|
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:
- Последовательно читается один канал музыкальной записи (.wav-файл).
- В каждом отрезке вычисляется логарифм спектральной мощности с небольшой
аддитивной добавкой для исключения ошибки вычисления логорифма [1].
- 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].
- По статистическому распределению граничных частот определяются две
характерных частоты - средняя граничная частота и максимально вероятная
граничная частота.
- 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.
|