неудобно, даже если представить всю обсчитанную спектральную картину сигнала в трехмерном виде.

Как разновидность методов сравнения аудио сигналов существует и еще один, принципиально отличный от предыдущих способ - метод тестирования на слух. Такой метод очень широко применяется при тестировании качества компрессии lossy аудио кодеров. Метод заключается в следующем. Берется музыкальная композиция в двух вариантах: оригинал и сжатый сигнал. Пользователь внимательно слушает оригинальный сигнал один раз. Далее пользователь вслепую прослушивает в неизвестном ему порядке (либо с помощью ассистента, либо с помощью какой-то программы) N раз оригинальный сигнал и N раз сжатый. Во время каждого отдельного прослушивания пользователь старается определить слушает он оригинал или нет. Свою оценку он записывает. По окончании результаты его оценок сравнивают с действительностью: в каком числе из 2*N прослушиваний пользователь правильно определил звучание оригинального и сжатого сигнала. Если отношение числа правильных оценок к неправильным <= 1 - значит пользователь не в состоянии отличить оригинал от сжатого сигнала. Если же это отношение > 1, значит пользователь в состоянии с большей или меньшей достоверностью отличить оригинал от не оригинала. Точнее, достоверность тем выше, чем полученное соотношение оценок выше единицы. Конечно, вариаций такого способа тестирования может быть много, но основная идея остается неизменной.

Очевидно, что идеального метода сравнения сигналов не существует. Поэтому в каждом конкретном случае пользуются наиболее подходящим по точности и удобству методом сравнения, руководствуясь только соображениями целесообразности.

Что такое стеганография?

Стеганография - способ сокрытия секретной информации. Cтеганография известна уже много лет, даже сотни и тысячи лет. Идея ее остается неизменной, модифицируются лишь способы и задачи. До недавнего времени постановка задачи описывалась на простом примере: двое заключенных Алиса и Боб хотят переписываться между собой. При этом они хотят избежать вмешательства в процесс переписки охранника Вилли. Описанная задача имеет некоторые допущения и модификации. Так, например, можно условиться, что Алиса и Боб могут разделать передаваемое сообщение при помощи условного знака. Однако при этом, охранник Вилли имеет право читать сообщение и модифицировать его. Очень забавно написано о стеганографии здесь: http://www.cesser6.ru/stegano.htm. Вот цитата:

Стеганография - метод, с помощью которого скрывают сам факт передачи сообщения, и такой метод известен:

1.Берете раба и наголо обриваете ему голову.

2.Пишете на голове раба свое сообщение.

3.Ждете, пока у раба не отрастет шевелюра (раба желательно не купать).

4.Посылаете раба к получателю сообщения.

5.Получатель наголо обривает голову раба и читает ваше сообщение.

//оказывается, этот способ действительно был применен тираном Гистием, находившимся в V в до н.э. под надзором царя Дария в Сузах //

Имеющие исключительно лысых рабов могут читать дальше. Современная стеганография работает с электронными документами:

1.Берется документ - сообщение, факт передачи которого необходимо скрыть ("волк").

2.Берется документ с невинным содержанием, передача которого не вызывает подозрений ("овечья шкура").

3.Первый документ шифруется и некоторым образом вставляется во второй так, что внешне второй документ практически не меняется ("волк надевает овечью шкуру").

4.Второй документ отсылается в электронном виде получателю.

5.Получатель некоторым образом извлекает из полученного невинного документа истинное сообщение, расшифровывает его и читает ("волк снимает овечью шкуру").

Все это дает целых три рубежа защиты от любопытных глаз:

1.Первый рубеж - ваша переписка не вызывает подозрений в ее истинном содержании.

2.Если же такие подозрения возникли по каким-то иным причинам, то обладатель любопытных глаз должен еще найти способ, с помощью которого настоящее сообщение извлекается из мнимого.

3.Если такой способ все же найден - перед любопытными глазами зашифрованный документ, ключ к которому знаете вы и получатель.

Думаю, смысл стеганографии вам стал ясен. В 1996 году была выработана точная терминология и схемы, описывающие основные задачи стеганографии. Итак, стеганографическая система - это совокупность средств и методов, которые используются для формирования скрытого канала передачи информации. Основная задача - создать такую стеганосистему (стегосистему), которая не позволит никому (кроме получателя и отправителя) извлечь и расшифровать данные из скрытого канала передачи. При этом создаваемая стеганосистема должна должна обладать следующим свойством: даже если противник сможет получить точное представление о структуре стеганосистемы, то в таком случае препятствием на пути противника к расшифровке данных должен стать ключ (открытый или закрытый), с помощью которого зашифрованы передаваемые данные. В идеале же, противник даже не должен догадываться о наличии в информации скрытого канала данных. Таким образом, можно говорить о "контейнере" и о "сообщении". "Контейнер" - любая информация, предназначенная для сокрытия в ней тайных данных (в качестве контейнера может выступать любая подходящая по структуре информация, например, графическая, звуковая или исполняемый машинный код). В то же время "сообщение" - есть передаваемые тайные данные, которые также могут иметь любую структуру. "Пустой контейнер" - контейнер, не содержащий тайных данных, "заполненный контейнер" или "стегоконтейнер" - контейнер, несущий в себе стего (сообщение). "Стегоканал" - часть стегоконтейнера предназначенная для переноса стего. Одной из наиболее трудных задач стеганографии является создание стегосистемы, устойчивой к модификациям (даже умышленным). Очевидно, что сокрытие достаточно объемных стегоданных накладывает очень жесткие ограничения на стегоконтейнер.

Можно различать три способа встраивания стегоканала в контейнер и организации контейнера: деструктивный, не деструктивный и конструирующая. Деструктивный способ подразумевает малозаметное, но все же искажение оригинальных данных, использующихся в качестве контейнера (например, встраивание стего в аудио файл может вызвать незаметные на слух искажения оригинального звучания). Не деструктивный способ подразумевает сокрытие стегоканала в стегоконтейнере таким образом, чтобы целостность данных, использующихся в качестве стегоконтейнера. не была нарушена (например, дописывание данных к концу файла, либо использование особенностей структуры контейнера с тем, чтобы внести в него дополнительные данные, не нарушая при этом оригинальных). Конструирующий способ подразумевает создание для транспортировки стего фиктивного контейнера, не несущего осмысленные данные (например, встраивание тайных данных в фиктивный графический файл, специально сгенерированный для этой цели); иными словами, контейнер создается "для отвода глаз".

В качестве контейнера может выступать как непрерывный поток данных, так и ограниченный в объеме. Во втором случае (когда в качестве контейнера используется, например, файл определенной структуры), стегосистема может опираться на известный фиксированный размер контейнера, а также на особенности его структуры. В потоковом контейнере основной проблемой является невозможность определения получателем "начала" и "конца" стего, что накладывает множество требований на организацию передатчика. С другой стороны, использование потокового контейнера избавляет передатчик от трудностей, связанных с ограниченностью объема контейнера фиксированной длины.

Существуют три различных типа приложения стеганографии: сокрытие данных, маркировка "водяными знаками" (watermarks) и нанесение пометок (заголовков). Маркировка водяными знаками применяется для сокрытия в данных информации о правах и идентификаторов авторства. Подобная маркировка должна жестко выполнять следующие требования: скрытые данные (водяные знаки) должны не вносить хоть сколько-нибудь заметные изменения в оригинальные данные и при этом

быть очень устойчивыми к модификации последних. Водяные знаки имеют незначительный объем в сравнении с объемом оригинальных данных. Нанесение пометок - это, можно сказать, облегченная разновидность водяных знаков. Пометки используются для хранения индивидуальной информации, кроме того, пометки не обязаны так жестко отвечать требованиям устойчивости.

Дополнительную информацию о стеганографии можно почитать, например, здесь: http://privacy.yo.lv/stegano.htm, http://abc.nn.ru/secure/stega/.

Где-то в середине 80-х, когда персональные компьютеры уже достаточно

прочно вошли в домашний обиход, музыканты-любители стали пытаться

применить их в своем творчестве. Так появилась очередная волна программ, пытающихся сочинять или аранжировать музыку (первая волна была еще в 60-е

годы на больших ЭВМ), программы для построения аккордов и другие

вспомогательные средства; однако в то время они были лишены главного - самого звука. Компьютеры с даже простыми звуковыми генераторами были достаточно дороги, а обычный персональный компьютер содержал только банальную "пищалку", позволяющую извлекать лишь тоны разной частоты.

Однажды кто-то вспомнил, что если генератор звука на IBM PC программировать не как обычно, а особым образом, быстро меняя параметры генератора, то его можно заставить воспроизвести практически любой звук - хотя и с заметными искажениями. Немногим раньше или позже было замечено, что параллельный порт, к которому подключается принтер, можно использовать в качестве простого ЦАП - цифро-аналогового преобразователя, если подключить к нему простую схему из полутора десятков резисторов, а к ней - обычный усилитель или

магнитофон. Если теперь достаточно быстро выводить в порт значения

амплитуды звука (отсчеты), то на выходе появится уже не противный писк, а почти "настоящий" звук - с качеством неплохого телефонного аппарата.

Итак, средства "доставания" звука из компьютера были найдены - дело

оставалось за средствами его создания. В результате возникла серия программ, которые имитировали работу несложного музыкального синтезатора, построенного на самплерном принципе: за основу брался образец (sample -

сампл) звучания какого-либо инструмента - например, из набора звуков "серьезного" синтезатора - который при воспроизведении подгонялся по высоте и

выводился в порт принтера или на внутренний генератор, а впоследствии - через звуковую карту. При одновременном (полифоническом) проигрывании нескольких звуков их цифровое представление суммировалось - первые программы такого

типа могли проигрывать до четырех звуков, современные - 32 и более.

Эти программы получили название трекеров (trackers). Происхождение термина,

очевидно, связано с тем, что партия каждого инструмента записывалась на

отдельной дорожке (track). Однако из-за ограниченной информационной емкости

текстового экрана в большинстве трекеров используется не традиционный горизонтальный, а вертикальный способ записи музыки - нот и управляющих

команд, когда каждая дорожка записывается в своей колонке электронной партитуры. Партитура не непрерывна - она состоит из списка кадров (patterns),

каждый из которых включает обычно 64 позиции для каждой дорожки, что позволяет записать четыре такта по 16 долей, 8 тактов по 8 долей и т.п. Кадры в списке могут повторяться - так реализуются вступления, проигрыши и т.п.

Как уже говорилось, в каждой позиции дорожки может быть записана либо нота, либо управляющая команда. Список команд довольно широк и включает средства

для организации партитуры (переходы между кадрами и прерывания кадров),

управления отдельными нотами и дорожкой в целом (плавное изменение высоты

или амплитуды, модуляция, панорамирование), специальные приемы исполнения нот и звуков (арпеджио, задержки, сдвиг относительно начала сампла,

периодический перезапуск ноты). Рядом с нотой указывается номер тембра, которым она исполняется, а также громкость и одна из управляющих команд.

Примерно до 93-94 годов большинство трекеров, наиболее известным из которых был Scream Tracker (ST и ST3), ограничивалось работой в текстовом видеорежиме и использованием 8-разрядных самплов по одному на тембр

(инструмент), без возможности использования таких привычных в любом

синтезаторе средств, как огибающие и LFO. Нечто вроде революции произошло при появлении Fast Tracker II (FT II), в котором были введены 16-разрядные самплы, слойная структура тембра, огибающие по амплитуде и панораме, автоматическое вибрато для каждого тембра, имеется встроенный редактор

самплов с возможностью оцифровки и простой обработки, и все это снабжено

удобным и информативным графическим интерфейсом. Несколько позже появился Impulse Tracker (IT), продолжающий идеологию линии ST - также с 16разрядными самплами и вдобавок с возможностью настройки на звуковые карты различных типов. Эти два трекера сейчас наиболее известны и популярны на

платформе IBM PC.

Явное преимущество трекеров даже перед гораздо более серьезными синтезаторами и секвенсорами, на которых работает большинство профессиональных музыкантов, состоит в том, что трекер являет собой и то, и другое "в одном флаконе", причем позволяет очень гибко и оперативно управлять

всеми параметрами синтеза и исполнения. На хорошем трекере довольно просто и быстро делается то, на что затрачиваются недели и месяцы при традиционной

работе. Работа с музыкой на компьютере во многом похожа на программирование, и традиционные средства напоминают мощные, но

универсальные языки программирования, зачастую перегруженные понятиями и конструкциями, а трекеры - небольшие и интуитивно понятные интерпретаторы

BASIC, до сих пор крайне популярные в среде начинающих программистов и любителей.

Однако это достоинство довольно быстро оборачивается недостатком: собственные возможности даже хорошего трекера весьма скромны - он в основном может лишь честно воспроизвести заложенные в него звуки, снабдив их амплитудной или частотной модуляцией. Ни фильтров, ни эффект-процессоров в

трекерах нет - для их реализации не хватает мощности компьютерного процессора. Если в таблично-волновом синтезаторе карты есть эти возможности -

трекер может их использовать, однако их точно так же может использовать и любой универсальный секвенсор.

В целом же получается так, что основное удобство трекера состоит в его простоте

ипонятности, что позволяет при должном навыке быстро создавать относительно

простые по фактуре композиции. Но как только возникает необходимость в сложных звуках или тонком управлении ими в процессе воспроизведения -

приходится применять различные хитрости, вроде предобработки звука в редакторе или имитации традиционных эффектов другими средствами. Таким образом часто удается достичь высокой натуральности звучания, однако процесс

чрезвычайно насыщается техническими тонкостями, требуя от музыканта навыков

извукоинженера, и программиста, и математика. И на самом деле, среди

поклонников трекеров больше всего именно музыкантов-любителей, основная специальность которых - программирование или около того.

Там, где в традиционном секвенсоре используется нотное письмо, визуальные кривые громкости, высоты, темпа и других параметров в привычной горизонтальной записи - в трекерах используются серии цифровых значений,

кодирующих все эти изменения. Кроме этого, обычный синтезатор при игре

аккордами сам выбирает свободные звуковые каналы (голоса), в то время как в трекере нужно явно размещать ноты в отдельных каналах, заботясь о том, чтобы они не мешали друг другу.

Трекерная идеология может затягивать точно так же, как привычка к любым

простым инструментам - многие любители, однажды привыкнув к трекеру, затем перестают всерьез воспринимать профессиональные средства написания и обработки музыки, поскольку те требуют несколько другого образа мышления и работы. Вдобавок трекеры совершенно не предназначены для студийной работы,

и музыканту, имеющему материал только в виде трекерной партитуры, в случае

обращения в студию приходится либо делать его заново, либо передавать в уже готовом акустическом виде - со всеми шумами и искажениями звуковой карты.

Между "трекерщиками" и "мидийщиками" - сторонниками традиционных музыкальных средств в стандарте MIDI с разделением синтезатора и

музыкального редактора - постоянно идут ожесточенные споры, в которых, однако, очень редко рождается истина. Во многом они напоминают споры

программистов относительно языков C/Pascal и BASIC, однако сторонники BASIC почти никогда не претендуют на его использование в сложных самостоятельных проектах, в то время как многие "трекерщики" активно отвергают необходимость

сложных профессиональных средств создания и обработки музыки, забывая, что большая часть используемых в трекерах звуков получена именно с их помощью. Кроме этого, основные нападки "трекерщиков" ориентированы на MIDI-

возможности дешевых звуковых карт и простых редакторов, которые сами по себе

довольно скромны, а мощных и популярных музыкальных инструментов и секвенсоров многие из них вообще никогда не видели.

Особенности этого противостояния очень хорошо заметны в музыке, которую

делают обе стороны. Если у "мидийщиков" преобладают композиции мягкого лирического характера с выраженной мелодической линией, то у "трекерщиков"

встречается в основном жесткая и агрессивная техно-музыка с обилием характерных приемов и эффектов, хотя местами попадаются и очень хорошие

сбалансированные композиции разных стилей. При использовании трекеров большое влияние оказывает кадровая структура партитуры, жестко привязывающая музыку к ритму. Ряд авторов использует и трекеры, и редакторы-

секвенсоры - каждый для своего вида работы, однако трекерную партитуру невозможно использовать больше нигде, тогда как MIDI-партитура пригодна для работы на любых стандартных музыкальных аппаратах и программах.

Надеюсь, что, прочитав мою статью в предыдущем номере журнала, вы поверили в

осуществимость компьютерной записи звука в домашних условиях. Возможно, вы даже успели лично убедиться в этом на практике и уже напеваете в микрофон одну за другой демоверсии будущих хитов. Именно демоверсии. У вас не должно быть иллюзий. В домашних условиях создать запись, по техническому качеству звука не уступающую песням из альбома, например, Мадонны, практически нереально. А вот записать диск, демонстрирующий неординарность и перспективность вашего творчества, который бы привлек внимание продюсеров, ди-джеев, администраторов клубов - можно. Однако какой бы гениальной ни была ваша музыка, если она не оформлена должным образом, перечисленные вершители судеб не выделят вас среди тысяч соискателей славы. Поставьте себя на их место. Разве не выбросили бы вы в корзину на двадцатой секунде попытки прослушивания диск с песнями, в которых слов не разобрать из-за шума?

В рамках проекта "Музыкальный компьютер" проводятся конкурсы для участия в музыкальных сборниках или телепередачах (подробнее см. на http://www.musicalpc.com/). По отношению к начинающим компьютерным музыкантам я настроен доброжелательно. Однако когда мне приносят композиции, записанные на обшарпанной кассете с шумом, фоном и завываниями (детонацией), я это расцениваю как неуважение по отношению к себе и такие записи просто не слушаю.

Так что же, - спросите вы, - копить мешок денег и идти на студию? Копить и идти, если ваши намерения серьезны. Но идти не сразу. Занимаясь своими композициями дома, вы можете в спокойной обстановке выполнить львиную долю подготовительной работы: сделать MIDIаранжировку, ориентировочно подобрать звуки инструментов, составить представление о том, как следует петь те или иные фразы, какие эффекты применять. После такой записанной на диске репетиции, прихватив с собой MIDI-файлы композиций, можно смело отправляться на профессиональную студию. Теперь вы не потратите там лишнего времени, а значит и лишних денег. Единственный совет: когда вы все-таки надумаете завершать работу над своей композицией в студийных условия, студию выбирайте именно профессиональную, зарекомендовавшую себя в работе с музыкантами, диски которых вы слышали. Если же, заглянув в некое помещение, вы обнаружите там практически то же самое оборудование, что есть и у вас дома (разве что процессор побыстрее, винчестер пообъемнее да в микшере каналов побольше), а из беседы с человеком, расположившемся в окружении техники, поймете, что с музыкальной грамотой он не в ладах, - поищите что-нибудь другое.

Средства "звукочистки"

Для записи качественного демодиска вам придется серьезно потрудиться.