Что еще идет под нож при кодировании.
При сжатии в MP3 пользователь указывает желаемый битрейт (или границы изменения битрейта) для сжатого выходного потока (битрейт — количество бит, используемых для хранения одной секунды аудио). Чем ниже битрейт, тем меньше бит позволяется кодеру отводить для хранения информации об одной секунде аудио и, таким образом, тем хуже качество получаемого сжатого потока аудио. Наиболее распространенное среднее значение битрейта колеблется в пределах от 128 до 192 Кбит/с. Чтобы «справиться» с компрессией данных при достаточно низких битрейтах (таких как 96, 112 и 128 Кбит/с), некоторые кодеры MP3 перед применением психоакустики отфильтровывают из оригинальных данных все частотные составляющие, расположенные выше определенного предела (для 128 Кбит/с граничная частота обычно составляет 16 КГц). Это означает, что при декомпрессии аудио этих частот также не будет. А это в свою очередь означает, что если исследуемый диск «нарезан» из низкобитрейтных MP3-файлов, то нехитрый спектральный анализ покажет полное или частичное отсутствие частот выше определенной границы.
Способ № 2. Определение границы фильтрации частот.
Рассмотрим другой способ, основанный на специфических нюансах lossy-кодирования в MP3. Как было упомянуто выше, кодирование основано на «упрощении сигнала», которое сильно способствует повышению коэффициента сжатия (иными словами, упрощенный сигнал сжимается намного сильнее, чем оригинальный). В MPEG-1 Layer III под упрощением сигнала подразумевается применение к сжимаемым данным психоакустической модели. В процессе такой обработки из сигнала отфильтровываются, например, неслышимые и замаскированные частоты, а также резкие кратковременные всплески, нераспознаваемые или малозаметные для человеческого слуха. Подобная фильтрация тем агрессивнее, чем ниже битрейт используется для компрессии. Для того чтобы проверить нашу гипотезу, загрузим один из треков в редактор и посмотрим на этот трек в режиме сонограммы (в редакторе Cool Edit Pro режим просмотра сонограммы включается в меню «View –> Spectral View»). Пример того, как выглядит сонограмма WAV-файла, декодированного из MP3 128 Кбит/с, можно увидеть на рис. 2 (показан только левый канал). Как видите, частот выше 16 КГц просто нет. Более того, видна совершенно четкая граница фильтрации. Надо отметить, что этот метод проверки CD более точен. Однако и в этом случае нужно учитывать, что, во-первых, не все кодеры и не во всех режимах осуществляют такую жесткую фильтрацию — грамотно сжатый MP3 даже на низком битрейте более или менее правильно отражает спектральную картину оригинального сигнала во всей полосе частот. Поэтому даже если диск не оригинальный, подобной картины можно и не увидеть. Во-вторых, следует обратить внимание на то, что проблема имеет и обратную сторону. В ваших руках может оказаться оригинальный диск, который по результатам подобной проверки вы можете принять за фальшивый. Некоторые диски могут быть записаны со старых носителей (старые магнитные ленты, виниловые пластинки), где частотный диапазон ограничен либо качеством самого носителя, либо записывающей аппаратуры.
Рис.2. Сонограмма аудиотрека из файла, сжатого в формат mp3. Видна четкая граница фильтрации частот - 16 КГц.