We now offer a subscription for just 10 cents a day*
You will always enjoy the full version of Mp4Gain with all its features and benefits.
For just 10 cents a day*
*Unlimited FULL version of Mp4Gain, billed $US12.50 Quarterly (+ $5 USD one time subscription payment JUST in the first payment).
All other payments will be just $3.12 per month, billed quaterly.
That's only 10 cents per day!
CLICK TO PURCHASE
THIS PRICE ONLY LASTS FOR A FEW DAYS
For just 10 cents a day*
DETECTIE EN ANALYSE VAN COMPRESSIE TRACKS VAN GELUIDSSIGNALEN MET BEHULP VAN MP3-, AAC-, WMA- EN VORBIS-CODES
DETECTIE EN ANALYSE VAN MP3-, WMA-, OGG- EN VORBIS-CODECS IN AUDIO-SIGNALEN
Het artikel beschrijft de methode van MP3-, WMA-, OGG- en Vorbis codec-traceerdetectie in het audiosignaal.
De methode onthult digitale audiobewerking, verandering van samplefrequentie en multi-coderingstraces. Sleutelwoorden: digitale audio- en video-forensisch onderzoek, codec-trace-detectie, psycho-akoestische codecs, MP3, AAC, WMA, Vorbis. Inleiding Tegenwoordig worden digitale fonogrammen of videofonogrammen, waarvan het audiosignaal is gecomprimeerd, vaak onderwerp van onderzoek van video- en geluidsopnamen.
Het doel van compressie is in de regel om spraakverkeer op communicatiekanalen te verminderen of om de hoeveelheid opgeslagen gegevens te verminderen. Apparaten en programma’s die algoritmen implementeren om audio- en videosignalen te comprimeren, worden codecs genoemd.
Verhoogde herkenning op het gebied van digitale opname en opslag van audiosignalen ontvangen de zogenaamde psychoakoestische codecs, die zorgen voor compressie van het signaal door er spectrale componenten uit te verwijderen die onhoorbaar zijn voor mensen (frequentie- en tijdmaskering). Het gebruik van dergelijke codecs vermindert aanzienlijk de hoeveelheid geheugen die nodig is om het signaal weer te geven, waardoor de geluidskwaliteit op een aanvaardbaar niveau blijft voor dagelijks gebruik. Daarom worden psycho-akoestische codecs veel gebruikt in de media-industrie.
De meest bekende en wijdverbreide vertegenwoordiger van de psychoakoestische codec-familie is MPEG 1/2 / 2.5 Layer 3, beter bekend als de MP3-codec. De mp3-codec werd meer dan 20 jaar geleden ontwikkeld en wordt nu in bijna elk apparaat geïmplementeerd met de functie van het opnemen en reproduceren van fonogrammen of videofonogrammen op software- of hardwareniveau.
In het afgelopen decennium zijn psychoakoestische codecs steeds gebruikelijker geworden, waarbij meer geavanceerde psychoakoestische modellen worden gebruikt: Advanced Audio Codec (AAC), WMA (Windows Media Audio) en Ogg Vorbis (OGG). Theoretische achtergrond Bij het analyseren van het dynamische spectrogram van een signaal dat is gecodeerd met psychoakoestische codecs, is het vaak gemakkelijk om rechthoekige uitschieters op te merken (Fig. 1), wat een van de tekenen is van het gebruik van een van de psychoakoestische codecs. Figuur 1. Dynamisch spectrogram met coderingssporen van MP3-codecs. Deze dropouts zijn het resultaat van het coderen van het signaal met behulp van de psychoakoestische codec, waarvan de werking hieronder wordt beschreven met de MP3-codec als voorbeeld.
In de eerste fase van MP3-codering wordt het spectrum van het signaal berekend met behulp van de Modified Discrete Cosine Transform (MDCT). Bovendien worden op basis van een psychoakoestisch frequentie- en tijdmaskeringsmodel de onhoorbare componenten van het MDCT-spectrum teruggezet op nul. Het spectrum van het signaal wordt vervolgens gekwantiseerd en gecodeerd met behulp van de Huffman-methode. Om de verdere beschrijving te vereenvoudigen, wordt de beschrijving van de coderingsstap behorende bij banddoorlaatfiltering en verminderde bemonstering van de signaal “banden” weggelaten voordat de MDCT-spectra worden berekend, aangezien dit niet relevant is in de context in overweging. In verband met deze vereenvoudiging in het werk zullen de afmetingen van de analysevensters worden aangegeven voor het oorspronkelijke signaal, en niet voor de “banden” van signalen, zoals aangegeven in de specificaties.
Gemakshalve worden MP3-spectra MDKP-spectra genoemd, die op dezelfde manier worden berekend als bij MP3-codering. De berekening van MP3-spectra kan worden uitgevoerd met behulp van vier soorten analysevensters: met een standaardvenster van 1152 counts groot (aangegeven in blauw), een klein window van 384 counts groot (aangegeven in rood) en twee soorten vensters overgang (aangegeven in groen) kleur).
In dit geval zijn de venstergroottes niet afhankelijk van de samplefrequentie van het originele signaal. Tijdens het coderingsproces wordt het originele signaal verdeeld in fragmenten die elkaar kruisen met een stap van 576 samples (stap van het MP3-coderingsvenster). De grootte van het fragment, afhankelijk van het type venster, kan variëren van 1152 samples voor het standaardvenster, 960 voor het transitievenster en 768 voor het kleine venster (drie kleine vensters met een kruising van 50%), maar de stap tussen de “centra” van de fragmenten zijn in alle gevallen 576 monsters.