АЛГОРИТМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОДЛИННОСТИ МУЗЫКАЛЬНЫХ ЗАПИСЕЙ

Олег И.Бернгардт, Александр В.Джурик, (c) 2004

Не секрет, что интернет и файлообменные сети сейчас буквально наводнены музыкой. Обилие различных форматов, сжимающих музыкальные файлы только способствует этому. Наибольший уровень сжатия, и соответственно, наибольшую распространенность получил формат mp3 - сжатие файла с потерей качества.
При проигрывании таких файлов на простых акустических системах сложно услышать отличия от оригинала, однако на высококачественной акустической аппаратуре такие искажения заметны. Поэтому, при приобретении традиционных CD дисков с записями всегда встает вопрос: а действительно-ли эта запись - оригинальная, или это - подделка. Для определения этого можно использовать спектральные характеристики сигнала, поскольку формат mp3 существенно искажает спектральные характеристики сигнала, в отличие от оригинальной записи. Алгоритм определения подлинности записи заключается в следующем:
  1. Последовательно читается один канал музыкальной записи (.wav-файл).
  2. В каждом отрезке вычисляется логарифм спектральной мощности с небольшой аддитивной добавкой для исключения ошибки вычисления логорифма [1].
  3. Определяется разброс значений логорифма спектра, и максимальная частота, при которой разброс резко возрастает считается граничной, соответствующей некоей максимальной характерной частоте в спектре звукового сигнала, не связанной с числовыми и статистическими шумами[2].
  4. По статистическому распределению граничных частот определяются две характерных частоты - средняя граничная частота и максимально вероятная граничная частота.
  5. На основе значений этих частот делается вывод об источнике звукового файла - оригинальной записи или обратного восстановления из mp3.
Проведенное тестирование показало устойчивость работы алгоритма как на современных записях, так и на копиях старых записей, для различных музыкальных направлений от классической до поп - музыки и одинаково усточиво определяло их как оригинальные. Тестируемые диски, которые были изначально определены, как восстановленные из mp3, устойчиво определялись, как неоригинальные. Некотрые оригинальные диски, на которых производилось тестирование, подтвердившее их оригинальность:
  • A.L.Webber, Sunset boulevard (1993, The Really useful Group Ltd., PolyGram Records)
  • A.L.Webber, Phantom of the opera (1987, The Really useful Group Ltd., EMI studios)
  • A.L.Webber, Cats (1983, The Really useful Group Ltd., PolyGram Records)
  • Feodor Shaljapin (антология русской эстрады, начало 20 века, Центр Возрождения и Пропаганды Историко-Культурного Наследия отечества)
  • Luis Armstrong, I got rhythm (Tring International PLC)
  • Mendelsohn, Violin concerto (1994, Elap Music A/S)
  • Schumann, Piano concerto (1994, Elap Music A/S)
  • Liszt, Piano concertos (1994, Elap Music A/S)
  • Samkha & Friends, Piligrim (2003, Landy Star Music & Elektrus)
  • EURO DJ HITS, 2003 (2003, JJRecords)
  • E.L.O. De Luxe collection (Dream Sound Studio)
  • Sting, The soul cages (1991, A&M Records Inc.)
  • Boris Grebenshikov, Radio Silence (1996, Triarius)
Литература.
[1] R.E.Blahut, Fast algorithms for Digital Signal Processing, (1985), 446.
[2] G.A.Korn, T.M.Korn, Mathematical handbook for scientists and engeneers (1968) 832.

Russian::English

В начало
Загрузить:
auCDtect для Windows
auCDtect для Linux

Почитать статьи
Документация
Черкнуть в гостевую
Обсудить на форуме

Разработчики:
Олег Бернгардт
Александр Джурик
(c)2004
SOFTBOX.ru - ?????? ???????????? ???????????
???????@Mail.ru
Hosted by uCoz