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PAGE1時(shí)間:周二上午三、四、五節(jié)組號(hào):10創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)報(bào)告題目基于Atlas200DK開發(fā)板圖像處理學(xué)院電子信息學(xué)院專業(yè)電子信息工程班級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師完成日期2021年6月
摘要Atlas200DK開發(fā)者套件(型號(hào):3000)是一款高性能AI應(yīng)用開發(fā)板,集成了昇騰310AI處理器,方便用戶快速開發(fā)、快速驗(yàn)證,可廣泛應(yīng)用于開發(fā)者方案驗(yàn)證、高校教育、科學(xué)研究等場(chǎng)景。利用Atlas200DK開發(fā)者套件與MindStudio軟件,并具備圖形化調(diào)試能力,可全自動(dòng)管理離線模型并提供仿真環(huán)境,Atlas200DK主要包含Hi3559Camera模塊以及Atlas200AI加速模塊,開發(fā)工具M(jìn)indStudio所在PC通過USB接口或者網(wǎng)線與Atlas200DK開發(fā)者板連接。開發(fā)工具M(jìn)indStudio包含了開發(fā)套件以及各個(gè)工具模塊(如模型管理工具、編譯工具、日志工具等),其中開發(fā)套件提供了設(shè)備側(cè)編譯時(shí)所依賴的庫文件、用戶開發(fā)使用的工具、依賴庫以及公共頭文件等。關(guān)鍵詞:開發(fā)板;深度學(xué)習(xí);UbuntuLinux服務(wù)器;Python;網(wǎng)絡(luò)部署;MindStudio;晟騰社區(qū)1引言當(dāng)今世界,AI的應(yīng)用越來越深入人們的生活,基于AI的圖像處理也是其中一個(gè)重要的應(yīng)用。通過AI識(shí)別圖像,可以做到人臉識(shí)別、手寫文字識(shí)別、物體類型識(shí)別等。該技術(shù)可以用于智能垃圾分類、基于人臉識(shí)別的門禁系統(tǒng)、汽車自動(dòng)駕駛中的路況識(shí)別等場(chǎng)景。同時(shí)通過AI也可以對(duì)圖像進(jìn)行處理,例如黑白圖像的自動(dòng)上色、模糊圖像的清晰處理等?;贏I的圖像處理在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用日益廣泛。而深度學(xué)習(xí)是最有可能讓機(jī)器實(shí)現(xiàn)“看”的能力的技術(shù)。簡(jiǎn)單地說,深度學(xué)習(xí)就是一種機(jī)器學(xué)習(xí)框架,通過模仿人類的神經(jīng)元系統(tǒng),為計(jì)算機(jī)提供自主學(xué)習(xí)能力。因此,計(jì)算機(jī)可以準(zhǔn)確識(shí)別圖片中的內(nèi)容,而無需根據(jù)指令安裝手動(dòng)編碼的軟件——但它需要大量數(shù)據(jù)才能完成識(shí)別。2開發(fā)板系統(tǒng)介紹本系統(tǒng)的整體框圖如下圖所示:數(shù)據(jù)流如下圖所示 ,支持視覺類產(chǎn)品原型研究,通過SENSROR-3599-Atlas200-輸出,支持Atlas200隨路或旁路方式處理,數(shù)據(jù)流如①②,支持算法研究者/基于圖片處理的研究,通過GE鏈接開發(fā)者底板,數(shù)據(jù)直接到Atlas200處理后返回,數(shù)據(jù)流如③3環(huán)境部署以及遇到疑難問題3.1開發(fā)環(huán)境部署 圖1開發(fā)環(huán)境、運(yùn)行環(huán)境和PC機(jī)拓?fù)鋱D開發(fā)套件包中的組件功能如下所示:ACLlib:用來編譯和運(yùn)行應(yīng)用程序。包含AscendCL編譯依賴的相關(guān)庫,并具有GE模型的加載、執(zhí)行功能。ATC:模型和算子編譯器。用于離線模型轉(zhuǎn)換、自定義算子開發(fā)、IR構(gòu)圖開發(fā)等場(chǎng)景。OPP:算子庫,包含算子原型庫及算子實(shí)現(xiàn)庫、算子插件、融合規(guī)則。算子實(shí)現(xiàn)包含TBE算子、AICPU算子,另外包含算子parser。Toolkit:調(diào)測(cè)工具包,主要包含開發(fā)者調(diào)測(cè)應(yīng)用、算子需要使用的工具包。搭建開發(fā)環(huán)境流程:獲取開發(fā)者套件包Ascend-cann-toolkit_{version}_linux-x86_64.runAscend-cann-toolkit_{version}_linux-aarch64.run主要用于用戶開發(fā)應(yīng)用、自定義算子和模型轉(zhuǎn)換。開發(fā)套件包包含開發(fā)應(yīng)用程序所需的庫文件、開發(fā)輔助工具(如ATC模型轉(zhuǎn)換工具)。兩種架構(gòu)包統(tǒng)一安裝:開發(fā)環(huán)境為x86架構(gòu),但運(yùn)行環(huán)境是arm架構(gòu),所以再安裝一個(gè)arm64的開發(fā)套件包,用于應(yīng)用的交叉編譯。配置UbuntuX86系統(tǒng)檢查root用戶的umask以root用戶登錄安裝環(huán)境。檢查root用戶的umask值umask如果umask不等于0022,請(qǐng)執(zhí)行如下操作配置,在該文件的最后一行添加umask0022后保存。vi~/.bashrcsource~/.bashrc創(chuàng)建安裝用戶開發(fā)套件包建議以非root用戶進(jìn)行安裝,創(chuàng)建非root用戶的命令如下所示(請(qǐng)以root用戶執(zhí)行以下命令)。創(chuàng)建非root用戶。groupaddusergroupuseradd-gusergroup-d/home/username-musername-s/bin/bash設(shè)置非root用戶密碼。passwdusername配置安裝用戶權(quán)限開發(fā)套件包安裝前需要下載相關(guān)依賴軟件,請(qǐng)執(zhí)行如下操作為非root用戶加權(quán)。以root用戶打開“/etc/sudoers”文件:chmodu+w/etc/sudoersvi/etc/sudoers在該文件“#Userprivilegespecification”下面增加如下內(nèi)容:usernameALL=(ALL:ALL)NOPASSWD:SETENV:/usr/bin/apt-get,/usr/bin/pip,/bin/tar,/bin/mkdir,/bin/rm,/bin/sh,/bin/cp,/bin/bash,/usr/bin/makeinstall,/bin/ln-s/usr/local/python3.7.5/bin/python3/usr/local/python3.7.5/bin/python3.7.5,/bin/ln-s/usr/local/python3.7.5/bin/pip3/usr/local/python3.7.5/bin/pip3.7.5,/usr/bin/unzip,/usr/bin/find/etc-namef添加完成后,執(zhí)行:wq!保存文件。執(zhí)行以下命令取消“/etc/sudoers”文件的寫權(quán)限:chmodu-w/etc/sudoers檢查源開發(fā)套件包安裝過程需要下載相關(guān)依賴,請(qǐng)確保安裝環(huán)境能夠連接網(wǎng)絡(luò)。請(qǐng)?jiān)趓oot用戶下執(zhí)行如下命令檢查源是否可用。apt-getupdate安裝依賴檢查系統(tǒng)是否安裝python依賴以及gcc等軟件。分別使用如下命令檢查是否安裝gcc,make以及python依賴軟件等。gcc--versiong++--versionmake--versioncmake--versiondpkg-lzlib1g|grepzlib1g|grepiidpkg-lzlib1g-dev|grepzlib1g-dev|grepiidpkg-llibbz2-dev|greplibbz2-dev|grepiidpkg-llibsqlite3-dev|greplibsqlite3-dev|grepiidpkg-lopenssl|grepopenssl|grepiidpkg-llibssl-dev|greplibssl-dev|grepiidpkg-llibxslt1-dev|greplibxslt1-dev|grepiidpkg-llibffi-dev|greplibffi-dev|grepiidpkg-lunzip|grepunzip|grepiidpkg-lpciutils|greppciutils|grepiidpkg-lnet-tools|grepnet-tools|grepii檢查系統(tǒng)是否安裝python開發(fā)環(huán)境。開發(fā)套件包依賴python環(huán)境,分別使用命令python3.7.5--version、pip3.7.5--version檢查是否已經(jīng)安裝,如果返回如下信息則說明已經(jīng)安裝,進(jìn)入下一步。Python3.7.5pip19.2.3from/usr/local/python3.7.5/lib/python3.7/site-packages/pip(python3.7)否則請(qǐng)根據(jù)如下方式安裝python3.7.5。使用wget下載python3.7.5源碼包,可以下載到開發(fā)環(huán)境任意目錄,命令為:wget/ftp/python/3.7.5/Python-3.7.5.tgz進(jìn)入下載后的目錄,解壓源碼包,命令為:tar-zxvfPython-3.7.5.tgz進(jìn)入解壓后的文件夾,執(zhí)行配置、編譯和安裝命令:cdPython-3.7.5./configure--prefix=/usr/local/python3.7.5--enable-loadable-sqlite-extensions--enable-sharedmakesudomakeinstall執(zhí)行如下命令設(shè)置軟鏈接:sudoln-s/usr/local/python3.7.5/bin/python3/usr/local/python3.7.5/bin/python3.7.5sudoln-s/usr/local/python3.7.5/bin/pip3/usr/local/python3.7.5/bin/pip3.7.5設(shè)置python3.7.5環(huán)境變量。以安裝用戶在任意目錄下執(zhí)行vi~/.bashrc命令,打開.bashrc文件,在文件最后一行后面添加如下內(nèi)容。#用于設(shè)置python3.7.5庫文件路徑exportLD_LIBRARY_PATH=/usr/local/python3.7.5/lib:$LD_LIBRARY_PATH#如果用戶環(huán)境存在多個(gè)python3版本,則指定使用python3.7.5版本exportPATH=/usr/local/python3.7.5/bin:$PATH執(zhí)行:wq!命令保存文件并退出。執(zhí)行source~/.bashrc命令使其立即生效。安裝完成之后,執(zhí)行如下命令查看安裝版本,如果返回相關(guān)版本信息,則說明安裝成功。python3.7.5--versionpip3.7.5--versionpython3.7--versionpip3.7--version安裝Python3相關(guān)依賴。安裝前請(qǐng)先使用pip3.7.5list命令檢查是否安裝相關(guān)依賴,若已經(jīng)安裝,則請(qǐng)?zhí)^該步驟;若未安裝,則安裝命令如下(如果只有部分軟件未安裝,則如下命令修改為只安裝還未安裝的軟件即可)。其中:toolkit包中算子比對(duì)工具依賴:protobuf、scipy。pip3.7.5installattrs--userpip3.7.5installpsutil--userpip3.7.5installdecorator--userpip3.7.5installnumpy--userpip3.7.5installprotobuf==3.11.3--userpip3.7.5installscipy--userpip3.7.5installsympy--userpip3.7.5installcffi--user安裝開發(fā)套件包以套件包安裝用戶登錄開發(fā)環(huán)境。上傳獲取軟件包所獲取的開發(fā)套件包到系統(tǒng)任意路徑,并進(jìn)入套件包所在路徑。執(zhí)行如下命令為安裝包增加可執(zhí)行權(quán)限。chmod+x*.run*表示開發(fā)套件包名。執(zhí)行如下校驗(yàn)安裝包的一致性和完整性。./Ascend-cann-toolkit_{version}_linux-x86_64.run--check./Ascend-cann-toolkit_{version}_linux-aarch64.run--check執(zhí)行以下命令安裝軟件。使用自定義路徑安裝:./Ascend-cann-toolkit_{version}_linux-x86_64.run--install--install-path={path}./Ascend-cann-toolkit_{version}_linux-aarch64.run--install--install-path={path}安裝后處理配置環(huán)境變量安裝完成后,需要設(shè)置如下環(huán)境變量才能進(jìn)行正常開發(fā)流程通過export方式設(shè)置環(huán)境變量,該種方式設(shè)置的環(huán)境變量只在當(dāng)前窗口有效,設(shè)置完成后立即生效。exportinstall_path=/home/HwHiAiUser/Ascend/ascend-toolkit/latest#以安裝用戶為HwHiAiUser為例exportASCEND_OPP_PATH=${install_path}/oppexportASCEND_AICPU_PATH=${install_path}exportTOOLCHAIN_HOME=${install_path}/toolkit#開發(fā)離線推理程序時(shí)配置exportLD_LIBRARY_PATH=${install_path}/acllib/lib64:$LD_LIBRARY_PATHexportPATH=${install_path}/toolkit/bin:$PATHexportPYTHONPATH=${install_path}/toolkit/python/site-packages:${install_path}/pyACL/python/site-packages/acl:$PYTHONPATH#進(jìn)行模型轉(zhuǎn)換/算子編譯時(shí)配置exportLD_LIBRARY_PATH=${install_path}/atc/lib64:$LD_LIBRARY_PATHexportPATH=${install_path}/atc/ccec_compiler/bin:${install_path}/atc/bin:${install_path}/toolkit/bin:$PATHexportPYTHONPATH=${install_path}/toolkit/python/site-packages:${install_path}/atc/python/site-packages:$PYTHONPATH注意事項(xiàng):開發(fā)環(huán)境部署時(shí)的參考資料選擇?開發(fā)環(huán)境部署時(shí),可以依據(jù)官方手冊(cè)和視頻教程,但這里推薦利用官方的部署手冊(cè)進(jìn)行部署,由于視頻的上傳時(shí)間較久,里面的部署流程和軟件版本都已經(jīng)比較落后,以及相關(guān)注意事項(xiàng)并沒有在視頻里說的很詳細(xì),如果按照視頻流程進(jìn)行部署,可能會(huì)遇到一些問題。由于我們組是通過視頻部署的,在運(yùn)行MindStudio時(shí)出現(xiàn)了錯(cuò)誤,導(dǎo)致無法成功運(yùn)行,與另一組進(jìn)行溝通之后得到了解決。由于開發(fā)環(huán)境與運(yùn)行環(huán)境的架構(gòu)不同,務(wù)必注意的是需要將開發(fā)環(huán)境的軟件版本與運(yùn)行環(huán)境的軟件版本一致,才可以進(jìn)行后續(xù)的交叉編譯。部署環(huán)境時(shí)是否用root用戶?由于Linux中的root用戶權(quán)限擁有較高,在進(jìn)行非關(guān)鍵性的操作時(shí),請(qǐng)不要使用root用戶在Ubuntu機(jī)器上進(jìn)行一系列操作(除非手冊(cè)中需要用到root,此時(shí)再使用suroot指令到root用戶下),以及在后續(xù)的連接過程中,都是以普通賬戶進(jìn)行的。源的選擇?在進(jìn)行包的下載時(shí),由于我們是按照視頻中切換到了國(guó)內(nèi)鏡像源,而國(guó)內(nèi)鏡像源包含的軟件沒有官網(wǎng)的全面,例如在進(jìn)行Python環(huán)境變量部署時(shí),有的依賴軟件下載失敗或無法下載,提示不存在,反而造成了一定的困擾,所以我們這里又將切換到國(guó)內(nèi)源的部分的代碼注釋掉了,此時(shí)下載速度也很快,成功部署了環(huán)境變量。啟動(dòng)MindStudio時(shí)圖形窗口初始化失??? 圖2MindStudio圖形化初始失敗錯(cuò)誤在啟動(dòng)MindStudio時(shí)也遇到了如圖2的錯(cuò)誤,原因是:我個(gè)人習(xí)慣是用Xshell與Xfpt這兩個(gè)軟件對(duì)虛擬機(jī)中ubuntu服務(wù)器進(jìn)行操作,啟動(dòng)MindStudio時(shí)請(qǐng)一定要在虛擬機(jī)中啟動(dòng),由于Xshell不支持圖形化窗口,故會(huì)遇到軟件初始化失敗的情況,其次,請(qǐng)不要root用戶來啟動(dòng)MindStudio,在第一個(gè)注意事項(xiàng)已經(jīng)說明,除非特殊操作用到root用戶,默認(rèn)都是在你自己創(chuàng)建的普通用戶以及用戶組下進(jìn)行的。額外提示:如果啟動(dòng)MindStudio時(shí)遇到了很奇怪的錯(cuò)誤,此時(shí)的錯(cuò)誤在百度、csdn等網(wǎng)站搜索不到,可以考慮去晟騰社區(qū)論壇中進(jìn)行留言和交流,那里的資料是比較全面的。CSDN中快速搭建環(huán)境是否可以參考?CSDN有篇文章是已經(jīng)做好了開發(fā)環(huán)境與運(yùn)行環(huán)境的鏡像,并且利用docker來創(chuàng)建一個(gè)虛擬的容器,這里我們也注意到了,但是仍不推薦用快速搭建來進(jìn)行,一個(gè)原因是作者制作好的鏡像的各種軟件包的版本可能是比較老了,如果你想開發(fā)一些新的例程,有可能不支持,第二個(gè)是docker中由于網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜,可以想象成docker是子虛擬機(jī),換句話說:假如利用快速搭建:PC機(jī)器虛擬機(jī)docker容器,相當(dāng)于又有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的嵌套關(guān)系,在后續(xù)的ssh等操作也可以實(shí)現(xiàn),不過需要甄別出多個(gè)虛擬網(wǎng)卡,配置網(wǎng)卡信息時(shí)需要格外小心。3.2運(yùn)行環(huán)境部署(SD卡的制作)通過SD卡制作功能可以自行制作Atlas200DK開發(fā)者板的系統(tǒng)啟動(dòng)盤。Atlas200DK開發(fā)者板SD卡制作方式有如下兩種:●如果有讀卡器,可以將SD卡放入讀卡器,將讀卡器與Ubuntu服務(wù)器的USB連接,然后通過制卡腳本進(jìn)行SD卡的制作?!袢绻麤]有讀卡器,可以將SD卡放入Atlas200DK開發(fā)者板卡槽,通過跳線帽/杜邦線進(jìn)行開發(fā)者板相關(guān)針腳連接,將開發(fā)者板與Ubuntu服務(wù)器的USB連接,然后通過制卡腳本進(jìn)行SD卡的制作。個(gè)人不推薦用跳線連接,比較麻煩。注意事項(xiàng):讀卡器的選擇 圖3USB口的SD卡讀卡器在這里我們采用了USB接口的讀卡器(如圖3),如果采用非USB通道的讀卡器,需要按照對(duì)應(yīng)的規(guī)則進(jìn)行SD卡制作,推薦使用usb讀卡器。需要注意的是,如果是依據(jù)官方手冊(cè)進(jìn)行的,那么插入U(xiǎn)SB后,一定要分配到虛擬機(jī)里,而不是真實(shí)的win系統(tǒng)上,否則虛擬機(jī)是檢測(cè)不到sd卡的,其次,由于Linux的文件系統(tǒng)與win的文件系統(tǒng)類型不一樣的,如果是插入win上問你是否格式化,除非是sd卡鏡像損壞,否則是不需要格式化的。是否必需要按照官方手冊(cè)進(jìn)行部署?這里如果想要快速部署,這里是可以的,我們也采用了快速部署SD卡的方式,具體可以參考Atlas200dk合設(shè)環(huán)境搭建--用鏡像恢復(fù)的方式,直接在windows上直接操作,推薦用Etcher工具快速恢復(fù)鏡像至SD卡。制作完成后拔出sd卡,將其插入Atlas200DK開發(fā)板中,上電啟動(dòng),開發(fā)板會(huì)進(jìn)行自動(dòng)升級(jí)固件、重啟燈動(dòng)作,大概需要等待5分鐘左右,四個(gè)led燈全亮,至此大功告成!sd卡鏡像防止損壞的方法sd卡是很有可能鏡像損壞的,由于我在制作時(shí)以及啟動(dòng)時(shí)的誤操作,導(dǎo)致了sd卡的損壞,具體原因一是sd卡制作時(shí),不能輕易的插拔usb讀卡器。圖4Atlas200dk的開發(fā)板外觀LED燈觀察需要重點(diǎn)觀察MINI_LED1和MINI_LED2,如圖5所示,下面將以表1來說明功能。原因二是我在啟動(dòng)開發(fā)板過程中未仔細(xì)的觀察led燈的狀態(tài)和情況,導(dǎo)致了在表中第三個(gè)情況進(jìn)行了斷電重啟的操作,從而sd卡鏡像損壞。注意觀察led燈時(shí)需要將頂蓋拿下(如圖四)拆卸步驟依據(jù)官方手冊(cè)即可。注意不要暴力拆卸!圖5LED狀態(tài)燈Sd卡損壞需要重新依據(jù)官方手冊(cè)進(jìn)行配置sd卡鏡像!MINI_LED2MINI_LED1Atlas200DK開發(fā)者套件(型號(hào)3000)開發(fā)者板狀態(tài)注意事項(xiàng)滅滅開發(fā)者板啟動(dòng)開發(fā)板可以斷電或重啟滅亮Ascend310啟動(dòng)建議不要斷電或重啟。閃爍閃爍固件升級(jí)不能重啟或斷電亮亮開發(fā)者板啟動(dòng)完成開發(fā)板可以斷電或重啟 表1指示燈的狀態(tài)說明3.3路由與網(wǎng)絡(luò)配置 圖6網(wǎng)絡(luò)連接拓?fù)鋱D注意事項(xiàng):虛擬機(jī)的選擇推薦用VmwarePro版本的虛擬機(jī),不推薦使用VirtualBox。關(guān)于連接方式的選擇 Atlas200DK連接Ubuntu服務(wù)器有以下場(chǎng)景:A.通過USB端口直連Ubuntu服務(wù)器:使用USB連接線通過USB端口與Ubuntu服務(wù)器直連。此種場(chǎng)景下,Atlas200DK不方便接入網(wǎng)絡(luò),僅適用于與Ubuntu服務(wù)器進(jìn)行通信。B.使用網(wǎng)線直連Ubuntu服務(wù)器:使用網(wǎng)線將Atlas200DK與Ubuntu服務(wù)器的網(wǎng)口直連。此種場(chǎng)景下,Atlas200DK不方便接入網(wǎng)絡(luò),僅適用于與Ubuntu服務(wù)器進(jìn)行通信。C.使用網(wǎng)線通過路由器連接Ubuntu服務(wù)器:使用網(wǎng)線將Atlas200DK接入路由器的網(wǎng)口,通過網(wǎng)絡(luò)與Ubuntu服務(wù)器連接。推薦使用此種方式,此種方式下,Atlas200DK可直接接入網(wǎng)絡(luò)。說明:官方給出了三種連接方式,這里推薦將A與C都做一遍,A可以適合在外部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境改變時(shí)依舊可以連接到atlas板(上課時(shí)),C是利用路由器可以讓atlas板上網(wǎng)(宿舍時(shí)),進(jìn)行下載包等操作,而網(wǎng)線比較麻煩,在這里我們也并沒有采用網(wǎng)線連接。路由連接時(shí)的問題配置路由上網(wǎng)時(shí),先用USB連接到Ubuntu服務(wù)器,利用進(jìn)行連接板間環(huán)境,此時(shí)USB方式在本機(jī)生成的虛擬網(wǎng)卡是23 圖7usb連接時(shí)生成的虛擬網(wǎng)卡ens35u1USB方式:虛擬機(jī)Ubuntu服務(wù)器>虛擬機(jī)Ubuntu虛擬網(wǎng)卡23>Atlas200DK進(jìn)行通信。然后按照說明手冊(cè)進(jìn)行配置路由上網(wǎng)。
網(wǎng)絡(luò)介紹:由于宿舍環(huán)境問題,我的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是電腦WiFi連接路由器,路由器網(wǎng)線連接Atlas200DK板并且采用的橋接模式。 圖8虛擬機(jī)網(wǎng)卡編輯器觀察虛擬機(jī)網(wǎng)卡配置信息(如圖8),由于之前我一直都是自動(dòng)選擇網(wǎng)卡(可能自動(dòng)選擇了一個(gè)錯(cuò)誤的網(wǎng)卡,橋接的時(shí)候Ubuntu服務(wù)器和路由器不在一個(gè)網(wǎng)段),同時(shí)也導(dǎo)致在板間環(huán)境配置好dhcp后板子的網(wǎng)卡eth0是(很奇怪的IP地址和錯(cuò)誤),但是我路由器卻是在這個(gè)網(wǎng)段,跨網(wǎng)段導(dǎo)致無法ssh。 圖9虛擬機(jī)中網(wǎng)卡信息解決方法:A.當(dāng)本機(jī)在指定選擇網(wǎng)卡后(我
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