音频信号的数字化处理技术
声音数据化的三个步骤
声音数据化的三个步骤1、音频数字化通常经过三个阶段，即采样—量化—编码。
2、音频数字化过程的具体步骤如下：第一步，将话筒转化过来的模拟电信号以某一频率进行离散化的样本采集，这个过程就叫采样；第二步，将采集到的样本电压或电流值进行等级量化处理，这个过程就是量化；第三步，将等级值变换成对应的二进制表示值（0和1），并进行存储，这个过程就是编码。
3、通过这三个环节，连续的模拟音频信号即可转换成离散的数字信号——二进制的0和1 。
4、图像数字化过程：要在计算机中处理图像，必须先把真实的图像（照片、画报、图书、图纸等）通过数字化转变成计算机能够接受的显示和存储格式，然后再用计算机进行分析处理。
5、图像的数字化过程主要分采样、量化与编码三个步骤。
6、数字音频是指用一连串二进制数据来保存声音信号。
7、这种声音信号在存储和电路传输及处理过程中，不再是连续的信号，而是离散的信号。
8、关于离散的含义，可以这样去理解，比如说某一数字音频信号中，根据A代表的是该信号中的某一时间点a，数据B是记录时间点b，那么时间点a和时间点b之间可以分多少时间点，就已经固定，而不是无限制的。
9、图像数字化是将连续色调的模拟图像经采样量化后转换成数字影像的过程。
10、图像数字化运用的是计算机图形和图像技术，在测绘学与摄影测量与遥感学等学科中得到广泛应用。
11、一般来说，几乎所有的信息最初的采集都是模拟信号。
12、包括数码相机，数码录音笔也是，只不过在这类数码产品中预置了数字编码和压缩芯片，将采集到的模拟信号直接在机内就压缩成数字信号，输出的也直接是数字信号而已。
13、编码：模拟信号转换数字信号的格式，比如录音转换成MP3的压缩制式，标准简单地说，就是这一个模拟信号，在数字信号中应该怎么表示。
14、压缩：就是将模拟信号转换成数字信号。
15、调制：通过非数字传输方式传输数字信号时，需要把数字信号调制到模拟信号中去一并传输。
16、（常见的传输方式中，光纤、微波、LAN都是数字传输方式，而电话线、ADSL、电网线路都是模拟信号传输，同轴电缆是数字模拟同步传输）说得通俗些，就是在模拟网络中，将数字信号搭载到模拟信号中传输。
名词解释声音的数字化
名词解释声音的数字化声音的数字化是指将声音信号转换为数字化的格式并进行存储、处理和传输的过程。
数字化技术的出现和发展在很大程度上改变了人们对声音的感知和交流方式，为音乐、广播、电影等领域带来了前所未有的发展机遇。
一、数字化技术的背景和原理在数字化技术出现之前，声音的存储和传输通常是通过模拟信号的方式进行的。
模拟信号是一种连续变化的电压或电流波形，它能够准确地描述声音的特征，但却难以长时间保存和远距离传输。
为了解决这个问题，人们开始研究将声音信号转换为数字信号的方法。
数字化技术的核心原理是采样和量化。
采样是指以一定的时间间隔对声音信号进行离散取样，将连续变化的模拟信号转换为一系列离散的抽样点。
量化是指将每个抽样点的幅度值转换为一系列数字值，通常使用二进制编码表示。
将采样和量化结合起来，就可以将声音信号转换为数字化的格式。
二、数字化技术的应用领域声音的数字化技术广泛应用于音乐、广播、电影等领域。
在音乐领域，数字化技术使得音乐作品的录制、编辑和创作更加方便和灵活。
音乐制作人可以通过数字化工具对音乐进行多次录制和编辑，从而达到更好的音质效果。
此外，数字化技术还为音乐播放器的发展提供了基础，人们可以通过智能手机、MP3等设备随时随地欣赏自己喜爱的音乐。
在广播和电影领域，数字化技术的应用也非常广泛。
通过数字化技术，广播和电视节目可以进行远程传输和播放，大大扩展了传媒的覆盖范围。
此外，数字化技术的应用使得广播和电视节目的制作更加高效和节省成本，提高了节目的质量和观赏性。
除了音乐、广播和电影，声音的数字化技术还应用于语音识别、语音合成等领域。
语音识别技术通过将人的语音信号转换为数字信息，实现机器自动识别和解析人的语音指令。
语音合成技术则是将文字信息转换为声音信号，使机器能够模拟人的语音进行交流。
三、声音数字化技术的挑战和改进声音数字化技术的发展也面临一些挑战。
最主要的挑战之一是保持音质的高保真性。
由于采样和量化过程的限制，数字化声音的音质通常会有一定的损失。
声波信号的数字化处理
声波信号的数字化处理声波信号是指机器和生物发出的声音波形式的物理信号。
声波信号的数字化处理，是将声波信号从模拟信号转化为数字信号，使其可以在数字设备中进行处理和存储。
本文将分为以下几个部分来详细探讨声波信号的数字化处理。
一、模拟信号与数字信号的区别声波信号是一种模拟信号，它的波形无限制地连续变化。
而数字信号则是一种离散的信号，其采样值在时间轴上以固定频率进行采样。
数字信号有效地将信号分成了离散的小块，每个小块称为采样点。
通过数字化处理，我们可以将声音分成精确的采样点，然后将这些点转化为数字形式存储和处理。
数字信号的优点在于它们极其精确。
他们可以被轻松地重建并具有很高的精度和准确度。
然而，数字信号也有一些缺点。
他们需要更高的采样率和分辨率以提供与原始信号相同的精度。
此外，数字信号也有处理延迟和转换时间等问题。
二、数字信号的采样采样是将模拟信号转化为数字信号的过程。
在进行采样之前，我们需要将声波信号转化为电信号，这一步通常由麦克风完成。
接下来，以确定的间隔时间内对信号进行取样，通常每秒钟取数千至数万次。
这个期间所采用的取样次数称为采样频率。
在声音领域中，通常选择44.1kHz的采样率。
这在音频技术中成为标准采样率，可以保障可以捕捉到所有高音和低音。
对于语音信号，通常选择更低的采样率，如8kHz或16kHz。
三、数字信号的量化量化是将模拟信号的幅度转换为数字值的过程。
这一过程的目的是将连续的信号转化为离散的信号。
量化的结果就是采样信号的幅度值的数字表示。
量化过程需要选定量化级别，即量化器的输出具有的精度。
精度越高，量化误差就越小。
通常情况下，16位或24位的量化器就足以满足大部分需要。
然而，要注意，使用高精度的量化器并不能保证完美的质量。
如果将量化误差忽视，就会发生失真。
因此，在选择量化器时，需要平衡精度和成本之间的关系。
四、数字信号处理数字信号处理是指将数字信号模拟成可识别的信息的技术。
这些技术包括放大、滤波、数字降噪等。
声音信号的数字化过程
声音信号的数字化过程一、引言声音是人类日常生活中不可或缺的一部分，而数字化技术的发展使得声音信号的处理和传输更为便捷和高效。
本文将介绍声音信号的数字化过程，包括采样、量化和编码三个关键步骤。
二、采样采样是将连续的声音信号转换为离散的数字信号的过程。
在采样过程中，声音信号会被周期性地测量和记录。
采样率是指每秒钟采集的样本数，常用的采样率有8kHz、16kHz、44.1kHz等。
采样率越高，所能还原的声音频率范围就越广，但同时也会增加存储和传输的开销。
三、量化量化是将连续的采样信号转换为离散的量化信号的过程。
在量化过程中，采样值会按照一定的规则映射为离散的数值。
量化级数是指用多少个离散数值来表示一个采样值，常见的量化级数有8位、16位、24位等。
量化级数越高，所能表示的声音动态范围就越大，音质也相应提高。
四、编码编码是将量化后的信号转换为二进制数字的过程。
在编码过程中，使用不同的编码方法将量化后的数值映射为二进制码。
常见的编码方法有脉冲编码调制（PCM）、压缩编码（MP3、AAC）等。
不同的编码方法有不同的算法和压缩率，可以根据实际需求选择合适的编码方法。
五、误差分析声音信号的数字化过程中，由于采样、量化和编码等步骤的限制，会引入一定的误差。
采样定理规定了采样频率应该是信号最高频率的2倍以上，否则会出现混叠现象，导致信号失真。
量化误差是指量化过程中由于离散化导致的信号失真，量化级数越高，量化误差越小。
编码误差则是指数字信号与原始声音信号之间的差异，不同的编码方法有不同的误差特性。
六、数字化声音的应用数字化声音在现代通信、娱乐和音乐等领域有着广泛的应用。
在通信领域，数字化声音可以通过网络传输，实现远程通话和视频会议等功能。
在娱乐领域，数字化声音可以用于制作电影、游戏和音乐等多媒体作品。
在音乐领域，数字化声音可以实现音乐的录制、编辑和复制等功能，提高音乐创作和制作的效率。
七、总结通过采样、量化和编码等步骤，声音信号可以被数字化，并以数字信号的形式进行处理和传输。
数字信号处理及其在音频处理中的应用
数字信号处理及其在音频处理中的应用数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）是指将信号采样、量化、数字化后，通过数字电路进行处理、运算、变换等一系列操作，最终获得所需信号的技术。
该技术的应用领域广泛，包括通信、音频、医疗等。
本文将重点介绍数字信号处理在音频处理中的应用。
一、数字信号处理的基本概念1. 采样与量化采样是指将连续的信号在时间上离散化，即在一定的时间间隔内取样。
通常使用模拟-数字转换器（ADC）进行采样操作。
量化是指将模拟信号的幅度转换成离散的数值。
通常使用模数转换器（DAC）将数字信号转换回模拟信号输出。
2.数字滤波数字滤波是指通过数字信号处理器对数字信号进行滤波处理。
数字滤波器的组成部分包括滤波器传递函数、滤波器系统响应和滤波器误差。
数字滤波器按照滤波器类型可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等。
3.数字变换数字变换是指将信号从时域转换到另一个域，如频域或复数域。
典型的数字变换包括快速傅里叶变换（FFT）、离散余弦变换（DCT）和小波分析等。
二、数字信号处理在音频处理中的应用1.数字均衡器数字均衡器是数字信号处理常用的一种滤波器，其作用是调整频率响应以改善音质。
数字均衡器具有可调节的等化器频率和增益，可以调整音频输出频谱以改变声音的音质和性格。
2.降噪由于麦克风和扬声器等音频设备的限制，音频信号中常含有噪声。
降噪技术可以减少音频信号中噪声的干扰。
数字信号处理器主要通过对峰值检测和自适应滤波等算法来减少噪声。
3.压缩与限幅数字信号处理器还可以通过多种处理算法对音频信号进行压缩和限幅。
压缩过程可以对音频信号进行动态范围压缩，使声音更加平稳。
而限幅则可以限制噪声波峰的大小，保护音频设备的硬件。
4.混响混响是指向音频信号添加模拟空间的处理方法。
通过数字信号处理，可以模拟各种不同的混响效果，使音频信号更加逼真，听起来更加自然。
5.声音识别数字信号处理还可以应用于声音识别，如语音识别、语音合成、语音控制等。
PCM编码与解码技术
PCM编码与解码技术PCM（Pulse Code Modulation）编码与解码技术是一种数字信号处理技术，主要用于音频信号的传输与处理。
本文将详细介绍PCM编码与解码技术的原理、应用及其在音频领域的重要性。
一、PCM编码原理PCM编码是将连续时间模拟信号转换为离散时间数字信号的一种方法。
它通过对模拟信号进行采样和量化，将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，然后再通过编码将数字信号转换为二进制数据。
1. 采样：采样是将模拟信号按照一定时间间隔进行测量和记录，获得一系列离散的采样值。
采样的时间间隔应足够小，以保证样点之间的信号变化不会丢失。
2. 量化：量化是指将采样得到的连续信号幅值值分成有限的几个级别，并用离散的数值来表示。
量化过程中需要确定量化级的数量，即每个样本可以取得的离散数值。
3. 编码：编码是将量化后的离散数值转化为二进制数据，以便传输和存储。
常用的编码方式有自然二进制编码、格雷码编码等。
二、PCM解码原理PCM解码是将经过编码和传输的数字信号重新恢复为模拟信号的过程。
解码过程与编码过程相反，主要包括解码、还原和重构三个步骤。
1. 解码：解码是将二进制数据转化为离散的数字信号，恢复出量化的幅值值。
2. 还原：还原是将离散的数字信号转化为特定幅值的样本点，通过插值技术将样本点之间的信号变化补充完整。
3. 重构：重构是将还原后的离散信号通过低通滤波器进行滤波处理，去除高频噪声成分，最终得到还原的模拟信号。
三、PCM技术的应用PCM编码与解码技术在音频领域得到广泛应用，主要体现在以下几个方面：1. 音频传输：PCM技术可以将模拟音频信号转化为数字信号传输，通过数字信号传输可以提高音频的传输质量和抗干扰性能。
2. 数字音频存储：PCM技术可以将模拟音频信号转化为数字信号存储，通过数字信号存储可以提高音频的保真度和持久性。
3. 语音通信：PCM技术在电话语音通信领域得到广泛应用，通过将语音信号转化为数字信号进行传输，实现电话语音通信的数字化。
音频信号的数字化
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5.采样频率
目前常用的音频采样频率有48kHz，44.1kHz，32kHz， 96kHz，192kHz……
音频信号的采样频率选取原则 1. 音频信号的最高频率 2. 防混叠低通滤波器的截止特性 3. 以录像机作为记录设备时，便于形成伪视频信号。
量化
量化：把幅度上连续变化的样本值离散化，变换为有限 个样本值。
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1.采样定理
采样又称取样或抽样，是指每隔一定的时间间隔，抽取信号 的一个瞬时幅度值。这样就把时间上连续变化的无限个样值 变成离散的有限个样值的过程。
vI(t)
vI’ (t)
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0
t
0
t
vS
0
t
TS
脉冲序列的采样频率fs (sampling rate) ，即每秒钟采样的次数。 采样时间 采样后得出的一系列在时间上离散的样本值称为样值序列。
比特： 用高、低两种电平表示脉冲序列中的基本单元
字节： 一个字节等于8位二进制
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2.2音频信号的数字化
ADC（A/D） Analogue Digital Conversion模数变化，用一系 列数码来代替连续变化的声音
音频信号的数字化
采样（SAMPLING）
1. 采样定理 2. 混叠失真与限带滤波 3. 采样保持电路 4. 采样脉冲宽度与孔径效应 5. 采样频率
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级联积分式A/D转换器
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为了防止产生混叠失真,当采样频率确定后,必须限制原模 拟信号的上限频率。因此，一般在采样之前设置一个低 通滤波器，滤除高于fs/2的频率，这一低通滤波器也叫防 混叠滤波器。
相应的，在D/A转换器之后要设置内插低通滤波器（防 镜像滤波器），以滤除多余的高频分量，只把原信号取 出来。
数字信号处理技术在音频处理中的应用
数字信号处理技术在音频处理中的应用随着数字化的普及，人们对音频处理的需求也越来越高。
在这种背景下，数字信号处理技术的应用日趋广泛。
数字信号处理技术是利用计算机对数字信号进行处理的一种技术。
它可以对各种形式的数字信号进行采样、数字化、压缩、编码、滤波、分析、处理等操作，从而实现对音频信号的处理和改变。
本文将从以下几个方面详细探讨数字信号处理技术在音频处理中的应用。
一、数字信号处理在音频采样中的应用音频采样是指将声音信号转化为数字信号的过程。
数字信号处理技术可以对采样的音频信号进行精密处理，从而满足不同领域的需求。
比如，在工业领域，数字信号处理技术可以对工厂中的各种声音进行采集，从而实现对机器设备的状态监测。
而在娱乐领域，则可以利用数字信号处理技术对音乐进行数字化处理，实现对音频的高品质处理。
二、数字信号处理在音频滤波中的应用音频滤波是指将原始信号中的某些频率成分滤除或加强的过程。
数字信号处理技术可以对音频进行数字化滤波处理。
利用数字滤波器的滤波算法，可以通过对频域的分析和处理，实现滤波效果的优化。
比如，在语音识别领域，数字信号处理技术可以对语音信号进行数字化滤波，从而提升识别率。
三、数字信号处理在音频编解码技术中的应用音频编解码技术可以将音频信号进行数字化压缩或解压缩。
数字信号处理技术通过对音频信号进行数据压缩，可以实现对音频数据传输的效率和容量的提升。
比如，在传输音频数据时，数字信号处理技术可以利用压缩算法对数据进行压缩，从而节省传输带宽和存储空间。
四、数字信号处理在音频特效中的应用音频特效是指对音频信号进行特殊处理，使其产生不同的音效。
数字信号处理技术可以实现各种音效的数字化处理。
通过对音频进行数字信号处理，可以实现音效的精细调节和处理，从而达到更好的音效效果。
比如，在音乐制作领域，数字信号处理技术可以对音乐进行数字化处理，实现包括增益、音调、失真、滤波等各种音效效果。
综上所述，数字信号处理技术的应用范围非常广泛，在音频处理中有着不可替代的重要作用。
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音频信号的数字化处理技术
摘要：数字处理技术是通过相关载体实现对信号的采集，利用数字化转换实现对信息的针对化读取。
从信号读取形式看，数字处理技术可以有效对含有一定信息属性的文字图片、音视频等进行模拟转变，通过处理器实现对信息的有效录入。
伴随着计算机网络体系的逐步优化，数字信号处理技术的应用范围也随之拓宽，其在运行过程中也不仅仅是对信息进行转变处理，而是通过多途径的应用令技术本体可以在相关领域内实现最大化应用。
关键词：音频信号；数字化；处理技术
引言
随着科技的不断发展，数字信号处理技术在日常生活中的应用越来越广泛，越来越多地应用于通信、医学、公共交通和工程等领域。
大大提高了处理不同领域信息的能力，从而提高了工作效率。
DSP是将模拟信号转换为所需数字信号的处理器，而处理器的处理速度是衡量数字转换效率的最直接指标。
数字信号技术是一种非常实用的技术，包括数字信号处理的硬件部分、数字信号处理技术的理论部分、软件部分等。
1数字信号的特点
数字信号在提取之后，对其进行分析以及处理，将提取内容中有效的信息以及无效的信息进行合理性分离，并且将提取的内容中有效的数据信息进行充分的使用，将其基于信号的形式进行展现，从整体上来提高数字信号的稳定性。
另外，在对数字信号进行处理的过程中，工作人员还要结合信息来源环境的变化，完成对于信息数据的合理化处理，进而做好信息的输出以及输入工作，体现出数字信号的重要价值。
将数字信号传输到数字处理系统中，在此之后根据处理器来完成后续的操作，实现数字信号处理等编程工作内容，另外是在数字信息的处理过程中，专业的数字信号处理技术的处理能力已经达到了一定的水平，这种处理技术能够将处理之后的数字信息基于合理的方式进行储存。
除此之外，数字信号处理
技术还可以基于单片的计算机芯片来对数字信号进行合理的处理，使其满足21世纪发展需求。
尤其和其他的处理器相比较，数字信号技术的功能更强，体积更小，这就使数字信号处理技术在不同的领域中都实现了普遍的应用，纷纷体现出了良好的效果。
2音频信号的处理
音频的数字处理包括两个过程。
一是采用信号处理器，通过一些辅助结构构建独立的信号处理系统。
另一种是以计算机为处理器，连接到数字信号处理板形成数字处理系统。
后者主要用于音频合成和检测。
数字音频处理包括音频信号捕获、音频编码、音频压缩和音频信号处理。
所谓数字音频处理技术，一般是指将模拟声音信号转换为数字信号，包括采样、量化和编码，并通过编码然后存储和传输数字信号来获取二进制数字信号。
反向过程是将数字信号转换为模拟信号，转换后可以得到可以播放的声音。
数字音频处理流程图如图1所示。
3音频信号的数字化处理技术的应用
3.1数字信号处理技术在助听器中的应用
其中，可编程数字信号处理技术是PC领域中结合高速通信技术与MPEG实现视频格式与音频格式转换的主要机构。
在未来的PC设计中，人们可以通过使用可编程数字信号处理技术来提出不同的要求和实现自己的要求。
例如，助听器是作为这项新技术发展的一部分而引进的。
传统的助听器结构和功能简单，音质差，不能满足残疾人的需要。
新数字助听器的引进受到了许多听力障碍者的青睐，因为它具有新的数字信号处理能力和高质量的音频处理。
3.2数字信号在软件无线电中的应用
智慧经济的发展已经使软件无线电通信结构成为一种更加普遍的模式，软件无线电通信结构本身是一个通信系统平台，可以使平台中的软件实现各种通信技术功能，也就是说通过数字信号技术来对数字信息进行处理是软件无线电中的重点内容。
在这个过程中，可以使系统软件的各种无线通信功能在数字领域中得到最优秀的体现。
实际上，在数字信号下的变频是A/D变换转换器，这是实现软件无线电技术的重要要求。
实际设计过程中，首先需要了解软件无线电的射频型号，将其经过前端的科学化处理之后，才能够更有效地实现宽带中的射频信号传输。
这就要求基于A/D变换器来对软件无线电中频信号进行量化的处理，更好地转换信息内容，实现中频信号向数字信号的合理转变。
这也正体现出了A/D转换器数字信号处理器产生的重要的作用。
3.3通信媒体
媒体在5G通信中起到重要的承接作用，其作为信息发送方与接收方的传输路径，传输媒体所呈现的属性很大程度上决定着网络系统的运行质量。
数字处理技术在5G通信媒体中的应用，可最大限度地提供媒体自身的应用属性，利用单独地址、数据总线等实现对单体数据信息的确认与处理，保障在实际操作过程中，可以按照系统的程序逻辑，将数据特征逐一代入其中，提高计算机的运行效率。
在实际通信中，数字信号处理技术还可加载模拟技术，削弱信号对计算机系统数据传输、数据存储的依赖性。
与此同时，通信媒体搭载数据信号处理技术，可强化传输路径的荷载量，将不同属性的信息通过编码处理实现整合，进一步提高系统对数据的传输质量。
3.4数字信号处理技术在短波通信中的应用
数字信号处理技术在短波通信领域的应用主要体现在信道信号检测、连接信号质量分析、音频信号检测和处理以及音象扫描等方面。
在短波通信领域，接收的射频信号由收发机处理，然后转换为中频信号，由数字信号处理技术模块数字化，最后转换为所需的音频信号。
传输信息时，射频收发机通过数字信号处理技术谈论音频信号，并将音频信号转换为中频信号，然后再转换为载波频率的高频信号。
接收和发送信号时，生成的信号包括所需的音频信号、数字化基音信号和AGC反馈信号。
AGC反馈信号通过将信号放大器的增益集成到收发器前端并返回
来分析信号强度。
AGC反馈信号可以帮助人们分析波形和频谱，从而避免必要信号的不必要干扰。
3.5光纤入网
光纤入网是5G通信网络运行的基础，此类入网模式是在用户、交换终端之间设定一个传输架构，然后通过光纤高质量、高稳定的信息传输功能，有效规避外界各类信号干扰，避免内部信号在传输过程中产生噪音。
数字信号处理技术在其中的应用，则是进一步深化光纤入网结构的集成性能，确保网络架构在传输、识别处理信息时，不会因为频谱频率之间的差异而产生处理质量下降的问题。
从实际应用结构来看，光通信模式内，数据信号处理技术可强化信号传输质量，有效规避信号失真现象，并可对存在噪音的信号进行降噪处理。
此外，数字处理技术可简化信号传输工序，提高系统荷载量，这对5G通信网络而言，可真正实现信号的高效率传输。
结束语
一句话，随着科技的不断发展，与传统信号处理技术相比，数字信号处理技术的优势及其应用范围得到了很大发展。
在社会发展的过程中，数字信号处理技术今后也将发展高质量。
数字信号处理技术的发展没有终点，新的数字信号处理系统将具有更完整的功能和更好的用户体验。
毫无疑问，数字信号处理技术正在朝着更快的处理速度、更低的能耗和更大的系统容量发展。
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