(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを圧縮符号化して記録媒体に記録する画像圧縮記録装置であって、
前記圧縮符号化において圧縮画像ファイルの容量を変化させる圧縮パラメータを固定して画像データの圧縮符号化を行わせる可変長圧縮手段と、
圧縮画像ファイルの容量を目標量にすべく前記圧縮パラメータを画像毎に変更して画像データの圧縮符号化を行わせる固定長圧縮手段と、
前記記録媒体の残り容量が所定容量になったときに、前記可変長圧縮手段に代えて前記固定長圧縮手段を選択して用いる選択手段とを備え、
前記可変長圧縮手段は、前記記録媒体に記録した圧縮画像ファイルの平均容量と、前記記録媒体の残り容量とに基づいて、前記記録媒体に前記所定容量を残すように前記固定した圧縮パラメータを修正し、
前記固定長圧縮手段は、前記記録媒体に残された前記所定容量内に収まるように画像データを圧縮符号化することを特徴とする画像記録圧縮装置。
【請求項２】
前記可変長圧縮手段は、前記記録媒体に記録した圧縮画像ファイルの個数と容量とから、該可変長圧縮手段で圧縮した圧縮画像ファイルの平均容量を求め、該平均容量で前記記録媒体の残り容量を除算した結果に基づいて、前記固定した圧縮パラメータを修正することを特徴とする請求項１に記載の画像圧縮記録装置。
【請求項３】
前記可変長圧縮手段は、前記記録媒体の残り容量を前記圧縮画像ファイルの平均容量で除算した余りが第１の基準値未満であるときは、前記固定した圧縮パラメータを高圧縮側に修正して圧縮画像ファイル容量を減少させる一方、前記余りが前記第１の基準値より大きな第２の基準値を超えているときには、前記固定した圧縮パラメータを低圧縮側に修正して圧縮画像ファイル容量を増大させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像圧縮記録装置。
【請求項４】
前記選択手段は、前記可変長圧縮手段による圧縮画像ファイルの容量が、前記記録媒体の残り容量を上回るときに、前記可変長圧縮手段に代えて、前記固定長圧縮手段により前記残り容量内に収まるように画像データを圧縮符号化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像圧縮記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像圧縮記録装置に関し、詳しくは、デジタルスチルカメラで撮影された画像等を、圧縮符号化して半導体メモリ等の記録媒体に記録する画像圧縮記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、デジタルスチルカメラ等において画像のデータ量を少なくして記録媒体に効率的に画像を記録させるべく、画像信号を圧縮符号化して記録することが行われており、圧縮符号化の方法として、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transfer) とハフマン符号化を組み合わせたＪＰＥＧ圧縮と呼ばれる方法が広く用いられている。
【０００３】
ここで、前記ＪＰＥＧ圧縮には、圧縮画像ファイルの容量を一定にすべく、圧縮画像ファイルの容量を変化させる圧縮パラメータ（量子化テーブル又はスケールファクター）を画像毎に変化させる固定長化方式と、前記圧縮パラメータを画像に関わらずに一定とすることで、圧縮画像のファイル容量は一定にならないが画質の劣化がどの画像でも同程度となる可変長化方式との２種類があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記可変長化方式は、前述のように画質劣化のばらつきが少なく、また、圧縮パラメータを一定として圧縮符号化を行わせるから、固定長化方式に比べて演算負担が少ないという利点があるが、圧縮画像ファイルの容量が一定にならないため、記録媒体の残量に新たな圧縮画像ファイルが収まるか否かが分からず、記録を始めてから圧縮画像ファイルが収まらなかった場合は、その画像ファイルを記録しないことになるため、残りの容量が無駄になり、また、撮影された画像が記録されなくなる場合が生じるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、可変長化方式による簡便な圧縮符号化処理の利点を生かしつつ、記録媒体を効率良く利用して圧縮画像ファイルを記録媒体に記録することができる画像圧縮記録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】
そのため請求項１記載の発明は、画像データを圧縮符号化して記録媒体に記録する画像圧縮記録装置であって、前記圧縮符号化において圧縮画像ファイルの容量を変化させる圧縮パラメータを固定して画像データの圧縮符号化を行わせる可変長圧縮手段と、圧縮画像ファイルの容量を目標量にすべく前記圧縮パラメータを画像毎に変更して画像データの圧縮符号化を行わせる固定長圧縮手段と、前記記録媒体の残り容量が所定容量になったときに、前記可変長圧縮手段に代えて前記固定長圧縮手段を選択して用いる選択手段とを備え、前記可変長圧縮手段は、前記記録媒体に記録した圧縮画像ファイルの平均容量と、前記記録媒体の残り容量とに基づいて、前記記録媒体に前記所定容量を残すように前記固定した圧縮パラメータを修正し、前記固定長圧縮手段は、前記記録媒体に残された前記所定容量内に収まるように画像データを圧縮符号化する構成とした。
【０００７】
前記画像データの圧縮符号化は、一般的なＪＰＥＧ圧縮を用いて行わせることができる。
また、前記固定長圧縮手段は、圧縮符号化処理の試行結果や、ＤＣＴ変換等を用いた空間周波数の分析結果等から、画像が複雑であるほど圧縮パラメータを高圧縮側に変化させて、圧縮符号化後の圧縮画像ファイルの容量が目標値に一致するようにするものである。尚、固定長圧縮手段においては、全画素領域について同じの圧縮パラメータで圧縮させる構成としても良いし、また、全画素領域を複数ブロックに区分し、各ブロック毎に目標容量となるように、各ブロック毎に圧縮パラメータを設定しても良い。
【０００８】
一方、可変長圧縮手段は、対象とする画像の複雑さとは無関係に固定の圧縮パラメータで圧縮符号化を行わせることから、画像が複雑であれば圧縮画像ファイルの容量が大きくなり、逆に、画像が単純であれば圧縮画像ファイルの容量が小さくなり、画像毎に圧縮画像ファイルの容量が変化するものである。
そして、本発明では、記録媒体の記録容量のうち、圧縮画像ファイルの記録に用いられた容量を除く、圧縮画像ファイルの新たな記録が可能な容量、即ち、残り容量を監視し、該残り容量に応じて前記可変長化と固定長化とを使い分けるものであり、基本的には、最初は可変長圧縮手段を用い、残り容量が少なくなってきたときに固定長圧縮手段に切りえるものである。
すなわち、前記選択手段は、前記記録媒体の残り容量が所定容量になったときに、前記可変長圧縮手段に代えて前記固定長圧縮手段を選択して用いる構成としたことによって、前記可変長圧縮手段から前記固定長圧縮手段への切り換えが行われると、前記記録媒体に残された前記所定容量に収まるように画像データが圧縮符号化される。なお、前記記録媒体の残り容量が、最低限の画質を保持し得る圧縮画像ファイルの最小容量よりも少ないときには、この僅かな残り容量に収めるように前記固定長圧縮手段で圧縮して記録しても、記録された画像の画質が許容レベルを下回ることになるので、前記所定容量を前記最小容量以上とし、前記最小容量を下回るときには、以後の記録は行わないようにすることが好ましい。
ここで、前記可変長圧縮手段は、画像データの圧縮符号化を行うときに、前記記録媒体に記録した圧縮画像ファイルの平均容量と、前記記録媒体の残り容量とに基づいて、前記記録媒体に前記所定容量を残すように前記固定した圧縮パラメータを修正する構成としたことにより、可変長圧縮における圧縮画像ファイルの容量の傾向（換言すれば画像特性の傾向）を判断し、適正な圧縮画像ファイル容量になるように前記固定した圧縮パラメータを修正し、最後には前記記録媒体に所定容量が残るようになる。
【０００９】
請求項２記載の発明では、前記可変長圧縮手段は、前記記録媒体に記録した圧縮画像ファイルの個数と容量とから、該可変長圧縮手段で圧縮した圧縮画像ファイルの平均容量を求め、該平均容量で前記記録媒体の残り容量を除算した結果に基づいて、前記固定した圧縮パラメータを修正する構成とした。
可変長で圧縮したときの圧縮画像ファイルの平均容量を残り容量で除算すると、平均容量で記録したとした場合の残り容量が推定されるので、これにより、残り容量を可変長で記録する場合に圧縮画像ファイルの容量をそれまでよりも抑制すべきか、余裕があるので圧縮画像ファイルの容量を増大させても良いかが判断され、該判断結果に基づいて可変長圧縮手段における圧縮パラメータが修正される。
請求項３記載の発明では、前記可変長圧縮手段は、前記記録媒体の残り容量を前記圧縮画像ファイルの平均容量で除算した余りが第１の基準値未満であるときは、前記固定した圧縮パラメータを高圧縮側に修正して圧縮画像ファイル容量を減少させる一方、前記余りが前記第１の基準値より大きな第２の基準値を超えているときには、前記固定した圧縮パラメータを低圧縮側に修正して圧縮画像ファイル容量を増大させる構成とした。
前記圧縮画像ファイルの平均容量で除算した余りが第１の基準値未満であるときに、前記固定した圧縮パラメータを高圧縮側に修正して圧縮画像ファイル容量を減少させると、前記記録媒体に記録される全圧縮画像ファイルの平均容量が少なくなるので、前記余りの拡大が図られ、最後には記録媒体に所定容量が残るようになる。一方、前記余りが第２の基準値を超えているときに、前記固定した圧縮パラメータを低圧縮側に修正して圧縮画像ファイル容量を増大させると、前記記録媒体に記録される全圧縮画像ファイルの平均容量が大きくなるので、記録容量に余裕があるのに過剰に画像データが圧縮されてしまうことを回避する。
請求項４記載の発明では、前記選択手段が、前記可変長圧縮手段による圧縮画像ファイルの容量が、前記記録媒体の残り容量を上回るときに、前記可変長圧縮手段に代えて、前記固定長圧縮手段により前記残り容量内に収まるように画像データを圧縮符号化させる構成とした。
可変長圧縮手段では、残り容量に確実に収まるように画像データを圧縮符号化することはできず、残り容量を上回る容量の圧縮画像ファイルに圧縮されることがあるが、この場合には、固定長圧縮手段に切り換え、残り容量を目標容量として、該目標容量となるように圧縮パラメータを設定して圧縮符号化を行わせる。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、固定長圧縮を用いるときには、残り容量に収まるように画像データを圧縮符号化できるから、残り容量が所定容量になったときに固定長圧縮を用いることで、残り容量の有効利用を図れると共に、残り容量が十分にあるときには、可変長圧縮を用いることで、簡便な圧縮処理で画像を記録させることが可能になるという効果がある。
このとき、可変長圧縮によって画像データを圧縮するときには、圧縮の結果を次回の可変長圧縮に反映させて圧縮レベルを修正するので、簡易的に圧縮画像ファイルの容量を調整して、最後には記録媒体に所定容量を残すことができる。
【００１６】
請求項２記載の発明によると、可変長圧縮での平均的な圧縮画像ファイルの容量から、残り容量における記録状態を予測して、可変長圧縮における圧縮パラメータを修正するので、残り容量が僅かになるまで可変長圧縮による画像記録を行わせることができ、最後に所定容量を残すことができるという効果がある。
請求項３記載の発明によると、可変長圧縮を行わせるときであっても、簡易的に圧縮画像ファイルの容量を調整して、残り容量が所定容量となるように管理することができるという効果がある。
請求項４記載の発明によると、可変長圧縮で圧縮した画像ファイルが残り容量に収まらないときに、固定長圧縮に切り換えて残り容量に画像ファイルを圧縮して記録させるので、可変長圧縮では記録できない画像を、記録容量を使い切って記録させることができるという効果がある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を、添付の図面に基づいて説明する。尚、本実施の形態では、デジタルスチルカメラにおいて画像データを圧縮符号化してメモリに記録するときの例を示すが、圧縮符号化する画像をデジタルスチルカメラによる撮影画像に限定するものではない。
【００１９】
図１は、実施の形態に係るデジタルスチルカメラのハードウェア構成を示すブロック図である。
この図１において、フォーカスレンズ101,絞り102 等で構成された光学系を介して得られた被写体の光画像は、ＣＣＤ103 等の撮像素子の受光面に結像される。また、このときフォーカスレンズ101,絞り102 は、レンズ・絞りドライバ104 により駆動され、ＣＣＤ103 は、ＣＣＤドライバ105 により駆動される。
【００２０】
ここで、撮像素子を構成するＣＣＤ103 は、受光面に結像された被写体の光画像を電荷量に変換し、アナログ画像信号を出力する。ＣＣＤ103 から出力されたアナログ画像信号は、プリプロセス回路106 で相関二重サンプリング処理（ＣＤＳ）や自動利得制御（ＡＧＣ）が施された後、Ａ／Ｄ変換器107 によってデジタル画像信号に変換される。
【００２１】
前記Ａ／Ｄ変換器107 からのデジタル画像信号は、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）108 に入力され、輝度処理，色処理などが施される。そして、ＤＳＰ108 の出力は、メモリコントローラ109 を介してＲＡＭ110 に蓄えられた後、ＪＰＥＧ−ＬＳＩ111 でＪＰＥＧ圧縮符号化処理が施されて、フラッシュメモリ等を内蔵したミニチュアカード（記録媒体）112 に記録される。
【００２２】
但し、記録媒体を前記ミニチュアカード112 に限定するものではない。
メインＣＰＵ113 は、前記レンズ・絞りドライバ104 ，ＣＣＤドライバ105 ，プリプロセス回路106 ，Ａ／Ｄ変換器107 ，ＤＳＰ108 を制御すると共に、サブＣＰＵ114 との間で通信を行い、サブＣＰＵ114 は、フラッシュ115 ，ブザー116 ，液晶パネル（ＬＣＤ）117 ，ＬＥＤ118 を制御し、各スイッチ119 からの信号を読み込む。
【００２３】
前記ＪＰＥＧ−ＬＳＩ111 を用いた圧縮処理においては、圧縮処理後の圧縮画像ファイルの容量（データ量）が目標量になるように、画像毎に圧縮率を決定する圧縮パラメータとしてのスケールファクターｓｆを設定する固定長圧縮（固定長圧縮手段）と、スケールファクターｓｆを固定して画像データの圧縮符号化を行わせる可変長圧縮（可変長圧縮手段）との双方を行える構成としてある。
【００２４】
尚、前記固定長圧縮においては、例えば圧縮符号化の試行を行わせ、その結果から推定される圧縮後のデータ量とスケールファクターｓｆとの相関から、目標量となるスケールファクターｓｆを決定する構成としたり、また、ＤＣＴ変換の結果等に基づく空間周波数分析に基づいて前記スケールファクターｓｆを決定したり、更に、全画素領域を複数領域に分割し、該分割したブロック毎の圧縮結果と該ブロック単位での目標量との比較から、次のブロックにおけるスケールファクターｓｆを設定する構成であっても良く、固定長圧縮の具体的な処理内容を限定するものではない。
【００２５】
本実施の形態では、前記可変長圧縮と固定長圧縮とを、前記記録媒体としてのミニチュアカード112 の残り容量に応じて切り換えて画像データの圧縮記録を行わせるようになっており、以下に、前記切り換えの様子を説明する。
図２のフローチャートにおいて、Ｓ１では、前記ミニチュアカード112 の残り容量（画像ファイルを記憶する領域の空き容量）を求め、次のＳ２では、前記残り容量と所定容量とを比較する。
【００２６】
前記所定容量は、予測される最も複雑な画像を圧縮処理したときに最低限の画質を保持し得る圧縮画像ファイルの最小容量とすることが好ましく、この最小容量よりも残り容量が少ないときには、Ｓ３へ進み、以後の画像記録を禁止する。尚、空き容量がないのに撮影が行われてしまうと、折角撮影した画像が記録できないことになってしまうので、画像記録を禁止すると共に、空き容量無しとしてデジタルスチルカメラに表示し、その後の撮影を禁止すると良い。
【００２７】
残り容量が前記最小容量以下の場合であっても、固定長圧縮における目標容量を前記残り容量に設定すれば、画像を残り容量内に収めることが可能であるが、前述のように画質劣化が大きいので、残り容量があっても画像記録を行わないことにする。
一方、Ｓ２で、残り容量が所定容量（最小容量）に略等しい（残り容量が最小容量＋α以下である）と判断されたときには、Ｓ４へ進んで、固定長圧縮と可変長圧縮のうちの固定長圧縮を選択し（選択手段）、前記最小容量（若しくは残り容量）を目標容量として、圧縮後の画像データ（圧縮画像ファイル）の容量が前記目標容量になるようにスケールファクターｓｆを設定して圧縮処理が行われるようにする。
【００２８】
また、Ｓ２で、残り容量が所定容量（最小容量＋α）を越えていると判断されたときには、Ｓ５へ進んで、固定長圧縮と可変長圧縮のうちの可変長圧縮を選択し、画像に無関係に予め設定されたスケールファクターｓｆにより圧縮処理が行われるようにする。
そして、Ｓ６で撮影が行われたことが判別されると、Ｓ７へ進んで、前記設定に従って圧縮処理を行わせ、Ｓ８では、前記圧縮処理が可変長圧縮によって行われたか否かを判別する。
【００２９】
Ｓ８で、可変長圧縮によって圧縮処理したことが判別されると、Ｓ９へ進んで、該可変長圧縮による圧縮画像ファイルの容量が残り容量以下であるか否かを判別し、残り容量にそのまま収まるときには、Ｓ11へ進んで、可変長圧縮で処理された圧縮画像ファイルをそのままミニチュアカード112 に記録させる。
一方、可変長圧縮による圧縮画像ファイルの容量が残り容量を越えているときには、そのままではミニチュアカード112 に記録することができないので、Ｓ10へ進み、現在の残り容量を目標容量とする固定長圧縮を行わせ（選択手段）、該固定長圧縮で得られた圧縮画像ファイルをＳ11でミニチュアカード112 に記録させる。
【００３０】
また、Ｓ８で固定長圧縮で圧縮処理したことが判別されたときには、残り容量に収まるように圧縮処理がなされているから、そのままＳ11へ進んで固定長圧縮による圧縮画像ファイルをミニチュアカード112 に記録させる。
かかる構成によると、図３に示すように、ミニチュアカード112 の記憶容量内において、残り容量が前記最小容量付近になるまでは、一定のスケールファクターｓｆ１（圧縮パラメータ）による可変長圧縮が行われる。該可変長圧縮においては、各圧縮画像ファイル（図３のFile１〜File５）の容量はばらつくことになるが、圧縮結果を目標量に一致するためのスケールファクターｓｆの決定が必要でない分だけ演算負担が軽く、また、各画像を同程度の劣化レベルで圧縮記録できる。そして、残り容量が、前記可変長圧縮では確実な画像記録が行えない程度（但し、前記最小容量以上）になると、固定長圧縮を行って残り容量に収まるように画像データを圧縮するので（図３のFile６）、ミニチュアカード112 を無駄なく使って画像データを記憶することができ、記録容量の有効利用が図られる。
【００３１】
ところで、上記では、可変長圧縮におけるスケールファクターｓｆを同じ値にｓｆ１に固定したが、デジタルスチルカメラで撮影される画像のように、画像個々の複雑さのばらつきが大きく、圧縮画像ファイルの容量が大きくばらつく場合には、規定の画像数を記録できなくなったりするので、図４のフローチャートに示すように、前記可変長圧縮におけるスケールファクターｓｆを修正することで、圧縮画像ファイルの容量を調整することが好ましい。
【００３２】
図４のフローチャートは、前記図２のフローチャートにおけるＳ５の処理内容を図４のフローチャートに示すものに変更することを示すものであり、図２のフローチャートのＳ５以外の部分は上記同様な処理が行われるものとする。
Ｓ２で残り容量が所定量を越えていると判断されると、Ｓ51へ進んで可変長圧縮方式を選択し、次のＳ52では、それまでに可変長圧縮で処理して記録した圧縮画像ファイルの全容量をファイル数（最小で２）で除算することで、可変長圧縮による圧縮画像ファイルの平均容量を求める。
【００３３】
Ｓ53では、平均容量で残る容量に画像を記録させた場合に残る容量ｖａを、現在の残り容量を前記平均容量で除算した余りとして求める。
Ｓ54では、前記Ｓ54で求めた容量ｖａと所定容量（１）とを比較し、前記容量ｖａが所定容量（１）未満であるとき、即ち、平均容量が標準よりも大きなときには、Ｓ55へ進み、スケールファクターｓｆ（圧縮パラメータ）を高圧縮側（  ｓｆを増大させる側）に所定値αだけ修正する。例えば、連続的にＳ54で前記容量ｖａが所定容量（１）未満であると判別されたときには、図５に示すように、スケールファクターｓｆが所定値αずつ増大修正されることになる。尚、前記所定値（１）は、前記最低限の画質を保持し得る圧縮画像ファイルの最小容量とすることが好ましい。
【００３４】
上記のスケールファクターｓｆの修正によって次回可変長圧縮で処理するときに、圧縮画像ファイル容量の減少方向への修正を図って、平均容量の減少、引いては、前記容量ｖａの拡大を図り、前記最小容量に残して最後に固定長圧縮で画像を記録できるようにする。
一方、前記容量ｖａと所定容量（１）以上であるときには、Ｓ56へ進み、前記所定容量（１）よりも大きな所定容量（２）と前記容量ｖａとを比較し、容量ｖａが前記所定容量（２）を越えているとき、即ち、平均容量が標準容量よりも小さいときには、Ｓ57へ進み、スケールファクターｓｆ（圧縮パラメータ）を低圧縮側（ｓｆを減少させる側）に所定値αだけ修正する。
【００３５】
上記のスケールファクターｓｆの修正によって次回可変長圧縮で処理するときに、圧縮画像ファイル容量の増大方向への修正を図って、記録容量に余裕があるのに過剰に画像データが圧縮されてしまうこと回避する。
上記のようにスケールファクターｓｆを修正しつつ可変長圧縮を行わせ（図６のFile１〜File５）、残り容量が、前記可変長圧縮では確実な画像記録が行えない程度（但し、前記最小容量以上）になると、固定長圧縮を行って残り容量に収まるように画像データを圧縮する（図６のFile６）。
【００３６】
かかる構成によれば、可変長圧縮を行わせるときであっても、簡易的に圧縮画像ファイルの容量を調整して、残り容量を管理できるので、より有効に記録容量を活用できることになる。
尚、上記のスケールファクターｓｆの修正制御を伴う可変長圧縮のみで、画像データをミニチュアカード112 に記録させ、固定長圧縮を用いない構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態におけるデジタルスチルカメラのハードウェア構成を示すブロック図。
【図２】実施の形態における圧縮処理の様子を示すフローチャート。
【図３】記録媒体内における画像ファイルの記録状態を、圧縮処理に用いたスケールファクター（圧縮パラメータ）と共に示す図。
【図４】可変長圧縮におけるスケールファクター（圧縮パラメータ）の修正制御の様子を示すフローチャート。
【図５】スケールファクターｓｆと圧縮画像ファイルの容量との相関を示す線図。
【図６】記録媒体内における画像ファイルの記録状態を、圧縮処理に用いたスケールファクター（圧縮パラメータ）と共に示す図。
【符号の説明】
101     フォーカスレンズ
102     絞り
103     ＣＣＤ
104     レンズ・絞りドライバ
105     ＣＣＤドライバ
106     プリプロセス回路
107     Ａ／Ｄ変換器
108     ＤＳＰ
109     メモリコントローラ
110     ＲＡＭ
111     ＪＰＥＧ−ＬＳＩ
112     ミニチュアカード
113     メインＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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