知识点标记生成系统及其方法
文献发布时间:2023-06-19 09:35:27
技术领域
本发明涉及一种标记生成系统及其方法,特别是知识点标记生成系统及其方法。
背景技术
随着科技的进步以及网路的发展,学习者可以在课堂结束后通过教学时所录制的影音档案进行学习或复习。
目前学习者欲进行学习时,仅能通过影音档案的标题进行检索,然而,标题能提供的信息有限,学习者可能需完整浏览整个影片后才能知道所述是否符合其学习需求,存在有耗时的问题。
此外,当学习者欲进行复习时,因通常不会知道自己要复习的课堂的重点(即知识点)在影音档案中的播放时间,使得学习者必须要持续拖动播放时间轴上的播放进度指针或是快转影片,通过搜寻欲观看的片段,明显造成学习者的不便。
综上所述,可知先前技术中存在需要浏览整个课堂的影音档案才能知道所述是否符合其学习需求以及需通过拖动播放进度指针或是快转影片方式搜寻知识点所在的片段而造成学习者的不便问题,因此实有必要提出改进的技术手段,来解决此一问题。
发明内容
本发明公开一种知识点标记生成系统及其方法。
首先,本发明公开一种知识点标记生成系统,其包括:撷取装置、语音辨识装置、处理装置以及整合装置。撷取装置用以在课堂中持续撷取并分析电脑画面影像、投影影像与/或板书影像,以持续取得文本,并基于电脑画面影像、投影影像与/或板书影像的字型与/或字体颜色以及被点选的文字撷取文本中的至少一第一关键词汇。语音辨识装置用以在课堂中持续接收声音信号,并持续将声音信号通过语音转文字方式转换成文字字串,以及通过声纹辨识或声源辨识方式判断发出声音信号的身分,并基于发出声音信号的身分与/或多个预设词汇撷取文字字串中的至少一第二关键词汇。处理装置用以在课堂结束后通过统计方式分析撷取装置所持续取得的文本,以取得至少一第一候选词汇;在课堂结束后通过统计方式分析语音辨识装置所持续取得的文字字串,以取得至少一第二候选词汇;以及将至少一第一关键词汇、至少一第二关键词汇、至少一第一候选词汇与至少一第二候选词汇依据其对应的权重进行分析程序而取得标签词汇。整合装置用以在课堂结束后依据语音辨识装置所持续取得的文字字串中出现具有标签词汇的每一语句的时间区段,且当相邻的所述些时间区段之间的时间差小于特定时间长度时,将相邻的所述些时间区段合并为时间区间,接着,在课堂中所拍摄的影音档案的时间轴上设置对应未被合并的时间区段与时间区间的多个知识点标记,以形成具有所述些知识点标记的影音档案。
此外,本发明公开一种知识点标记生成方法,其步骤包括:提供知识点标记生成系统,其包括撷取装置、语音辨识装置、处理装置以及整合装置;撷取装置在课堂中持续撷取并分析电脑画面影像、投影影像与/或板书影像,以持续取得文本;撷取装置基于电脑画面影像、投影影像与/或板书影像内的字型与/或字体颜色以及被点选的文字撷取文本中的至少一第一关键词汇;语音辨识装置在课堂中持续接收声音信号,并持续将声音信号通过语音转文字方式转换成文字字串;语音辨识装置通过声纹辨识或声源辨识方式判断发出声音信号的身份;语音辨识装置基于发出声音信号的身份与/或多个预设词汇撷取文字字串中的至少一第二关键词汇;处理装置在课堂结束后通过统计方式分析撷取装置所持续取得的文本,以取得至少一第一候选词汇;处理装置在课堂结束后通过统计方式分析语音辨识装置所持续取得的文字字串,以取得至少一第二候选词汇;处理装置将至少一第一关键词汇、至少一第二关键词汇、至少一第一候选词汇与至少一第二候选词汇依据其对应的权重进行分析程序而取得标签词汇;以及整合装置在课堂结束后依据语音辨识装置所持续取得的文字字串中出现具有标签词汇的每一语句的时间区段,且当相邻的所述些时间区段之间的时间差小于特定时间长度时,将相邻的所述些时间区段合并为时间区间,接着,在课堂中所拍摄的影音档案的时间轴上设置对应未被合并的时间区段与时间区间的多个知识点标记,以形成具有所述些知识点标记的影音档案。
本发明所公开的系统与方法如上,与现有技术的差异在于本发明是通过将在课堂中通过文字方式强调的至少一第一关键词汇、在课堂中通过声音方式强调的至少一第二关键词汇、在课堂中通过文字方式重复出现的至少一第一候选词汇以及在课堂中通过声音方式重复出现的至少一第二候选词汇依据其对应的权重进行分析程序而取得至少一标签词汇,并对应标签词汇出现的时间区段与时间区间,在课堂中所拍摄的影音档案的时间轴上设置知识点标记,以形成具有知识点标记的影音档案。
通过上述的技术手段,本发明可以让学习者不需要浏览整个课堂的影音档案就可以了解所述课堂的知识点及其所存在的片段,方便学习者进行重点学习或复习。
附图说明
图1为本发明知识点标记生成系统的一实施例系统方块图。
图2A与图2B为图1的知识点标记生成系统执行知识点标记生成方法的一实施例方法流程图。
【附图标记列表】
50 直播模块
60 标记模块
70 传输模块
100 知识点标记生成系统
110 撷取装置
112 摄影模块
114 解析模块
120 语音辨识装置
122 麦克风模块
124 转换模块
126 声纹辨识模块
130 处理装置
140 整合装置
150 用户端
160 行为侦测装置
162 摄影模块
164 解析模块
步骤210 提供知识点标记生成系统,其包括:撷取装置、语音辨识装置、处理装置以及整合装置
步骤220 撷取装置在课堂中持续撷取并分析电脑画面影像、投影影像与/或板书影像,以持续取得文本
步骤230 撷取装置基于电脑画面影像、投影影像与/或板书影像内的字型与/或字体颜色以及被点选的文字撷取文本中的至少一第一关键词汇
步骤240 语音辨识装置在课堂中持续接收声音信号,并持续将声音信号通过语音转文字方式转换成文字字串
步骤250 语音辨识装置通过声纹辨识或声源辨识方式判断发出声音信号的身份
步骤260 语音辨识装置基于发出声音信号的身份与/或多个预设词汇撷取文字字串中的至少一第二关键词汇
步骤270 处理装置在课堂结束后通过统计方式分析撷取装置所持续取得的文本,以取得至少一第一候选词汇
步骤280 处理装置在课堂结束后通过统计方式分析语音辨识装置所持续取得的文字字串,以取得至少一第二候选词汇
步骤290 处理装置将至少一第一关键词汇、至少一第二关键词汇、至少一第一候选词汇与至少一第二候选词汇依据其对应的权重进行分析程序而取得标签词汇
步骤300 整合装置在课堂结束后依据语音辨识装置所持续取得的文字字串中出现具有标签词汇的每一语句的时间区段,且当相邻的该些时间区段之间的时间差小于一特定时间长度时,将相邻的该些时间区段合并为一时间区间,接着,在课堂中所拍摄的影音档案的时间轴上设置对应未被合并的时间区段与时间区间的多个知识点标记,以形成具有该些知识点标记的影音档案
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式,通过对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
在说明本发明所公开的知识点标记生成系统及其方法之前,先对本发明的名词进行说明,本发明所述的知识点是指课程中资讯传递的基本单元,因此,可以知道知识点与课程的学习导航具有重要的作用。本发明可通过课堂上所发生的行为与事件依据其对应的权重进行分析,以取得该课堂所具有的知识点,可以让学习者通过教学时所录制的影音档案进行学习或复习时,不需要浏览整个课堂的影音档案就可以了解该课堂的知识点及其所存在的片段。此外,本发明所述的撷取装置、语音辨识装置与行为侦测装置可于每一课堂开始时同步启动运行,并于每一课堂结束后同步停止运行。
请参阅图1、图2A与图2B,图1为本发明知识点标记生成系统的一实施例系统方块图,图2A与图2B为图1的知识点标记生成系统执行知识点标记生成方法的一实施例方法流程图。在本实施例中,知识点标记生成系统100,其包括:撷取装置110、语音辨识装置120、处理装置130以及整合装置140(步骤210)。其中,撷取装置110与处理装置130连接,语音辨识装置120与处理装置130连接,处理装置130与整合装置140连接。
其中,撷取装置110、语音辨识装置120、处理装置130以及整合装置140可以利用各种方式来实现,包括软体、硬体、韧体或其任意组合。在实施例中提出的技术使用软体或韧体可以被储存在机器可读储存媒体上,例如:唯读记忆体(ROM)、随机存取记忆体(RAM)、磁盘储存媒体、光储存媒体、快闪记忆体装置等等,并且可以由一个或多个通用或专用的可程式化微处理器执行。撷取装置110与处理装置130之间、语音辨识装置120与处理装置130之间以及处理装置130与整合装置140之间可通过无线或有线的方式相互连接,以进行信号与资料的传递。
撷取装置110在课堂中持续撷取并分析电脑画面影像、投影影像与/或板书影像,以持续取得文本(步骤220)。更详细地说,撷取装置110可包括摄影模块112与解析模块114,摄影模块112连接解析模块114。其中,摄影模块112可用以在每一课堂上持续拍摄讲台上的影像,讲台上的影像的内容可包括:投影画面与/或教室黑板或白板,以撷取所述投影影像与/或板书影像,但本实施例并非用以限定本发明,可依据实际需求进行调整。举例而言,当上电脑课程时,摄影模块112可用以持续拍摄教学者所操作的电脑画面,以撷取所述电脑画面影像。需注意的是,摄影模块112所持续拍摄的内容需包括教学者进行教学时所提供具有文字的辅助教学资料,例如:讲义、投影片、黑板或白板上的板书等。解析模块114可持续接收并分析摄影模块112所撷取的电脑画面影像、投影影像与/或板书影像,以取得每一电脑画面影像、每一投影影像与/或每一板书影像中的文字,以产生对应的文本(text)。其中,解析模块114系通过光学字元辨识(optical character recognition,OCR)技术将每一电脑画面影像、每一投影影像与/或每一板书影像所具有的文字撷取出来,以形成文本(即图像转文字)。
撷取装置110基于电脑画面影像、投影影像与/或板书影像内的字型与/或字体颜色以及被点选的文字撷取文本中的至少一第一关键词汇(步骤230)。更详细地说,由于教学者于课堂进行教学时所提供的辅助教学资料中的文字可具有不同的字型与/或字体颜色,以加强某些知识点(即重点)的传递,使得学习者可通过具有特殊的字型与/或字体颜色的文字了解教学者所要传达的知识点(即重点),因此,撷取装置110可基于电脑画面影像、投影影像与/或板书影像内的字型与/或字体颜色撷取文本中的至少一第一关键词汇(即可能的知识点),其中,字型可包括但不限于字体大小、字体粗细、字体的类型、字体是否为斜体、字体是否有底线与字体是否有文字效果,每一第一关键词汇即由具有特殊的字型与/或字体颜色的相邻文字所组成的词汇。此外,在本实施例中,也可将教学者于课堂进行教学时所点选(其包含用手、雷射笔或电脑游标指向或选取)电脑画面影像、投影影像与/或板书影像内的文字为其想加强传达的知识点(即重点),因此,撷取装置110也可基于电脑画面影像、投影影像与/或板书影像内被点选的文字撷取文本中的至少一第一关键词汇(即可能的知识点),其中,每一第一关键词汇即由被点选的文字所组成的词汇。需注意的是,通过不同方式(例如:特殊字型、特殊字体颜色与被点选的文字)所撷取的每一第一关键词汇,其在后续处理装置130进行分析程序所对应的权重可能相同或不相同,可依据实际需求进行调整。
语音辨识装置120在课堂中持续接收声音信号,并持续将声音信号通过语音转文字方式转换成文字字串(步骤240)。更详细地说,语音辨识装置120可包括麦克风模块122与转换模块124,麦克风模块122可用以持续接收课堂中教学者与学习者所发出的声音(即声音信号),转换模块124可通过语音转文字方式将麦克风模块122所持续接收到的声音信号转换成文字字串。其中,麦克风模块122可包括多个麦克风单元(未绘制),用以配置于教室的各个地方,以完整接收整个教室内于课堂中教学者与学习者所发出声音(即声音信号),麦克风单元的数量与配置位置可依据实际需求进行调整。
语音辨识装置120通过声纹辨识或声源辨识方式判断发出声音信号的身份(步骤250)。更详细地说,由于语音辨识装置120还可包括声纹辨识模块126,用以辨识麦克风模块122所接收到的声音信号为教学者或学习者所发出,进而判断转换模块124所对应转换出来的文字字串为教学者或学习者所说的话语。此外,在本实施例中,由于教学者的位置通常为讲台附近(即教室较为前方的位置),而学习者的位置相较于教学者的位置通常为教室中间或后方的位置,因此,也可通过麦克风模块122判断出声源位置进而判断发出声音信号的身份。更详细地说,由于麦克风模块122可包括多个配置于教室的各个地方的麦克风单元,因此,麦克风模块122可根据该些麦克风单元接收到同一声音信号的时间差与该些麦克风单元的相对配置位置来判断该声音信号的位置,再依据该声音信号的位置判断该声音信号为教学者或学习者所发出,进而判断转换模块124所对应转换出来的文字字串为教学者或学习者所说的话语。
语音辨识装置120基于发出声音信号的身份与/或多个预设词汇撷取文字字串中的至少一第二关键词汇(步骤260)。更详细地说,由于教学者发出的声音信号其所对应取得的文字字串与/或含有预设词汇(例如:特别、关键、重点、必背、考点等)其所对应取得的文字字串可能包含该课堂的知识点的机率很高,因此,语音辨识装置120可在教学者发出的声音信号其所对应取得的文字字串与/或含有预设词汇(例如:特别、关键、重点、必背、考点等)其所对应取得的文字字串中撷取出至少一第二关键词汇(即可能的知识点)。其中,第二关键词汇的撷取可通过语意分析方式取得,但本实施例并非用以限定本发明。此外,在另一实施例中,教学者于教学过程中所发出音量较大的声音信号其所对应取得的文字字串也可做为撷取第二关键词汇的参数之一。
需注意的是,在教学者发出的声音信号其所对应取得的文字字串与/或含有预设词汇(例如:特别、关键、重点、必背、考点等)其所对应取得的文字字串中所撷取的每一第二关键词汇,其在后续处理装置130进行分析程序所对应的权重可能相同或不相同,可依据实际需求进行调整。
处理装置130在课堂结束后通过统计方式分析撷取装置110所持续取得的文本,以取得至少一第一候选词汇(步骤270)。更详细地说,处理装置130先将撷取装置110所取得的该些文本中的词汇进行统计,再将出现频率较高的前几个词汇定义为第一候选词汇(即可能的知识点)。需注意的是,由于任一字汇出现频率出现过高时,该字汇可能为该课堂的主轴,不适宜成为后面步骤所述之标签词汇,因此,当处理装置130在该课堂结束后通过统计方式分析该撷取装置110所持续取得的该文本时,若判断任一字汇出现频率超出预设值时,排除该字汇成为第一候选词汇,其中,预设值的大小可依据实际需求进行调整。
处理装置130在课堂结束后通过统计方式分析语音辨识装置120所持续取得的文字字串,以取得至少一第二候选词汇(步骤280)。更详细地说,处理装置130先将语音辨识装置120所取得的该些文字字串中的词汇进行统计,再将出现频率较高的前几个词汇定义为第二候选词汇(即可能的知识点)。需注意的是,由于任一字汇出现频率出现过高时,该字汇可能为该课堂的主轴,不适宜成为后面步骤所述的标签词汇,因此,当处理装置130在该课堂结束后通过统计方式分析语音辨识装置120所持续取得的文字字串时,若判断任一字汇出现频率超出预设值时,排除该字汇成为第二候选词汇,其中,预设值的大小可依据实际需求进行调整。
处理装置130将至少一第一关键词汇、至少一第二关键词汇、至少一第一候选词汇与至少一第二候选词汇依据其对应的权重进行分析程序而取得标签词汇(步骤290)。更详细地说,由于第一关键词汇、第二关键词汇、第一候选词汇与第二候选词汇是否成为知识点的机率不同,因此,在决定该课堂的知识点所进行的分析程序中,第一关键词汇、第二关键词汇、第一候选词汇与第二候选词汇所对应的权重不同,可依据实际需求进行调整。其中,分析程序即通过第一关键词汇、第二关键词汇、第一候选词汇与第二候选词汇及其所对应的权重决定该课堂的知识点(即标签词汇),知识点(即标签词汇)的数量可依据实际需求进行调整。
当知识点(即标签词汇)的数量为一个时,整合装置140在课堂结束后依据语音辨识装置120所持续取得的文字字串中出现具有标签词汇的每一语句的时间区段,且当相邻的该些时间区段之间的时间差小于特定时间长度时,将相邻的该些时间区段合并为时间区间,接着,在课堂中所拍摄的影音档案的时间轴上设置对应未被合并的时间区段与时间区间的多个知识点标记,以形成具有该些知识点标记的影音档案(步骤300)。更详细地说,知识点标记生成系统100还可包括摄像装置(未绘制),用以拍摄欲放置在平台或网站上以供学习者学习或复习的影音档案以及用以拍摄直播该课堂所需的串流影音(即可同时直播并储存该课堂的串流影音,以在课堂结束后产生该课堂的影音档案),其中,摄像装置、撷取装置110与语音辨识装置120可于每一课堂开始时同步启动运行,并于每一课堂结束后同步停止运行。通过上述步骤290可得到该课堂的一个知识点(即一个标签词汇),因此,整合装置140可在语音辨识装置120所取得的该些文字字串中搜寻具有该知识点(即该标签词汇)的每一语句出现的时间区段,且当相邻的该些时间区段之间的时间差(即时间间隔)小于特定时间长度时,将相邻的该些时间区段合并为一时间区间,其中,特定时间长度的大小可依据实际需求进行调整。接着,整合装置140可在课堂结束后依据上述未被合并的时间区段与时间区间对应在课堂中摄像装置所拍摄产生的影音档案的时间轴上设置多个知识点标记,以形成具有该些知识点标记的影音档案。
其中,当标签词汇的数量为多数个时,整合装置140可依据上述流程找到每一标签词汇对应的未被合并时间区段与时间区间,再依据不同颜色区分不同标签词汇所对应的该些知识点标记,方便学习者区分不同标签词汇所对应的知识点标记。举例而言,当标签词汇为「傅立叶变换(Fourier transform)」与「拉普拉斯变换(Laplace transform)」时,影音档案的时间轴上所设置对应「傅立叶变换」的知识点标记可为但不限于黄色,对应「傅立叶变换」的知识点标记可为但不限于绿色,但本举例并非用以限定本发明。
在本实施例中,除了通过第一关键词汇、第二关键词汇、第一候选词汇与第二候选词汇及其所对应的权重决定该课堂的标签词汇之外,还可将该课堂中每一学习者的行为,例如:抬头看黑板、低头写笔记等,加入决定该课堂的标签词汇的参数之一,详细说明如下所示。在本实施例中,知识点标记生成系统100还可包括行为侦测装置160,知识点标记生成方法还可包括:行为侦测装置160在该课堂中持续接收并分析学习者课堂影像,以取得每一学习者的行为辨识信号;当行为侦测装置160取得任一学习者的行为辨识信号为抬头或写笔记时,处理装置130依据其前后一预期时间区间内语音辨识装置120所取得的文字字串,产生行为字串;处理装置130通过统计方式、全班抬头率与/或全班写笔记的比例分析该些行为字串,以取得至少一第四候选词汇;以及处理装置130还将该至少一第四候选词汇依据其对应的权重加入分析程序而取得标签词汇。
更详细地说,行为侦测装置160可包括摄影模块162与解析模块164,摄影模块162连接解析模块164。摄影模块162可用以在每一课堂上持续拍摄教室中每一学习者所在位置的影像(即每一学习者在课堂上的影像,也就是学习者课堂影像),通过分析摄影模块162所持续拍摄的该些影像可以取得每一学习者的行为辨识信号(即每一学习者的动态行为)。由于当学习者抬头看投影影像、黑板与/或白板或低头写笔记时,代表当时段教学者所教授的内容可能为重点(即知识点),因此,当行为侦测装置160取得任一学习者的行为辨识信号为抬头看投影影像、黑板与/或白板或低头写笔记时,处理装置130可依据该学习者抬头看投影影像、黑板与/或白板或低头写笔记的发生时间点前后一预期时间区间内语音辨识装置120所取得的文字字串,产生一行为字串,其中,预期时间区间的大小可依据实际需求进行调整。处理装置130可先将其所产生的该些行为字串中的词汇进行统计,再将出现频率较高的前几个词汇定义为第四候选词汇(即可能的知识点)。
此外,当同一时间抬头看投影影像、黑板与/或白板或低头写笔记的学习者数量越多时,代表该时间点前后语音辨识装置120所取得的文字字串越有可能是该课堂的知识点,因此,处理装置130在取得第四候选词汇的过程中,需将全班抬头率与/或全班写笔记的比例加入参考的因素,进而取得至少一第四候选词汇。接着,处理装置130还可将该至少一第四候选词汇依据其对应的权重加入分析程序而取得标签词汇,其中,该至少一第四候选词汇所对应的权重可依据实际需求进行调整。
再者,在本实施例中,除了通过第一关键词汇、第二关键词汇、第一候选词汇、第二候选词汇、第四候选词汇及其所对应的权重决定该课堂的标签词汇之外,还可将通过直播进行学习的每一学习者的行为,例如:在直播串流影音过程中设置至少一标记信息,加入决定该课堂的标签词汇的参数之一,详细说明如下所示。在本实施例中,知识点标记生成系统100还可包括至少一用户端150,其中,每一学习者可通过其拥有的用户端150通过直播进行学习。
每一用户端150包括直播模块50、标记模块60以及传输模块70,知识点标记生成方法还可包括:每一用户端150的直播模块50在该课堂中持续直播串流影音;每一用户端150的标记模块60允许在直播串流影音过程中设置至少一标记信息;每一用户端150的传输模块70将设置的该至少一标记信息的时间点传输予处理装置130;处理装置130在该课堂结束后依据每一用户端150设置该至少一标记信息的时间点的前后一预定时间区间内语音辨识装置120所取得的文字字串,产生标记字串;处理装置130通过统计方式分析该些标记字串,以取得至少一第三候选词汇;以及处理装置130还将该至少一第三候选词汇依据其对应的权重加入分析程序而取得标签词汇。其中,用户端150的数量可依据实际需求进行调整。为避免图1的图面过于复杂,于此仅绘制出两个用户端150,实际用户端150的数量可依据实际需求进行调整。
换句话说,每一学习者通过其拥有的用户端150通过直播进行学习时(即在直播串流影音过程中),可随时针对教学者于当前时段所教授的部分设置标记信息(类似上述的低头写笔记的概念)。由于当学习者设置标记信息时,代表当时段教学者所教授的内容可能为重点(即知识点),因此,当任一学习者通过其拥有的用户端150设置标记信息时,处理装置130可依据该学习者设置标记信息的发生时间点前后一预定时间区间内语音辨识装置120所取得的文字字串,产生一标记字串,其中,预定时间区间的大小可依据实际需求进行调整。处理装置130可先将其所取得的该些标记字串中的词汇进行统计,再将出现频率较高的前几个词汇定义为第三候选词汇(即可能的知识点)。接着,处理装置130还可将该至少一第三候选词汇依据其对应的权重加入分析程序而取得标签词汇,其中,该至少一第三候选词汇所对应的权重可依据实际需求进行调整。
需要特别注意的是,除了有说明其因果关系之外,本实施例的知识点标记生成方法可以依照任何顺序执行上述步骤。
综上所述,可知本发明与现有技术之间的差异在于通过将在课堂中通过文字方式强调的至少一第一关键词汇、在课堂中通过声音方式强调的至少一第二关键词汇、在课堂中通过文字方式重复出现的至少一第一候选词汇以及在课堂中通过声音方式重复出现的至少一第二候选词汇依据其对应的权重进行分析程序而取得标签词汇,并对应标签词汇出现的时间区段与时间区间,在课堂中所拍摄的影音档案的时间轴上设置知识点标记,以形成具有知识点标记的影音档案,通过此一技术手段可以解决现有技术所存在的问题,进而让学习者不需要浏览整个课堂的影音档案就可以了解该课堂的知识点及其所存在的片段,方便学习者进行重点学习或复习。
虽然本发明以前述的实施例公开如上,然其并非用以限定本发明,任何熟习相像技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许之更动与润饰,因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求书所界定者为准。
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