로 수행함으로써, 애플리케이션 그래픽 출력 장치의 PCI 대역폭을 독점하지 않고 메모리와의 억세스(access) 횟수를 줄이고, 노스브리지와 사우스브리지를 통하여 데이터를 교환해야 하는 시간을 단축시킴으로써 애플리케이션 그래픽 출력 장치를 효율적으로 이용하고자 한다.
또한 MPEG 전송 스트림을 복호화하여 방송 영상으로 출력하는데 있어서, 애플리케이션 그래픽 데이터와 복호화된 원영상을 오버레이하여 하나의 영상으로 출력하는 장치를 제시한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해, 본원 발명의 일 특징에 따른 애플리케이션 그래픽을 이용한 방송 영상의 출력 장치는, 애플리케이션 그래픽을 생성하는 그래픽처리부, 그래픽처리부의 실행에 필요한 연산을 수행하는 중앙처리부, 그래픽처리부와 중앙처리부를 연결하고, 상기 애플리케이션 그래픽을 출력하는 출력 포트를 포함하는 연결부를 포함하는 그래픽 출력 장치 및 그래픽 출력 장치에서 생성된 애플리케이션 그래픽을 출력 포트를 통해 입력 받아, 중앙 처리부와는 독립적으로 방송 영상을 생성하여 출력하는 영상복호화기를 포함한다.
본원 발명의 상기 기술적 과제를 달성하기 위해서, 영상복호화기는 외부로부터 입력된 압축형식의 원영상을 수신하고 복호화하는 압축영상 처리부 및 압축영상 처리부에서 복호화된 영상을 애플리케이션 그래픽과 오버레이하여 하나의 영상을 생성하고 출력하는 그래픽 혼합부를 포함한다.
본원 발명의 바람직한 실시예에서, 그래픽 출력 장치의 연결부는 노스브리지를 포함한다.
본원 발명의 바람직한 실시예에서, 그래픽 출력 장치는 연결부에 연결되어 그래픽처리부에서 생성된 애플리케이션 그래픽을 입력받아 저장하고 출력하는 메모리부를 포함한다.
본원 발명의 일 실시예에서, 애플리케이션 그래픽은 디지털 RGB, 디지털 ARGB, YCbCr, 수평동기신호(H sync), 수직동기신호(V sync) 중 어느 하나의 형식의 신호이다.
본원 발명의 일 실시예에서 중앙처리부, 그래픽처리부, 메모리부 및 노스브리 지 등을 포함하는 애플리케이션 그래픽 출력 장치는 X86 시스템일 수 있다.
이하 본원 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본원 발명의 바람직한 실시예의 구성도를 도시한다.
본원 발명의 일 실시예에 따른 애플리케이션 그래픽을 이용한 방송 영상의 출력 장치(300)는 애플리케이션 그래픽 출력 장치(302)와 영상 복호화기(312)를 포함하고, 애플리케이션 그래픽 출력 장치는 중앙처리부(304), 노스브리지(306), 메모리부(308), 그래픽처리부(310)를 포함한다.
중앙처리부(304)는 노스브리지와 연결되어 그래픽처리부의 애플리케이션 그래픽 생성 과정, 생성된 애플리케이션 그래픽을 메모리부로 저장하는 과정, 메모리부에 저장된 애플리케이션 그래픽을 출력하는 과정 등을 제어한다. 중앙처리부는 X86 시스템의 프로세서일 수 있다.
노스브리지(306)는 중앙처리부, 메모리부, 그래픽처리부와 연결되어 중앙처리부의 제어에 따라 각각의 구성요소의 데이터 교환 통로가 된다.
노스브리지(306)는 그래픽 출력 장치에서 출력된 애플리케이션 그래픽을 외부 장치로 출력할 수 있는 출력 포트를 가진다. 이에 따라 영상복호화기가 그래픽 출력 장치의 제어 없이 독립적으로 동작할 수 있다.
메모리부(308)는 중앙처리부의 제어에 따라 노스브리지로부터 연결되는 메모리 버스를 통해 전송되어 온 애플리케이션 그래픽 데이터를 저장한다. 또한 중앙처리부의 지시가 있으면, 애플리케이션 그래픽 데이터를 외부 장치로 출력하기 위 해 노스브리지로 출력한다.
그래픽처리부(310)는 중앙처리부의 제어에 따라 애플리케이션 그래픽을 생성하고 노스브리지로 출력하고, 애플리케이션 그래픽은 메모리부에 저장된다.
그래픽처리부에서 생성된 애플리케이션 그래픽은 디스플레이에 출력될 방송 영상을 생성하기 위해 외부로부터 입력된 원영상에 함께 처리된다. 생성된 애플리케이션 그래픽은 디지털 RGB, 디지털 ARGB, YCbCr, 수평동기신호(H sync), 수직동기신호(V sync) 등의 형식을 가질 수 있다.
영상복호화기(312)는 그래픽 출력 장치의 노스브리지의 출력 포트를 통해 출력되는 애플리케이션 그래픽을 그래픽 입력 포트를 통해 전송받고, 결과 영상을 생성하여 디스플레이로 출력한다.
영상복호화기에서는 디스플레이에 출력될 방송 영상을 생성하기 위해 외부로부터 입력된 압축 형태의 원영상을 복호화하고, 그래픽 출력 장치의 제어와는 독립적으로, 복호화된 입력 영상을 애플리케이션 그래픽과 소정의 처리 후 하나의 영상으로 생성하여, 디스플레이로 출력한다.
여기서 디스플레이는 CRT, LCD 등일 수 있으며, 영상복호화기에서 출력한 최종 결과 영상을 시청자에게 표시하게 된다.
기존의 영상복호화기는 애플리케이션 그래픽 출력 장치의 주변 장치로써 연결되어, PCI 버스의 데이터 전송 속도에 종속된다. 그러나 본원 발명의 실시예에 따르면, 애플리케이션 그래픽 출력 장치와 영상복호화기를 독립적으로 구성하는 한편, 영상복호화기와 애플리케이션 그래픽 출력 장치와의 데이터 교환이 노스브리지 의 출력 포트와 영상복호화기의 입력 포트를 이용하여 이루어지므로, 데이터 전송 속도가 느린 사우스브리지를 통하여 노스브리지에 연결되는 것에 비해 작업에 효율성을 기할 수 있다. 이는 영상복호화기와 애플리케이션 그래픽 출력 장치의 기능이 독립적으로 수행되므로 가능하다.
또한, 영상복호화기가 PCI 버스에 연결되지 않아 PCI 대역폭을 독점하지 않으므로, 애플리케이션 그래픽 출력 장치의 PCI 버스에 연결된 다른 주변 장치들과의 작업에 영향을 미치지 않는다. 따라서 애플리케이션 그래픽 출력 장치에 있어서도 방송 영상을 위해 오버레이될 애플리케이션 그래픽을 생성하면서 다른 작업 수행의 효율성이 덜 저하된다.
이하에서는, 도 4를 참고로 영상복호화기(312)에서 복호화된 원영상과 애플리케이션 그래픽을 오버레이하는 과정을 설명한다.
도 4는 본원 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상복호화기(312)의 구성도를 도시한 도면이다. 영상복호화기(312)는 압축영상 처리부(402) 및 그래픽 혼합부(404)를 포함한다.
압축영상 처리부(402)는 외부로부터 입력된 압축형식의 원영상을 수신하여 애플리케이션 그래픽 데이터와 처리할 수 있는 형식으로 복호화하여 그래픽 혼합부로 출력한다.
압축영상 처리부에서는 압축형식의 원영상을 애플리케이션 그래픽과 오버레이 등의 영상 처리를 할 수 있는 형식으로 복호화한다. 외부로부터 입력된 압축형식의 원영상은 MPEG 전송 스트림일 수 있으며, 이때 영상복호화기는 MPEG 복호화기 일 수 있다.
그래픽 혼합부(404)는 애플리케이션 그래픽 데이터를 노스브리지로부터 입력받고 결과 영상을 디스플레이로 출력한다.
그래픽 혼합부로 입력되는 애플리케이션 그래픽 데이터는 그래픽처리부에서 생성되어 메모리부에 저장되어 있는 데이터로써, 중앙처리부의 지시에 따라 다시 메모리부에서 노스브리지로 출력하여, 노스브리지의 출력 포트 및 영상복호화기의 그래픽 입력 포트를 통해 그래픽 혼합부로 입력된다. 또한 외부로부터 입력받은 압축형식의 원영상을 압축영상 처리부에서 복호화한 영상 데이터를 곧바로 입력받아, 그래픽 출력 장치의 제어 없이, 메모리부로부터 전송받은 애플리케이션 그래픽 데이터와 오버레이하여 한 화면에 표시되도록 하나의 영상 신호를 생성하여 디스플레이로 출력한다.
본원 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 애플리케이션 그래픽 출력 장치의 그래픽처리부에서 생성된 애플리케이션 그래픽이 메모리부로부터 이동하여, 영상복호화기에서 복호화된 원영상과 오버레이하여 디스플레이에 출력될 최종 영상을 영상복호화기에서 생성하여 출력한다.
따라서 디스플레이에 출력할 최종 영상을 생성하는데 있어서 메모리 억세스(access) 횟수의 관점에서, 본원 발명의 바람직한 실시예와 애플리케이션 그래픽 출력 장치의 그래픽처리부에서 디스플레이로 출력될 최종 영상을 생성하여 출력하는 경우를 비교해 볼 수 있다. 후자의 경우에는 영상복호화기에서 복호화된 영상을 애플리케이션 그래픽 출력 장치의 메모리부로 전송하고, 다시 메모리부로부터 그래픽처리부로 전송하여 그래픽처리부에서 생성한 애플리케이션 그래픽과 오버레이하게 된다.
따라서 본원 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 오버레이 작업을 위해 원영상 데이터가 애플리케이션 그래픽 데이터가 저장된 메모리부를 억세스하는 단계를 생략하고 상대적으로 부피가 작은 애플리케이션 그래픽 데이터가 메모리부를 이동하게 되므로, 후자의 경우에 비해 메모리 억세스(access) 횟수를 단축할 수 있다.
도 5는 본원 발명의 바람직한 실시예에 따른 방송 영상과 애플리케이션 그래픽의 출력 방법에 대한 흐름도이다.
단계(502)에서는 그래픽 출력 장치의 중앙처리부의 제어에 따라 그래픽처리부가 디스플레이에 출력하기 위해 외부로부터 입력받은 원영상과 함께 처리할 애플리케이션 그래픽을 생성한다.
단계(504)에서는 그래픽처리부가 생성한 애플리케이션 그래픽 데이터를 노스브리지로 출력하고, 메모리부로 전송하여 메모리부에 저장한다.
단계(506)에서는 그래픽 출력 장치의 중앙처리부의 지시에 따라 메모리에 저장되어 있는 애플리케이션 그래픽 데이터를 노스브리지로 출력하고, 노스브리지를 통해 영상복호화기로 전송한다. 이때 영상복호화기는 그래픽 출력 장치와 독립적으로 작동되므로 노스브리지에서 영상복호화기로 연결되는 출력 포트로 애플리케이션 그래픽 데이터를 출력하게 된다.
단계(508)에서는 영상복호화기에서, 외부로부터 입력된 원영상을 최종적으로 디스플레이에 출력될 영상으로 가공되기 위해 압축형식의 원본영상을 복호화한 다.
단계(510)에서는 영상복호화기에서, 그래픽 출력 장치에서 영상복호화기의 입력 포트를 통해 영상복호화기로 입력된 애플리케이션 그래픽과 외부로부터 입력되어 영상복호화기에서 복호화된 원영상을 오버레이하여 하나의 영상으로 생성한다.
단계(512)에서는 영상복호화기에서 최종적으로 생성된 영상을 디스플레이로 출력하고 화면에 표시한다.
본원 발명은 많은 다른 형태의 실시예가 가능하지만, 여기서 도면에 도시되고 상세히 설명된 예들은 본 발명의 최적화된 실시예들이며, 상기 상세한 설명은 발명의 원리의 예시로써 간주되고자 함이지, 본 발명의 넓은 측면을 도시된 실시예들로 정하려는 것이 아니라는 것을 명심하여야 한다. 본원 발명에 관해 상기 전술한 예시 구성들은 이 기술 분야에서 숙련된 이들이에게 알려진 많은 방법으로 구현될 수 있다. 그리하여 본 발명은 여기서 설명된 예시 실시예에만 한정되지 않는다.
본 발명은 특정 바람직한 형태를 참고로 그것에 대해 매우 상세하게 설명되었다. 그러다 다른 형태들도 가능하다. 그리하여 첨부된 청구항들의 의도의 범위는 여기서 포함된 바람직한 형태의 상세한 설명에 제한되어서는 안 된다.
본원 발명은 애플리케이션 그래픽 출력 장치에서 애플리케이션 그래픽 데이터를 출력하여 영상복호화기의 그래픽 입력으로 활용하는데 있어서, 방송 영상과 그 애플리케이션 그래픽의 처리하고 출력하는 장치를 제시한다. 애플리케이션 그래픽 출력 장치와 영상복호화기의 작업을 독립적으로 수행하고, 애플리케이션 그래픽 출력 장치의 그래픽처리부에서 생성된 애플리케이션 그래픽 데이터가 메모리로부터 영상복호화기로의 직접 이동이 가능하게 하여, 애플리케이션 그래픽 출력 장치의 PCI 대역폭을 독점하지 않으므로 그래픽 출력 장치는 본원 발명의 실시예에 따른 영상복호화기와 작업을 수행하면서도, 다른 주변장치와 작업하는데 있어 효율성을 높이는 효과가 있다.
게다가, 영상복호화기에서 복호화된 영상과 애플리케이션 그래픽을 처리하여 디스플레이에 출력하게 되므로, 그래픽 출력 장치의 그래픽처리부에서 복호화된 원영상에 애플리케이션 그래픽을 처리한 후 출력하는 경우에 비해 메모리와의 억세스 횟수를 줄일 수 있는 효과를 가진다. 또한, 노스브리지와 사우스브리지를 통하여 데이터가 교환되는 시간을 단축시킴으로써 애플리케이션 그래픽 출력 장치를 효율적으로 이용할 수 있다.
또한 MPEG 전송 스트림을 복호화하여 방송 영상으로 출력하는데 있어서, 애플리케이션 그래픽 데이터와 복호화된 수신 영상을 오버레이하여 출력하는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 애플리케이션 그래픽을 생성하는 그래픽처리부;
    상기 그래픽처리부의 실행에 필요한 연산을 수행하는 중앙처리부; 및
    상기 그래픽처리부 및 상기 중앙처리부를 연결하고, 상기 애플리케이션 그래픽을 출력하는 출력 포트를 포함하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래픽 출력 장치; 및
    상기 그래픽 출력 장치에서 생성된 애플리케이션 그래픽을 상기 출력 포트를 통해 입력 받아, 상기 중앙 처리부와는 독립적으로 방송 영상을 생성하여 출력하는 영상복호화기를 포함하는 것을 특징으로 하는 애플리케이션 그래픽을 이용한 방송 영상의 출력 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 영상복호화기는 외부로부터 입력된 압축형식의 원영상을 수신하고 복호화하는 압축영상 처리부; 및
    상기 압축영상 처리부에서 복호화된 영상을 상기 애플리케이션 그래픽과 오버레이하여 하나의 영상을 생성하고 출력하는 그래픽 혼합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 애플리케이션 그래픽을 이용한 방송 영상의 출력 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 연결부는 노스브리지인 것을 특징으로 하는 애플리케이션 그래픽을 이용한 방송 영상의 출력 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 그래픽 출력 장치는 상기 연결부에 연결되어 상기 그래픽처리부에서 생성된 상기 애플리케이션 그래픽을 입력받아 저장하고 출력하는 메모리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 애플리케이션 그래픽을 이용한 방송 영상의 출력 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 애플리케이션 그래픽은 디지털 RGB, 디지털 ARGB, YCbCr, H sync, V sync 중 어느 하나의 형식의 신호인 것을 특징으로 하는 애플리케이션 그래픽을 이용한 방송 영상의 출력 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19980039202A (ko) * 1996-11-27 1998-08-17 양승택 통합 멀티미디어 데이터 입출력 장치의 구조 및 그 구동 방법
KR20050039068A (ko) * 2003-10-23 2005-04-29 한국전자통신연구원 알아이에스시와 디에스피의 듀얼 프로세서를 갖는 비디오신호처리시스템

Patent Citations (2)

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