Когда у нас в руках только что купленный новенький аудио-диск, почему-то практически не вызывает сомнений, что он является оригинальным, или хотя бы копией оригинала. До момента повсеместного распространения различного рода lossy-кодирования (сжатие данных с потерями) оно так и было. Сейчас же диск можно записать, скачав с какого-нибудь сайта свежий mp3-альбомчик популярного исполнителя и вывести это чудо на прилавки. Но ведь мы на то и купили диск CDDA, что бы слушать треки с максимальным оригинальным качеством звукозаписывающей студии, а этот альбомчик так и сами можем скачать или, что еще хуже, он у вас уже есть. Отсюда 2 вывода:

Как распознать вопиющую подделку — главный вопрос в повестке дня.

И так, для начала определимся, какие программы нам нужны для анализа. А вот ничего особенного нам не нужно, все необходимые программы наверняка уже у вас есть, если вы пишите диски, пользуясь Nero. В его поставку входят 2 необходимые нам программы: собственно Nero Burning ROM и Nero Wave Editor, возможностей которых нам вполне хватит для анализа дорожек диска. Конечно, можно воспользоваться более специализированными sound-комбайнами (Cool Edit, Sound Forge), но зачем стрелять из пушки по комарам?

Получение файлов с диска

Для начала нам необходимо сохранить парочку дорожек диска в wav-файлы. Если это может сделать привычный вам риппер, то смело пользуйтесь им. Если нет, то тогда нам понадобится программа Nero Burning ROM. Многие сейчас удивятся, но это действительно так. Nero Burning ROM умеет сохранять дорожки диска в различные форматы. И так, для этого идем в меню <Extras/Save tracks…>. В окошке «Choose Drive» выбираем привод с аудио-диском, жмем «Ok». Если потом появится окошко с приглашением получить информацию о диске в CD-Database, то отказываемся и двигаемся дальше.

Теперь все напоминает самый обычный риппер.

Выбираем, допустим, первые 3 трека, в поле «Output file format» выбираем «PCM Wav file (*.wav, *.wave)», в поле «Path» выбираем папку, где будут лежать наши файлы и, наконец, жмем «GO». Все, теперь через некоторое время в выбранной директории появятся нужные нам wav-файлы.

Теперь загрузим первый файлик в программу Nero Wave Editor. Сейчас у нас все готово для выяснения происхождения трека. В каждой проверке оговорим отдельно особенность, которую будем использовать для выявления факта сжатия, и способ как ее обнаружить.

Проверка I

Данную проверку полезно совершать не только по отношению к трекам диска, но и к mp3-файлам высокого битрейта. Частенько вместо нормальных 320-kbps-файлов подсовывают mp3 с этим же битрейтом, «улучшенным» из 192- и даже 128-kbps-файлов. Эта проверка поможет найти подделку.

Особенность: сжатие в mp3 всегда отражается на частотной характеристике сигнала; как правило, чем ниже выбранный битрейт кодирования, тем шире полоса среза верхних частот.

Чтобы полюбоваться на спектральную картинку wav-файла полезем в меню Nero Wave Editor <View/Spectrogram Display>. Да, не забудьте вписать длительность файла по всей ширине окна (<Shift+A>). Спектрограмма добропорядочной дорожки с CDDA-диска вольготно располагается на всем доступном ей диапазоне частот (от 20 Гц до 22 КГц). А если это mp3-файл, то чаще всего будет проглядываться четкая частота среза.

Ниже представлены спектры композиции Blackmore's Night — Home Again для оригинальной дорожки и mp3-файлов различного битрейта. При анимации (кнопка <play>) видно, как происходят потери частот. В данном случае срез частоты при битрейтах 320, 256 и 224 почти одинаков (~19 КГц), однако можно заметить, что уровни высоких частот становятся более «рваными».

Примерные значения частот среза для mp3-файлов различного битрейта: 128 kbps — срез ~16 КГц, 192 kbps — срез ~18 КГц, 320 kbps — ~19-20 КГц. Эти значения отнюдь не являются эталоном, однако в большинстве случаях на них вполне можно ориентироваться.

Проверка II

Весьма изящна, но требует определенной внимательности.

Особенность: в стереозвуке всегда есть части, играющие из обеих колонках одновременно (подавляющее большинство), и части, играющие только на определенном канале; при mp3-кодировании хаотично появляются различные артефакты (бульканья, звяканья, хрюканья и так далее), и там, где звук на стерео-панораме расположен в центре (звучит из обеих колонок), артефакты могут появиться только на одном канале; таким образом, если из звукового потока убрать центральную часть стерео-панорамы, то различные искажения от сжатия становятся гораздо более выраженными.

Чтобы выделить исключительно «стерео-часть», заглянем в меню Nero Wave Editor <Tools/Stereo Processor…>. Появится окошечко, которое условно разбито на 2 части. Левая часть отвечает за выходной сигнал левой полосы, ну и соответственно, правая часть отвечает за выходной сигнал правой полосы. Посередине есть 2 круглых бегунка, значения которых лучше сразу выставить в 0 (0.000 ms и 0% соответственно). Теперь в левой части «Left Out» бегунок «Right In» и правой части «Right Out» бегунок «Left In» выставляем в положение -100%. Бегунки левой части «Left In» и правой части «Right In» по умолчанию выставлены в 100% (проверьте).

Осталось в области «Preview» нажать на кнопку «Play», насладиться стерео-панорамой без ее центральной части и обнаружить (или не обнаружить) какие-либо характерные искажения.

Для сравнения можете скачать rar-архив (516 Кб), содержащий 2 варианта (wav и mp3-128kbps) небольшого отрывка все той же композиции Blackmore's Night — Home Again с уже вырезанной центральной частью стерео-панорамы. Сравните, и вы сразу почувствуете, о каких артефактах идет речь.

Проверка III

Не самая очевидная, но, тем не менее, может в случае сомнений, добавить веса в ту или иную сторону.

Особенность: при кодировании звука в mp3 происходит дискретизация сигнала по времени на отдельные фреймы продолжительностью 50 мс; каждый фрейм кодируется отдельно от другого; из-за особенностей такого кодирования, первый фрейм будет практически пустым, то есть при переводе такого файла в wav-форму обеспечено появление «тишины» вначале wav-файла продолжительностью 20-40 мс.

Обнаружить это проще простого. Во-первых, убедитесь, что Nero Wave Editor отображает wave-форму (меню <View/Wave Display>). Затем увеличиваем горизонтальный масштаб, нажимая <Shift+I> до тех пор, пока шкала времени не будет отображать миллисекунды. Ну и смотрим, наблюдается ли в первые 20-40 мс отсутствие колебаний сигнала (просто прямая на уровне 0).

Ниже представлены wave-формы первых миллисекунд исходного файла (верхний рисунок) и mp3-файла 128 kbps (нижний рисунок) все той же композиции Blackmore's Night — Home Again. Очевидно, что песенка во втором случае начинается позже на ~24 мс.

Некоторые итоги

Все приведенные проверки следует применять в комплексе, потому что практически для каждой существуют оговорки. Так что если один из методов дал не очень положительные результаты, то, скорее всего товарный чек вам действительно еще пригодится, однако окончательные выводы делать все-же рано. Например, не всегда mp3-сжатие приводит к искажениям спектра (проверка I): грамотно сжатый mp3 может достаточно хорошо передавать частотный диапазон оригинального сигнала. В то же время и наоборот, оригинальная запись может быть срезана по частоте из-за намеренной такой особенности трека, плохого качества аппаратуры самой студии или диск представляет собой восстановленную «перезапись» с единственно существующего носителя, например кассеты или донельзя зацарапанной пластинки. Тем не менее, практически всегда срез частоты говорит о том, что файл — сжатый. А «пауза» в начале звуковой дорожки (проверка III) совсем необязательно появляется из-за того, что файл был до этого поджат. Вполне вероятно, что это — изначальная задуманная особенность данной композиции. Однако если большинство методов заставляют задуматься о происхождении трека, то, скорее всего, он действительно неоригинальный.

Как на счет автоматизации?

Существует множество различных программ, позволяющих сделать определенные выводы о сжатости треков диска, причем прямо с носителя. Одна из таких программ, которой пользуюсь сам, — Tau Analyzer (freeware, English, ~350 Кб); ее последнюю версию можно скачать здесь. Во-первых, она сама сделает выводы по поводу того, представляет собой трек оригинал, или просто нарезанный на болванку mp3-файл. Во-вторых, построенные программой спектрограммы (по оси абсцисс — время, по оси ординат — частота) и АЧХ (по оси абсцисс — частота, по оси ординат — амплитуда) для каждого трека диска позволяют выводы сделать самостоятельно, основываясь на методах, рассмотренных нами выше.

© Shonn, 11.2005