JP3624600B2 - 表示装置の動画補正回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、1フレームを複数のサブフィールド(又はサブフレーム)に時分割し、入力映像信号の輝度レベルに対応したサブフィールドを発光して多階調画像を表示する表示装置の動画補正回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
最近、薄型、軽量の表示装置として、PDP(プラズマディスプレイパネル)やLCDP(液晶ディスプレイパネル)が注目されている。このPDPの駆動方式は、従来のCRT駆動方式とは全く異なっており、ディジタル化された入力映像信号による直接駆動方式である。したがって、パネル面から発光される輝度階調は、扱う信号のビット数によって定まる。
【0003】
PDPは、基本的特性の異なるAC型とDC型の2方式に分けられる。AC型PDPでは、輝度と寿命については十分な特性が得られているが階調表示に関しては、試作レベルで最大64階調表示までの報告しかなかったが、アドレス・表示分離型駆動法(ADSサブフィールド法)による将来の256階調の手法が提案されている。
この方法に使用されるPDPの駆動シーケンスと駆動波形が図2(a)(b)に示される。
【0004】
図2(a)において、例えば、8ビット、256階調の場合、1フレームは、輝度の相対比が1、2、4、8、16、32、64、128の8個のサブフィールドSF1、SF2、SF3、SF4、SF5、SF6、SF7、SF8で構成され、8画面の輝度の組み合わせで256階調の表示を行うものとする。
【0005】
図2(b)において、それぞれのサブフィールドは、リフレッシュした1画面分のデータの書込みを行うアドレス期間とそのサブフィールドの輝度レベルを決めるサスティン期間で構成される。アドレス期間では、最初全画面同時に各ピクセルに初期的に壁電荷が形成され、その後サスティンパルスが全画面に与えられ表示を行う。サブフィールドの明るさはサスティンパルスの数に比例し、所定の輝度に設定される。このようにして256階調表示が実現される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようなアドレス・表示分離型駆動方式の表示装置は、従来、図3(a)に示すように構成され、入力端子10に入力した映像信号を、データ変換回路12によって、各フレーム毎に複数のサブフレームSFn〜SF1に時分割した表示データに変換してPDP14に出力し、このPDP14で多階調画像を表示するようにしていた。しかしながら、図3(a)に示した従来例では、動画表示時の画像を補正するための特別な処理を行っておらず、同じような駆動方法で動画表示と静止画表示を行っていたので、動画表示時において、動画の移動方向に視覚的な表示ずれが拡がって生じ、画質が著しく低下するという問題があった。
【0007】
すなわち、説明の便宜上、図3(b)に示すように、1フレームを4個のサブフィールドSF4〜SF1に時分割し、4ビット、16階調表示をするPDP14において、入力端子10に入力した輝度レベル15の映像信号に係る動画素が1フレームに5ドットの割合で所定方向(例えば画面の上方向)へ移動している場合について考える。図3(a)の従来例では、各フレームのサブフィールドSF4〜SF1の表示位置が、同一フレームでは画面上の同一画素(例えば同一ドット)であるので、各フレームのサブフィールドSF4〜SF1の発光の時間(横軸)とPDP14の画面上の動画素の表示位置(発光位置)(縦軸)との関係を概念的に示すと、図4に示すようになる。
【0008】
図4において、矩形は大きい順に8、4、2、1の重みを持ったサブフィールドSF4、SF3、SF2、SF1を表わし、右上がりのハッチング線が入った矩形は各フレームの発光しているサブフィールドSF4〜SF1を表わす。また、斜めに走る線A、Bは、人間がドットの動きを眼で追う軌跡を示し(視覚は動くものを注視する性質があるので)、表示ずれの最大ずれ幅ZMが大きいことを示している。
【0009】
この最大ずれ幅ZMは、動画素の移動速度に比例し、輝度レベル(点灯レベル)によって変化する。また、モノクロ表示の場合、上述の表示ずれは「ぼやけ」として現われ、カラー表示の場合、各色間のレベル差があるため、それぞれのずれ幅が異なり、色ずれとなって現われる(色の擬似輪郭が現われる)。
【0010】
本出願人は、上述の問題を解決するための提案(特願平7−317508)を、既におこなっている。この既提案の発明は、原理的には図5に示す回路で表されたものとほぼ同様である。
この図5に示す回路は、入力端子20に順次結合された1フレーム遅延回路22及び選択回路24と、動き補正回路26とからなり、選択回路24の出力側は出力端子28を介してPDP(図示省略)に結合されている。
【0011】
そして、データ変換回路(図示省略)によって入力映像信号が各フレーム毎に複数のサブフレームSFn〜SF1に時分割され、映像データに変換されて入力端子20に入力すると、この入力映像データは1フレーム遅延回路22で1フレーム遅延して選択回路24の一方の入力側に入力する。動き補正回路26には、動き検出回路(図示省略)で検出された動画素のフレーム間の移動方向と移動量を表す信号(以下、動きベクトルという)と、動きベクトルの大きさが設定値(例えば0ドット/フレーム又は2ドット/フレーム)を超えているか否かを表す動きフラグとが入力する。
【0012】
動き補正回路26は、この動きベクトルと動きフラグに基づいて、入力端子20に入力した表示データのうちの動画素について補正表示データ及び補正位置データを作成し、選択回路24の一方の入力側へ入力する映像データと入力タイミングを一致させて、選択回路24に出力する。この選択回路24は、動き補正回路26から出力する補正位置データに基づいて、現フレームの複数のサブフィールドの表示データを、そのうちの動画素についての表示データを補正表示データで置き換え、出力端子28を介してPDPへ出力する。
【0013】
このため、図3(b)に示すように、1フレームを4個のサブフィールドSF4〜SF1に時分割し、4ビット、16階調表示をするPDPにおいて、入力端子10に入力した輝度レベル15の映像信号に係る動画素が1フレームに5ドットの割合で所定方向(例えば画面の上方向)へ移動している場合について考えると、図6に示す概念図の斜めの実線a、bで示す軌跡上(動画素を眼で追う軌跡上)にサブフィールドSF4〜SF1の発光が乗るように、サブフィールドSF4〜SF1の表示位置が補正される。
【0014】
すなわち、サブフィールドSF4については、その表示位置を上方向(図中の縦軸方向)に0ドット移動し(すなわち移動させず)、サブフィールドSF3については、その表示位置を上方向に2ドット移動し、サブフィールドSF2、SF1については、その表示位置を上方向にそれぞれ3、4ドット移動するための補正表示データが設定される。このため、表示ずれの最大ずれ幅zmを従来例(ZM)の半分以下にすることができ、モノクロ表示の場合の「ぼやけ」やカラー表示の場合の色ずれ(色の擬似輪郭)を抑制することができる。
【0015】
しかしながら、図5に示した回路では、動き補正回路26に入力する動きベクトルが、動き検出回路でn×mドット(n、mは2以上の整数で、例えばn=m=8)を単位ブロックUBとして検出されていたので、動画の輪郭部分に位置する静止画部分も動画として判断されて動き補正回路26で補正されていたので、動画の輪郭部分が滑らかに表現できないという問題点があった。
例えば、図7に示すようなリング状の動画MPを補正する場合、n×mドットを単位ブロックUBとして動画MPの動きベクトルを検出していたので、これらの単位ブロックUBのうちの動画MPが存在しない部分(ハッチングで表示)が、静止画素であるにもかかわらず動画として補正され、動画MPの輪郭部分が滑らかに表現できないという問題点があった。
【0016】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、1フレームを複数のサブフィールドに時分割し、入力映像信号の輝度レベルに対応したサブフィールドを発光して多階調画像を表示する表示装置において、動画表示時に発生する視覚的な表示ずれを小さくして画質の低下を防止する補正ができ、しかも、補正した動画の輪郭部分を滑らかに表現できるようにすることを目的とする。
必要に応じて、補正でできた画像のない跡地領域を表示データで埋めて違和感のない映像を表示できるようにするものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明による動画補正回路は、1フレームを複数のサブフィールドに時分割し、入力映像信号の輝度レベルに対応したサブフィールドを発光して多階調画像を表示する表示装置において、フレーム間における動画素の移動方向と移動量を表す信号に基づいて、複数のサブフィールドの動画素についての補正表示データ及び補正位置データを作成して出力する動き補正回路と、この動き補正回路から補正位置データが出力していないときには、入力映像データを表示データとして選択し、動き補正回路から補正位置データが出力しているときには、補正表示データを補正位置における表示データとして選択する第1選択回路と、現フレームと次のフレーム(以下単に次フレームという)の映像データに基づいて画素単位で静止画を検出する静止画検出回路と、この静止画検出回路の検出信号に基づいて動き補正回路に入力する動画素の移動方向と移動量を表す信号にマスクをかける禁止回路とを具備してなることを特徴とする。
【0018】
1フレームをn個のサブフィールドSFn〜SF1に時分割し、入力映像信号の多階調画像を表示する場合について考えると、フレーム間における動画素の移動方向(例えば画面の上方向)と移動量(例えば1フレームに5ドット)を検出し、この検出出力に基づいて各フレームのn個のサブフィールドSFn〜SF1の表示位置を補正する。このように、各フレーム毎に動画素の移動方向と移動量に応じてサブフィールドSFn〜SF1の表示位置を補正しているので、動画素を見る人間の眼の軌跡上にサブフィールドSFn〜SF1の表示位置を乗せることができる。
しかも、静止画検出回路が画素単位で静止画を検出し、この検出信号に基づいて禁止回路が動き補正回路に入力する動画素の移動方向と移動量を表す信号にマスクをかけているので、静止画素について動き補正することがなく、補正した動画の輪郭部分を滑らかに表現できる。
【0019】
また、動き補正回路による動き補正で空いた動画素跡地領域を示す信号を作成して出力する跡地領域指示回路と、この跡地領域指示回路から信号が出力していないときには、第1選択回路で選択した表示データを選択し、跡地領域指示回路から信号が出力しているときには、次フレームの表示データを選択する第2選択回路とを設けるようにした場合には、動画素の表示位置補正で空き領域となった現フレームの動画素の跡地領域を、次フレームの表示データで埋め立てて、不連続な映像をなくすことができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1は本発明による表示装置の動画補正回路の一実施形態例を示す。
図1において図5と同一部分は同一符号とする。図1において、20は入力端子で、この入力端子20には、1フレーム遅延回路22、第1選択回路24及び第2選択回路32が順次結合され、この第2選択回路32の出力側は出力端子28を介して表示装置(例えばPDP)(図示省略)に結合されている。
【0021】
23は静止画検出回路で、この静止画検出回路23は、前記入力端子20に入力した次フレームの映像信号と前記1フレーム遅延回路22から出力した映像データに基づいて、画素単位で静止画を検出するように構成されている。
25は禁止回路で、この禁止回路25は、前記静止画検出回路23の検出信号に基づいて、動き検出回路(図示省略)で検出された動きベクトルと動きフラグにマスクをかけて出力するように構成されている。すなわち、動きベクトルは単位ブロックUB(例えば8×8ドット)毎に検出されるが、各単位ブロックUB内の各静止画素については静止画検出回路23の検出信号で動きベクトルと動きフラグが禁止される。
【0022】
26は動き補正回路で、この動き補正回路26は、前記禁止回路25を介して入力する動きベクトルと動きフラグとに基づいて、入力端子20に入力した映像データのうちの動画素について補正表示データ及び補正位置データを作成し、第1選択回路24に出力するように構成されている。
前記第1選択回路24は、前記動き補正回路26から補正位置データが出力していないときには、前記1フレーム遅延回路22から出力する表示データを選択し、前記動き補正回路26から補正位置データが出力しているときには、前記動き補正回路26から出力する補正表示データを補正位置における表示データとして選択するように構成されている。
【0023】
34は前記動き補正回路26による補正でできた動画素跡地領域を示す信号を作成して出力する跡地領域指示回路で、この跡地領域指示回路34はノット回路36とアンド回路38からなっている。39は1フレーム遅延回路で、この1フレーム遅延回路39は動き検出回路(図示省略)から出力する動きフラグに前記禁止回路24でマスクをかけた信号を1フレーム遅延させて出力するように構成されている。
【0024】
前記ノット回路36は、前記動き補正回路26から出力する補正位置データを反転して出力するように構成されている。前記アンド回路38は、前記1フレーム遅延回路39から出力する現フレームの動きフラグと前記ノット回路36の出力信号との論理積信号を出力するように構成されている。
前記動きフラグは、動き検出回路の出力する動きベクトルの大きさが0を超えているか否かを、H、Lレベル信号で示すものである。
【0025】
前記第2選択回路32は、前記アンド回路38から信号が出力していないとき(例えばLレベル信号)には、前記第1選択回路24で選択した現フレームの表示データを選択し、前記アンド回路38から信号が出力しているとき(例えばHレベル信号)には、前記入力端子20に入力した次フレームの映像データを表示データとして選択し、出力端子28を介してPDP(図示省略)へ出力するように構成されている。
【0026】
つぎに、図1の作用について、図6を併用して説明する。
説明の便宜上、1フレームを4個のサブフィールドSF4〜SF1に時分割し(すなわちn=4)、4ビット、16階調表示をするPDPにおいて、輝度レベル15の入力映像信号に係る動画素が1フレームに5ドットの割合で所定方向へ移動している場合(すなわち動きベクトルの大きさが5ドット/フレームの場合)について考える。また、動き検出回路から出力する動きフラグは、動きベクトルの大きさが0を超えているときにはHレベルの信号となり、0のときはLレベルの信号となるものとする(すなわち設定値=0ドット/フレーム)。
【0027】
データ変換回路(図示省略)によって、入力映像信号が各フレーム毎に複数のサブフレームSFn〜SF1に時分割され、映像データに変換されて入力端子20に入力すると、この入力映像データはタイミング調整用の1フレーム遅延回路22で1フレーム遅延され、第1選択回路24の一方の入力側に入力する。
動き補正回路26は、禁止回路25を介して入力した動きベクトルと動きフラグに基づいて、入力端子20に入力した映像データのうちの動画素についての補正表示データ及び補正位置データを作成し、入力時から1フレーム遅延したタイミングで第1選択回路24へ出力する。
【0028】
静止画検出回路23は、入力端子20に入力した次フレームの映像データと1フレーム遅延回路22から出力した現フレームの映像データに基づいて、画素単位で静止画を検出し、禁止回路25は、静止画検出回路23の検出信号に基づいて、動きベクトルと動きフラグにマスクをかけて出力する。すなわち、単位ブロックUB毎に検出された動きベクトルと動きフラグがある場合にも、単位ブロックUB内の各静止画素について静止画検出回路23の検出信号で動きベクトルと動きフラグが禁止され、動き補正回路26に入力しない。
【0029】
第1選択回路24は、動き補正回路26から補正位置データが出力していないときには、1フレーム遅延回路22から出力する表示データを選択し、動き補正回路26から補正位置データが出力しているときには、動き補正回路26から出力する補正表示データを補正位置における表示データとして選択して第2選択回路32の一方の入力側に出力する。すなわち、1フレーム遅延回路22から出力する表示データのうち、動き補正された動画素部分についてのみ補正表示データで置き換えた信号を、表示データとして第2選択回路32の一方の入力側に出力する。第2選択回路32の他方の入力側には、入力端子20に入力した映像データが入力している。
【0030】
跡地領域指示回路34は、ノット回路36が動き補正回路26から出力する現フレームの補正位置データの反転信号を出力し、アンド回路38が1フレーム遅延回路39から出力する現フレームの動きフラグと、ノット回路36の出力信号との論理積信号を第2選択回路32に出力する。このアンド回路38の出力信号は、動き補正回路26の補正でできた動画素跡地領域を示す信号となる。すなわち、現フレームのサブフィールドの動画素表示位置補正後の動画素のない領域と、現フレームのサブフィールドの動画素表示位置補正前の動画素のあった領域との論理積領域を示す信号となる。
【0031】
第2選択回路32は、アンド回路38から信号が出力していないとき(Lレベル信号)には、第1選択回路24で選択した現フレームの表示データを選択し、アンド回路38から信号が出力しているとき(Hレベル信号)には、入力端子20に入力した次フレームの表示データを選択し、出力端子28を介してPDPへ出力する。
【0032】
このため、動画素の移動方向が画面の上方向で、その移動量が5ドット/フレームのときには、図6に示す概念図の斜めの実線a、bで示す軌跡上(動画素を眼で追う軌跡上)にサブフィールドSF4〜SF1の発光が乗るように、サブフィールドSF4〜SF1の表示位置を補正したデータが設定される。すなわち、サブフィールドSF4については、その表示位置を上方向(図中の縦軸方向)に0ドット移動し(すなわち移動させず)、サブフィールドSF3については、その表示位置を上方向に2ドット移動し、サブフィールドSF2、SF1については、その表示位置を上方向にそれぞれ3、4ドット移動するための補正表示データが設定される。したがって、表示ずれの最大ずれ幅zmを従来例(ZM)の半分以下にすることができ、モノクロ表示の場合の「ぼやけ」やカラー表示の場合の色ずれ(色の擬似輪郭)を抑制することができる。
【0033】
しかも、静止画検出回路23が画素単位で静止画を検出し、この検出信号に基づいて禁止回路25が動き補正回路26に入力する動きベクトルと動きフラグにマスクをかけているので、動き補正回路26が静止画素について動き補正することがなくなり、動き補正回路26で補正した動画の輪郭部分を滑らかに表現できる。
【0034】
その上、動画素表示位置補正で空きとなった現フレームの動画素の跡地領域を、次フレームの表示データで埋め立てて、不連続な映像をなくし、滑らかな違和感の無い映像を表示できる。すなわち、現フレームの動画素のサブフィールドSF3の表示位置が上方向に2ドット移動してできた空き領域は、次フレームの対応した静止画素(背景画素)で埋め立てられ、現フレームの動画素のサブフィールドSF2、SF1の表示位置が上方向にそれぞれ3、4ドット移動してできた空き領域は、次フレームの対応した静止画素(背景画素)で埋め立てられるので、不連続な映像をなくし、滑らかな違和感の無い映像を表示できる。
【0035】
前記実施形態例では、跡地領域指示回路と第2選択回路とを設けて、動画素の表示位置補正で空き領域となった現フレームの動画素の跡地領域を、次フレームの表示データで埋め立てて、不連続な映像をなくすことができる回路に本発明を利用した場合について説明したが、本発明はこれに限るものでなく、跡地領域指示回路と第2選択回路を省略した回路についても利用することができる。例えば、図5に示した既提案の回路に静止画検出回路と禁止回路を設けて、動き補正回路26が静止画素について動き補正することをなくし、動き補正回路26で補正した動画の輪郭部分を滑らかに表現できるようにしてもよい。
【0036】
前記実施形態例では、動きフラグを、動きベクトルの大きさが0を超えているか否かに基づいてH、Lレベル信号となるように設定(すなわち設定値=0ドット/フレーム)した場合について説明したが、本発明はこれに限るものでなく、動きベクトルの大きさが2ドットを超えているか否かに基づいてH、Lレベル信号となるように設定(すなわち設定値=2ドット/フレーム)した場合についても利用することができる。例えば、動きの小さい動画素(例えば移動量が2ドット/フレーム以下の画素)については動き補正をせずに、動きの大きい動画素(例えば移動量が2ドット/フレームを超える画素)については動き補正及び空き領域の埋立て補正をするようにしたものについても利用することができる。
【0037】
前記実施形態例では、表示装置がPDPの場合について説明したが、本発明はこれに限るものでなく、LCDの場合について利用することができる。
【0038】
【発明の効果】
本発明による動画補正回路は、動き補正回路及び第1選択回路を具備し、フレーム間における動画素の移動方向(例えば画面の上方向)と移動量(例えば1フレームに5ドット)に基づいて、各フレームのn個のサブフィールドSFn〜SF1の表示位置を補正するように構成したので、動画素を見る人間の眼の軌跡上にサブフィールドSFn〜SF1の表示位置を乗せることができ、動画表示時のサブフィールド間の映像のずれ幅を狭くして視覚的な表示ずれを小さくし、画質の低下を防止することができる。
しかも、静止画検出回路が画素単位で静止画を検出し、この検出信号に基づいて禁止回路が動き補正回路に入力する動画素の移動方向と移動量を表す信号にマスクをかけているので、静止画素について動き補正することがなく、補正した動画の輪郭部分を滑らかに表現できる。
【0039】
また、跡地領域指示回路と第2選択回路を設けて、現フレームの複数のサブフィールドSFn〜SF1の表示データのうちの動画素跡地領域の表示データに、次フレームの表示データを選択するようにした場合には、動画素の表示位置補正で空き領域となった現フレームの動画素の跡地領域を、次フレームの表示データで埋め立てて不連続な映像をなくし、滑らかな違和感の無い映像を表示できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による表示装置の動画補正回路の一実施形態例を示すブロック図である。
【図2】サブフィールド点灯方式を説明するもので、(a)は256階調の手法における駆動シーケンスの説明図、(b)は駆動波形図である。
【図3】従来例を示すもので、(a)は装置のブロック図、(b)はサブフィールド法による16階調表示における駆動シーケンスの説明図である。
【図4】図3の作用を概念的に説明する図である。
【図5】本出願人による既提案の動画補正回路と原理がほぼ同一の回路のブロック図である。
【図6】図5の作用を概念的に説明する図である。
【図7】図5の回路で動画素の動き補正を行ったときに、動きベクトルが単位ブロックで検出されることにより、動画MPの輪郭部が滑らかに表現できない状態を説明する図である。
【符号の説明】
10、20…入力端子、 12…データ変換回路、 14…PDP(表示装置の一例)、 22、39…1フレーム遅延回路、 23…静止画検出回路、 24、32…選択回路、 25…禁止回路、 26…動き検出回路、 28…出力端子、 34…跡地領域指示回路、 36…ノット回路、 38…アンド回路、A、B、a、b、c、d…ドットの動きを眼で追う軌跡を表わす直線、 MP…動画、 SF1〜SF4、SFn…サブフィールド、 UB…動きベクトルを検出するときの単位となるブロック(例えば8×8ドット)、 ZM、zm…最大ずれ幅。
Claims (3)
- 1フレームを複数のサブフィールドに時分割し、入力映像信号の輝度レベルに対応したサブフィールドを発光して多階調画像を表示する表示装置において、フレーム間における動画素の移動方向と移動量を表す信号に基づいて、複数のサブフィールドの動画素についての補正表示データ及び補正位置データを作成して出力する動き補正回路と、この動き補正回路から補正位置データが出力していないときには、入力映像データを表示データとして選択し、前記動き補正回路から補正位置データが出力しているときには、前記補正表示データを補正位置における表示データとして選択する第1選択回路と、現フレームと次フレームの映像データに基づいて画素単位で静止画を検出する静止画検出回路と、この静止画検出回路の検出信号に基づいて前記動き補正回路に入力する動画素の移動方向と移動量を表す信号にマスクをかける禁止回路とを具備してなることを特徴とする表示装置の動画補正回路。
- 1フレームを複数のサブフィールドに時分割し、入力映像信号の輝度レベルに対応したサブフィールドを発光して多階調画像を表示する表示装置において、フレーム間における動画素の移動方向と移動量を表す信号に基づいて、複数のサブフィールドの動画素についての補正表示データ及び補正位置データを作成して出力する動き補正回路と、この動き補正回路から補正位置データが出力していないときには、入力映像データを表示データとして選択し、前記動き補正回路から補正位置データが出力しているときには、前記補正表示データを補正位置における表示データとして選択する第1選択回路と、前記動き補正回路による動き補正で空いた動画素跡地領域を示す信号を作成して出力する跡地領域指示回路と、この跡地領域指示回路から信号が出力していないときには、前記第1選択回路で選択した表示データを選択し、前記跡地領域指示回路から信号が出力しているときには、次フレームの表示データを選択する第2選択回路と、現フレームと次フレームの映像データに基づいて画素単位で静止画を検出する静止画検出回路と、この静止画検出回路の検出信号に基づいて前記動き補正回路に入力する動画素の移動方向と移動量を表す信号にマスクをかける禁止回路とを具備してなることを特徴とする表示装置の動画補正回路。
- 跡地領域指示回路は、現フレームの動画素について動き補正回路から出力する補正位置データの反転信号を出力するノット回路と、このノット回路の出力信号と、現フレームの動画素の動きフラグとの論理積信号を出力するアンド回路とからなる請求項2記載の表示装置の動画補正回路。
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