JP6626169B2 - シューズ構成部材の視覚検出システム - Google Patents
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Description
本発明は、シューズ構成部材例えば靴底に形成された糊層の検出システムに関し、特に、靴底に形成された糊層の糊量を視覚的に検出する視覚検出システムに関する。
シューズの製造において、シューズ構成部材の接着面に糊を塗布して当該糊が付着されたシューズ構成部材に他のシューズ構成部材を貼り合わせることが行われている。シューズを機械的に製造する時に、シューズ構成部材に付着された糊が適量であるかどうかを判定することが必要である。シューズ構成部材の1つである靴底は、図1に示されたように、他の1つのシューズ構成部材(図示せず)と接着する接着面11と、接着面11を取り囲む側壁13とを有し、側壁13は、接着面11と接合する内側面132と内側面132の反対側の外側面131とを有する。従来、糊量を測るためには靴底1を物理的に転回して異なる視点から靴底1の糊層を観察しなければならない。そのため、靴底1の糊層に関する糊量が正常であるかどうかを判定するのに手間が掛かる問題点がある。そこで、糊が付着された靴底1を光に当てて所定の糊形画像を得て、得られた画像の形による面積の大きさから当該糊の量が適当であるかどうかを判定する技術が採用されている。
従来の糊量判定技術は、作業者の手間を省き、自動化作業の能率を上げることができるが、靴底1のようにその接着面11と側壁13の内側面132との間は所定の勾配が形成されているので、当該糊の面積による判定では、糊量の変化が分からず、例えば糊量にむらがあって糊付けが足りない場合、接着力が下がり、過剰の場合、原料のむだになるので、なおも改善すべき所がある。また、画像を複数枚得る必要があるので、検査にも手間が掛かる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、シューズ構成部材の糊量を簡単に検知することができ、検査効率を上げることができるシューズ構成部材の視覚検出システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、靴を構成する複数のシューズ構成部材における1つと他の1つとを接着する糊層の検査に適用される視覚検出システムであって、前記1つのシューズ構成部材は、前記他の1つのシューズ構成部材と接着する接着面と、前記接着面を取り囲む側壁とを有し、前記側壁は前記接着面と接合する内側面を有し、前記視覚検出システムは、前記接着面と前記側壁の前記内側面に関するパノラマ画像を得ると共に得られた前記パノラマ画像を出力するように、前記接着面の上方から所定の間隔をおいて設置されたトップ撮像ユニットと、前記トップ撮像ユニットから出力された前記接着面と前記側壁の前記内側面とに関する前記パノラマ画像を取得するように前記トップ撮像ユニットに電気的に連結されるように設置され、取得された前記パノラマ画像による全景画像を得て、前記全景画像に基づいて前記糊層の糊量についての判定結果を生成するプロセッサと、備えていることを特徴とする。
本発明に係るシューズ構成部材の視覚検出システムでは、トップ撮像ユニットから出力されたパノラマ画像を取得し、取得されたパノラマ画像による全景画像を得ることができるので、ユーザー又はプロセッサは、得られた1つの全景画像だけで視覚的に検査することができる。従って、糊量を機械的に自動的にも人工的にも簡単に検査することができ、検査効率と品質を上げることができる。
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照する以下の実施形態の詳細な説明において明白になるであろう。
以下、本発明に係る視覚検出システムの一例について図面を参照して説明する。
図2は、例えば図1に示されたような靴底を視覚的に検出する本発明に係る視覚検出システムの構成の一例の配置を概略的に示す図である。本発明に係る視覚検出システムは、靴を構成する複数のシューズ構成部材における1つと他の1つとを接着する糊層の検査に適用されるものである。この例では、靴の複数のシューズ構成部材における1つは、他の1つのシューズ構成部材(図示せず)と接着する接着面11と、接着面11を取り囲む側壁13とを有する。側壁13は、接着面11と接合する内側面132と内側面132の反対側の外側面131とを有する。なお、この例では、靴の複数のシューズ構成部材における1つは、靴底である。
本実施例に係る視覚検出システムは、図2に示されているように、トップ撮像ユニット3と、発光ユニット4と、プロセッサ5と、ディスプレイ6とを備えている。
トップ撮像ユニット3は、靴の複数のシューズ構成部材における1つである靴底(以下単に靴底)1の接着面11の上方から所定の間隔をおいて設置され、接着面11と側壁13の内側面132とに関するパノラマ画像82(図3)を得ると共に、得られたパノラマ画像82を出力する。この例では、トップ撮像ユニット3は、180度以上の画角(angle of view)、好ましくは220度以上の画角に基づく魚眼レンズ311を有する。パノラマ画像82は靴底1の接着面11と側壁13の内側面132に相関するトップオブジェクト部分72を含んでいる。なお、トップ撮像ユニット3は例えば電荷結合素子(CCD)が用いられるが、これに制限されないことは言うまでもない。
発光ユニット4は、靴底1に照射するための、所定の波長範囲10〜400nmの光(つまり紫外線(UV光))を発生するものである。この例では、発光ユニット4は、トップ撮像ユニット3に設けられた5つのUVランプ41を有する。
靴底1の接着面11に糊等の接着剤を用いて糊層を形成するが、糊は好ましくは発光ユニット4によるUV光の照射にて容易く観察可能にするようにUV光によって色付きの輝きを放つ蛍光体が含まれた色付きの糊を用いる。なお、糊を簡単に観察するために、色付きの糊でもよくそれらに制限されないことはいうまでもない。
プロセッサ5は、トップ撮像ユニット3に電気的に接続され、トップ撮像ユニット3から出力されたパノラマ画像82に基づいて得られた全景画像に基づいて1つのシューズ構成部材に設けられた糊層について糊層の糊量が正常であるかどうかを判定する。より具体的には、パノラマ画像82のエッジを検出し、接着面11と内側面132に関するパノラマ画像82のトップオブジェクト部分72を抽出し、背景等の関係ない部分を取り除き、トップオブジェクト部分72による全景画像83を得る。全景画像83は、靴底1に形成された糊層の糊量を判定する判定結果を生成するために用いられる。
ディスプレイ6は、プロセッサ5に電気的に接続され、プロセッサ5から出力された全景画像83を表示する。ディスプレイ6は、例えば液晶ディスプレイ(LCD)、発光ダイオード(LED)ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル(PDP)等である。
本実施例に係る視覚検出システムは、1つのシューズ構成部材の外側面を使って他のシューズ構成部材と接着する場合、1つのシューズ構成部材の外側面に糊層が形成されており、1つのシューズ構成部材の外側面に形成された糊層を検査するために、更にサイド撮像ユニット2を備えている。
サイド撮像ユニット2は、プロセッサ5と電気的に接続され、側壁13の外側面131に関するサイド画像を生成、出力するように靴底1の周囲に設けられている複数のサイド撮像装置21、21、・・・を有する。図2に示されているように、複数のサイド撮像装置21、21、・・・は靴底1の前後左右に対応して配置されている4つのサイド撮像装置を有する。図4〜図7は各サイド撮像装置21により対応して撮像された靴底1のフロントサイド画像81、リアサイド画像81、レフトサイド画像81、ライトサイド画像81をそれぞれ示している。各サイド画像81は、側壁13の外側面131に関するサイドオブジェクト部分71を含んでいる。
なお、サイド撮像ユニット2はトップ撮像ユニット3と同様に、例えば電荷結合素子(CCD)が用いられるが、これに制限されないことは言うまでもない。
プロセッサ5は、トップ撮像ユニット3から出力されたトップ画像82とサイド撮像ユニット2から出力された側壁13に関するサイド画像81とを取得し、各画像を繋いで全景画像を得る。より具体的には、異なる視点から、パノラマ画像82とサイド画像81のエッジを検出し、接着面11と内側面132に関するパノラマ画像82のトップオブジェクト部分72と外側面131に関するサイド画像81のサイドオブジェクト部分71とを抽出し、背景等の関係ない部分を取り除く。そして、プロセッサ5は、パノラマ画像82のトップオブジェクト部分72とサイド画像81のサイドオブジェクト部分71とを切り出して全景画像83(図8、図9)を生成する。
以上のように構成された視覚検出システムを用いてシューズ構成部材に形成された糊層の糊量を判定する。
図2〜図7に示されているように、靴底1の接着面11と側壁13の内側面132に糊が塗布されて糊層が形成されている。複数のサイド撮像装置21によって側壁13の外側面131の前後左右側の画像を取得して各サイド画像であるフロントサイド画像81、リアサイド画像81、レフトサイド画像81、及びライトサイド画像81を出力する。トップ撮像ユニット3によって接着面11と側壁13の内側面132とに関するパノラマ画像82を取得して出力する。
プロセッサ5は、フロントサイド画像81、リアサイド画像81、レフトサイド画像81、ライトサイド画像81とパノラマ画像82とを受けると、画像を認識するようにパノラマ画像82と各サイド画像81のエッジを検出し、予め内蔵された画像処理演算法を用いて接着面11と内側面132に関するパノラマ画像82のトップオブジェクト部分72と外側面131に関するサイド画像81のサイドオブジェクト部分71とを抽出し、関係ない背景部分を取り除く。そして、プロセッサ5は、パノラマ画像82のトップオブジェクト部分72とサイド画像81のサイドオブジェクト部分71とを切り出してかかる方向に基づいて全景画像83(図8、図9)を生成して出力する。
なお、エッジの検出、画像の認識、画像処理演算法は、画像をオブジェクトと背景とに分割(トリミング)する技術であり、当技術分野で周知の技術を用いてよい。
そして、ディスプレイ6に全景画像83を表示する。全景画像83は、パノラマ画像82のトップオブジェクト部分72から、又はトップオブジェクト部分72及び各サイド画像81の各サイドオブジェクト部分71から構成されているので、靴底1を物理的に転回する必要がなく異なる視点から靴底1を観察することが可能である。このように、手作業で検査する場合、靴底1に糊層が形成されてから、従来は靴底1を転回して観察しなければならないが、この例では靴底1を物理的に転回しなくてもディスプレイ6に表示された全景映像83を観察することができるので、検査の時間を短縮することができ、検査効率の向上を図ることができる。
プロセッサ5は、予め糊が正常に塗布されて糊層が形成された靴底1の全景画像83V(図11)、糊層が形成されていない靴底1の全景画像83N(図10)、糊層が形成されており検査する靴底1の全景画像83MA(図12)、糊層が形成されており検査する靴底1の全景画像83MB(図13)のそれぞれから所定の方向に沿って所定数の1列の画素を選定する。具体的には、各全景画像83V、83N、83MAはそれぞれ複数の画素Vm、Nn、Mmを含み、そこから1列の所定数i個の画素Vi、Ni、Miを選定する。各所定数iの画素に関してi個の色度値V1〜Vi、N1〜Ni、M1〜Miを取得する。なお、この例では、所定の方向はY方向であるがこれに制限されないことは言うまでもない。また、mは正の整数、iは1〜mの整数である。かかる色度値に基づいて許容値Aの±Aによる許容範囲に収まるかどうかによって糊量が正常かどうかを判定する。
プロセッサ5は、まず、複数の画素Vmを参照画素としてそれぞれの色度値V1〜Vi(以下、参照値という)の複数の画素Niを基準画素としてそれぞれの色度値N1〜Ni(以下、基準値という)に対しての差の平均値V0を算出する。
但し、iは1〜mの整数である。
次に、上記設定に基づいて靴底1に用いられた糊の使用量が正常であるかどうかを判定する。
プロセッサ5は、前記糊層が使われたシューズ構成部材の複数の画像に関連する、判定対象である複数の画素Miを比較画素としてのそれぞれの色度値M1〜Mi(以下、比較値という)の、基準画素Niの基準値N1〜iに対しての差分値を算出する。
但し、iは1〜mの整数である。また、基準画素Nの個数mと参照画素Vの個数mとは同じにするが、これに限らないことは言うまでもない。
ここでは、比較値M1〜MmつまりMi(i=1〜m)は、画素のカラーの1つのチャネルによることに留意されたい。また、この例では、複数の画素Mm、Nm、Vmは所定の方向例えばY方向に沿って設定されているが、画素の取得はY方向に制限されないことは言うまでもない。
プロセッサ5を用いて式(2)から比較画素Mmが基準画素Nmに対して算出された差分値Riと平均値V0の許容範囲V0±Aに基づいて糊量が正常かどうかを判定することができる。
また、プロセッサ5は、差分値Ri(i=1〜m)の平均値V0に対しての相対差分値Jiが所定の許容値Aの±Aによる許容範囲に収まるかどうかを判定する。差分値Riの平均値V0に対しての相対差分値Jiは、以下の式で求める。
但し、i=1〜mの整数である。
プロセッサ5を用いて相対差分値Jiについて、±Aによる許容範囲に収まる条件を満たしていると判定された時、糊量が正常であるという判定結果を生成し、その一方、±Aによる許容範囲に入っていないと判定された時、糊量が異常であるという判定結果を生成する。ここでは、V0を複数の参照画素毎に相関する画素に関する色度値である参照値Viの、複数の基準画素に関する色度値である基準値Niに対しての差の平均値、Aを予め定められた許容値とそれぞれする。なお、iは設定された画素の数を表し、1〜mの整数である。
図12と図13は、靴底1のY方向沿いの画像において選ばれた画素の色度値を示す図である。図12に示されているように、2本の破線間における画素の色度値は、概して、2本の破線の外側にある画素の色度値より実質上大きく、つまり、2本の破線の間における選ばれた画素に関する靴底1の一部の糊の使用量が2本の破線の外側にある選ばれた画素に関する靴底1の他部の糊の使用量以上である。
その一方、図13に示されているように、2本の破線間における画素の色度値が2本の破線の近く又は外側にある画素の色度値以下であり、つまり、2本の破線間における選ばれた画素に関する靴底1の一部の糊の使用量が2本の破線の近く又は外側の選ばれた画素に関する靴底1の他部の糊の使用量以下である。
この例では、プロセッサ5は、図11の複数の画素V1〜V10から例えば7個を選定してそれぞれに関連する色度値Vi、Niから例として下記の数4に示すように平均値V0を算出する。なお、7個の画素の各色度値を取得するとしてm=7とするが、これに制限されない。
Vi:糊が正常に使われている画像による色度値
Ni:糊が使われない画像による色度値
i:1〜m
m:7
プロセッサ5は、同様にして判定する比較画素Mmに関してi個つまり7個を選定して各色度値Miを取得する。以下に示されたように、差分値Ri(iは1〜7)がそれぞれ算出される。但し、Mi:糊が使われた比較画像による色度値、Ni:糊が使われない基準画像による色度値、i:1〜7。
Ni:糊が使われない画像による色度値
i:1〜m
m:7
プロセッサ5は、同様にして判定する比較画素Mmに関してi個つまり7個を選定して各色度値Miを取得する。以下に示されたように、差分値Ri(iは1〜7)がそれぞれ算出される。但し、Mi:糊が使われた比較画像による色度値、Ni:糊が使われない基準画像による色度値、i:1〜7。
また、プロセッサ5は前もって計算された差分値Riと平均値V0とに基づいて相対差分値Ji(iは1〜7)を求め、±Aによる許容範囲に対して所定の画像による糊量についてそれぞれの判定結果を生成する。
上記のように算出された各値とそれによる判定結果を表1に示す。
基準値Ni :100
平均値V0 :13.143
±A :+5〜−5(許容範囲)
V0±A :18.1429〜8.1429
平均値V0 :13.143
±A :+5〜−5(許容範囲)
V0±A :18.1429〜8.1429
プロセッサ5は、算出された各差分値Ri(i=1〜7)が平均値V0に対して所定の許容値Aの±Aによる許容範囲に収まるかどうかを判定して判定結果を生成する。つまり、算出された差分値Riを許容範囲18.1429〜8.1429(V0±A)に対して比較する。
選定された1個目の比較画像について、算出されたR1=21は18.1429以上であるので、使われた糊量が過剰であり異常と判定される。
選定された2個目の比較画像について、算出されたR2=35は18.1429以上であるので、使われた糊量が過剰であり異常と判定される。
選定された3個目の比較画像について、算出されたR3=19は18.1429以上であるので、使われた糊量が過剰であり異常と判定される。
選定された4個目の比較画像について、算出されたR4=5は8.1429以下であるので、使われた糊量が不足であり異常と判定される。
選定された5個目の比較画像について、算出されたR5=0は8.1429以下であるので、使われた糊量が不足であり異常と判定される。
選定された6個目の比較画像について、算出されたR6=14は許容範囲に収まっているので、使われた糊量が適当であり正常と判定される。
選定された7個目の比較画像について、算出されたR7=13は許容範囲に収まっているので、使われた糊量が適当であり正常と判定される。
そして、プロセッサ5は、比較画素の1個目(i=1)について、その相対差分値がJ1=7.857と算出され、許容値+5以上であることから、許容値−5〜+5 (許容範囲−A〜+A)からはずれているので、当該糊量が過剰で異常であると判定する。
プロセッサ5は、比較画像の2個目(i=2)について、その相対差分値がJ2=21.857と算出され、許容値+5以上であることから、許容値−5〜+5 (許容範囲−A〜+A)からはずれているので、当該糊量が過剰で異常であると判定する。
プロセッサ5は、比較画像の3個目(i=3)について、その相対差分値がJ3=5.857と算出され、許容値+5以上であることから、許容値−5〜+5からはずれているので、当該糊量が過剰で異常であると判定する。
プロセッサ5は、比較画像の4個目(i=4)について、その相対差分値がJ4=-8.143と算出され、許容値−5以下であることから、許容値−5〜+5からはずれているので、当該糊量が不足で異常であると判定する。
プロセッサ5は、比較画像の5個目(i=5)について、その相対差分値がJ5=-13.143と算出され、許容値−5以下であることから、許容値−5〜+5からはずれているので、当該糊量が不足で異常であると判定する。
プロセッサ5は、比較画像の6個目(i=6)については、その相対差分値がJ6=0.857と算出され、許容値−5〜+5の範囲に収まるので、当該糊量が正常と判定される。
プロセッサ5は、比較画像による比較画素の7個目(i=7)については、その相対差分値がJ7=-0.143と算出され、許容値−5〜+5の範囲に収まるので、当該糊量が正常と判定される。
このように、予め設定された糊が用いられていない場合と糊が正常に用いられている場合に関連する色度値に基づいて靴底1の糊量が正常であるかどうかの判定を簡単に行うことができる。
本発明に係るシューズ構成部材の視覚検出システムによれば、トップ撮像ユニット3から出力されたパノラマ画像82とサイド撮像ユニット2から出力されたサイド画像81とを取得し、取得されたパノラマ画像82とサイド画像81とをつないで全景画像83を得ることができるので、ユーザー又はプロセッサは、得られた1つの全景画像83だけで視覚的に検査することができる。また、1つの全景画像83だけで靴底1の一部例えば接着面11、側壁13の内側面132等の一箇所を検査することができる。従って、靴底1等のシューズ構成部材の糊量を機械により自動的にも人工的にも簡単に検査することができ、検査効率と品質を上げることができる。
また、全景画像83による検査される所定数の画像に相関する画素に関する色度値に基づいてシューズ構成部材の一部の糊量の変化が分かり、シューズ構成部材に用いられた糊量が適当であるかどうかを素早く正確に判定することができ、検査効率と製品品質の向上を図ることができる。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
本発明に係るシューズ構成部材の視覚検出システムは、シューズの製造に有用である。
1 靴底
11 接着面
13 側壁
131 外側面
132 内側面
2 サイド撮像ユニット
21 サイド撮像装置
3 トップ撮像ユニット
311 魚眼レンズ
4 発光ユニット
41 UVランプ
5 プロセッサ
6 ディスプレイ
71 サイドオブジェクト部分
72 トップオブジェクト部分
81 サイド画像
82 パノラマ画像
11 接着面
13 側壁
131 外側面
132 内側面
2 サイド撮像ユニット
21 サイド撮像装置
3 トップ撮像ユニット
311 魚眼レンズ
4 発光ユニット
41 UVランプ
5 プロセッサ
6 ディスプレイ
71 サイドオブジェクト部分
72 トップオブジェクト部分
81 サイド画像
82 パノラマ画像
Claims (11)
- 靴を構成する複数のシューズ構成部材における1つと他の1つとを接着する糊層の検査に適用される視覚検出システムであって、
前記1つのシューズ構成部材は、前記他の1つのシューズ構成部材と接着する接着面と、前記接着面を取り囲む側壁とを有し、前記側壁は前記接着面と接合する内側面を有し、
前記視覚検出システムは、
前記接着面と前記側壁の前記内側面に関するパノラマ画像を得ると共に得られた前記パノラマ画像を出力するように、前記接着面の上方から所定の間隔をおいて設置されたトップ撮像ユニットと、
前記トップ撮像ユニットから出力された前記接着面と前記側壁の前記内側面に関する前記パノラマ画像を取得するように前記トップ撮像ユニットに電気的に連結されるように設置され、取得された前記パノラマ画像による全景画像を得て、前記全景画像に基づいて前記糊層の糊量についての判定結果を生成するプロセッサと、
備えていることを特徴とする視覚検出システム。 - 前記トップ撮像ユニットは、画角が180度以上であることを特徴とする請求項1に記載の視覚検出システム。
- 前記トップ撮像ユニットは、画角が220度以上の魚眼レンズを有することを特徴とする請求項1に記載の視覚検出システム。
- 前記側壁は更に前記内側面の反対側の外側面を有し、
更に、前記側壁の外側面に関するサイド画像を得ると共に得られた前記サイド画像を出力するように、前記側壁の前記外側面から所定の間隔をおいて設置されたサイド撮像ユニットを有し、
前記サイド撮像ユニットは、それぞれが前記側壁の前記外側面に関する前記サイド画像を生成、出力するように前記靴底の周囲に設けられた複数のサイド撮像装置を有し、
前記プロセッサは、更に前記サイド撮像ユニットとに電気的に連結されるように設置され、前記トップ撮像ユニットから出力された前記パノラマ画像と前記サイド撮像ユニットから出力された前記側壁に関する前記サイド画像とを取得し、取得された前記パノラマ画像と前記サイド画像とをつないで前記全景画像を得、前記全景画像に基づいて前記糊層の糊量についての判定結果を生成することを特徴とする請求項1〜3の何れかの一項に記載の視覚検出システム。 - 前記プロセッサは更に、前記接着面と前記内側面に関する前記パノラマ画像のトップオブジェクト部分と、前記外側面に関するそれぞれ異なる視点からの前記サイド画像のサイドオブジェクト部分とを抽出するように、前記パノラマ画像と前記サイド画像のエッジを検出することを特徴とする請求項4に記載の視覚検出システム。
- 前記プロセッサは、前記パノラマ画像の前記トップオブジェクト部分と前記サイド画像の前記サイドオブジェクト部分とを切り出して前記全景画像を生成することを特徴とする請求項5に記載の視覚検出システム。
- 更に、前記全景画像を表示するディスプレイを備えていることを特徴とする請求項1〜6の何れかの一項に記載の視覚検出システム。
- 更に、前記シューズ構成部材に照射するための、所定の波長範囲10〜400nmの光を発生する発光ユニットを備え、
前記プロセッサは、前記全景画像に関連する複数の画素に関する複数の色度値を取得し、取得された前記色度値に基づいて前記判定結果を生成する
ことを特徴とする請求項1〜7の何れかの一項に記載の視覚検出システム。 - 前記プロセッサは、
前記糊層が形成されていない前記靴底の画像を基準画像Nmとして取得し、複数の前記基準画像Nmから所定数iの前記基準画像を選定し、選定された前記基準画像毎に相関する画素に関する色度値を基準値Niとして取得し、
前記糊層が正常に形成された複数個mの画像を参照画像Vmとして取得し、複数の前記参照画像Vmから前記所定数iの前記基準画像と同じ数の画像を参照画像として選定し、選定された前記参照画像毎に相関する画素に関する色度値を参照値Viとして取得し、
複数の前記参照値Viの複数の前記基準値Niに対しての差の平均値V0を算出し、
前記プロセッサは、取得された前記糊層が使われたシューズ構成部材の複数の画像を比較画像Mmとし、前記比較画像Mmから所定数iの前記比較画像を選定し、前記選定されたi個の前記比較画像に関連する画素に関する色度値を前記比較値Miとして取得し、前記比較値Miと前記平均値V0とに基づいて、前記判定結果を生成する
ことを特徴とする請求項8に記載の視覚検出システム。
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