JPH0946581A - 自動露光制御装置 - Google Patents
自動露光制御装置Info
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- JPH0946581A JPH0946581A JP7197356A JP19735695A JPH0946581A JP H0946581 A JPH0946581 A JP H0946581A JP 7197356 A JP7197356 A JP 7197356A JP 19735695 A JP19735695 A JP 19735695A JP H0946581 A JPH0946581 A JP H0946581A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ビデオカメラの自動露光補正に関し、被写体
が移動する逆光、過順光画像に対し適切な露光制御を行
う自動露光制御装置を提供する。 【構成】 撮像素子３の信号から、全画面平均検出部６
で全画面の平均輝度が算出され、ピーク輝度検出部７で
画面内のピーク輝度値が算出される。一方、ピーク輝度
領域面積検出部８では、前記ピーク輝度値と映像信号か
らピーク輝度領域の面積を検出する。重み算出部９で
は、ピーク輝度領域面積検出部８で検出されたピーク輝
度領域の面積から、前記全画面平均輝度に掛ける重みと
前記ピーク輝度に掛ける重みを算出する。代表輝度算出
部１０では、前記全画面平均輝度と前記ピーク輝度値と
前記全画面平均輝度に掛ける重みと前記ピーク輝度値に
掛ける重みから画面の代表輝度値を算出する。絞り制御
部１１では、前記代表輝度算出部１０から得られる代表
輝度値と所定の目標輝度が一致するように絞りを制御す
る。
が移動する逆光、過順光画像に対し適切な露光制御を行
う自動露光制御装置を提供する。 【構成】 撮像素子３の信号から、全画面平均検出部６
で全画面の平均輝度が算出され、ピーク輝度検出部７で
画面内のピーク輝度値が算出される。一方、ピーク輝度
領域面積検出部８では、前記ピーク輝度値と映像信号か
らピーク輝度領域の面積を検出する。重み算出部９で
は、ピーク輝度領域面積検出部８で検出されたピーク輝
度領域の面積から、前記全画面平均輝度に掛ける重みと
前記ピーク輝度に掛ける重みを算出する。代表輝度算出
部１０では、前記全画面平均輝度と前記ピーク輝度値と
前記全画面平均輝度に掛ける重みと前記ピーク輝度値に
掛ける重みから画面の代表輝度値を算出する。絞り制御
部１１では、前記代表輝度算出部１０から得られる代表
輝度値と所定の目標輝度が一致するように絞りを制御す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラ等に用い
て有効な自動露光制御装置に関するものである。
て有効な自動露光制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の自動露光制御装置としては、撮像
画面の輝度レベルの平均やピーク値などのレベルを検出
し、これらを基に絞り及び映像信号に対するゲインを制
御する方法がよく用いられている。しかし、この方法で
は、画面内に光源などの高輝度部が存在したり、逆に背
景が暗い場合には周囲の影響で主要被写体の露光が適切
にならないという問題点があった。
画面の輝度レベルの平均やピーク値などのレベルを検出
し、これらを基に絞り及び映像信号に対するゲインを制
御する方法がよく用いられている。しかし、この方法で
は、画面内に光源などの高輝度部が存在したり、逆に背
景が暗い場合には周囲の影響で主要被写体の露光が適切
にならないという問題点があった。
【０００３】この問題点を解決するために、例えば特開
昭６２ー１１０３６９号公報に示されるような技術が開
示されている。これは、主要被写体が画面中央に位置す
る可能性が高いという傾向を利用したもので、撮像画面
を画面中央部とそれ以外の周辺部に分割し、各部の輝度
レベルを得て、この両者の比を基に露光を制御して画面
中央にある主要被写体の適切な露光を得ようとするもの
である。
昭６２ー１１０３６９号公報に示されるような技術が開
示されている。これは、主要被写体が画面中央に位置す
る可能性が高いという傾向を利用したもので、撮像画面
を画面中央部とそれ以外の周辺部に分割し、各部の輝度
レベルを得て、この両者の比を基に露光を制御して画面
中央にある主要被写体の適切な露光を得ようとするもの
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記の手法で
は、例えば画面内に高輝度部が存在する逆光または過順
光画像において主要被写体が左右に移動した場合、画面
中央と周辺部の輝度レベル比が変化するため主要被写体
の露光が変動するという問題点があった。
は、例えば画面内に高輝度部が存在する逆光または過順
光画像において主要被写体が左右に移動した場合、画面
中央と周辺部の輝度レベル比が変化するため主要被写体
の露光が変動するという問題点があった。
【０００５】本発明はかかる点に鑑み、画面内に高輝度
部が存在する逆光または過順光画像において被写体の移
動にしても露光が変動しない自動露光制御装置を提供す
ることを目的とする。
部が存在する逆光または過順光画像において被写体の移
動にしても露光が変動しない自動露光制御装置を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明における自動露光
制御装置は上記の問題点を解決するために、過順光画像
においては、高輝度領域の面積が大きく、逆に逆光画像
においては高輝度領域の面積が小さいシーンが多いとい
う傾向があることに着目し、画面内の高輝度領域の面積
を検出し、高輝度領域の面積が大きい場合、画面内の明
るい部分が適正な明るさになるように、また高輝度領域
の面積が小さい場合、画面内の暗い部分が明るくなるよ
うに絞りを制御する。
制御装置は上記の問題点を解決するために、過順光画像
においては、高輝度領域の面積が大きく、逆に逆光画像
においては高輝度領域の面積が小さいシーンが多いとい
う傾向があることに着目し、画面内の高輝度領域の面積
を検出し、高輝度領域の面積が大きい場合、画面内の明
るい部分が適正な明るさになるように、また高輝度領域
の面積が小さい場合、画面内の暗い部分が明るくなるよ
うに絞りを制御する。
【０００７】そのために本発明における自動露光制御装
置は、全画面平均輝度を計算する全画面平均検出部と、
画面内のピーク輝度を検出するピーク輝度検出部と、前
記ピーク輝度と映像信号から前記ピーク輝度の領域の面
積を検出するピーク輝度領域面積検出部と、前記ピーク
輝度領域の面積から前記全画面平均輝度に掛ける重みと
前記ピーク輝度に掛ける重みを算出する重み算出部と、
前記全画面平均輝度と前記ピーク輝度と前記全画面平均
輝度に掛ける重みと前記ピーク輝度に掛ける重みから画
面の代表輝度を算出する代表輝度算出部と、前記代表輝
度を所定の目標輝度に追従させるべく絞り開度を決定す
る絞り制御部を具備するものである。
置は、全画面平均輝度を計算する全画面平均検出部と、
画面内のピーク輝度を検出するピーク輝度検出部と、前
記ピーク輝度と映像信号から前記ピーク輝度の領域の面
積を検出するピーク輝度領域面積検出部と、前記ピーク
輝度領域の面積から前記全画面平均輝度に掛ける重みと
前記ピーク輝度に掛ける重みを算出する重み算出部と、
前記全画面平均輝度と前記ピーク輝度と前記全画面平均
輝度に掛ける重みと前記ピーク輝度に掛ける重みから画
面の代表輝度を算出する代表輝度算出部と、前記代表輝
度を所定の目標輝度に追従させるべく絞り開度を決定す
る絞り制御部を具備するものである。
【０００８】
【作用】本発明は上記手段を設けることにより、高輝度
領域の面積が大きい時は画面内のピーク輝度を一定に
し、高輝度領域の面積が小さい時は全画面平均輝度を一
定にすることで画面内に高輝度部が存在する逆光、及び
過順光画像で被写体が移動しても適切な露光を得る。
領域の面積が大きい時は画面内のピーク輝度を一定に
し、高輝度領域の面積が小さい時は全画面平均輝度を一
定にすることで画面内に高輝度部が存在する逆光、及び
過順光画像で被写体が移動しても適切な露光を得る。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を用い
て説明する。
て説明する。
【００１０】図１は、本発明における自動露光制御装置
の一実施例のブロック図である。図１において、１はレ
ンズ、２は絞り、３はレンズ１と絞り２とを通過した被
写体の信号を結像し電気信号に変換する撮像素子、４は
撮像素子３で変換された電気信号にγ処理などを行う信
号処理回路、５は映像信号出力端子、６は全画面の平均
輝度を算出する全画面平均検出部、７は画面内のピーク
輝度を算出するピーク輝度検出部、８はピーク輝度検出
部７で算出されたピーク輝度値と映像信号からピーク輝
度領域の面積を検出するピーク輝度領域面積検出部、９
は重み算出部、１０は全画面平均検出部６とピーク輝度
検出部７と重み算出部９からの算出結果により代表輝度
を算出する代表輝度算出部、１１は代表輝度算出部１０
の算出結果により絞り２を制御する絞り制御部である。
の一実施例のブロック図である。図１において、１はレ
ンズ、２は絞り、３はレンズ１と絞り２とを通過した被
写体の信号を結像し電気信号に変換する撮像素子、４は
撮像素子３で変換された電気信号にγ処理などを行う信
号処理回路、５は映像信号出力端子、６は全画面の平均
輝度を算出する全画面平均検出部、７は画面内のピーク
輝度を算出するピーク輝度検出部、８はピーク輝度検出
部７で算出されたピーク輝度値と映像信号からピーク輝
度領域の面積を検出するピーク輝度領域面積検出部、９
は重み算出部、１０は全画面平均検出部６とピーク輝度
検出部７と重み算出部９からの算出結果により代表輝度
を算出する代表輝度算出部、１１は代表輝度算出部１０
の算出結果により絞り２を制御する絞り制御部である。
【００１１】以上のように構成された本実施例の自動露
光制御装置について、以下その動作について説明する。
光制御装置について、以下その動作について説明する。
【００１２】被写体像はレンズ１、絞り２を介して、撮
像素子３上に結像し、電気信号に変換される。変換され
た信号は、γ処理などを行う信号処理回路４を通り、映
像信号出力端子５に送られる。この際、撮像素子３から
得られた信号より、以下のように絞り制御を行う。撮像
素子３の信号から、全画面平均検出部６で全画面の平均
輝度が算出される。また、ピーク輝度検出部７で画面内
のピーク輝度値が算出される。
像素子３上に結像し、電気信号に変換される。変換され
た信号は、γ処理などを行う信号処理回路４を通り、映
像信号出力端子５に送られる。この際、撮像素子３から
得られた信号より、以下のように絞り制御を行う。撮像
素子３の信号から、全画面平均検出部６で全画面の平均
輝度が算出される。また、ピーク輝度検出部７で画面内
のピーク輝度値が算出される。
【００１３】一方、ピーク輝度領域面積検出部８では、
ピーク輝度検出部７で算出したピーク輝度値と映像信号
とからピーク輝度領域の面積を検出する。
ピーク輝度検出部７で算出したピーク輝度値と映像信号
とからピーク輝度領域の面積を検出する。
【００１４】ピーク輝度と映像信号からピーク輝度領域
の面積を検出する方法について図２を用いて詳しく説明
する。
の面積を検出する方法について図２を用いて詳しく説明
する。
【００１５】図２は、ローパスフィルタ（以下、ＬＰＦ
と記す）の遮断周波数と輝度平均値を計算する領域の面
積との関係を示す特性図である。図２において、異なる
遮断周波数のＬＰＦの出力レベルを比較し、最大輝度値
と、最大輝度値を出力するＬＰＦの遮断周波数を検出す
る。図２よりＬＰＦの遮断周波数から平均輝度値を計算
する領域の面積が検出できることがわかる。
と記す）の遮断周波数と輝度平均値を計算する領域の面
積との関係を示す特性図である。図２において、異なる
遮断周波数のＬＰＦの出力レベルを比較し、最大輝度値
と、最大輝度値を出力するＬＰＦの遮断周波数を検出す
る。図２よりＬＰＦの遮断周波数から平均輝度値を計算
する領域の面積が検出できることがわかる。
【００１６】図３は、ピーク輝度値と最大輝度値の差
と、ピーク輝度領域の面積の関係を示している。図３か
ら、前記ピーク輝度値と前記最大輝度値を比較すること
で、面積の検出精度の向上を図ることができる。
と、ピーク輝度領域の面積の関係を示している。図３か
ら、前記ピーク輝度値と前記最大輝度値を比較すること
で、面積の検出精度の向上を図ることができる。
【００１７】ピーク輝度領域面積検出部８の出力は重み
算出部９に入力され、重み算出部９ではピーク輝度領域
面積検出部８で検出されたピーク輝度領域の面積から、
前記全画面平均輝度に掛ける重みと前記ピーク輝度に掛
ける重みを算出する。重み算出部９の算出結果は代表輝
度算出部１０に入力される。
算出部９に入力され、重み算出部９ではピーク輝度領域
面積検出部８で検出されたピーク輝度領域の面積から、
前記全画面平均輝度に掛ける重みと前記ピーク輝度に掛
ける重みを算出する。重み算出部９の算出結果は代表輝
度算出部１０に入力される。
【００１８】代表輝度算出部１０では、全画面平均検出
部６で算出した全画面平均輝度と、ピーク輝度検出部７
で算出したピーク輝度値と、重み算出部９で算出した全
画面平均輝度に掛ける重みと前記ピーク輝度に掛ける重
みから（数１）により、画面の代表輝度値を算出する。
部６で算出した全画面平均輝度と、ピーク輝度検出部７
で算出したピーク輝度値と、重み算出部９で算出した全
画面平均輝度に掛ける重みと前記ピーク輝度に掛ける重
みから（数１）により、画面の代表輝度値を算出する。
【００１９】
【数１】
【００２０】絞り制御部１１では、代表輝度算出部１０
から得られる代表輝度値と所定の目標輝度が一致するよ
うに絞りを制御する。
から得られる代表輝度値と所定の目標輝度が一致するよ
うに絞りを制御する。
【００２１】ここで、重み算出部９で行う重みの算出方
法とその効果について図４、図５、図６を用いて詳しく
説明する。
法とその効果について図４、図５、図６を用いて詳しく
説明する。
【００２２】図４は逆光画像、過順光画像、順光画像そ
れぞれについて、全画面平均輝度、ピーク輝度それぞれ
に掛ける重みの比が１対０の時の輝度分布４２、重みの
比が１対１の時の輝度分布４３、重みの比が０対１の時
の輝度分布４４を示している。ここでの絞り制御は、
（数１）で求めた代表輝度値Ｙを所定の目標輝度４１に
一致するように制御する。
れぞれについて、全画面平均輝度、ピーク輝度それぞれ
に掛ける重みの比が１対０の時の輝度分布４２、重みの
比が１対１の時の輝度分布４３、重みの比が０対１の時
の輝度分布４４を示している。ここでの絞り制御は、
（数１）で求めた代表輝度値Ｙを所定の目標輝度４１に
一致するように制御する。
【００２３】図４から、逆光画像においては前記重みの
比が１対０の時、逆に過順光画像においては重みの比が
０対１の時、被写体の輝度が目標輝度に最も近くなり、
順光画像では、前記重みに比がどの値でもほとんど変わ
らない。このことから、逆光時には全画面平均輝度に掛
ける重みを、逆に過順光時にはピーク輝度に掛ける重み
を大きくすることで、適切な露光を得ることができる。
比が１対０の時、逆に過順光画像においては重みの比が
０対１の時、被写体の輝度が目標輝度に最も近くなり、
順光画像では、前記重みに比がどの値でもほとんど変わ
らない。このことから、逆光時には全画面平均輝度に掛
ける重みを、逆に過順光時にはピーク輝度に掛ける重み
を大きくすることで、適切な露光を得ることができる。
【００２４】また、被写体が移動しても全画面平均輝
度、ピーク輝度及びそれぞれに掛ける重みが変化しない
ことから、被写体が移動しても変動しない適切な露光を
得ることができる。
度、ピーク輝度及びそれぞれに掛ける重みが変化しない
ことから、被写体が移動しても変動しない適切な露光を
得ることができる。
【００２５】ところで、過順光状態では被写体が明るい
ので、高輝度領域の面積が大きく、逆に逆光状態では背
景に高輝度領域があるので、その面積が小さいという傾
向がある。そこでピーク輝度領域の面積により逆光、過
順光を識別し、図５に示すように全画面平均輝度に掛け
る重み５１とピーク輝度に掛ける重み５２を切り替える
ことで室内で発生する過順光状態、屋外・窓の前で発生
する逆光状態において、被写体が移動しても適切な露光
を得ることができる。
ので、高輝度領域の面積が大きく、逆に逆光状態では背
景に高輝度領域があるので、その面積が小さいという傾
向がある。そこでピーク輝度領域の面積により逆光、過
順光を識別し、図５に示すように全画面平均輝度に掛け
る重み５１とピーク輝度に掛ける重み５２を切り替える
ことで室内で発生する過順光状態、屋外・窓の前で発生
する逆光状態において、被写体が移動しても適切な露光
を得ることができる。
【００２６】図６はピーク輝度領域の面積と全画面平均
輝度、ピーク輝度それぞれに掛ける重みの関係を示して
いる。図６に示すように、ピーク輝度の面積が小さくな
るに従い、全画面平均輝度に掛ける重み６１は徐々に大
きく、逆にピーク輝度に掛ける重み６２は徐々に小さく
することで、画角が変化することでピーク輝度領域の面
積が変化したとき、露光状態が滑らかに変化することが
できる。
輝度、ピーク輝度それぞれに掛ける重みの関係を示して
いる。図６に示すように、ピーク輝度の面積が小さくな
るに従い、全画面平均輝度に掛ける重み６１は徐々に大
きく、逆にピーク輝度に掛ける重み６２は徐々に小さく
することで、画角が変化することでピーク輝度領域の面
積が変化したとき、露光状態が滑らかに変化することが
できる。
【００２７】以上のようにすることで、被写体が移動す
る逆光、または過順光画像に対して適切な露光を得る。
る逆光、または過順光画像に対して適切な露光を得る。
【００２８】なお、ピーク輝度領域面積検出部８で画面
を複数の小領域に分割し、その小領域のピーク輝度値か
らピーク輝度領域の面積を検出しても同様の効果が得ら
れることは明らかである。
を複数の小領域に分割し、その小領域のピーク輝度値か
らピーク輝度領域の面積を検出しても同様の効果が得ら
れることは明らかである。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ピ
ーク輝度領域の面積により変化する代表輝度値を計算す
る代表輝度計算部を具備することにより、高輝度領域の
面積が大きい場合、ピーク値を一定に、高輝度領域の面
積が小さい場合全画面平均輝度を一定にすることで、被
写体が移動する逆光、過順光画像に対し適切な露光制御
を行う自動露光制御装置を提供でき、通常の撮影で、逆
光、過順光状態が発生しやすく、さらに被写体が動く状
態がよく発生するビデオカメラなどの撮像装置に対して
適用すれば、その実用的効果は大きい。
ーク輝度領域の面積により変化する代表輝度値を計算す
る代表輝度計算部を具備することにより、高輝度領域の
面積が大きい場合、ピーク値を一定に、高輝度領域の面
積が小さい場合全画面平均輝度を一定にすることで、被
写体が移動する逆光、過順光画像に対し適切な露光制御
を行う自動露光制御装置を提供でき、通常の撮影で、逆
光、過順光状態が発生しやすく、さらに被写体が動く状
態がよく発生するビデオカメラなどの撮像装置に対して
適用すれば、その実用的効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の自動露光制御装置の構成ブ
ロック図
ロック図
【図２】同実施例におけるＬＰＦの遮断周波数と輝度平
均値を計算する領域の面積との関係の特性図
均値を計算する領域の面積との関係の特性図
【図３】同実施例におけるピーク輝度値と最大輝度値の
差とピーク輝度領域の面積の関係の特性図
差とピーク輝度領域の面積の関係の特性図
【図４】同実施例における逆光、過順光、順光における
全画面平均輝度、ピーク輝度に掛ける重みの変化と被写
体輝度の変化の説明図
全画面平均輝度、ピーク輝度に掛ける重みの変化と被写
体輝度の変化の説明図
【図５】同実施例における色温度と全画面平均輝度、ピ
ーク輝度の関係の説明図
ーク輝度の関係の説明図
【図６】同実施例における色温度と全画面平均輝度、ピ
ーク輝度の関係の説明図
ーク輝度の関係の説明図
１ レンズ ２ 絞り ３ 撮像素子 ４ 信号処理回路 ５ 映像信号出力端子 ６ 全画面平均検出部 ７ ピーク輝度検出部 ８ ピーク輝度領域面積検出部 ９ 重み算出部 １０ 代表輝度算出部 １１ 絞り制御部
Claims (4)
- 【請求項１】 全画面平均輝度を計算する全画面平均検
出部と、画面内のピーク輝度を検出するピーク輝度検出
部と、前記ピーク輝度検出部で検出したピーク輝度と映
像信号とから前記ピーク輝度の領域の面積を検出するピ
ーク輝度領域面積検出部と、前記ピーク輝度領域面積検
出部で検出したピーク輝度領域の面積から前記全画面平
均輝度に掛ける重みと前記ピーク輝度に掛ける重みを算
出する重み算出部と、前記全画面平均輝度と前記ピーク
輝度と前記全画面平均輝度に掛ける重みと前記ピーク輝
度に掛ける重みから画面の代表輝度を算出する代表輝度
算出部と、前記代表輝度を所定の目標輝度に追従させる
べく絞り開度を決定する絞り制御部とを具備することを
特徴とする自動露光制御装置。 - 【請求項２】 ピーク輝度領域面積検出部は、ピーク輝
度と空間周波数特性が異なる複数のローパスフィルタの
出力からピーク輝度領域の面積を検出することを特徴と
する請求項１記載の自動露光制御装置。 - 【請求項３】 ピーク輝度面積検出部は、ピーク輝度と
全画面を多数の小領域に分割した、各小領域の平均輝度
からピーク輝度領域の面積を検出することを特徴とする
請求項１記載の自動露光制御装置。 - 【請求項４】 重み算出部は、全画面平均輝度に掛ける
重みとピーク輝度に掛ける重みがピーク輝度領域の面積
の変化に対して滑らかに変化するように算出することを
特徴とする請求項１記載の自動露光制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19735695A JP3477936B2 (ja) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | 自動露光制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19735695A JP3477936B2 (ja) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | 自動露光制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0946581A true JPH0946581A (ja) | 1997-02-14 |
| JP3477936B2 JP3477936B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=16373130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19735695A Expired - Fee Related JP3477936B2 (ja) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | 自動露光制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3477936B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100433092B1 (ko) * | 2002-06-20 | 2004-05-28 | 주식회사 하이닉스반도체 | 디지털 카메라의 자동 노출 제어방법 |
| KR100861208B1 (ko) * | 2001-12-24 | 2008-09-30 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 다중 모드 휘도 보정방법 |
| WO2011088642A1 (zh) * | 2010-01-22 | 2011-07-28 | 杭州海康威视软件有限公司 | 自动光圈调整方法及装置 |
| WO2012014678A1 (ja) * | 2010-07-26 | 2012-02-02 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 内視鏡装置および内視鏡装置の制御方法 |
| CN103594061A (zh) * | 2012-08-17 | 2014-02-19 | 承景科技股份有限公司 | 背光亮度调整方法及装置 |
-
1995
- 1995-08-02 JP JP19735695A patent/JP3477936B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
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