Name: À l’aide de mesures d’électroencéphalographie et l’enregistrement vidéo de haute qualité pour l’analyse de la Perception visuelle du contenu multimédia (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-05-26T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 41 s
Description: Découvrez l'analyse de la perception visuelle multimédia par l'électroencéphalographie et l'électromyographie. Cette méthode quantifie les clignements spontanés pour étudier l'engagement cognitif lors de la visionnage de films.

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La présente étude a été soutenue par un ministère espagnol de l’économie et de subventions de la compétitivité (BFU2014-56692-R et BFU2017-82375-R).

Toutes les méthodes décrites ici ont été approuvés par la Commission d’éthique pour la recherche avec des animaux et les humains (CEEAH) de l’Universitat Autònoma de Barcelona.
1. la création et la présentation des Stimuli visuels
<ol><li>Créer les stimuli vidéo selon les objectifs souhaités.<ol>
<li>Décider quelles variables sont d’intérêt pour les stimuli vidéo. NOTE : par exemple, dans la présente enquête, la principale variable d’intérêt est le style de modification.<ol>
<li>Décider de la durée, le contenu et le style de la vidéo basé sur l’intérêt de l’expérience. Pour déterminer toutes ces variables, examiner le participant va regarder et combien de temps le participant vais regarder l’écran, déterminer si le récit de la vidéo correspond à l’intérêt et le style visuel de la vidéo de décider combien de vidéos.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Écrire le script, en veillant aux variables choisies.</li>
		<li>Enregistrer la vidéo avec une caméra de vidéo de haute qualité et éditer la vidéo selon les besoins. Chercher l’aide professionnelle si nécessaire.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Concevoir un cadre approprié pour la présentation de stimuli.<ol>
<li>Décider où l’acquisition de données aura lieu et concevoir un espace confortable pour afficher les stimuli. Les participants doivent se sentir à l’aise.</li>
		<li>Sélectionnez un écran de haute qualité pour la présentation de la vidéo. Plus la qualité de l’écran, le mieux.</li>
		<li>S’il y a plusieurs films vidéo qui sera présentée, sélectionnez une méthode pour la randomisation de leur présentation. Remarque : Il est commode de randomiser présentation des stimuli sur les sujets pour éviter des résultats non concluants en raison de l’ordre dans lequel les participants perçoivent un stimulus.</li>
		<li>Choisissez un ensemble de logiciels pour présenter les vidéos. Remarque : Il y a plusieurs options qui permettent au chercheur de différents stimuli des minuteries inter du procès et instructions ou même une présentation aléatoire d’affichage. En choisissant le logiciel, il est essentiel de tenir compte de sa capacité pour la synchronisation avec les matériels d’acquisition de données. Étant donné que ce protocole analyse taux d’eyeblink des participants, la synchronisation entre la présentation visuelle des stimuli visuels et l’appareil EEG est cruciale.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. sélection des Participants
<ol><li>Établir un critère pour choisir les participants. Lorsqu’une variable spécifique va être analysé, un groupe de contrôle est nécessaire. Écrire le critère et consulter leurs collègues afin d’améliorer la conception de l’étude.</li>
	<li>Sélectionner les participants et demander l’approbation d’un Comité d’éthique qui suit les règlements et lignes directrices pertinentes. Remarque : La plupart des universités et des centres de recherche ont un Comité d’éthique. Pour une demande d’approbation, il sera nécessaire de les informer des objectifs de l’enquête. Exigences communes incluent expliquant les méthodes de recherche, les avantages de l’enquête à la société, comment un consentement éclairé sera obtenu, si les participants vont être récompensés financièrement, et comment les données recueillies auprès des participants seront gérés. Prenez le temps de concevoir cette demande. Il est très important d’obtenir l’approbation d’un Comité d’éthique de partager les résultats avec la communauté scientifique. Certains documents pouvant être utiles à cet égard sont la déclaration d’Helsinki, le Code de Nuremberg et le rapport Belmont.</li>
	<li>Concevoir un formulaire de consentement éclairé des participants et respecté les critères du Comité d’éthique.</li>
	<li>Expliquer l’expérience à tous les participants potentiels. Laisser le participant connaître toutes les informations importantes, mais éviter les informations qui ne sont pas importantes ou peuvent affecter les résultats de l’expérience. NOTE : par exemple, dans un protocole de détection eyeblink, le participant ne peut pas être dit que les eyeblinks vont à détecter, car cela pourrait modifier le taux naturel eyeblink. Demander leur accord pour participer. Donner à chaque participant le document de consentement éclairé et de laisser suffisamment de temps pour le lire, pour comprendre le texte et, enfin, à le signer.</li>
	<li>Prendre un rendez-vous avec chaque participant à faire l’expérience. Donner au participant les instructions suivantes : pour arriver reposé et avec récemment lavé les cheveux ; produits chimiques tels que la laque, etc., devraient être évitées car elles peuvent affecter les enregistrements EEG. Donner au participant toutes les coordonnées nécessaires.</li>
</ol>3. installation préparation
<ol><li>Préparer la session expérimentale bien avant l’arrivée du participant. Répéter la session avec un collègue. Dans le cas où quelque chose d’incorrect est détecté, apportez les modifications correspondantes à la session expérimentale.<ol>
<li>Établir des connexions entre tous les périphériques qui vont être utilisés et vérifier leur synchronisation (acquisition de données et la présentation de stimuli visuels). Remarque : La connectivité entre matériel et logiciel est essentielle. Il est souhaitable d’effectuer des tests pour confirmer la synchronisation. Discuter avec le fabricant ou le développeur de logiciels, si nécessaire.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Rendre les sujets à l’aise dans la salle d’expérience : Bienvenue au participant et préparer un espace pour leurs choses (sacs et autres).</li>
	<li>Expliquer l’ensemble du protocole au participant : où le participant devra être assis, combien de stimuli visuels vont paraître et la durée de la session. Expliquer que la coopération du participant est extrêmement importante.</li>
	<li>Puisqu’un système d’enregistrement EEG sans fil va servir, expliquez comment difficile ces enregistrements sont, qu’afin d’obtenir les signaux électrophysiologiques correcte avec peu d’artefacts, le participant ne doit pas bouger inutilement.</li>
</ol>4. Acquisition de données
<ol><li>Nettoyer la surface de la peau du participant afin d’enlever toute trace de saleté ou de restes de produits capillaires.</li>
	<li>Mesurer la tête du participant. Mesurez la distance entre la nasion et l’inion et marquer le point à mi-chemin comme un sommet.</li>
	<li>Préparer les électrodes dans le capuchon de l’EEG en utilisant le système de 10-20.</li>
	<li>Remettre le capuchon sur le sujet suivant le repère de sorte que le sommet correspond à la centrale de point zéro (Cz) de la PAC.</li>
	<li>Appliquez le gel conducteur avec l’aide d’une seringue sur les électrodes ; Assurez-vous que le bouchon s’adapte bien sur la tête du sujet.</li>
	<li>Placer l’électrode de référence et l’électrode de l’EOG sur la tête du sujet.</li>
	<li>S’assurer que le participant est confortablement assis et établi pour la session.</li>
	<li>Concentrer une caméra de vidéo HD sur le visage du participant en gros plan. Cela servira à détecter manuellement eyeblinks des participants.</li>
	<li>Vérifiez que tous les périphériques sont synchronisés.</li>
	<li>Vérifier que le boîtier de commande d’EEG est correctement connecté à l’ordinateur enregistrant les données.</li>
	<li>Vérifier que le signal pour chaque électrode est correct ; Si ce n’est pas le cas, vérifier pour l’électrode problématique. NOTE : Quelques raisons communes pour un mauvais signal de l’électrode sont un manque de gel conducteur sur l’électrode, une mauvaise position de l’électrode sur la tête, ou une mauvaise connexion du câble électrode avec son boîtier de commande.</li>
	<li>Quand tout est prêt, commencez l’expérience d’enregistrement (et lecture de la vidéo).</li>
</ol>5. études expérimentale Session
<ol><li>Enlever le bouchon de la tête du participant et, si possible, donner au participant un questionnaire concernant les sujets d’intérêt.</li>
	<li>Enregistrer toutes les données sur un disque dur externe. Remarque : Il est recommandé de sauvegarder les données. Il serait une bonne option pour enregistrer les données sur deux disques durs externes et les stocker dans des endroits différents. En concevant la procédure best, il est important de considérer le protocole pour le stockage de données approuvée par le Comité d’éthique.</li>
	<li>Nettoyer les électrodes et le cap ; la plupart des électrodes doivent être nettoyés immédiatement après usage.<ol>
<li>Nettoyer les électrodes et cap abondamment à l’eau sous un robinet et sans produit chimique (sauf indication autrement par le fabricant du périphérique). Séchez soigneusement les électrodes pour prévenir la corrosion. Si ce protocole ne suffit pas à nettoyer le bouchon, il peut généralement être lavé dans une machine à laver (voir les instructions du fabricant).</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. analyse de données
<ol><li>Organiser les données de détection eyeblink.<ol>
<li>Importez le fichier de l’EEG dans un progiciel adapté pour l’analyse des données.</li>
		<li>Sélectionnez la zone de l’EEG d’intérêt basé sur les déclencheurs de synchronisation utilisés avec le logiciel de présentation de stimuli visuels. Filtrer les données et appliquer un filtre eyeblink pour voir combien et quelle eyeblinks sont générés. NOTE : Plus les paquets de logiciels commerciaux et gratuits ont des filtres pour détecter eyeblinks en EEG.</li>
		<li>Sélectionnez la vidéo HD de visages des participants et manuellement match eyeblinks avec ceux que l'on trouve dans les données de l’EEG.</li>
		<li>Créer une matrice de feuille de calcul avec la liste définitive des eyeblinks de chaque participant et calculer le taux par minute alors que le sujet a été en regardant les stimuli.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Effectuer une analyse statistique.<ol>
<li>Importer la matrice dans le logiciel correspondant pour l’analyse statistique.</li>
		<li>Dans un programme de logiciel statistique, concevoir l’analyse souhaitée pour contraster les hypothèses initiales et de les compléter.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Une méthode pour analyser la perception visuelle du contenu multimédia avec l’usage fait de création vidéo est décrite ici. De nombreuses autres études tentent d’analyser la perception du contenu multimédia dans des contextes narratifs avec films préexistants. La présente méthode propose la création de contenu visuel avec une construction narrative suivant les critères d’intérêt et repose sur l’idée que le taux d’eyeblink est relié à de l’attention du spectateur9. Pour cette raison, l’étude détect...

Le but de cette méthode
Cette méthode propose un double protocole de détection eyeblinks. Le but est d’analyser la perception visuelle des téléspectateurs du contenu de médias, créé spécifiquement pour cette enquête, à l’aide d’enregistrements d’EEG et de systèmes d’enregistrement vidéo HD.
Le raisonnement derrière le développement et/ou l’utilisation de cette méthode
Chaque eyeblink masque flux visuel pour 150-400 ms1,2. Clignotant a physiologique3,4,5 et psychologique6,7 fonctions. La connexion entre l’attention et eyeblink le taux a été étudiée et prouvée dans différentes études8. Un niveau plus élevé d’attention diminue eyeblink taux et selon des études antérieures, les humains ont un mécanisme pour contrôler le moment de clignotements qui cherche le meilleur moment éviter la perte des informations visuelles importantes9. Ainsi, analyser le comportement d’eyeblink de téléspectateurs quand je regarde les écrans pourrait fournir des informations concernant le niveau d’attention accordée aux contenus médias.
Une méthode pour la détection de taux eyeblink spontanée est en utilisant des électrodes de l’EEG pour enregistrer l’activité électrique. Eyeblinks peuvent facilement être détectés par préfrontal et electrooculogram électrodes reliées à un système d’enregistrement de l’EEG. Dans la plupart des analyses EEG, eyeblinks sont considérés comme objets façonnés. Pour cette raison, beaucoup de progiciels conçus pour analyser les données de l’EEG ont eyeblink détecteurs10. L’avantage d’utiliser EEG pour la détection des eyeblinks est la haute résolution temporelle (dans l’ordre des millisecondes) et la possibilité d’enregistrer les effets de cerveau de récits différents et des réductions dans les films synchronisés avec ceux eyeblinks - une question ouvert aux autres l’étude. Les visages des participants d’enregistrement avec une caméra HD peut être également utile pour correspondance/contraste des fins9.
Les avantages sur les méthodes alternatives avec des références à des études pertinentes
Il y a plusieurs méthodes pour compter les clignotements des yeux. Certains instruments consacrés pour détecter les clignotements sont des bobines magnétiques, rayons lumineux infrarouges (IR), détecteurs de mouvement optoélectroniques avec analyse du mouvement oculaires tels que les techniques de suivi du regard et plusieurs basé sur des signaux bioélectriques, par exemple, electrooculography (EOG), électromyographie (EMG) et l’EEG. Une autre option plus précise, mais beaucoup de temps compte manuellement clignote d’un enregistrement vidéo image par image11. Les technologies aujourd'hui peuvent être classés généralement en deux groupes : un) sans contact enregistrement qui comprend deux modalités, la détection de clignement direct à l’aide de la vision par ordinateur et détection de clignotement en mode hors connexion à l’aide d’oculométrie et b) contact-fonction d’enregistrement à l’aide signaux biologiques à EOG et EEG dispositifs12,13.
Le système de suivi du regard est une technologie largement utilisée, allant des dessins passives imageur traditionnels aux approches proche-infrarouge-based actives principalement utilisés aujourd'hui avec une caméra à haute résolution. Ce dernier exploite les propriétés réfléchissantes de la pupille sous IR illumination14. Le concept qui sous-tend les méthodes modernes d’oculométrie est élève Centre cornée réflexion (PCCR), qui implique une caméra suivi du centre de la pupille, où la lumière tient compte de la cornée. Cependant, il y a un manque d’algorithmes de détection de clignement publié pour les protocoles de suivi du regard. En outre, bien que les différents modèles d’oculométrie sur le marché fournissent des logiciels intégrés avec détection de clignement, le code source n'est pas toujours fourni par les fabricants, il est difficile de modifier ou de savoir comment les algorithmes fonctionnent12. Aussi, au cours d’expériences avec eye-tracking, il existe des événements qui causent la perte de données, tels que les retards et importante tête de suivi ou admirez les mouvements. Le contour des yeux est très faible dans les captures vidéo, qui est un problème pour le calcul de la durée d’un clin, et parfois, qui introduit différents types d’artefacts15.
Dans cette expérience, EEG et EOG méthodes sont utilisées. EEG n’est pas habituellement utilisé seul pour détecter les eyeblinks. Cependant, analyse eyeblinks enregistrée avec des électrodes EEG est une procédure standard pour l’étude des déplacements de la paupière. Cette procédure permet aux chercheurs de disposer d’informations d’exactement quelle eyeblinks avoir lieu. Le patron de signal plus fréquent de détection clignote est celui de points de pointe, représentant les réponses mouvement vertical. Il y a plusieurs PIC détection algorithmes applicables aux crus EEG, temporelle, ou fréquentiel des signaux. Processus impliqués dans l’identification des pics sont détection de crête, extraction de caractéristiques et classification. Eyeblinks ont un effet considérable sur les canaux frontaux du signal EEG. En général, eyeblinks sont détectés dans EEG en utilisant une amplitude pré-déterminé seuil16. Les algorithmes du logiciel d’analyse utilisé dans cette expérience sont basées sur l’écart-type des signaux et la moyenne quadratique (RMS) du signal EEG préfiltrée ; ils sont libres et disponibles à la communauté scientifique17. Toutefois, certains mouvements des yeux ne comportant ne pas d’eyeblinks peuvent provoquer une activité électrique qui peut être source de confuse. Pour cette raison, une deuxième méthode - enregistrement des visages des spectateurs avec un caméscope HD - permet aux chercheurs de correspondre eyeblinks par les compter manuellement. Avec une telle méthode de double, le chercheur réalise une matrice d’eyeblinks qui peuvent être analysés facilement avec des outils statistiques.
Par conséquent, la méthode proposée effectue une triangulation des données avec deux sources différentes pour valider l’eyeblinks détecté. Cette méthode est basée sur Nakano et coll. indications9 pour confirmation. Dans le même temps, il permet également aux chercheurs de recueillir de l’information-l’activité du cerveau et de la bande de fréquence pour une analyse ultérieure. L’expérience décrite ici fait partie d’une plus large enquête future sur les effets des coupes de style édition sur les zones occipitales et préfrontal du cerveau.
Déterminer que si la méthode est appropriée pour une enquête
Ce protocole expérimental permet aux eyeblinks de téléspectateurs alors que je regarde le contenu vidéo d’être étudié sous trois conditions expérimentales. Tout d’abord, les taux eyeblink est détecté à l’aide de deux techniques complémentaires : EEG et enregistré des vidéos HD. Ici, nous utilisons un EEG sans fil avec 20 chaînes. Deuxième stimuli spécifiques adaptés à l’expérience sont créés, pour que le chercheur peut gérer toutes les variables du contenu visuel. Ici, trois vidéos avec le même narratif mais différent montage vidéo style ont été créés. Le récit se composait d’un homme qui est entré dans une chambre, assis à un pupitre, jonglé avec trois balles, a ouvert un ordinateur portable, leva les informations dans certains livres, tapé quelque chose sur l’ordinateur portable, fermé il, mangé une pomme, regardée directement dans la caméra et quitte la salle. Les stimuli vidéo trois dernière 198 s chaque. Le premier était un film à partir d’un cliché ; le second a été modifié selon les règles classiques de style hollywoodien avec 33 différents plans ; et le troisième a été édité en respectant les règles de style MTV avec 79 coups. Un quatrième relance a également été présenté dans lequel le récit était identique, mais le format a été une vraie représentation avec un acteur au lieu d’une vidéo. Ce stimulus non vidéo quatrième ne servait pas dans une première étude des différences de style édition mais a été utilisé dans une enquête différente pour comparer eyeblink-différences entre la représentation réelle et filtré media8. Troisièmement, différents groupes de participants sont choisis selon leurs connaissances antérieures dans l’analyse visuelle des vidéos. Le but est de déterminer les différences de taux d’eyeblink de groupes de sujets, je regarde les mêmes stimuli visuels. Dans ce cas, 40 sujets ont participé à l’enquête. La moitié d'entre eux étaient des professionnels des médias (16 mâles et 4 femelles ; l’âge de 30 à 56 ans, avec une moyenne d’âge de 44,15 ±7.15 ans) et le reste étaient des professionnels hors-média (15 mâles et 5 femelles ; ans 28 à 56 ans, avec une moyenne d’âge de 43,25 ± 8,59). Les professionnels des médias ont été choisis avec le critère de plus de 6 ans d’expérience dans la prise de décisions liées à l’édition de médias dans leur travail quotidien.

<table><tbody><tr><td>Appareil EEG</td><td>Neurolectrics</td><td>Enobio 20 Système EEG/EMG&nbsp ;</td><td></td></tr><tr><td>Électrodes Ag/AgCl</td><td>Neuroélectriques</td><td>[NE022b] GelTrode</td><td></td></tr><tr><td>Enregistrement Logiciel EEG</td><td>Neuroélectriques</td><td>NicLogiciel</td><td></td>hors ligne</tr><tr><td>Caméra vidéo HD</td><td>Sony Corporation&nbsp ;</td><td>Sony HDR-GW55VE</td><td></td></tr><tr><td>Seringue</td><td>Monoject Monoject</td><td>412, seringue à embout incurvé, 50/boîte</td><td></td></tr><tr><td>Électrode saline EMG gel</td><td>Signa-Gel</td><td>X32-204 : Signa Gel</td><td></td></tr> Visual <tr><td>Stimuli Logiciel de présentation</td><td>Paradigm Stimulus</td><td>Perception Système de recherche Incorporated</td><td></td></tr><tr><td>EEG software analysis</td><td>Centre national de la recherche scientifique et Institut neurologique de Montréal</td><td>Brainstorm3</td><td></td></tr><tr><td>Analyse du logiciel EEG</td><td>The MathWorks Inc.</td><td>MATLAB 2013b</td><td></td></tr><tr><td>TV pour la présentation vidéo</td><td>Panasonic Corporation</td><td>PanasonicTH- 42PZ70EA&nbsp ; - PC 50"</td><td></td></tr> <tr><td>pour la présentation des stimuli</td><td>MacBook Air</td><td>Année 2013, sous Mac OSX Mountain Lion</td><td></td></tr><tr><td>PC pour l’enregistrement des stimuli</td><td>MacBook&nbsp ;</td><td>Année 2009 fonctionnant sous Windows 7</td><td>Avec une partition bootcamp du disque pour fournir Windows OS</td></tr><tr><td>Analyse statistique</td><td>Systat Software Inc.</td><td>Sigmaplot 11.0&nbsp ;</td><td></td></tr></tbody></table>

À l’aide de mesures d’électroencéphalographie et l’enregistrement vidéo de haute qualité pour l’analyse de la perception visuelle du contenu multimédia

Using Electroencephalography Measurements and High-quality Video Recording for Analyzing Visual Perception of Media Content

Cet article explore une méthode pour détecter des différences de perception visuelle chez l’homme. La méthode utilisée est basée sur la fonction psychologique (ou « cognitive ») d’eyeblinks. Eyeblinks des participants sont détectés et acquis tout en regardant les vidéos créées spécifiquement pour l’enquête. La détection et l’acquisition d’eyeblinks sont effectuées à l’aide d’un appareil sans fil de l’électroencéphalographique (EEG) de 20 canaux. L’international que 10-20 système de placement des électrodes est suivi. Une caméra de vidéo haute définition (HD) est utilisée pour enregistrer les expressions faciales des participants, à des fins de contraste. Au lieu d’utiliser les contenus préexistants multimédia, contenu vidéo but-rendu a été créé suite à des critères spécifiques d’intérêt pour la présente enquête, stimuli permettant aux chercheurs de gérer les paramètres précis d’intérêt. Dans le cas contraire, les résultats pourraient être contaminés par les variables incontrôlées. La synchronisation de la présentation de stimuli vidéo avec enregistrements EEG il faut faire en millisecondes. Analyse des données collectées est effectuée avec le logiciel robuste pour travailler avec des matrices de gros. Des différences statistiquement significatives dans eyeblink taux associés à la professionnalisation des médias et le style de modification sont retrouvent avec les procédures expérimentales rapportées.

À l’aide de la procédure présentée ici, le taux d’eyeblink de 40 participants tandis que regarder des trois films vidéo différentes ont été analysée. Pour une analyse comparative sur la professionnalisation des médias, la moitié des participants étaient des professionnels des médias. Ils ont été choisis fondée sur le critère d’au moins 6 ans d’expérience de travail dans les décisions relatives à l’édition de médias et audiovisuel coupe. Pour une analyse comparative sur les styles de monta...

Nous présentons la détection, acquisition et analyse des taux d’eyeblink tout en regardant le contenu des médias.

À l’aide de mesures d’électroencéphalographie et l’enregistrement vidéo de haute qualité pour l’analyse de la Perception visuelle du contenu multimédia

This article explores a method to detect differences in visual perception in humans. The method used is based on the psychological (or "cognitive") ...

L’objectif global de cette procédure expérimentale est d’analyser la perception visuelle du contenu des médias par la quantification des taux de clignement spontané des yeux à l’aide d’enregistrements électroencérographiques et électromyographiques. Ici, nous allons prêter attention aux taux de clignement des yeux des participants lorsqu’ils regardent des films sur un écran. Les principales fonctions du clignement des yeux sont de protéger la cornée des agressions mécaniques et chimiques et aussi de la maintenir humide et de la protéger des débris étrangers.Ce type de clignement des yeux peut être produit par différents types de mouvements des paupières. Par exemple, nous avons le réflexe cornéen qui est produit par l’activation des récepteurs mécaniques, chimiques ou douloureux et ils peuvent être trouvés dans la cornée et aussi dans la peau. La stimulation de ces récepteurs stimule de la même manière les neurones trijumeaux : d’abord le nerf trijumeau, puis les neurones trijumeaux et ceux-ci activent les motoneurones qu’ils placent dans le noyau facial.Mais il existe une autre fonction moins connue du clignement des yeux qui est liée au processus cognitif de l’entrée visuelle. Et

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