CN103443855A - 编码装置、编码方法以及程序 - Google Patents

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Abstract

本技术涉及能够改进音频质量并且能够更有效地执行音频编码的编码装置、编码方法以及程序。第一高频编码电路基于低频子带信号和高频子带信号执行高频编码以获得高频代码量。低频编码电路以取决于高频代码量的代码量对低频信号进行编码。低频解码电路对编码后的低频信号进行解码。子带分割电路将通过解码所获得的解码后的低频信号分割成多个子带的解码后的低频子带信号。第二高频编码电路基于解码后的低频子带信号和高频子带信号生成要用于获得高频分量的高频代码序列，以使得高频代码序列的代码量等于或小于高频代码量。本发明可以应用于编码装置。

Description

编码装置、编码方法以及程序
技术领域
本技术涉及一种编码装置、编码方法以及程序，具体地，涉及能够改进音频质量并更有效地对音频进行编码的编码装置、编码方法以及程序。
背景技术
通常，作为音频信号的编码方法，已知HE-AAC（高效率MPEG（运动图像专家组）4AAC（高级音频编码））（ISO/IEC14496-3）。
在该编码方法中，从高频信号分量中提取特征信息以将其与低频信号分量一起进行编码（例如，参考专利文献1）。在解码时，将低频信号分量映射到高频范围，并且基于代码串中所包括的高频范围的信息来调整频率包络。在这样的编码方法中，作为与高频信号分量有关的信息，仅对高频信号分量的特征信息进行编码，从而能够提高编码效率、同时抑制音频质量的劣化。
通常，在采用仅对作为与高频分量有关的信息的、高频范围的特征信息进行编码的编码系统的编码装置中，经常存在如下情况：高频范围的代码量远远小于低频范围的代码量，并且高频范围的代码量的调整灵活性小。因此，一种方法使得首先对与高频信号分量有关的信息进行编码，然后，用余下的代码量对低频信号分量进行编码。这样的配置可以避免编码装置的复杂配置并且防止大的计算量。
引用列表
专利文献
专利文献1：第2008-139844号日本专利申请早期公开
发明内容
发明要解决的问题
然而，上述技术不能在改进音频质量的同时充分有效地对音频进行编码。具体地，例如在编码时，不能适当地控制低频信号分量的代码串的代码量和高频范围的特征信息的代码量。
鉴于这样的状况而实现了本技术，并且本技术的目的在于改进音频质量并且更有效地对音频进行编码。
针对问题的解决方案
根据本技术的一个方面的一种编码装置包括：第一高频编码单元，基于输入信号的低频分量和高频分量计算高频代码量，该高频代码量是用于获得高频分量的高频代码串的代码量；低频编码单元，对输入信号的低频分量进行编码以生成低频代码串；低频解码单元，对低频代码串进行解码；第二高频编码单元，基于高频分量和通过对低频代码串进行解码而获得的解码后的低频分量来生成高频代码串，以使得高频代码串的代码量不大于高频代码量；以及复用单元，对低频代码串和高频代码串进行复用以生成输出代码串。
可以允许第一高频编码单元基于构成低频分量的多个子带的低频子带信号和构成高频分量的多个子带的高频子带信号来计算高频代码量，并且可以允许第二高频编码单元基于高频子带信号和构成解码后的低频分量的多个子带的解码后的低频子带信号来生成高频代码串。
编码装置还可以包括延迟单元，该延迟单元对输入到第二高频编码单元的高频代码量、解码后的低频分量以及高频分量进行延迟。
编码装置还可以包括代码量调整单元，当第二高频编码单元获得的高频代码串的代码量小于高频代码量时，该代码量调整单元将在高频代码串的代码量与高频代码量之间的差设为能够在随后的处理中使用的剩余代码量，并且控制剩余代码量的存储。
剩余代码量可以用于调整高频代码串和低频代码串中的至少任一个的代码量。
根据本技术的一个方面的一种编码方法或程序，包括以下步骤：基于输入信号的低频分量和高频分量计算高频代码量，该高频代码量是用于获得高频分量的高频代码串的代码量；对输入信号的低频分量进行编码以生成低频代码串；对低频代码串进行解码；基于高频分量和通过对低频代码串进行解码而获得的解码后的低频分量来生成高频代码串，以使得高频代码串的代码量不大于高频代码量；以及对低频代码串和高频代码串进行复用以生成输出代码串。
根据本技术的一个方面，基于输入信号的低频分量和高频分量计算高频代码量，该高频代码量是用于获得高频分量的高频代码串的代码量；对输入信号的低频分量进行编码并且生成低频代码串；对低频代码串进行解码；基于高频分量和通过对低频代码串进行解码而获得的解码后的低频分量来生成高频代码串，以使得高频代码串的代码量不大于高频代码量；以及对低频代码串和高频代码串进行复用以生成输出代码串。
发明效果
根据本技术的一个方面，能够改进音频质量并且更有效地对音频进行编码。
附图说明
图1是示出编码装置的一个实施例的配置示例的图。
图2是示出输入信号的每个子带的功率的图。
图3是示出输入信号和解码后的低频信号的每个子带的功率的图。
图4是示出编码处理的流程图。
图5是示出解码装置的配置示例的图。
图6是示出解码处理的流程图。
图7是示出编码装置的另一配置示例的图。
图8是示出计算机的配置示例的图。
具体实施方式
在下文中参照附图描述应用了本技术的实施例。
<第一实施例>
[编码装置的配置示例]
图1是示出应用了本技术的编码装置的一个实施例的配置示例的图。
编码装置11对为音频信号的输入信号进行编码，并输出作为结果所获得的输出代码串。
编码装置11由子带分割电路21、第一高频编码电路22、低通滤波器23、低频编码电路24、低频解码电路25、子带分割电路26、延迟电路27、延迟电路28、延迟电路29、第二高频编码电路30、代码量调整电路31、代码量临时存储电路32、延迟电路33以及复用电路34构成。
子带分割电路21将输入信号分割成多个子带信号，将所获得的低频子带信号提供到第一高频编码电路22，并将高频子带信号提供到第一高频编码电路22和延迟电路29。
例如，整个输入信号的频带被分割成具有相同带宽的多个频带（在下文中，被称为子带），并且输入信号被分割成子带的信号（在下文中，被称为子带信号）。在子带信号之中，将在高频侧的预定子带的子带信号设为高频子带信号，并且将在频率低于高频侧的频率的低频侧的预定子带的子带信号设为低频子带信号。
第一高频编码电路22基于根据从子带分割电路21提供的低频子带信号所获得的特征量对用于估计高频子带信号的功率的估计系数进行编码，并且将代码量（在下文中，被称为高频代码量）提供到低频编码电路24和延迟电路28。
低通滤波器23对向其提供的输入信号进行滤波，并且将作为结果所获得的、作为输入信号的低频分量的低频信号提供到低频编码电路24。低频信号是由在低频侧的低频子带信号构成的信号。
低频编码电路24以通过从在输入信号的处理帧中可用的代码量中减去从第一高频编码电路22提供的高频代码量而获得的代码量对来自低通滤波器23的低频信号进行编码。低频编码电路24将通过对低频信号进行编码而获得的低频代码串提供到低频解码电路25和延迟电路33。
低频解码电路25对从低频编码电路24提供的低频代码串进行解码，并且将作为结果所获得的解码后的低频信号提供到子带分割电路26。子带分割电路26将从低频解码电路25提供的解码后的低频信号分割成在低频侧的多个子带的子带信号（在下文中，称为解码后的低频子带信号），并且将其提供到延迟电路27。这里，解码后的低频子带信号的子带的频带与低频子带信号的子带的频带相同。
延迟电路27对来自子带分割电路26的解码后的低频子带信号进行延迟以提供到第二高频编码电路30。延迟电路28使来自第一高频编码电路22的高频代码量延迟一定的处理帧，以提供到第二高频编码电路30。延迟电路29对来自子带分割电路21的高频子带信号进行延迟，以提供到第二高频编码电路30。
第二高频编码电路30基于根据从延迟电路27输出的解码后的低频子带信号所获得的特征量，对来自延迟电路29的高频子带信号的功率的估计系数进行编码，以使得代码量不大于根据延迟电路28获得的高频代码量确定的代码量。第二高频编码电路30将通过对估计系数进行编码而获得的高频代码串提供到复用电路34，并且将高频代码串的高频代码量提供到代码量调整电路31。
当第二高频编码电路30获得的高频代码量小于通过延迟电路28所获得的第一高频编码电路22的高频代码量时，代码量调整电路31将剩余代码量提供到代码量临时存储电路32。代码量临时存储电路32存储剩余代码量。在随后的处理帧中适当地使用剩余代码量。
延迟电路33使低频编码电路24获得的低频代码串延迟一定的处理帧以提供到复用电路34。复用电路34对来自延迟电路33的低频代码串和来自第二高频编码电路30的高频代码串进行复用，并且输出作为结果所获得的输出代码串。
[音频质量的改进]
在编码装置11的编码系统和诸如HE-AAC的编码系统中，以极其小的代码量对音频信号的高频分量的特征信息进行编码，并且大部分的代码量被分配给低频范围，该低频范围是人类容易在听觉上感知到失真的频带。编码装置11根据高频分量的信号的状态来主动地调整代码量，以使得高频代码量经常根据处理帧而显著地变化。
由于这样的原因，上述编码系统具有如下的一般配置：在该配置中，首先对高频信号进行编码，然后，以余下的代码量对低频信号进行编码。
另一方面，在使用低频分量对高频分量进行编码的编码方法中，由编码装置11处理的低频信号与由解码装置处理的低频信号彼此不同的事实是高频信号的音频质量的劣化的原因。
即，假定例如通过如图2所示的输入信号的子带分割来将输入信号分割成低频子带和高频子带。同时，图2示出了输入信号的每个子带的功率。在附图中，沿横轴标示频率，以及沿纵轴标示每个子带的子带信号的功率。
在图2的示例中，输入信号的低频分量被分割成子带sb-3至sb这4个子带，并且输入信号的高频分量被分割成子带sb+1至sb+12这12个子带。将与在低频侧频率最高的子带sb的高频侧相邻的子带设为在高频侧频率最低的子带sb+1。
这里，在每个子带的图中，横向方向上的实线表示子带的子带信号（低频子带信号或高频子带信号）的功率。
假定对这样的输入信号的低频分量进行编码，并且由解码装置对通过编码所获得的低频代码串进行解码。在这种情况下，当对通过对低频代码串进行解码而获得的解码后的低频信号执行子带分割时，解码后的低频信号被分割为子带sb-3至sb这四个子带，例如如图3所示。
同时，在图3中，沿横轴标示频率，并且沿纵轴标示每个子带的子带信号的功率。另外，在每个子带的横向方向上的实线表示在对输入信号进行编码之前的每个子带信号的功率，并且在每个子带的横向方向上的点划线表示构成解码装置获得的解码后的低频信号的、解码后的低频子带信号的功率。
如图3所示，解码装置获得的解码后的低频信号包括编码误差，从而作为结果，解码后的低频子带信号的功率与编码装置11中的低频子带信号的功率不同。
因此，例如，当使用低频子带信号的功率作为特征量、根据特征量和高频子带信号来从多个估计系数中选择能够以最高精确度估计高频子带信号的功率所利用的估计系数，并且将其输出到解码装置时，音频质量可能劣化。
即，在编码侧，使用与解码装置获得的解码后的低频子带信号不同的低频子带信号、高频子带信号以及估计系数来估计高频子带信号的功率，并且从估计结果中选择最适合的估计系数。因此，当使用以此方式选择的估计系数时，如果在编码侧与解码侧之间用于估计高频子带信号的功率的低频分量不同，则并不总是可以以高精确度估计高频子带信号的功率。
因此，为了通过执行更精确的估计而改进音频质量，需要将对低频代码串进行解码的解码装置也嵌入编码装置中，并且需要使用由此所获得的解码后的低频信号对高频范围进行编码。
编码装置11设置有对低频代码串进行解码的低频解码电路25，并且编码装置11使用低频解码电路25获得的解码后的低频子带信号来对高频范围进行编码，使得能够改进通过解码所获得的音频的质量。
[编码处理的描述]
接下来，描述编码装置11的操作。当将输入信号提供到编码装置11并且指示编码装置11对输入信号进行编码时，编码装置11执行编码处理以对输入信号进行编码。在下文中，参照图4中的流程图描述由编码装置11进行的编码处理。
在步骤S11中，子带分割电路21将所提供的输入信号均等地分割成具有预定带宽的多个子带信号。将在此处所获得的子带信号之中在低频侧的特定范围内的子带信号设为低频子带信号，并且将在高频侧的特定范围内的子带信号设为高频子带信号。
子带分割电路21将通过子带分割所获得的低频子带信号提供到第一高频编码电路22，并且将高频子带信号提供到第一高频编码电路22和延迟电路29。
例如，在编码装置11侧根据输入信号的属性、比特率等设置高频子带信号的子带的范围。另外，低频子带信号的子带的范围是具有特定数量的子带的频带，其中，比高频子带信号的最低频率子带低一个子带的在低频侧的子带是低频子带信号的最高频率子带。以此方式，在编码装置11和解码装置中，低频子带信号和高频子带信号所覆盖的子带的范围相同。
在步骤S12处，第一高频编码电路22基于根据从子带分割电路21提供的低频子带信号进行的估计来对高频范围进行编码以计算高频代码量，并且将高频代码量提供到低频编码电路24和延迟电路28。
例如，第一高频编码电路22计算从子带分割电路21提供的每个子带的低频子带信号的功率（在下文中，被称为低频子带功率）来作为特征量。第一高频编码电路22还针对多个估计系数中的每一个，根据低频子带功率和估计系数来计算每个高频子带的高频子带信号的功率（在下文中，被称为拟似（pseudo）高频子带功率）的估计值。具体地，使用每个子带的估计系数来对每个子带的低频子带功率进行线性组合，并且获得预定子带的拟似高频子带功率。
然后，第一高频编码电路22将拟似高频子带功率与高频子带信号的实际功率（在下文中，被称为高频子带功率）进行比较，并且在多个估计系数之中选择可以以最高精确度估计输入信号的高频范围所利用的估计系数。第一高频编码电路22将指定所选择的估计系数的系数索引的代码量设为编码后的高频分量的代码量（即，高频代码量）。
同时，可以使用各种编码方法，只要它们是通过使用低频信号对高频范围进行编码的编码方法即可。另外，在步骤S12中的高频编码处理中，如果可以计算高频代码量，则不需要实际地执行编码。此外，当想要减少计算处理量时，省略一部分处理并获得高频代码量的估计值的配置也是可以的。
在步骤S13中，低通滤波器23对所提供的输入信号执行滤波处理，从而允许输入信号的低频分量通过以生成低频信号，并且将其输出到低频编码电路24。尽管可以将任意频率设置为在滤波处理中所使用的滤波器的截止频率，但是在本实施例中，与上述低频子带信号的上端频率相对应地设置截止频率。
在步骤S14中，低频编码电路24以如下代码量对来自低通滤波器23的低频信号进行编码，该代码量是通过从在预先确定的在整个处理帧中可用的代码量中减去从第一高频编码电路22提供的高频代码量而获得的。低频编码电路24将通过对低频信号进行编码而获得的低频代码串输出到低频解码电路25和延迟电路33。
在步骤S15中，低频解码电路25对从低频编码电路24提供的低频代码串进行解码，并且将由此所获得的解码后的低频信号输出到子带分割电路26。同时，编码装置11可以使用用于对低频信号进行编码和解码的各种编码系统，并且可以采用例如ACELP（代数编码激励线性预测）、AAC（高级音频编码）等。
在步骤S16中，子带分割电路26将从低频解码电路25提供的解码后的低频信号分割成多个子带的解码后的低频子带信号，并且将其输出到延迟电路27。在该子带分割中的每个子带的下端频率和上端频率与在步骤S11中子带分割电路21所执行的子带分割中的每个子带的下端频率和上端频率相同。即，解码后的低频子带信号的子带的频带与低频子带信号的子带的频带相同。
在步骤S17中，延迟电路27使从子带分割电路26提供的解码后的低频子带信号延迟特定的时间样本以提供到第二高频编码电路30。
设置延迟电路27中的延迟量以使低频信号、高频信号、高频代码量以及低频代码串同步，并且需要根据低频范围和高频范围的编码系统设置适当的值。当然，可以存在如下情况：根据编码系统的配置将每个延迟电路的延迟量设置为0。其他延迟电路28、29和33具有与延迟电路27的功能等同的功能，所以在此省略对其的描述。
在步骤S18中，第二高频编码电路30基于根据从延迟电路27输出的解码后的低频子带信号所获得的特征量，对从延迟电路29提供的高频子带信号的功率的估计系数进行编码，以使得代码量不大于从延迟电路28提供的高频代码量。
例如，第二高频编码电路30将存储在代码量临时存储电路32中的剩余代码量与从延迟电路28提供的高频代码量相加以计算经校正的高频代码量（在下文中，被称为校正后的高频代码量）。此时，当剩余代码量不小于高频代码量的预先确定的上限校正量时，将通过将上限校正量与高频代码量相加而获得的代码量设为校正后的高频代码量。
当对高频代码量进行校正时，代码量调整电路31基于存储在代码量临时存储电路32中的剩余代码量，将表示剩余代码量或上限校正量的信息提供到第二高频编码电路30。代码量调整电路31还对代码量临时存储电路32的剩余代码量进行更新。例如，当表示上限校正量的信息被提供到第二高频编码电路30时，代码量调整电路31将通过从剩余代码量中减去上限校正量而获得的代码量设为更新后的剩余代码量。
此外，第二高频编码电路30基于高频子带信号和解码后的低频子带信号对要处理的帧的音频信号的高频分量进行编码，以使得高频代码串的代码量不大于校正后的高频代码量。
例如，第二高频编码电路30将要处理的帧分割成几个区间（section），并且执行与步骤S12中的处理类似的处理，从而选择每个区间的估计系数。
即，第二高频编码电路30根据解码后的低频子带信号获得解码后的低频子带功率，并且针对每个估计系数，根据解码后的低频子带功率和估计系数计算拟似高频子带功率。然后，第二高频编码电路30将拟似高频子带功率与高频子带信号的高频子带功率进行比较，并且选择可以以最高精确度估计输入信号的高频范围所利用的估计系数。第二高频编码电路30将由表示构成要处理的帧的每个区间的估计系数的系数索引形成的代码串设为高频代码串。
这里，例如通过改变构成要处理的帧的区间的数量来调整高频代码串的代码量。当在连续的区间中选择相同的估计系数时，还可以通过将由用以指定区间的信息和所选择的一个估计系数的系数索引构成的信息设为构成高频代码串的代码串，来调整高频代码串的代码量。
同时，还可以不校正高频代码量。在这样的情况下，对高频范围进行编码以使得高频代码串的代码量不大于从延迟电路28输出的高频代码量。
如同在步骤S12的处理的编码系统中一样，在步骤S18的编码系统中，可以使用各种编码方法，只要它们是使用低频信号对高频范围进行编码的编码方法即可；但是，需要这至少基于与步骤S12中的编码系统的编码标准相同的编码标准。步骤S18的编码处理与步骤S12的编码处理明显不同之处在于，首先，需要进行编码以使得代码量不大于在步骤12中所算出的高频代码量，其次，对高频范围进行编码所需的低频信号是解码后的低频信号（解码后的低频子带信号）。
以此方式，通过由第一高频编码电路22对高频范围临时地进行编码来确定高频代码量，并且对高频范围实际地进行编码以使得高频代码串的代码量不大于根据高频代码量确定的代码量，可以在对高频范围执行编码之前固定高频代码串的代码量。据此，可以获得分配给低频代码串的代码量，从而可以立即对低频信号进行编码并且更有效地对输入信号进行编码。
在步骤S19中，第二高频编码电路30确定通过编码所获得的高频代码串的代码量是否小于校正后的高频代码量。
在步骤S19中，当确定代码量不小于校正后的高频代码量时，即，当高频代码串的代码量与校正后的高频代码量一致时，不生成剩余代码，从而处理移到步骤S23。此时，第二高频编码电路30将通过对高频范围进行编码而获得的高频代码串提供到复用电路34。
另一方面，当在步骤S19中确定代码量小于校正后的高频代码量时，在步骤S20中，代码量调整电路31将高频代码串的代码量与校正后的高频代码量之间的差存储在代码量临时存储电路32。即，将为高频代码串的代码量与校正后的高频代码量之间的差的代码量与存储在代码量临时存储电路32中的剩余代码量相加，并且对剩余代码量进行更新。
这样的代码量临时存储电路32也以比特分解器（bit resolver）的名称用在AAC中以调整处理帧之间的代码量。同时，尽管将编码装置11配置成使得剩余代码量用于高频编码，但是当在低频信号的编码系统方面存在具有类似功能的电路时，也可以共同使用该剩余代码量。即，剩余代码量可以仅用于调整高频代码串和低频代码串中的任一个的代码量，或者可以用于调整高频代码串和低频代码串这两者的代码量。
在步骤S21中，代码量调整电路31确定存储在代码量临时存储电路32中的剩余代码量是否达到预先确定的上限。
例如，在代码量临时存储电路32中，预先确定可以设为剩余代码量的代码量的上限（在下文中，被称为上限代码量）。当在步骤S20中开始的将高频代码串的代码量与校正后的高频代码量之间的差存储在代码量临时存储电路32中时剩余代码量达到上限代码量时，代码量调整电路31在步骤S21中确定剩余代码量达到上限。
在步骤S21中，当确定剩余代码量未达到上限时，将高频代码串的代码量与校正后的高频代码量之间的总差与剩余代码量相加，并且对剩余代码量进行更新。此后，第二高频编码电路30将通过对高频范围进行编码而获得的高频代码串提供到复用电路34，并且处理移到步骤S23。
另一方面，当在步骤21中确定剩余代码量达到上限时，第二高频编码电路30在步骤S22中对高频代码串执行补零（zero padding）。
虽然将高频代码串的代码量与校正后的高频代码量之间的差与剩余代码量相加，但是当剩余代码量达到上限代码量时，余下了在高频代码串的代码量与校正后的高频代码量之间的差之中未与剩余代码量相加的未处理的代码量。不能将未处理的代码量与剩余代码量相加，因此第二高频编码电路30根据未处理的代码量的量在高频代码串的末尾处添加代码“0”，以使得未处理的代码量表面上用于生成高频代码串。同时，在进行解码时，在高频代码串的末尾处所添加的代码“0”不用于对输入信号进行解码。
当第二高频编码电路30执行补零以在高频代码串的末尾处添加代码“0”时，这将补零之后的高频代码串提供到复用电路34，并且处理移到步骤S23。
当在步骤S19中确定代码量不小于校正后的高频代码量时，当在步骤S21中确定剩余代码量未达到上限时，或者当在步骤S22中执行补零时，执行步骤S23中的处理。
即，在步骤S23中，复用电路34对来自延迟电路33的低频代码串和来自第二高频编码电路30的高频代码串进行复用以生成输出代码串，并且输出该输出代码串。此时，复用电路34还对表示在输入信号的低频侧的上端子带和下端子带的索引连同低频代码串和高频代码串一起进行复用。当以此方式输出了输出代码串时，编码处理结束。
如上所述，编码装置11获得高频代码量以利用根据高频代码量确定的代码量对低频信号进行编码，并且基于高频代码量和通过对低频代码串进行解码而获得的解码后的低频信号对高频分量进行编码。
以此方式，通过对高频范围临时地进行编码以确定高频代码量并且通过对高频范围实际地进行编码以使得高频代码串的代码量不大于根据高频代码量确定的代码量，可以在对高频范围进行编码之前固定高频代码串的代码量。据此，可以获得分配到低频代码串的代码量，并且可以立即对低频信号进行编码。因此，可以有效地进行编码以便避免编码装置11的复杂配置并且避免计算量的增加。还可以通过使用解码后的低频信号对高频范围进行编码来选择更适合的估计系数，从而改进音频的质量。
[解码装置的配置示例]
接下来，描述从编码装置11输出的输出代码串作为输入代码串被输入的解码装置，该解码装置对输入代码串进行解码。例如，如图5所示那样配置解码装置。
解码装置61由解复用电路71、低频解码电路72、子带分割电路73、特征量计算电路74、高频解码电路75、解码高频子带功率计算电路76、解码高频信号生成电路77以及合成电路78构成。
解复用电路71将输入代码串解复用为高频代码串和低频代码串，并且将低频代码串和高频代码串分别提供到低频解码电路72和高频解码电路75。
低频解码电路72对来自解复用电路71的低频代码串进行解码，并且将作为结果所获得的解码后的低频信号提供到子带分割电路73和合成电路78。
子带分割电路73将来自低频解码电路72的解码后的低频信号均等地分割成具有预定带宽的多个子带信号，并且将所获得的子带信号（解码后的低频子带信号）提供到特征量计算电路74和解码高频信号生成电路77。
特征量计算电路74使用来自子带分割电路73的解码后的低频子带信号计算特征量，并且将其提供到解码高频子带功率计算电路76。
将系数索引和估计系数彼此相关联以进行记录的高频解码电路75对来自解复用电路71的高频代码串进行解码，并且将由作为结果所获得的系数索引指定的估计系数提供到解码高频子带功率计算电路76。
解码高频子带功率计算电路76基于来自特征量计算电路74的特征量和来自高频解码电路75的估计系数来计算解码后的高频子带功率，该解码后的高频子带功率是在输入信号的高频侧的每个子带的高频子带功率的估计值，并且将其提供到解码高频信号生成电路77。
解码高频信号生成电路77基于来自子带分割电路73的解码后的低频子带信号和来自解码高频子带功率计算电路76的解码后的高频子带功率，生成解码后的高频信号，并且将其提供到合成电路78。合成电路78对来自低频解码电路72的解码后的低频信号和来自解码高频信号生成电路77的解码后的高频信号进行合成，并且将其作为输出信号而输出。
[解码处理的描述]
接下来，描述解码装置61的操作。当从编码装置11提供输出代码串时，解码装置61将输出代码串设为输入代码串，并且对其执行解码处理以输出输出信号。在下文中，参照图6中的流程图描述由解码装置61进行的解码处理。
在步骤51中，解复用电路71将输入代码串解复用为高频代码串和低频代码串，并且将低频代码串和高频代码串分别提供到低频解码电路72和高频解码电路75。此时，解复用电路71将通过根据需要进行解复用所获得的表示在输入信号的低频侧的上端子带和下端子带的索引通过低频解码电路72提供到子带分割电路73。据此，子带分割电路73可以指定适合于每个低频子带的频带。
在步骤S52中，低频解码电路72对来自解复用电路71的低频代码串进行解复用，并且将作为结果所获得的解码后的低频信号提供到子带分割电路73和合成电路78。
在步骤S53中，子带分割电路73根据需要、使用来自解复用电路71的索引将来自低频解码电路72的解码后的低频信号分割成多个解码后的低频子带信号，并且将其提供到特征量计算电路74和解码高频信号生成电路77。
在步骤S54中，特征量计算电路74使用来自子带分割电路73的解码后的低频子带信号来计算特征量，并且将其提供到解码高频子带功率计算电路76。例如，计算作为每个子带的解码后低频子带信号的功率的解码后的低频子带功率作为特征量。
在步骤S55中，高频解码电路75对来自解复用电路71的高频代码串进行解码，并且将由作为结果所获得的系数索引指定的估计系数输出到解码高频子带功率计算电路76。
在步骤S56中，解码高频子带功率计算电路76基于来自特征量计算电路74的特征量和来自高频解码电路75的估计系数来计算每个高频子带的解码后的高频子带功率，并且将其提供到解码高频信号生成电路77。
例如，使用每个子带的估计系数对作为特征量的、每个子带的解码后的低频子带功率进行线性组合，以获得预定子带的解码后的高频子带功率。
在步骤S57中，解码高频信号生成电路77基于来自子带分割电路73的解码后的低频子带信号和来自解码后的高频子带功率计算电路76的解码后的高频子带功率来生成解码后的高频信号，并且将其提供到合成电路78。
在步骤S58中，合成电路78对来自低频解码电路72的解码后的低频信号和来自解码高频信号生成电路77的解码后的高频信号进行合成，并且将其作为输出信号而输出。输出信号是由使用估计系数预测的高频分量和通过解码所获得的低频分量构成的音频信号。
当生成输出信号以将其输出时，解码处理完成。解码装置61以此方式对输入代码串进行解复用，使用从高频代码串获得的估计系数来估计高频分量，并且生成输出信号。通过以此方式使用估计系数来估计高频分量，可以更有效地进行解码并且改进通过解码所获得的音频的质量。
（变型例）
[编码装置的配置示例]
同时，尽管以上描述了在编码装置11中根据需要对诸如高频代码量和高频子带信号的各种信号和信息进行延迟的情况，但是当不一定需要进行延迟时，编码装置未设置有延迟电路的配置也是可以的。
在这样的情况下，例如，如图7所示那样对编码装置进行配置。同时，在图7中，相同的附图标记被赋予与图1中的部分相对应的部分，并且适当地省略对其的描述。
图7中的编码装置111由高通滤波器121、第一高频编码电路22、低通滤波器23、低频编码电路24、低频解码电路25、第二高频编码电路30以及复用电路34构成。
高通滤波器121对所提供的输入信号执行滤波处理，以从输入信号中提取作为高频分量的高频信号，并且将其提供到第一高频编码电路22和第二高频编码电路30。低通滤波器23对所提供的输入信号执行滤波处理，以从输入信号中提取作为低频分量的低频信号，并且将其提供到第一高频编码电路22和低频编码电路24。
第一高频编码电路22基于来自高通滤波器121的高频信号和来自低通滤波器23的低频信号对输入信号的高频范围进行编码，并且将由此所获得的高频代码量提供到低频编码电路24和第二高频编码电路30。
低频编码电路24以通过从在整个处理帧中可用的代码量中减去来自第一高频编码电路22的高频代码量而获得的代码量对低频信号进行编码，并且将由此所获得的低频代码串提供到低频解码电路25和复用电路34。低频解码电路25对来自低频编码电路24的低频代码串进行解码，并且将作为结果所获得的解码后的低频信号提供到第二高频编码电路30。
第二高频编码电路30基于来自高通滤波器121的高频信号和来自低频解码电路25的解码后的低频信号，对输入信号的高频分量进行编码，以使得代码量不大于根据来自第一高频编码电路22的高频代码量确定的代码量。第二高频编码电路30将通过对高频范围进行编码而获得的高频代码串提供到复用电路34。复用电路34对来自低频编码电路24的低频代码串和来自第二高频编码电路30的高频代码串进行复用，并且输出作为结果所获的输出代码串。
上述一系列处理可以由硬件执行或者可以由软件执行。当一系列处理由软件执行时，从例如能够利用所安装的各种程序执行各种功能的、嵌入专用硬件中的计算机或通用个人计算上的程序记录介质安装构成软件的程序。
图8是示出通过程序执行上述一系列处理的计算机的硬件的配置示例的框图。
在该计算机中，CPU（中央处理单元）501、ROM（只读存储器）502和RAM（随机存取存储器）503通过总线504彼此连接。
另外，输入/输出接口505也连接到总线504。输入/输出接口505与以下部分连接：输入单元506，由键盘、鼠标、麦克风等构成；输出单元507，由显示器、扬声器等构成；记录单元508，由硬盘、非易失性存储器等构成；通信单元509，由网络接口等构成；以及驱动器510，驱动可移动介质511，诸如磁盘、光盘、磁光盘或半导体存储器。
在如上所述那样配置的计算机中，例如，CPU501将记录在记录单元508中的程序通过输入/输出接口505和总线504例如加载到RAM503上以执行该程序，并且据此，执行上述一系列处理。
由计算机（CPU501）执行的程序是以记录在可移动介质511（例如，其为由磁盘（包括软盘）、光盘（CD-ROM（致密盘只读存储器）、DVD（数字通用盘）等）、磁光盘或半导体存储器构成的封装介质）上的状态所提供的，或者是通过有线或无线传输介质（诸如，局域网、因特网以及数字卫星广播）来提供的。
可以通过将可移动介质511安装在驱动器510上来将程序通过输入/输出接口505而安装在记录单元508上。另外，通信单元509可以通过有线或无线传输介质接收程序以将其安装在记录单元508上。另外，可以将程序预先安装在ROM502和记录单元508中。
同时，由计算机执行的程序可以是其处理以在本说明书中所描述的顺序、按时间顺序执行的程序，或者可以是处理并行地或在需要时（诸如当存在调用时）被执行的程序。
本技术的实施例不限于上述的实施例，并且可以在不背离本技术的范围的情况下做出各种修改。
附图标记列表
11编码装置，22第一高频编码电路，24低频编码电路，25低频解码电路，30第二高频编码电路，31代码量调整电路，32代码量临时存储电路，34复用电路

Claims (7)

1.一种编码装置，包括：
第一高频编码单元，基于输入信号的低频分量和高频分量计算高频代码量，所述高频代码量是用于获得所述高频分量的高频代码串的代码量；
低频编码单元，对所述输入信号的所述低频分量进行编码以生成低频代码串；
低频解码单元，对所述低频代码串进行解码；
第二高频编码单元，基于所述高频分量和通过对所述低频代码串进行解码而获得的解码后的低频分量来生成所述高频代码串，以使得所述高频代码串的代码量不大于所述高频代码量；以及
复用单元，对所述低频代码串和所述高频代码串进行复用以生成输出代码串。
2.根据权利要求1所述的编码装置，其中，
所述第一高频编码单元基于构成所述低频分量的多个子带的低频子带信号和构成所述高频分量的多个子带的高频子带信号，计算所述高频代码量，并且
所述第二高频编码单元基于所述高频子带信号和构成所述解码后的低频分量的多个子带的解码后的低频子带信号，生成所述高频代码串。
3.根据权利要求1所述的编码装置，还包括：
延迟单元，对输入到所述第二高频编码单元的所述高频代码量、所述解码后的低频分量以及所述高频分量进行延迟。
4.根据权利要求1所述的编码装置，还包括：代码量调整单元，当所述第二高频编码单元获得的所述高频代码串的代码量小于所述高频代码量时，将在所述高频代码串的代码量与所述高频代码量之间的差设为能够在下次以后的处理中使用的剩余代码量，并且控制所述剩余代码量的存储。
5.根据权利要求4所述的编码装置，其中，
所述剩余代码量用于调整所述高频代码串和所述低频代码串中的至少任一个的代码量。
6.一种编码装置的编码方法，所述编码装置包括：
第一高频编码单元，基于输入信号的低频分量和高频分量计算高频代码量，所述高频代码量是用于获得所述高频分量的高频代码串的代码量；
低频编码单元，对所述输入信号的所述低频分量进行编码以生成低频代码串；
低频解码单元，对所述低频代码串进行解码；
第二高频编码单元，基于所述高频分量和通过对所述低频代码串进行解码而获得的解码后的低频分量来生成所述高频代码串，以使得所述高频代码串的代码量不大于所述高频代码量；以及
复用单元，对所述低频代码串和所述高频代码串进行复用以生成输出代码串，
所述编码方法包括以下步骤：
通过所述第一高频编码单元计算所述高频代码量；
通过所述低频编码单元对所述低频分量进行编码；
通过所述低频解码单元对所述低频代码串进行解码；
通过所述第二高频编码单元生成所述高频代码串；以及
通过所述复用单元生成所述输出代码串。
7.一种程序，允许计算机执行包括以下步骤的处理：
基于输入信号的低频分量和高频分量计算高频代码量，所述高频代码量是用于获得所述高频分量的高频代码串的代码量；
对所述输入信号的所述低频分量进行编码以生成低频代码串；
对所述低频代码串进行解码；
基于所述高频分量和通过对所述低频代码串进行解码而获得的解码后的低频分量来生成所述高频代码串，以使得所述高频代码串的代码量不大于所述高频代码量；以及
对所述低频代码串和所述高频代码串进行复用以生成输出代码串。
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