Как распознать диск Audio CD, записанный из mp3 файлов. Тест на качество различных битрейтов.
Дата публикации: 27.06.2006, 15:36
Категория: Программы
http://funkysouls.com/4/index.html Как распознать диск Audio CD, записанный из mp3 файлов?
ВВЕДЕНИЕ
В наших магазинах по продаже музыкальной продукции нередко можно натолкнуться на Audio CD сомнительного происхождения. В данном случае я имею ввиду не пиратские диски как таковые, а лишь их разновидность. Внешнее оформление хуже, чем обычно; качество самого диска (т.е. материал, использованный при изготовлении матрицы) – паршивее; и, самое главное - качество звука - очень подозрительное. Другими словами – это то, что еще хуже, чем пиратская продукция – аудио диск, записанный с mp3. Если последний факт не каждый может определить, то уж первые два – реально каждому.
Но все-таки многие из нас считают, что Audio CD - это всегда качественный звук, в котором даже не следует сомневаться. ЭТО НЕ ТАК! Каков был использован исходный материал – таков и воспроизводимый звук! Согласитесь, ведь если записать телефонный разговор, то мы никогда не услышим при воспроизведении чистые, без всяких шумов голоса. В нашем же случае диск тоже содержит некачественный материал. А именно mp3 запись, которая была обратно разжата в стандарт Audio CD и записана на матрицу. Зачем пираты это делают? Во-первых, не надо покупать дорогой лицензионный диск, с которого делать копию. Во-вторых, чтобы продавать новые альбомы сразу же после их официального выхода (а иногда и ранее, когда имеет место быть воровство материала из студий и распространение его в интернете), а не ждать пока будет куплен оригинал и растиражированы пиратские копии. В-третьих, спросите самих торгашей на рынке – им виднее.
ВЫБИРАЕМ В МАГАЗИНЕ…
Вернемся к делу. А именно к осмотру внешнего вида аудиодиска при покупке.
Посмотрите на лицевой буклет. Он не должен быть одинарным, т.е. должен быть с разворотом! Это объясняется тем, что Audio CD, который был записан с mp3, для продажи естественно должен поставляться в комплекте с обложкой. А откуда же ее взять, если у вас только скачанная mp3 копия альбома? Они ищутся в интернете, и пираты знают, где их искать. К нашему счастью подавляющее количество обложек размещенных в сети имеют только переднее и заднее изображение. Т.е. приходится печатать только перед и зад, кое как клепая обратную сторону фронтовой полиграфии. Бывает так, что и в интернете еще не появились обложки нового альбома. Тогда приходится ее делать самому и внешний вид получается не ахти какой, в котором могут быть использованы какие-либо изображения очень низкого качества… Еще раз повторю, что отсутствие разворота – 95% того, что диск – разжат с mp3 (статистика для современных альбомов). А вот в том случае, когда пиратами копируется лицензионный диск, сканируется вся обложка, со всех основных сторон для дальнейшее печати.
Обратите внимание на сам диск, т.е. на ту сторону матрицы, на которой произведена запись. Она не должна иметь зеленоватый, реже синеватый, оттенок! Если же такой цвет присутствует, то это означает что в руках у вас диск CD-R. И не говорите мне, что у него есть изображение на нерабочей стороне. Изображение ничего не значит, сейчас полно принтеров, которые способны печатать и на дисках. Вы спросите, почему если CD-R – то сразу приписываем его к Audio CD, разжатому с mp3? Отвечаю: сами посудите, что могут писать с компьютера на CD-R носитель? Конечно же mp3! Делать копии лицензионных Audio CD используя компьютер выходит дороже и дольше, чем при использовании метода штамповки. Так что если у вас в руках записанный, а не штампованный диск – 70 % того, что диск – разжат с mp3.
И, наконец, если вы обладаете хорошим слухом, и уже не первый год серьезно пользуетесь mp3 и Audio CD записями, то наверняка уже подметили разницу в звучании форматов. Верно, mp3 имеет специфический оттенок звука, который услышит далеко (а может быть и еще дальше..
) не каждый меломан. Его обнаружить тем легче, чем ниже битрейт (т.е. при понижении битрейта специфическое звучание становится отчетливее). Но разговор пока, опять не об этом. Обращение к слухачам: идите к наушникам и послушайте! Даже в обычных наушниках изредка можно услышать mp3-шное звучание!
Итак, наш диск оказался с виду нормальным и мы счастливые идем домой. Но не надо забывать, что еще остается доля вероятности того, что диск окажется некачественным – пиратская продукция повсюду. О том, что надо делать дальше читайте в следующей части.
ИССЛЕДОВАНИЯ ДИСКА ДОМА ПРОГРАММОЙ Tau Analyzer (описание работы с программой)
Программа Tau Analyzer* служит для определения истинного качества аудио компакт диска (AudioCD), т.е. записан ли исследуемый диск с mp3 (или других аудио форматов, применяющих сжатие звука, путем срезания неслышимых частот), либо он настоящего качества.
Она работает следующим образом: сканирует Audio диск и наглядно показывает информацию о звуке – его спектрограмму и АЧХ (Амплитудно-частотную Характеристику). Что нам дает эта самая АЧХ? Говоря проще – какой диапазон частот (т.е. "откуда и до куда расположены") содержит исследуемая запись. Звук от природы всегда состоит из набора определенных частот. Условно их делят на 3 группы (высокие, низкие и средние). Грубо говоря, возьмем в пример произношении букв. Буквы "х", "ш" и т.п. – это низкочастотный звук; "ц", "с" и т.п. – высокочастотный. Средние частоты – все остальные буквы, которые не отнести к предыдущим 2 типам. А теперь поймем, каким образом хранятся аудиоданные в формате mp3, взяв по аналогии жизненную ситуацию. Если вы в предложении не выговорите 2 буквы, то, по сравнению с количеством их произнесенных, это будет несущественно. Вы потратите меньше времени на произношение, т.е. произнесете меньше количества информации. Если букв уже 10-20 (не подряд) – будет слышно их отсутствие, но смысл все равно будет понятен. И так далее... Примерно та же картина происходит при сжатии звука в формат mp3. Как сказано выше при кодировании в mp3 всегда срезается часть частот [даже при максимальном битрейте - 320], что аналогично непроизнесенным буквам. Чаще всего это неслышимые человеческим ухом диапазоны – они выше 20 кГц (1 Гц – это одно колебание в секунду). Но также часто на срез попадают и слышимые участки (т.е. ниже 20 кГц). Таким образом, чем больше частот подавляется, тем меньше становится объем передаваемых данных. А если объем данных уменьшился, то и уменьшился занимаемый для хранения размер (мегабайт конечно). Все не так сложно. Достаточно лишь прочитать эту статью не спеша.
Вернемся к программе, которая нам поможет разобраться что к чему, и вам не придется вслушиваться в песни, в надежде определить на слух mp3-шный звук. Вы его не определите до тех пор, пока не будете четко знать какие вообще у него признаки и специфические свойства.
После того как вставили Audio CD, на вкладке Tracks на левой панели нажмите кнопку "→" с подсказкой AnalyzeCD. Пойдет сканирование диска. В колонке Status будет отображаться статус процесса конкретно по каждому треку. Как цифра добежит до 100% программа показыважет одно из значений: CDDA, MPEG или UNKN. Если покажет CDDA – трек качественный, MPEG – здесь предположительно применилось сжатие, а если UNKN – программа затруднилась ответить, но чаще всего трек тоже нормальный, просто в нем создателем песни были использованы заведомо не очень качественные звуки – сэмплы (Такую ситуацию вы можете посмотреть на расположенных далее изображениях. Искать в самом конце трека, т.е. справа).
Обратим внимание на значение MPEG. Возникает интерес узнать, почему программа посчитала какой-либо и треков (или целый диск) некачественным? И если он действительно такой, то на сколько он плох? Переходим на вкладку Spectrum. Экран горизонтально поделен на 2 части: левый и правый каналы. Красные линии (спектр) у нормального звука должны доходить до конца – под самый верх (до 22 kHz). На самом же деле они идут еще немного выше, просто этого не показывается за ненадобностью. Я думаю, скоро догадаетесь почему. Если же линии спектра не полностью заполняют пространство, значит, это говорит о том, что на определенном уровне они отсутствуют, т.е. срезаны. Разметка с правой стороны укажет, звук каких частот присутствует. Бледные, еле заметные красные линии, возвышающиеся над основной массой, особенно на низкокачественном звуке (ниже 16kHz) не принимать во внимание. Вкладка Frequency показывает то же самое, что и Спектр, только в другом виде. Иногда приходится обращаться к таким частотным графикам, т.к. по спектровому не очень понятно, где происходит срез. На какой отметке происходит резкий спад кривой, там и происходит их подавление.
Итак, если линии доходят до 21,5 kHzи выше – диск качественный. Если ниже – у вас в руках, скорее всего разжатый mp3, записанный и замаскированный под обычный AudioCD.
УЗНАЕМ КАЧЕСТВО ЗВУКА У РАЗНЫХ БИТРЕЙТОВ
Какие битрейты были заготовлены для теста:
А теперь попробуем узнать, что происходит со спектром, т.е. с частотами, если звук из нормального состояния перекодировать в формат mp3. Узнав какой спектр соответствует какому битрейту, мы даже сможем узнать какой примерно битрейт использовался в данном аудиодиске/треке? Я думаю догадаться не сложно что для этого нужно.… Догадались?
Я взял оригинальный Audio CD и скопировал один и тот же трек в формат mp3 разных битрейтов. Также для наглядности была сделана копия в несжатом формате – wav. После чего, все скопированные треки были записаны на диск и проверены программой Tau Analyzer. По подробнее.
Копировались треки в наиболее часто встречающиеся постоянные битрейты (CBR): 96, 112, 128, 160, 192, 224, 256, 320 kb/s; переменные битрейты 3 уровней качества: VBRLQ (low quality. среднее значение 131 kb/s), VBRMQ (mediumquality. среднее значение 177 kb/s), VBRHQ (high quality. среднее значение 287 kb/s).
При копировании было установлено максимально качественное качество кодирования.
Для всех VBR: минимальный уровень 32 kb/s, максимальный - 320 kb/s.
Конкретно для каждого VBR уровень качества в соответствии с 10 бальной шкалой (применяется в WinAmp и др. программах): VBR HQ – 0,VBR MQ – 5, VBR LQ – 9.
Скопировав и запустив программу для записи CD (использовал Nero Burning ROM 6.3.1.6), выбираем запись Audio дисков. Добавляем все треки в mp3 формате, также не забываем про нашу wav версию. Пишем. После записи включаем Tau Analyzer и начинаем проверку.
Результаты сканирования:
Результаты показали то, что и следовало ожидать, даже больше. Все заведомо сжатые треки программа распознала, т.е. справилась со своей прямой задачей.
Спектрограммы и Амплитудно-Частотные Характеристики (которые также поставляются с этим описанием в графических форматах .jpg) показали следующее (здесь приведены урезанные изображения, а именно - спектрограмма только одного канала. Справа – шкала в kHz):
CBR 96 kb/s - Подходит только в качестве ознакомительного материала, с последующим получением (скачиванием или приобретением) более качественного звука. Звук жестко срезается на 11,2 kHz
CBR 112 kb/s– Что-то среднее между 96 и 128 kb/s. Встречается очень редко (поэтому и был включен в тест) - в основном это старые mp3, кодировавшиеся еще в конце 90-х. Звук жестко срезается на 12,5 kHz
http://funkysouls.com/img/TauAnalyzer_112kbps.jpgCBR 128 kb/s– Помните такие слова: "mp3 с битрейтом в 128 kb/s теоретически соответствует CD качеству"? Может теоретически и так, но практически… Звук жестко срезается на 14,0 kHz
http://funkysouls.com/img/TauAnalyzer_128kbps.jpgCBR 160 kb/s – Уже более-менее терпимо. Этот битрейт, в общем-то, может занять место в вашей коллекции, хотя все равно он не является качественным. Его часто используют для записи радиомиксов ди-джеев, где большего и не надо. Звук срезается на 16,5 kHz, из которых 0,5 kHz занимает легкий "пушок"
http://funkysouls.com/img/TauAnalyzer_160kbps.jpgCBR 192 kb/s - Качество нормальное. Видно, что он как бы состоит из битрейта 160 (в роли основания), и некоторого не густого слоя «добавки». Такой битрейт считается оптимальным по соотношению качество / размер. Также является самым подходящим для кодирования записей с виниловых пластинок, которые не способны воспроизводить (точнее на которые, в силу законов физики, нельзя записать) звук выше 20 kHz. Соответственно все что вы увидите в такой записи выше – это шумы и трески. Если это ненужный материал, то зачем же его держать? Звук "заканчивается" на 18,5 kHz.
http://funkysouls.com/img/TauAnalyzer_192kbps.jpgCBR 224 kb/s - Качество хорошее. Данный битрейт не так распространен, как 192 или 256, он является промежуточным.
Звук "заканчивается" на 19,4 kHz.
http://funkysouls.com/img/TauAnalyzer_224kbps.jpgCBR 256 kb/s - Качество отличное. Многие меломаны стремятся копировать Audio CD диск именно с таким битрейтом.
Звук "заканчивается" на 20,0 kHz.
http://funkysouls.com/img/TauAnalyzer_256kbps.jpgCBR 320 kb/s - Качество максимальное для формата mp3. Бытует мнение о том, что его использовать нет смысла, ибо разницу на слух между 256 и 320 заметить невозможно. Скорее всего, из-за того, что домашняя аудиосистема среднего класса воспроизводит частоты 40 Hz – 20kHz. По спектрограмме очень похож на оригинальный звук (формата wav), однако, визуально различия можно заметить. Звук "заканчивается" на 21,5 kHz.
http://funkysouls.com/img/TauAnalyzer_320kbps.jpgVBR LQ (131)- Качество плохое. По спектрограмме похож на 96, только файл mp3 будет занимать объем на 1/4 больше. Такое вас устраивает?
Звук жестко срезается на 11,2 kHz.
http://funkysouls.com/img/TauAnalyzer_VBRLQ.jpgVBR MQ (177)- Качество терпимое. Наверное, по спектрограмме был бы похож на 144 kb/s (не исследовался, но в природе встречается крайне редко).
Звук срезается на 15,3 kHz.
http://funkysouls.com/img/TauAnalyzer_VBRMQ.jpgVBR HQ (287)- Качество хорошее. По спектрограмме похож на 224, но в отличие от него, тут идет упор на то, чтобы сохранить высокие частоты, взамен слегка подрезав низкие (что это такое, и почему так делается, вы найдете в других статьях, задача которых будет рассказать, что такое пресеты кодека lame, принцип действия и для чего они нужны). Отчетливо виден срез верхних частот, да и объем mp3 файла будет на 1/4 больше.
Звук "заканчивается" на 19,5 kHz.
http://funkysouls.com/img/TauAnalyzer_VBRHQ.jpgWAV (он же оригинал) - Качество оригинальное, т.е. без сжатия. Спектрограмма без каких либо обрывов.
http://funkysouls.com/img/TauAnalyzer_wav-original.jpgВсе спектрограммы битрейтов в одном изображении (использован один и тот же фрагмент трека).
Теперь соберем результаты в таблицу:
№ Уровень качества Наличие диапазона частот. до .. kHz Размер файла, МБ Уменьшение размера в .. раз (от оригинала)
1 CBR 96 kb/s 11,2 kHz 4,19 14,7
2 CBR 112 kb/s 12,5 kHz 4,89 12,6
3 CBR 128 kb/s 14,0 kHz 5,59 11
4 CBR 160 kb/s 16,5 kHz 7,00 8,8
5 CBR 192 kb/s 18,5 kHz 8,39 7,3
6 CBR 224 kb/s 19,4 kHz 9,80 6,3
7 CBR 256 kb/s 20,0 kHz 11,1 5,6
8 CBR 320 kb/s 21,5 kHz 14,0 4,4
9 VBR LQ (131 kb/s) 11,2 kHz 5,76 10,7
10 VBR MQ (177 kb/s) 15,3 kHz 7,76 7,9
11 VBR HQ (287 kb/s) 19,5 kHz 12,5 4,9
12 оригинал (формат wav) /частоты не срезаются/ 61,7 -
И ВСЕ ЖЕ, КАКОЙ БИТРЕЙТ ЛУЧШЕ ИСПОЛЬЗОВАТЬ?
Итак, если у вас достаточно ресурсов памяти (HDD и оптических носителей), то мой совет использовать битрейт 256 kb/s. А если вы еще обладаете хорошими колонками и хочется иметь запас в качестве – пишите в 320 kb/s. Если у вас нет лишних мегабайт, стоят пищалки за 250 руб. и вас они устраивают с головой - 160 kb/s. Но не забывайте, что завтра вам может приспичить узнать, каков же звук на самом деле? И правда, что он не булькает? Вот тогда вы попадете в просак.… Также не забывайте, что у вас могут быть друзья – не такие пофигисты, по отношению к качеству аудиозвука. Итог – пишите в 192 kb/s.
Переменный битрейт, на мой взгляд, не оправдывает того, чтобы он назывался "продвинутым". Использовать можно лишь в тех записях (поставив цифру качества VBR на значения от 6 до 9), в которых присутствуют негромкие спокойные звуки, часто затихающие в тишину. Другими словами ненасыщенный звук или речь.
Теперь, обратим внимание, как быть с записями групп прошлого поколения, а также, почему mp3 копии винилов выпускают только со средним качеством (192 и VBR). Альбомы прошлого поколения (примерно до 90-х), выпущенные ныне на CD, из-за несовершенства носителей хранения аудиоданных, на которые первоначально была произведена запись, не могут содержать полезные звуки выше 20 kHz. А на практике наверняка этот уровень ниже. Поэтому, зачем держать частоты с шипением или треском, т.е. от 20 kHz? Их можно срезать, используя 256 kb/s и то, только если запись на слух качественная или ремастирована уже в наше время. Добавлю, что миксы ди-джеев на CD иногдасведены (замиксованы) не на цифровых носителях, а на виниловых. Таким образом, мы получаем виниловый звук на CD, для которого можно использовать битрейт 256 в качестве максимального. Определить каким материалом пользовался ди-джей (цифровыми материалами - CD или вертушками - винилом) можно прислушавшись к негромким частям песен. Там будет более ясно прослушиваться характерный винилу мягкий приглушенный звук, а также постоянный треск. Скачайте фрагмент трека (450 КБ)! Он содержит чередование звука: запись с винила и тоже самое, но в CD качестве. Наглядный пример, который нельзя пропустить, ведь слышно разницу даже на пищалках!
ПОЛУЧАЕМ СПРАВЕДЛИВЫЙ ВОПРОС: в каких mp3 были использованы мнимые CDA?
Действительно, судя логики это справедливый вопрос. Ведь вы же не можете быть уверенным, что mp3 альбом, который вы достали у соседа с хорошим битрейтом действительно хорош по качеству. Вдруг ему достался Audio CD, разжатый с mp3, и, он, сам того не зная, скопировал его с высоким качеством - 256 или 320 kb/s? Не сложно догадаться, как его проверить. Берете весь альбом разжимаете в Audio CD и записываете на диск (надеюсь, вы поняли, что не CD-R. Можете использовать перезаписываемый CD-RW или применить Nero Image Drive, Daemon Tools и т.п.), и выдается Windows'у за настоящий" class=подсказка>виртуальный привод). Затем как обычно включаете Tau Analyzer, запускаете проверку и по спектрограммам или АЧХ (кому что удобней) определяете, соответствует ли спектр битрейту альбома.
В данном случае, как, в общем-то, и в случае с распознаванием битрейта mp3, который использовали при записи CD, надо учесть некоторую тонкость. Кодек lame может использовать при кодировании так называемые пресеты, т.е. набор команд как кодировать звук. Эти пресеты, помимо того, как могут давать команду кодировать в stereo (или joint stereo); качество кодирования (не битрейт, а именно качественно произвести сжатие звука) и т.д., могут указать на каком уровне должен быть произведен срез частот. Причем этот срез не зависит от используемого битрейта! Он может быть как ниже, так и выше чем обычно (зачем это делается, прочтите другие статьи). К примеру, у битрейта 320 kb/s спектрограмма может соответствовать уровню 256. Такая картина свойственна lame кодеку, с настройками по умолчанию (в моем случае при копировании в CBR был использован кодек GoGo [WinAmp]). В большинстве случаев дается команда пресету срезать дополнительные 0,5..1,5 kHz. Поэтому не стоит браковать записи в mp3 256 или 320 показавшие уровень частот соответствующие предыдущему битрейту, т.е. 224 и 256 соответственно. Узнать была ли использована такая команда можно, но, к сожалению, далеко не во всех случаях. Новые версии кодека lame (подчеркиваю, что именно lame, а не другие разновидности кодеков, такие как fHg, Xing или другие) используют свой специфический тэг, так называемый lame tag, в котором содержатся: индекс качества, VBR метод, фильтр частот (lowpassfilter), была ли использована психоакустическая модель и т.д. В нашем случае нам важна запись lowpassfilter. Есть программа, которая может показать этот самый лоупасс фильтр, да весь lame тэг в целом - это EncSpot. Программа небольшая (0,5 МБ) и скачать её не будет сложным, к тому же бесплатная. В общем, смотрите с помощью неё на lowpass filter и учитываете в своих выводах по поводу битрейтов.
И, наконец, если вы обнаружили, что у вас плохая mp3 копия диска - сотрите её и не распространяйте дальше. Если же достать более качественный материал не представляется возможным, то хотя бы сделайте пометку (например в тэгах mp3), что данная запись бракованная.
ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ ЕЩЕ ПАРУ ФАКТОВ И МИФОВ
Существует миф о том, что если в базе данных об AudioCD FreeDB и CDDB нет информации о диске, то диск является пиратским или разжатым с mp3. Это не так! Во-первых, эти базы не являются официальным источником информации, т.е. они составлены простыми пользователями, такими же, как и мы, поэтому в ней всегда полно ошибок, неточностей, а иногда и есть записи о пиратских бездарно составленных сборниках. А во-вторых, тот факт, что существуют программы, которые могут использовать FreeDB и CDDB для mp3 записей, например Tag Scanner.
Некоторые лицензионные диски, программа может распознать как разжатые с mp3. Но это не так. Дело в том, что действительно существует так, что фирма выпустила некачественный материал. Например, в студии несовременная аппаратура, либо записи очень старые и их решили почистить от шумов и тресков. Возможно, есть еще какие-либо причины этого. Также не стоит подозревать в mp3-шном происхождении диска с ди-джейским миксом. Как уже было сказано выше, в нем могли быть использованы при сведении композиций CD носители, на которых были записаны раскодированные mp3. Как это бывает? Например, данный сет ди-джей сыграл на CD (т.е. использовал CD) из-за того, что ему понравились какие-либо композиции, которых у него нет на виниле, а только в mp3 формате (полученные из интернета).Mp3 записываются на СD-R и затем используется при миксовке на CD вертушках. Вот и получается такая ситуация, что некоторые треки с хорошим спектром (на CD-R была записана композиция с другого AudioCD источника, например альбома), а некоторые с обрезанным.
*ПРИМЕЧАНИЕ
Программа Tau Analyzer отказывается работать и безнадежно зависает с некоторыми приводами CD (Mitsumi CR-487 ETE и др.). Причина неизвестна. В таком случае придется полностью копировать диск в виртуальный привод, а затем уже указывать его программе в качестве цели.
В тесте было использовано:
Компакт диск формата Audio CD 2004 года выпуска, без наличия ошибок при чтении. Трек "Барбитура - Feel 4 U" продолжительностью 6 мин 07 сек.
Привод компакт дисков Mitsumi CR-487 ETE.
Программа для копирования: WinAmp 5.01. с mp3 кодеками при копировании в CBR - GoGo (after 3.0), VBR - Lame 3.90. Копировалось в stereo.
Программа для записи дисков Nero Burning ROM 6.3.1.6 Виртуальный привод Nero ImageDrive 2.27
Программа Tau Analyzer 1.2
Большое спасибо el5gorsk за эту статью!
(Tau Analyzer, потом AUDIOCHECKER , и в конце спектр Adobe Audition) 
