Введение
Не секрет, что сейчас вся Сеть наводнена mp3 и ему подобными извращениями (в дальнейшем, я буду называть lossy-форматы словом фарш). Естественно, что возникает великое искушение для пиратства --- накачать фарша, потом сделать из него AudioCD и продавать по соответствующим ценам. Далее, несчастный потребитель покупает этот CD, думая, что имеет на нём точную копию, но увы --- это всего лишь декодированный в WAV фарш, а, следовательно, о сохранении оригинального спектра можно забыть.
Данная статья посвящена тому, как можно попытаться отличить подделку от нормального CD-DA-релиза. Итак, приступим.
О mpeg-сжатии звука
Для начала немножко теории и математики (если Вы не профессионал, а просто хотите пользоваться готовым рецептом, который работает, этот абзац можете смело пропустить). Грубо говоря, первое, что происходит при кодировании в фарш --- так это разложение сигнала по гармоникам (для mp3 это обычное преобразование Фурье, но могут использоваться и другие базисы). Тем самым звуковой волне cопоставляется набор коэффициентов Фурье, которые, как мы знаем, стремятся к нулю. Идея проста: давайте возьмём и часть коэффициентов выкинем (от этого мало что изменится, тем более, что высокие частоты человеческое ухо слышит обычно хуже). Это и есть главное место, где теряется информация (само преобразование Фурье как таковое --- это изоморфизм и потому обратимо). После этого коэффициенты округляются и сжимаются другими алгоритмами (при этом уже потерь данных не происходит). При декодировании проводится обратное преобразование Фурье, и перед нами предстаёт почти что исходная волна (првада, со срезанными выскочастотными гармониками). То, на сколько сильно рубят верхние частоты, определяет битрейт (чем выше битрейт, тем, как правило, граница обрубания выше).
"...Гадость-то какая", --- скажете Вы. И будете правы.
Ну и что же с этим делать?
Так вот, умный народ думал-думал, и решил, что так жить нельзя, и надо избавить себя от пиратских CD, или по крайней мере, оградить себя от их прослушивания. Ну или если не полностью оградить, то хотя бы попытаться. Вот как это делается. Как говорится, возможно два случая...
а) Допустим, что у Вас на руках имеется свежекупленный диск, и Вы хотите его проверить. Скачиваем с сайта http://true-audio.com (свободную) программу, которая называется Tau Analyzer. Занимает немного, да и в использовании незатейлива. Заряжаем диск в привод, давим кнопку с плюсиком (Read CD). Появляется список треков. Далее проверяем, что параметр mode выставлен в 1/1. После этого нажимаем кнопку со стрелочкой (Analyze CD) и идём пить кофе, благо процесс занимает минут 10-20. Программа рипает диск и анализирует треки, после чего выносит вердикт по каждой дорожке отдельно и по диску в целом. Если написано CDDA, то всё в порядке. Если MPEG --- то берём этот диск, прихватываем кувалду потяжелее и идём громить тот музыкальный магазин, где был куплен этот диск.
Кроме того, бывает очень полезно поглядеть на спектрограмму (Spectrum). Обычно она почти доверху вся бывает заполнена оранжевыми полосочками. Это значит, что все частоты, в том числе и верхние, были сохранены. А вот если видна резкая рубленная граница на уровне X килогерц (обычно X = 12, 14, 15, 16, 18, 19), то Вам не повезло --- очень вероятно, что диск был сделан из фарша.
На вкладке Frequency можно поглядеть на распределение частот. Нормально, если все они присутствуют, то есть график не имеет резкого обрыва вниз после X килогерц (характерные для фарша значения X см. выше).
Как видите, всё очень просто. Однако, не забудьте прочесть текст до конца!
б) Допустим, что Вы только что слили из Вашей любимой файлообменной сети какой-то диск, и у Вас уже чешутся уши, чтобы его послушать. Однако не стОит так торопиться... быть может, это фарш... Как правило, диск имеется либо в виде APE (FLAC), либо ещё в каком-то виде, типа .nrg-образа (я очень не люблю последний тип релизов, потому что нет никакой гарантии, что рип был сделан точно, но об этом --- в моей будущей статье "Зачем нужны ЛОГи аудио-релизов"). В первом случае всё очень просто. Надо декодировать диск в формат WAV любым удобным способом (я лично предпочитаю консольные версии MAC или FLAC Encoder/Decoder), затем с того же сайта http://true-audio.com добыть программу auCDtect. Это маленькая консольная утилита, которая по сути дела делает то же, что и Tau Analyzer, но не так красочно. У неё есть несколько ключей (полный список можно поглядеть, запустив её без параметров), но я рекомендую использовать такие (пусть CDImage.wav --- это декодированный образ):
- Код: Выделить всё
aucdtect -v -m0 CDImage.wav
Ключ -v означает verbose, -m0 --- наилучшее качество проверки (довольно долго делает, но ни разу не подводило). Программа выводит прогресс выполнения в процентах, а после завершения выдаёт вердикт. Например:
- Код: Выделить всё
auCDtect: CD records authenticity detector, version 0.8.2
Copyright (c) 2004 Oleg Berngardt. All rights reserved.
Copyright (c) 2004 Alexander Djourik. All rights reserved.
------------------------------------------------------------
Processing file: [Nine Inch Nails - Quake (Soundtrack).wav]
Detected average hi-boundary frequency: 2.041024e+004 Hz
Detected average lo-boundary frequency: 1.369880e+004 Hz
Detected average hi-cut frequency: 2.135163e+004 Hz
Detected average lo-cut frequency: 1.330231e+004 Hz
Maximum probablis boundary frequency: 2.174600e+004 Hz
Coefficient of nonlinearity of a phase: 6.108604e-002
First order smothness: 4.256853e-001
Second order smothness: 7.181376e-001
------------------------------------------------------------
This track looks like CDDA with probability 100%
В общем, если видите, что MPEG, то вполне вероятно, что диск пиратский.
Если же диск имеет .nrg-вид, то придётся либо сжечь CD-RW, либо смонтировать его в Alcohol 120% или Daemon Tools, а потом воспользоваться Tau Analyzer'ом, напущенным на виртуальный привод.
Ну что, победа? Нет, увы. Нас ждут
Проблемы и трудности
ОЧЕНЬ ВАЖНО: Разумеется, ни один алгоритм не может точно определить подделку. Он может лишь вынести вердикт с определённой вероятностью. Так что не нужно слепо доверять программе. Как правило, если выдано, что это CDDA с вероятностью 100 или 99 процентов, то беспокоиться насчёт качества не следует, но всегда бывают досадные исключения.
Ещё раз повторяю: встречаются диски, на которых Tau выдаёт странные результаты, например: часть дорожек MPEG, часть -- CDDA. Если говорить честно, то лучшая гарантия качества --- это фирменный лейбл и маркировка диска (DISCID), потому что в этом случае можно действительно обратиться в звукозаписывающую контору и предъявить претензии. Увы, недавно я столкнулся с диском, который был получен оцифровкой с плёнки, и определялся как 100% MPEG, хотя таковым не является. И обратно, можно обмануть Tau, налагая высокочастотный шум на MPEG-запись. Как показали анализы читателей, обманчивые результаты можно получить, используя AAC-кодек.
-- "И что же, всё напрасно?" -- скажете Вы.
-- "Нет, к счастью, не всё." -- отвечу я.
Что ещё можно сделать
На самом деле, более тщательный анализ требует детального изучения спектра. Рубленный сверху спектр --- плохой признак. На качественном диске обычно спад спектра бывает довольно плавный, резкой границы нет. Кроме того, некоторые особенности сжатия MPEG Layer III продуцируют то, что называется "гранулярность частот" -- это такие маленькие "ступеньки" на спектрограмме (откуда они берутся -- читайте документацию по MPEG Layer III).
Я очень советую Вам, если Вы действительно хотите серьёзно заниматься распознаванием подделок, самостоятельно экспериментировать. А именно, сжимать в фарш разными программами и в разных режимах, а потом смотреть на спектр и изучать его особенности и отличия от оригинала. Ну и конечно же, проводить слепые тесты по распознаванию фарша на слух -- то есть слушать в произвольном порядке оригинал и фарш, сделанный из этого оригинала, и не глядя пытаться угадать, "кто есть кто" (такие эксперименты можно проводить, обзаведясь хорошими наушниками и маломальски приличной звуковой картой (ну не за $10 хотя бы...) -- тогда услышать разницу будет проще).
Ну и напоследок хочу заметить, что даже если Вы не слышите разницы -- это ещё не повод плевать на то, фарш или не фарш. Музыка -- это святое, и любое её коверканье, с моей точки зрения есть зло, с которым надо бороться. Быть может, Ваш друг, которому Вы дадите послушать "левый" диск, услышит эту разницу...
А вот как выглядит экран искателя истины при работе в Adobe Audition:
Для *NIX-пользователей
Информация любезно предоставлена Seclorum
Для пользователей Linux удобно проводить анализ звукового материала при помощи Baudline (http://www.baudline.com)
Для счастливых обладателей Gentoo Linux имеется ebuild: http://forums.gentoo.org/viewtopic-t-62 ... ight-.html
Удачи!
