數(shù)字電視技術(shù)期末終極復(fù)習(xí)資料(帶試題內(nèi)容).doc
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數(shù)字電視技術(shù)期末終極復(fù)習(xí)資料 《數(shù)字電視技術(shù)》期末終極復(fù)習(xí)資料 如下復(fù)習(xí)資料中紅色背景的07級(jí)考點(diǎn)，即是考試中出現(xiàn)的試題相關(guān)內(nèi)容，全憑師兄我考完后立即回憶的，祝你好過(guò) （07級(jí)、華師、物理與電信工程學(xué)院、周衛(wèi)星老師） 每年考的試卷幾乎一樣的 考試范圍1—6章+附錄 數(shù)字電視考試四種題型: 選擇、簡(jiǎn)答、計(jì)算、綜合 一、選擇15、（下面的復(fù)習(xí)材料中會(huì)涉及到，不難，也不偏） 二、簡(jiǎn)答2、（①TS***選取節(jié)目的具體步驟（有關(guān)包頭之類的）、②所列的編碼方式中什么***編碼方式是有壓縮的***） 三、計(jì)算2、（①課后習(xí)題1-10、②關(guān)于一個(gè)數(shù)碼流100*8bit，經(jīng)過(guò)BS（14,10）內(nèi)編碼 + BCH（10，8）外編碼后的數(shù)碼流總數(shù)是？？） 四、綜合2、（①霍夫曼編碼、②課本P34的IPB幀的輸入輸出順序，為什么是這樣的順序***） 附錄：彩色電視的基礎(chǔ)知識(shí) 1、光的顏色 客觀因素：是它的功率波譜分布；主觀因素：是人眼的視覺(jué)特性 2、光是一種電磁波 。人眼能看見的可見光譜只集中在 頻段內(nèi)。 3、彩色三要素 亮度是光作用于人眼時(shí)所引起的明亮程度的感覺(jué)。(光功率) 色調(diào)是指顏色的類別，是決定色彩本質(zhì)的基本參量。(光波長(zhǎng)) 色飽和度是指彩色所呈現(xiàn)色彩的深淺程度（或濃度）。 色調(diào)與色飽和度合稱為色度。 4、三基色原理是指自然界中常見的大部分彩色都可由三種相互獨(dú)立的基色按不同的比例混合得到。 ˉ 波長(zhǎng)為700 nm的紅光為紅基色——R(紅) ˉ 波長(zhǎng)為546.1nm的綠光為綠基色——G(綠) ˉ 波長(zhǎng)為435.8nm的藍(lán)光為藍(lán)基色——B(藍(lán)) 5、相加混色是各分色的光譜成分相加，混色所得彩色光的亮度等于三種基色的亮度之和。 彩色電視系統(tǒng)就是利用紅、綠、藍(lán)三種基色以適當(dāng)比例混合產(chǎn)生各種不同的彩色。 6、在色度學(xué)中，通常把由配色方程式配出的彩色光F的亮度用光通量來(lái)表示，即： Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 B 7、人眼的分辨力是指人在觀看景物時(shí)人眼對(duì)景物細(xì)節(jié)的分辨能力。 注：由于人眼對(duì)彩色細(xì)節(jié)的分辨力低（空間分辨力，反映在信號(hào)上為頻率），所以在彩色電視系統(tǒng)傳送彩色圖像時(shí)，對(duì)于圖像的細(xì)節(jié)，可只傳黑白的亮度信號(hào)，而不傳彩色信息。這就是所謂的彩色電視大面積著色原理。利用這個(gè)原理可以節(jié)省傳輸?shù)念l帶。（重點(diǎn)） 8、組成圖像的基本單元稱為像素。圖像的順序傳送就是在發(fā)送端把被傳送圖像上各像素的亮度、色度按一定順序逐一地轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)，并依次經(jīng)過(guò)一個(gè)通道傳送，在接收端再按相同的順序，將各像素的電信號(hào)在電視機(jī)屏幕相應(yīng)位置上轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌炼?、色度的光點(diǎn)， 9、當(dāng)水平和垂直偏轉(zhuǎn)線圈中同時(shí)加入鋸齒波電流時(shí)，電子束既作水平掃描又作垂直掃描，而形成直線掃描光柵，這稱為直線掃描。 10、隔行掃描是將一幀電視圖像分成兩場(chǎng)進(jìn)行交錯(cuò)掃描 11、電子束從屏幕左上端開始，按照從左到右、從上到下的順序以均勻速度一行接一行的掃描，一次連續(xù)掃描完成一幀電視畫面的方式稱為逐行掃描 12、根據(jù)人眼視覺(jué)特性，視覺(jué)最清楚的范圍是在垂直視角約15°、水平視角約20°的矩形面積之內(nèi)。因此，電視機(jī)屏幕一般都設(shè)計(jì)成矩形。我國(guó)高清晰度電視的圖像寬高比已確定為16∶9。 13、亮度是表征發(fā)光物體的明亮程度，是人眼對(duì)發(fā)光器件的主觀感受。在電視機(jī)或顯示器中，亮度是表征圖像亮暗的程度，是指在正常顯示圖像質(zhì)量的條件下，重顯大面積明亮圖像的能力 14、對(duì)比度是表征在一定的環(huán)境光照射下，物體最亮部分的亮度與最暗部分的亮度之比。 15、數(shù)字電視圖像分辨力是數(shù)字電視系統(tǒng)或圖像信號(hào)源或信號(hào)處理過(guò)程或顯示器件（屏）等客觀上轉(zhuǎn)換、處理、傳輸或重顯圖像細(xì)節(jié)的能力，是數(shù)字電視系統(tǒng)、設(shè)備或器件的物理性能指標(biāo)。我國(guó)的SDTV和HDTV的圖像分辨力分別為720×576像素和1920×1080像素 16、電視圖像清晰度是人眼能察覺(jué)到的電視圖像細(xì)節(jié)的清晰程度。按圖像和視覺(jué)的特點(diǎn)，圖像清晰度一般從水平和垂直兩個(gè)方向描述，有時(shí)還增加斜向清晰度指標(biāo)。 圖像清晰度用“電視線”作單位。1電視線與垂直方向上1個(gè)有效掃描行的高度相對(duì)應(yīng)。 17、標(biāo)準(zhǔn)彩條信號(hào)是一種常用的測(cè)試信號(hào)，用來(lái)對(duì)電視系統(tǒng)的傳輸特性進(jìn)行測(cè)試和調(diào)整。 18、彩色電視為了與黑白電視兼容，必須傳送一個(gè)亮度信號(hào)，以便黑白電視機(jī)接收。在彩色電視中，常用兩個(gè)色差信號(hào)(B-Y)和(R-Y)來(lái)代表色度信息 彩條中所對(duì)應(yīng)的彩色全為飽和色，稱為100％飽和度，100％幅度(最大幅度)的彩條信號(hào)。 19、為不引起人眼的閃爍感覺(jué)，場(chǎng)頻應(yīng)高于48 Hz。在我國(guó)的電視標(biāo)準(zhǔn)中，場(chǎng)頻選為50 Hz。 隨著屏幕亮度的提高，屏幕尺寸的加大，觀看距離變近， 場(chǎng)頻應(yīng)相應(yīng)提高。（重點(diǎn)） 目前世界上采用的標(biāo)準(zhǔn)掃描行數(shù)有625行和525行。 我國(guó)采用625行。 （重點(diǎn)） 20、場(chǎng)頻確定為fV=50 Hz，由于采用隔行掃描，則幀頻fZ=25 Hz，也就是一幀掃描時(shí)間TZ=40 ms。當(dāng)掃描行數(shù)選定為Z=625后，行掃描時(shí)間TH=TZ/Z=40 ms/625=64 μs，行頻fH=fZ×Z=25 Hz×625=15 625 Hz。（重點(diǎn)） 21、用一個(gè)編碼矩陣電路根據(jù)Y=0.30R+0.59G+0.11B的亮度公式編出一個(gè)亮度信號(hào)和R-Y、 B-Y兩個(gè)色差信號(hào) 22、用色差信號(hào)傳送色度信號(hào)具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1) 可減少色度信號(hào)對(duì)亮度信號(hào)的干擾。當(dāng)傳送黑白圖像時(shí)， R=G=B，兩個(gè)色差信號(hào)R-Y和B-Y均為零，不會(huì)對(duì)亮度信號(hào)產(chǎn)生干擾。（重點(diǎn)） (2) 能夠?qū)崿F(xiàn)亮度恒定原理。 即重現(xiàn)圖像的亮度只由傳送亮度信息的亮度信號(hào)決定。 (3) 可節(jié)省色度信號(hào)的發(fā)射能量。在彩色圖像中，大部分像素接近于白色或灰色，它們的色差信號(hào)為零，小部分彩色像素才有色差信號(hào)，因此，發(fā)射色差信號(hào)比發(fā)射R、G、B信號(hào)需要的發(fā)射能量小。 23、我國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定， 亮度信號(hào)帶寬為0～6 MHz， 色度信號(hào)帶寬為0～1.3 MHz（重點(diǎn)） 24、三種電視制式：NTSC制 ：平衡調(diào)幅又稱為抑制載波調(diào)幅。抑制載波調(diào)幅可以抑制色度信號(hào)對(duì)亮度信號(hào)的干擾并節(jié)省發(fā)射功率。 采用NTSC制的有日本、加拿大、墨西哥，它采用正交平衡調(diào)幅調(diào)制方式。 PAL制：又稱逐行倒相制。所謂逐行倒相，是指將色度信號(hào)中FV分量進(jìn)行逐行倒相。采用PAL制的有英國(guó)、荷蘭、瑞士、中國(guó)（重點(diǎn)） SECAM制：根據(jù)時(shí)分原則， 采用逐行順序傳送兩個(gè)色差信號(hào)的辦法，在傳輸通道中無(wú)論什么時(shí)間只傳送一個(gè)色差信號(hào)， 徹底地解決了兩個(gè)色度分量相互串?dāng)_的問(wèn)題。 SECAM制的亮度信號(hào)每行都傳送，兩個(gè)色差信號(hào)逐行順序傳送， 每一行是亮度信號(hào)與一個(gè)色差信號(hào)同時(shí)傳送， 是一種同時(shí)-順序制。 采用SECAM制的有法國(guó)（重點(diǎn)） 25、圖像信號(hào)采用調(diào)幅方式， 伴音信號(hào)采用調(diào)頻方式，調(diào)制后的圖像信號(hào)和伴音信號(hào)統(tǒng)稱為射頻電視信號(hào)。 （重點(diǎn)） 注：電視伴音采用調(diào)頻制。調(diào)頻信號(hào)可以用限幅來(lái)去掉疊加在調(diào)制信號(hào)上的干擾，以獲得較高的音質(zhì)；伴音采用調(diào)頻制還可以減小伴音對(duì)圖像的干擾。 26、采用殘留邊帶發(fā)射后，射頻電視信號(hào)的帶寬壓縮為8 MHz（重點(diǎn)） 27、圖像信號(hào)的最高頻率為6 MHz，調(diào)幅波頻譜寬度為12 MHz。為了便于圖像傳輸，地面廣播采用殘留邊帶發(fā)送方式， 即對(duì)0～0.75 MHz圖像信號(hào)采用雙邊帶發(fā)送，對(duì)0.75～6 MHz圖像信號(hào)采用單邊帶發(fā)送。 28、我國(guó)電視頻道在甚高頻(VHF)段共有12個(gè)頻道，在特高頻(UHF) 段共有56個(gè)頻道 第一章 1、數(shù)字電視廣播系統(tǒng)方框圖 （重點(diǎn)） 該系統(tǒng)由信源編碼、 多路復(fù)用、信道編碼、調(diào)制、 信道和接收機(jī)等六部分組成。 衛(wèi)星廣播著重于解決大面積覆蓋；有線電視廣播著重于解決城鎮(zhèn)等人口居住稠密地區(qū)“信息到戶”的問(wèn)題；地面無(wú)線廣播由于其獨(dú)有的簡(jiǎn)單接收和移動(dòng)接收的能力，能夠滿足現(xiàn)代信息化社會(huì)“信息到人”的基本需求。 1）多路復(fù)用是將視頻、音頻和數(shù)據(jù)等各種媒體流按照一定的方法復(fù)用成一個(gè)節(jié)目的數(shù)據(jù)流，將多個(gè)節(jié)目的數(shù)據(jù)流再?gòu)?fù)用成單一的數(shù)據(jù)流的過(guò)程。 2）信道編碼是為提高數(shù)字通信傳輸?shù)目煽啃远扇〉拇胧榱四茉诮邮斩藱z測(cè)和糾正傳輸中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，信道編碼在發(fā)送的信號(hào)中增加了一部分冗余碼，因此增加了發(fā)送信號(hào)的冗余度， 即通過(guò)犧牲信息傳輸?shù)男蕘?lái)?yè)Q取可靠性的提高。 3) 調(diào)制是指為了提高頻譜利用率，把寬帶的基帶數(shù)字信號(hào)變換成窄帶的高頻載波信號(hào)的過(guò)程。應(yīng)根據(jù)傳輸信道的特點(diǎn)采用效率較高的信號(hào)調(diào)制方式，常用的方式有QAM、 QPSK、 TCM、 COFDM和VSB。 2.、數(shù)字電視與電視數(shù)字化處理的區(qū)別（重點(diǎn)） 現(xiàn)在的模擬彩色電視接收機(jī)的電路中采用了多種數(shù)字化處理技術(shù)， 往往自稱為數(shù)碼電視或數(shù)字化電視。這些彩色電視機(jī)在不改變現(xiàn)行模擬廣播電視傳輸體制的前提下，對(duì)解調(diào)后的視頻和音頻的基帶信號(hào)進(jìn)行了數(shù)字化處理，獲得了更高質(zhì)量的圖像和伴音，增加了電視機(jī)的功能，但它仍屬于模擬電視的范疇， 只能接收模擬電視信號(hào)，無(wú)法接收數(shù)字電視信號(hào)，與真正的數(shù)字電視是兩個(gè)不同的概念，不可混淆。 這些數(shù)字化處理技術(shù)包括：用數(shù)字梳狀濾波器進(jìn)行較完善的亮度、色度分離，消除了亮、色竄擾現(xiàn)象；對(duì)亮度信號(hào)進(jìn)行數(shù)字輪廓增強(qiáng)，提高了畫面清晰度； 對(duì)色度信號(hào)進(jìn)行數(shù)字降噪和色調(diào)校正，減少了畫面噪點(diǎn)和色調(diào)畸變； 用逐行掃描及倍場(chǎng)(Double Scan)消除行間閃爍和大面積閃爍， 提高了圖像的垂直清晰度； 處理后還能實(shí)現(xiàn)畫中畫、 靜止畫面等新功能以及麗音NICAM(Near Instantaneous Companding Audio Multiplex， 準(zhǔn)瞬時(shí)壓擴(kuò)音頻多路傳輸，是一種數(shù)字脈沖編碼調(diào)制立體聲廣播系統(tǒng)， 用7.28 MHz頻率廣播)和環(huán)繞立體聲等功能。 3 . SDTV和HDTV（重點(diǎn)） 數(shù)字電視分為標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視和高清晰度電視（重點(diǎn)） 標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視SDTV(Standard Definition Television)是指質(zhì)量相當(dāng)于目前模擬彩色電視系統(tǒng)(PAL、NTSC、SECAM)的數(shù)字電視系統(tǒng)，也稱為常規(guī)電視系統(tǒng)。其定義是， ITU-R 601標(biāo)準(zhǔn)的4∶2∶2的視頻， 經(jīng)過(guò)某些數(shù)據(jù)壓縮處理后所能達(dá)到的圖像質(zhì)量。其清晰度約為500電視線，視頻數(shù)碼率約為5 Mb/s。 高清晰度電視HDTV(High Definition Television)是指水平清晰度和垂直清晰度大約為目前模擬彩色電視系統(tǒng)的兩倍，寬高比為16∶9的數(shù)字電視系統(tǒng)。根據(jù)ITU的定義，一個(gè)具有正常視覺(jué)的觀眾在距離高清晰度電視機(jī)大約是顯示屏高度3倍的地方所看到的圖像質(zhì)量應(yīng)與觀看原景象或表演時(shí)所得到的印象相同。 其清晰度應(yīng)在800電視線以上，視頻數(shù)碼率約為20 Mb/s。 國(guó)際電聯(lián)在ITU-R BT.1201建議書中提出了超高清晰度成像HRI的若干標(biāo)準(zhǔn)， 其基本要素是圖像的最小分辨率為1920×1080， 傳輸速率為60幀／秒。 4．與模擬電視相比， 數(shù)字電視的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。（重點(diǎn)） 1．圖像傳輸質(zhì)量較高 2. 具有數(shù)字環(huán)繞立體聲伴音 3. 頻譜資源利用率高 4. 多信息、 多功能 5. 設(shè)備可靠， 維護(hù)簡(jiǎn)單 6. 節(jié)省發(fā)送功率， 覆蓋范圍廣 7. 易于實(shí)現(xiàn)條件接收 5． 數(shù)碼率和傳碼率(重點(diǎn)) 在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中， 傳輸?shù)男视脗鬏斔俾蕘?lái)衡量。 傳輸速率有信息傳輸速率(數(shù)碼率)和碼元傳輸速率(傳碼率)兩種。 數(shù)碼率，也稱比特率或者傳信率， 是指單位時(shí)間內(nèi)傳送的二進(jìn)制比特?cái)?shù)，記為Rb，單位為比特／秒，用符號(hào)b／s表示。 經(jīng)常還以兆比特／秒和吉比特／秒為單位，即用符號(hào)Mb／s和Gb／s表示。 傳碼率是碼元（symbol）的傳輸速率， 是指單位時(shí)間內(nèi)傳輸碼元的數(shù)目，記為RB，單位為波特(baud)。為明確起見，在給出傳碼率的同時(shí)，應(yīng)說(shuō)明碼元的進(jìn)制M，或者說(shuō)明碼元的二進(jìn)制位數(shù)m， 這里M＝2m。 Rb＝RB·lbM ＝RB·m (b/s) 數(shù)碼率還可以反映頻帶占有情況。根據(jù)數(shù)碼率的定義，它可由比特?cái)?shù)與頻率之乘積來(lái)表示，這樣，數(shù)碼率與數(shù)字信號(hào)的傳輸速率之間就建立了對(duì)應(yīng)關(guān)系。數(shù)碼率也直接反映了數(shù)字信號(hào)所占用的頻帶寬度，即數(shù)碼率越高，占用頻帶就越寬。因此， 數(shù)碼率有時(shí)也簡(jiǎn)稱為傳輸速率。 6． 誤碼率和誤碼秒（重點(diǎn)） 誤碼率也叫碼元差錯(cuò)率，是指信號(hào)傳輸過(guò)程中系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤碼元的數(shù)目與所傳輸碼元總數(shù)之比值. 誤碼率的大小，反映了系統(tǒng)傳輸錯(cuò)誤碼元的概率大小。一般以多次傳輸?shù)钠骄`碼率表示。 誤比特率也稱信息差錯(cuò)率或比特差錯(cuò)率，是指?jìng)麇e(cuò)信息的比特?cái)?shù)與所傳輸?shù)目傂畔⒈忍財(cái)?shù)之比值. 誤比特率的大小，反映了信息在傳輸中由于碼元的錯(cuò)誤判斷而造成的傳送信息錯(cuò)誤的大小，它與誤碼率從兩個(gè)不同的層次反映了系統(tǒng)的可靠性。在二進(jìn)制系統(tǒng)中，誤碼數(shù)目就等于誤比特率，即Pe=Pb。 誤碼秒是指一段時(shí)間之內(nèi)發(fā)生誤碼的秒數(shù)，適合于受脈沖干擾而產(chǎn)生誤碼的場(chǎng)合，尤其適合于評(píng)價(jià)由于短脈沖干擾引起視頻同步信號(hào)受損而造成圖像紛亂的情形 7. 頻帶利用率和功率利用率（重點(diǎn)） 頻帶利用率是衡量數(shù)字傳輸系統(tǒng)有效性的一個(gè)重要指標(biāo)。 它表示在單位時(shí)間、單位頻帶內(nèi)傳輸信息的多少，即單位頻帶內(nèi)所能實(shí)現(xiàn)的數(shù)碼率，單位為比特／秒赫茲，用符號(hào)b／(s·Hz) 表示。在載波傳輸系統(tǒng)中，不同的調(diào)制方式可能有不同的頻帶利用率，故一般常用這個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量調(diào)制方式的效率。 功率利用率是指在一定誤碼率的條件下，傳輸每比特信息所需要的最小信號(hào)平均功率。功率利用率越高，誤碼率越小，信息傳輸?shù)目煽啃跃驮礁摺? 8. 信道容量（重點(diǎn)）這個(gè)公式必考，計(jì)算題 信道容量反映一個(gè)信道的傳輸能力，而信道的傳輸能力是以這個(gè)信道最大可能傳輸信息的速率來(lái)度量的。所以信道容量定義為信道傳輸速率的最大值。 信道容量與數(shù)碼率的區(qū)別在于， 信道容量表示信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，是信道傳輸能力的極限，而數(shù)碼率表示實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸速率。它們采用相同的單位b/s。 香農(nóng)(Shannon)研究了受隨機(jī)噪聲干擾的信道情況，得出了計(jì)算信道容量的香農(nóng)公式： 根據(jù)香農(nóng)公式還可以得出以下重要結(jié)論： (1) 任何一個(gè)信道都有信道容量C，如果滿足數(shù)碼率Rb≤C， 那么在理論上存在一種方法使信源的輸出能以任意小的差錯(cuò)概率通過(guò)信道傳輸；如果Rb>C，則無(wú)差錯(cuò)傳輸在理論上是不可能的。 (2) 當(dāng)信道噪聲為高斯白噪聲時(shí)，式(1-4)中的噪聲功率N不是常數(shù)而與帶寬B有關(guān)。若設(shè)單位頻帶內(nèi)的噪聲功率為n0(W／Hz)，則噪聲功率N=n0B，在S和n0一定時(shí)，信道容量C隨帶寬B的增大而增大。當(dāng)B趨于無(wú)窮大時(shí)，C趨于常數(shù) 1.44S／n0。 (3) 由于信道容量就是信道的最大信息傳輸速率(即數(shù)碼率)， C=I/T, 其中I為信息量， T為傳輸時(shí)間， 這說(shuō)明，當(dāng)S／N一定時(shí)， 給定的數(shù)據(jù)量可以用不同的帶寬B和時(shí)間T的組合來(lái)傳輸。 (4) 在給定信道容量C的條件下，也可以用不同的帶寬和信噪比的組合來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。若減少帶寬，則必須發(fā)送較大的功率， 即增大信噪比S／N；或者，若有較大的傳輸帶寬信息，則同樣的C能夠用較小的信號(hào)功率(即較小的S／N)來(lái)傳送。當(dāng)信噪比太小而不能保證通信質(zhì)量時(shí)， 常采用寬帶系統(tǒng)，即用增加帶寬來(lái)改善傳輸質(zhì)量， 這就是所謂用帶寬換功率的方法。 在帶寬和信噪比的互換過(guò)程中，必須變換信號(hào)使之具有所要求的帶寬，這通常是由各種類型的調(diào)制和編碼來(lái)完成的。 9. 編碼效率 （重點(diǎn)） 1）平均信息量 信息量的比特是指真正有用的信息量，數(shù)碼中的比特既包括有用的符號(hào)也包括無(wú)用的符號(hào)。 2）平均碼字長(zhǎng)度 3) 編碼效率 無(wú)論是哪一種二進(jìn)制編碼，其一個(gè)碼字的平均碼長(zhǎng)N一定大于平均信息量H。 只要使N≥H，就可以得到某種無(wú)失真編碼方法。但如果N>>H，則表明這種編碼方法效率太低，占用的比特?cái)?shù)太多。 最好的編碼結(jié)果是N≈H，即η=1。 這種狀態(tài)的編碼稱為最佳編碼，它不會(huì)因丟失信息而引起圖像失真，又占用最少的比特?cái)?shù)。 如果編碼結(jié)果為N下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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