JPS6337723A - Coding transmitter - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 嬰〕
本願は、符号化の過程で生ずる信号歪を減少させるため
、特性の異なる逐次適応予測再生器の中から再生信号歪
が最小となるものを逐次選択して復号化側にこれを知ら
せることにより、再生信号の歪を補正し原信号に近い品
質のよい再生13号が得られるようにした71号化伝送
装置を開示するものである。[Detailed Description of the Invention] [Overview] In order to reduce signal distortion caused in the encoding process, the present application sequentially selects one that minimizes reproduced signal distortion from among sequential adaptive predictive regenerators with different characteristics. This invention discloses a 71 encoding transmission apparatus that corrects the distortion of the reproduced signal by informing the decoding side of the error, thereby making it possible to obtain a reproduced signal 13 with a quality close to that of the original signal.
本発明は、符号化伝送装置に関し、特に音声又は画像信
号等の高能率符号化伝送装置に関するものである。The present invention relates to a coding/transmission device, and particularly to a highly efficient coding/transmission device for audio or image signals.
音声信号、画像信号等の高能率伝送化は、ディジタル回
線の導入に伴い、そのサービス性の向上が要望されてい
る。特に、音声信号の高能率符号化は、符号化伝送にお
ける回線利用効率の向上、音声MAR・応答システムの
蓄積情報量の削減、移動通信、衛星通信への適用等、そ
の用途は多岐にわたっている。このため、音声信号の情
報量を圧縮し、しかも良好な再生音声が得られる高能率
符号化伝送装置が必要とされる。With the introduction of digital lines, there is a demand for highly efficient transmission of audio signals, image signals, etc., and improved serviceability. In particular, high-efficiency coding of audio signals has a wide range of applications, including improving line utilization efficiency in coded transmission, reducing the amount of information stored in audio MAR/response systems, and applying to mobile communications and satellite communications. Therefore, there is a need for a highly efficient encoding/transmission device that can compress the information amount of the audio signal and provide good reproduced audio.
第4図は従来の符号化伝送装置の一例を示したもので、
これは既に米国ベル研究所のビー・ニス・エイタル(B
、S、^ta I)等がCB L P (Coded−
Excited Linear Prediction
)方式として開発したものを郵政省電波研究所の大山玄
氏が改良を加えたもので、1985年5月に日本音響学
会の音声研究会資料において「残差を雑音でモデル化し
た駆動音源による線形予測分析合成方式」と題して発表
されている。Figure 4 shows an example of a conventional encoding and transmitting device.
This has already been done by Bell Laboratories in the US.
, S, ^ta I) etc. are CB L P (Coded-
Excited Linear Prediction
) method was improved by Mr. Gen Oyama of the Radio Research Institute of the Ministry of Posts and Telecommunications. The paper was published under the title ``Linear Prediction Analysis and Synthesis Method''.
図において、ピンチ予測分析回路11は入力信号Sを予
測分析してピンチ予測係数を出力するとともにピッチ予
測フィルタ(Ppitch) 12を制御して周期的な
予測可能成分を取り除いた残差信号Xを抽出させる。こ
の残差信号Xを線形予測分析回路13で予測分析して線
形予測係数を発生するとともに線形予測フィルタ(PL
pc)14を制御してピッチ予測フィルタ12より周期
の短い予測可能成分を取り除いた残差信号Eを抽出する
。In the figure, a pinch prediction analysis circuit 11 predictively analyzes an input signal S, outputs a pinch prediction coefficient, and controls a pitch prediction filter (Ppitch) 12 to extract a residual signal X from which periodic predictable components are removed. let This residual signal
pc) 14 to extract a residual signal E from which short-cycle predictable components are removed from the pitch prediction filter 12.
このようにしてピッチ予測フィルタ12と線形予測フィ
ルタ14とで入力信号Sの相関を除き抽出された近接予
測後の残差信号Eは、雑音の系列(パターン)から成る
雑音コードブック15とマツチング部16で照合され、
最も近い雑音を選択してそのコード番号を多重化回路1
7を介して復号化側へ送出する。The residual signal E after proximity prediction extracted by removing the correlation of the input signal S by the pitch prediction filter 12 and the linear prediction filter 14 in this way is matched with the noise codebook 15 consisting of a noise sequence (pattern). 16,
Multiplexing circuit 1 selects the closest noise and uses its code number
7 to the decoding side.
復号化側では多重分離回路18でピッチ予測係数及び線
形予測係数並びにコード番号を受信し、読み出し回路1
9では送られてきたコード番号に従って符号化側のコー
ドブック15に対応したコードブック20から雑音系列
を読み出し、残差信号E°として線形予測フィルタ(P
LFC) 21及びピンチ予測フィルタ(Ppttc
h ) 22を通すことにより再生信号S′を得る。On the decoding side, the demultiplexing circuit 18 receives the pitch prediction coefficient, the linear prediction coefficient, and the code number, and the readout circuit 1 receives the pitch prediction coefficient, linear prediction coefficient, and code number.
In step 9, a noise sequence is read out from the codebook 20 corresponding to the codebook 15 on the encoding side according to the sent code number, and a linear prediction filter (P
LFC) 21 and pinch prediction filter (Ppttc)
h) A reproduced signal S' is obtained by passing the signal through 22.
このような従来の符号化伝送装置では、ピッチ予測・近
接予測後の残差信号Eに対して雑音パターンが有限個の
コードブックの照合によりコードブックのマツチング歪
(残差信号Eと選択された雑音系列E°との差)が発生
してしまう、そして、この歪を補正すべき手段が無いた
め、この雑音系列に基づく残差信号E゛を使って再生さ
れる信号は十分な品質が得られないという問題点があっ
た。In such a conventional coding transmission device, matching distortion of the codebook (residual signal E and selected Since there is no means to correct this distortion, the signal reproduced using the residual signal E゛ based on this noise sequence has sufficient quality. The problem was that it could not be done.
また、近接予測として線形予測分析を行なっているため
、ピッチ予測の係数の他に近接予測の係数も伝送する必
要があり、フレーム毎の補助情報の伝送が多く、伝送ビ
ットレート低減の障害になっていた。In addition, since linear prediction analysis is performed as proximity prediction, it is necessary to transmit proximity prediction coefficients in addition to pitch prediction coefficients, which requires a large amount of auxiliary information to be transmitted for each frame, which becomes an obstacle to reducing the transmission bit rate. was.
従って、この問題点を解決するための本発明の目的は、
コードブックの照合による符号化の過程で生ずる歪を補
正できる符号化伝送装置を実現することである。Therefore, the purpose of the present invention to solve this problem is to
The object of the present invention is to realize an encoding/transmission device capable of correcting distortion caused in the encoding process by collating a codebook.
第1図は上記の目的を達成するための本発明の符号化伝
送装置の原理を示した図で、1は入力信号のピッチ予測
後の残差信号Xから基準となる逐次適応予測を行う逐次
適応予測フィルタ、16は逐次適応予測フィルタ1から
出力される予測残差信号Eを雑音の系列からなるコード
ブック15と照合して最も近い雑音E゛を選択してその
選択番号を伝送するマツチング部、2は選択された最も
近い雑音E°を逐次適応予測再生する複数個の更新速度
の異なる逐次適応予測再生フィルタADF +〜^OF
、を含み、これら複数の逐次適応予測再生値<xl’
〜X、゛)の各々と前記ピンチ予測後の残差信号Xか
ら最適なS/Nを与える適応予測再生フィルタADF
、を選択してその番号nを復号化側での近接予測として
の逐次適応予測再生に使用するために伝送する最適再生
能決定部である。FIG. 1 is a diagram showing the principle of the coding/transmission apparatus of the present invention to achieve the above object, and 1 is a diagram showing the principle of the coding/transmission apparatus of the present invention, in which 1 is a sequential adaptive prediction system that performs sequential adaptive prediction as a reference from the residual signal X after pitch prediction of the input signal. The adaptive prediction filter 16 is a matching unit that sequentially compares the prediction residual signal E outputted from the adaptive prediction filter 1 with a codebook 15 consisting of a noise sequence, selects the closest noise E, and transmits the selection number. , 2 is a plurality of sequential adaptive predictive recovery filters ADF +~^OF with different update rates that sequentially adaptively predictively reproduce the selected closest noise E°.
, and these plurality of sequential adaptive predicted reproduction values <xl'
~X, ゛) and the residual signal X after the pinch prediction.
, and transmits the number n for use in successive adaptive predictive reproduction as proximity prediction on the decoding side.
本発明を示す第1図において、ピッチ予測後の残差信号
Xは逐次適応予測フィルタ1で逐次適応予測による近接
予測後の残差信号Eからマツチング部16でコードブッ
ク15の照合により最も近い信号E゛を選択する。そし
て更に、この信号E゛に対して最適再生能決定部2が複
数個の逐次適応予測再生部ADF 、〜ADF 、を動
作させて再生信号×1゛〜X、°を得る。これらの再生
信号x1°〜xII“はフレーム毎に残差信号Xに対し
てS/Nが求められ、その結果を評価して最もS/Hの
良い逐次適応予測再生部ADF 、の番号nを決定して
送出する。In FIG. 1 illustrating the present invention, a residual signal X after pitch prediction is determined by a matching unit 16 from a residual signal E after proximity prediction by successive adaptive prediction in a successive adaptive prediction filter 1 and a signal that is the closest to the signal by comparing with a codebook 15. Select E゛. Furthermore, the optimum reproduction performance determining section 2 operates a plurality of sequential adaptive predictive reproduction sections ADF, ~ADF, for this signal E' to obtain reproduced signals x1'~X,°. The S/N of these reproduced signals x1° to xII'' is determined for each frame with respect to the residual signal Decide and send.
復号側では、伝送されてくる予測器番号に従って適応予
測の逆動作を行う。On the decoding side, the inverse operation of adaptive prediction is performed according to the transmitted predictor number.
以下、本願発明に係る符号化伝送装置の実施例を説明す
る。Embodiments of the encoding and transmitting apparatus according to the present invention will be described below.
第2図は、第1図に概念的に示した本発明の符号化伝送
装置の一実施例を示すもので、第4図と異なる点は、符
号化側において、線形予測フィルタを用いずに逐次適応
予測フィルタ(ADF r−t )lを用いたことと、
マツチング部16で発生した信号E°を複数個の並列接
続された更新速度が互いに異なる逐次適応予測再生フィ
ルタADF、〜^叶、に共通入力させて動作させ、再生
信号Xl゛〜X、”を得るようにし、この再生信号Xl
°〜X、゛と残差信号XとのS/NをS/N演算回路3
で演算して最もS/Nの良い逐次適応予測フィルタをS
/N評価回路3で決定し選択する最適再生能決定部2を
設けたことである。FIG. 2 shows an embodiment of the encoding and transmitting apparatus of the present invention conceptually shown in FIG. 1. The difference from FIG. Using a sequential adaptive prediction filter (ADF rt )l;
The signal E° generated in the matching unit 16 is commonly input to a plurality of parallel-connected successive adaptive predictive regeneration filters ADF, ~^Y, whose update rates are different from each other. This reproduction signal Xl
The S/N calculation circuit 3 calculates the S/N between °~X,゛ and the residual signal X.
S
/N evaluation circuit 3 determines and selects the optimum reproducibility determining section 2.
従って、復号化側でも、符号化側に対応して最適予測器
番号を入力して制御される逐次適応予測逆フィルタ30
(ADF、1)を用いている。Therefore, even on the decoding side, the sequential adaptive prediction inverse filter 30 is controlled by inputting the optimal predictor number corresponding to the encoding side.
(ADF, 1) is used.
ここで・逐次適応予測フィルタ(^oF、、t)を及び
逐次適応予測再生フィルタADF +〜ADF 、につ
いて説明すると、これらのフィルタは下記の式111及
び(2)に従って更新される零予測係数(零点)及び捲
予測係数[i)を有する適応フィルタとして既に知られ
たものである。Here, the sequential adaptive prediction filter (^oF,, t) and the sequential adaptive prediction recovery filter ADF +~ADF will be explained. These filters have zero prediction coefficients ( This is already known as an adaptive filter having a winding prediction coefficient [i] and a winding prediction coefficient [i].
零予測係数081(+1°l)・L、 * Csj (
al+ D、 *sgn(E(n))*sgn(E(n
−j)) +11掻予測係数C,、ta+u・L、
*C,、+ D、 ’ksgn(E(n))’ksgn
(X(n−D) +2まただし、L、 、L、はリ
ーク係数、sgnは正負の符号を表す符号関数、D、
、D、は予測係数の更新速度を示し、フィルタ八〇F’
+〜A[lF 、は更新速度り、 、D、の値が互いに
異なっている。Zero prediction coefficient 081 (+1°l)・L, *Csj (
al+ D, *sgn(E(n))*sgn(E(n
-j)) +11 scratch prediction coefficient C,, ta+u・L,
*C,, + D, 'ksgn(E(n))'ksgn
(X(n-D) +2) where L, , L is a leak coefficient, sgn is a sign function representing the positive or negative sign, D,
, D indicates the update rate of the prediction coefficient, and the filter 80F'
+~A[lF, is the update rate, and the values of ,D, are different from each other.
次に、第2図に示した本発明の実施例の動作を説明する
。Next, the operation of the embodiment of the present invention shown in FIG. 2 will be explained.
符号化側では、入力信号Sに長時間予測(ピッチ予測)
を施して得られた残差信号Xは、逐次適応予測フィルタ
lで逐次適応予測を近接予測として通用され、残差信号
Eとなる。この残差信号Eはマツチング部16において
雑音コードブック15と照合され最も近い雑音のコード
番号が選択される。このときの残差信号E°は更に、逐
次適応予測再生フィルタADF、 −ADF 、に並列
に入力されてそれぞれ逐次適応予測再生が行われ、再生
信号X1”〜x、゛が得られる。そして、再生信号X1
′〜x、°とピッチ予′/ff4後の残差信号XとのS
/NをS/N評価回路3でフレーム毎に演算するととも
に最も良いS/Nを決定してそれに対応した再生フィル
タADF 、の番号nを多重化回路17に送出する。On the encoding side, long-term prediction (pitch prediction) is applied to the input signal S.
The residual signal X obtained by performing the above processing is passed through the sequential adaptive prediction filter l as a proximate prediction, and becomes the residual signal E. This residual signal E is checked against the noise codebook 15 in the matching section 16, and the code number of the closest noise is selected. The residual signal E° at this time is further inputted in parallel to successive adaptive predictive regeneration filters ADF, -ADF, and sequential adaptive predictive regeneration is performed, respectively, to obtain regenerated signals X1'' to x, . Playback signal X1
S between '~x, ° and the residual signal X after pitch pref'/ff4
/N is calculated for each frame by the S/N evaluation circuit 3, the best S/N is determined, and the number n of the reproduction filter ADF corresponding to the best S/N is sent to the multiplexing circuit 17.
この場合、最適な適応予測再生フィルタADF 。In this case, the optimal adaptive predictive reconstruction filter ADF.
の選定は下記の式(3)に示すようなフレーム内誤差信
号電力を用い、この値が最小となるものを選択すること
としている。is selected using the intra-frame error signal power as shown in equation (3) below, and the one with the minimum value is selected.
P、−ΣIX(i)−X、 ’(iN ” +
3まただし、1=1〜にで、kはフレーム内のサンプル
数を示す。P, -ΣIX(i)-X, '(iN '' +
3, where 1=1 to 1, and k indicates the number of samples in the frame.
復号化側では、多重分離回路18でピッチ予測係数と、
マツチング部16で出力されたコード番号nと、S/N
評価回路3から出力された最適な逐次適応予測再生フィ
ルタの番号nと、が分離されて出力され、コード番号は
読み出し回路19で雑音コードブック20からそのコー
ド番号に対応した雑音信号E′が読み出され、逐次適応
予測フィルタ(ADF 、l) 30において、この雑
音信号E°は、逐次適応予測再生フィルタとして最適な
近接予測を行う再生フィルタADF 、を指示する番号
nに従って逐次適応予測再生処理されて信号Xn゛ と
なリピノチ予測逆フィルタ22で復号信号Sn” とし
て出力される。On the decoding side, the demultiplexing circuit 18 extracts pitch prediction coefficients and
The code number n output by the matching section 16 and the S/N
The number n of the optimal sequential adaptive predictive recovery filter output from the evaluation circuit 3 is separated and output, and the code number is read out from the noise code book 20 by the readout circuit 19 as the noise signal E' corresponding to the code number. In the sequential adaptive predictive filter (ADF, l) 30, this noise signal E° is sequentially subjected to adaptive predictive regeneration processing according to the number n that instructs the regeneration filter ADF, which performs optimal proximity prediction as a sequential adaptive predictive regeneration filter. The signal Xn'' is outputted as a decoded signal Sn'' by the Lipinoch prediction inverse filter 22.
従って、マツチングにより生ずる歪(E−E゛)に起因
する歪(X−X’)を(X−X、’)に軽減しているこ
とになる。Therefore, the distortion (X-X') caused by the distortion (E-E') caused by matching is reduced to (X-X,').
尚、フレーム間でのデータの不連続を避けるため、本出
願人が「高能率符号化伝送装置」と題して昭和61年4
月9日付けで出願した特願昭61−80063号で開示
し、また第3図に示したようにパラメータの複写制御を
行う必要がある。即ち、第3図のパラメータ複写制御部
35が逐次適応予測フィルタADF、 −ADF 、の
パラメータを常時入力して監視し、そのうち、最適なも
のとして選択されたフィルタADF 、のパラメータP
7 (予測係数・タップデータ)をフィルタl並びにフ
ィルタ八opl〜ADF 、にフレームの終わりで複写
することが必要である。In addition, in order to avoid data discontinuity between frames, the present applicant published a product in April 1986 entitled "High-efficiency coding transmission device."
It is disclosed in Japanese Patent Application No. 61-80063 filed on May 9th, and it is necessary to perform copy control of parameters as shown in FIG. That is, the parameter copy control unit 35 in FIG. 3 continuously inputs and monitors the parameters of the adaptive predictive filters ADF, -ADF, and selects the parameters P of the filter ADF, which is selected as the optimum one.
7 (prediction coefficients/tap data) to filter l as well as filter 8 opl~ADF at the end of the frame.
以上のように、本発明の符号化伝送装置によれば、残差
信号のコードブック照合によるマツチング歪を複数個の
更新速度の異なる逐次適応予測再生フィルタで再生し、
ピッチ予1jIl後の残差信号とのS/Nをとって最適
なものを選択するようにし、その最適な近接予測再生フ
ィルタを復号化側に指示したので、マツチング歪に起因
する再生音声歪を軽減できるとともに、近接予測として
逐次適応予測を用いているので予測係数の符号化伝送が
不要となりビットレートが削減でき高能率な符号化伝送
ができるという効果が奏される。As described above, according to the encoding and transmitting apparatus of the present invention, matching distortion caused by codebook matching of the residual signal is reproduced by a plurality of successive adaptive predictive recovery filters having different update rates,
The S/N with the residual signal after pitch prediction 1jIl is calculated to select the optimal one, and the optimal proximal prediction reproduction filter is instructed to the decoding side, so that reproduced audio distortion caused by matching distortion can be reduced. In addition, since successive adaptive prediction is used as the proximate prediction, there is no need to encode and transmit prediction coefficients, thereby reducing the bit rate and enabling highly efficient encoding and transmission.
第1図は本発明に係る符号化伝送装置の原理プ0.2り
図、
第2図は本発明に係る符号化伝送袋Uの一実施例を示す
回路図、
第3図は本発明に係る符号化伝送装置の他の実施例を示
す回路図、
第4図は従来の符号化伝送装置を示すブロック図、であ
るや
第1図において、
1は逐次適応予測フィルタ、
2は最適再生能決定部、
ADF +〜ADF 、は逐次適応予測再生フィルタ、
15はコードブック、
16はマツチング部、
IEは予測残差信号、
x、゛ 〜x、゛は逐次適応予測再生値、nは最適再生
フィルタADF 、を示す番号、である。
尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。
第1図Fig. 1 is a principle diagram of the coding transmission device according to the present invention. Fig. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the coding transmission bag U according to the invention. FIG. 4 is a block diagram showing a conventional coding and transmitting device. In FIG. 1, 1 is a sequential adaptive prediction filter, and 2 is an optimal reproduction performance. The determining unit, ADF + ~ ADF, is a sequential adaptive prediction recovery filter;
15 is a codebook, 16 is a matching unit, IE is a prediction residual signal, x, ゛ to x, ゛ is a number indicating a successive adaptive prediction reproduction value, and n is a number indicating an optimal reproduction filter ADF. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. Figure 1
Claims (2)
準となる逐次適応予測を行う逐次適応予測フィルタ(1
)と、 該逐次適応予測フィルタ(1)から出力される予測残差
信号(E)を雑音系列のコードブック(15)と照合し
て最も近い雑音(E’)を選択しその選択番号を送出す
るマッチング部(16)と、 前記選択された最も近い雑音(E’)から逐次適応予測
再生を行う複数個の更新速度の異なる逐次適応予測再生
フィルタ(ADF_l〜ADF_m)を含み、これら複
数の再生値(X_l’〜X_m’)の各々と前記ピッチ
予測後の残差信号(X)から最適なS/Nを与える適応
予測再生フィルタを選択しその番号(n)を復号化側で
の逐次適応予測再生に使用するために送出する最適再生
器決定部(2)と、 を備えたことを特徴とする符号化伝送装置。(1) A sequential adaptive prediction filter (1
), and compares the prediction residual signal (E) output from the sequential adaptive prediction filter (1) with the noise sequence codebook (15), selects the closest noise (E'), and sends out its selection number. a matching unit (16) that performs sequential adaptive predictive reproduction from the selected closest noise (E'); An adaptive prediction reconstruction filter that gives the optimal S/N is selected from each of the values (X_l' to X_m') and the residual signal (X) after the pitch prediction, and its number (n) is sequentially adapted on the decoding side. An encoding transmission device comprising: an optimum regenerator determining unit (2) for transmitting data for use in predictive reproduction.
前記逐次適応予測フィルタを選択する際に再生出力のデ
ータ不連続を回避するため、選択された再生フィルタの
逐次適応予測パラメータをこれ以外のフィルタに複写制
御を行うパラメータ複写制御部(35)を含んでいる特
許請求の範囲第1項記載の符号化伝送装置。(2) In order to avoid data discontinuity of reproduction output when selecting the sequential adaptive prediction filter for each frame, the optimal regenerator determining unit (2) selects the sequential adaptive prediction parameters of the selected reproduction filter. The encoding/transmission apparatus according to claim 1, further comprising a parameter copying control section (35) that performs copying control on other filters.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18105286A JPS6337723A (en) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | Coding transmitter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18105286A JPS6337723A (en) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | Coding transmitter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPS6337723A true JPS6337723A (en) | 1988-02-18 |
Family
ID=16093933
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP18105286A Pending JPS6337723A (en) | 1986-07-31 | 1986-07-31 | Coding transmitter |
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Country | Link |
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JP (1) | JPS6337723A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2628912A1 (en) * | 1988-03-17 | 1989-09-22 | Sony Corp | DIGITAL SIGNAL PROCESSING APPARATUS |
JPH02143713A (en) * | 1988-11-25 | 1990-06-01 | Sony Corp | Digital signal processor |
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1986
- 1986-07-31 JP JP18105286A patent/JPS6337723A/en active Pending
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