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Estrazione audio da CD musicali (DAE)

29 luglio 2010 2 commenti

CD Copiare un CD musicale nel PC, magari sottoforma di file MP3, è un’operazione divenuta piuttosto comune da una decina di anni a questa parte, e ancor di più nell’ultimo quinquennio, da quando i lettori MP3 portatili sono diventati i riproduttori più pratici ed economici di sempre. Molti però purtroppo hanno preso e continuano a prendere quest’operazione sottogamba, probabilmente pensando che tutto sommato si stanno copiando dei dati da un supporto digitale ad un altro con la convinzione che, trattandosi appunto di supporti digitali, o va tutto liscio oppure verrà fuori un messaggio di errore di lettura. Nulla di più sbagliato, o meglio, questa regola vale quando si copiano dati da CD-ROM (come pure da DVD, siano essi video o dati), ma non quando si ha a che fare con i CD Audio; il motivo è presto spiegato: i dati vengono memorizzati sui CD lungo una spirale suddivisa in molti brevi tratti chiamati settori. Ogni settore contiene 2352 byte di dati; nel caso di un CD-ROM, 2048 di questi vengono utilizzati per memorizzare i dati e i restanti 304 byte costituiscono informazioni per il rilevamento e la correzione di eventuali errori di lettura che renderebbero altrimenti inutilizzabili i dati; in questo modo, se il CD-ROM risulta graffiato, probabilmente parte dei 2048 byte di dati risulterà illeggibile ma grazie ai 304 byte di ridondanza il lettore sarà in grado di correggere un certo numero di errori presenti nei dati. Nel CD Audio, invece, tutti i 2352 byte sono costituiti da musica poiché si ritenne, all’epoca dell’introduzione del CD, che piccoli errori di lettura non avrebbero pregiudicato apprezzabilmente l’ascolto e che fosse conveniente sfruttare al meglio la superficie del disco rendendola tutta disponibile per la musica (in realtà sono presenti altri due strati di correzione d’errore, ma non sufficienti a garantire una lettura accurata in ogni situazione).

Dunque leggendo un CD Audio così come si farebbe con un CD-ROM, non si può avere la certezza che i dati letti siano corrispondenti a quelli originariamente incisi, soprattutto nei casi in cui il disco risulti graffiato. Questa situazione non si verifica di rado e altrettanto frequentemente può capitare di notare fastidiosi disturbi ascoltando gli MP3 derivati da CD, disturbi inesistenti nel disco originale. Ciò accade perché, come già detto, il lettore CD non può accertarsi che le informazioni lette dal CD Audio siano state correttamente interpretate. Fino ad alcuni anni fa quasi tutti i programmi di estrazione audio utilizzabili per copiare la musica dal CD nel computer leggevano la musica con la stessa tecnica usata per leggere i dati e questo spiega le anomalie talvolta riscontrabili nei file risultanti; un metodo per ridurre l’incidenza degli errori consisteva nell’impostare una bassa velocità di lettura (non più di 8x). Data la situazione, diversi sviluppatori audiofili si sono posti il problema di trovare un modo sicuro di estrarre l’audio dai CD musicali; ne sono nate diverse applicazioni; una delle più conosciute è Exact Audio Copy. La tecnica adottata da questi programmi consiste in genere nel dividere il disco in piccole porzioni di musica della durata di pochi secondi e nel leggerle due volte di seguito. Il risultato delle due letture viene quindi confrontato e se i dati sono identici, si procede con la porzione successiva, procedendo così fino alla fine del disco. Qualora invece le due letture non risultassero uguali, il programma richiede al lettore CD numerose volte la porzione difettosa e ne memorizza la lettura fin quando non determina l’esistenza di una maggioranza di letture uguali, che poi assume come lettura corretta. In presenza di errori incorreggibili (dovuti a graffi che dovrebbero essere anche particolamente evidenti), è piuttosto raro che un lettore possa restituire più volte di seguito letture identicamente errate, e quindi non resta che segnalare all’utente la posizione dell’errore (cosa impossibile senza effettuare letture ripetute). Il vantaggio dell’uso di questi programmi è quindi evidente: è finalmente possibile estrarre l’audio da CD malridotti e avere una garanzia di lettura corretta o, nei casi meno fortunati, almeno l’indicazione della posizione degli errori in modo da poter ascoltare le porzioni incriminate e giudicare accettabile o meno la presenza degli errori di lettura. Lo svantaggio è essenzialmente solo uno: il tempo richiesto per l’estrazione, che può risultare triplicato nel migliore dei casi, fino a durare un’ora o più nel caso di dischi molto graffiati. Con le moderne unità CD/DVD, estrarre l’audio da un disco in discrete condizioni non richiede più di 10-15 minuti.

Ogni lettore CD ha una certa tolleranza rispetto agli errori di lettura; a parità di disco (graffiato) ci sono unità che si arrendono facilmente e altre che invece riescono più spesso a portare a termine un’estrazione senza errori. Da sempre Plextor produce ottime unità ottiche e con esse si ottengono i risultati migliori, ma è possibile ottenere estrazioni di tutto rispetto anche con molti altri lettori; anzi, proprio la disponibilità di software per l’estrazione accurata permette di adottare una qualsiasi unità CD anonima avendo comunque una qualche garanzia di qualità del risultato finale.

La mia esperienza personale riguarda cinque lettori, per i quali fornirò dettagli tecnici per l’estrazione audio.

  • ASUS CD-S500/A 3.1H
  • LG HL-DT-ST CD-RW GCE-8523B 1.03
  • LG HL-DT-ST DVDRAM GSA-4163B A105
  • Pioneer DVD-RW DVR-115D 1.18
  • Lite-On JLMS DVD-ROM LTD-166S DS08

Lettore CD ASUS CD-S500/A
Marca ASUS
Modello CD-S500/A
Firmware 3.1H
Accurate Stream
Caches audio data No
Read offset correction +1858
Overread into Lead-In & Lead-Out No
Ottima unità, in grado di leggere dischi con i quali molti altri drive si arrendono a causa di graffi e altre anomalie non visibili a occhio nudo. Possibilità di ridurre la velocità di lettura in qualsiasi momento tenendo premuto il pulsante frontale Play/Traccia successiva durante il funzionamento. Purtroppo non sono riuscito a configurarla per funzionare con AccurateRip.

Masterizzatore CD LG HL-DT-ST CD-RW GC3-8523B
Marca LG (HL-DT-ST)
Modello CD-RW GCE-8523B
Firmware 1.03
Accurate Stream
Caches audio data
Read offset correction +6
Overread into Lead-In & Lead-Out
Ottima unità in grado di leggere accuratamente dischi graffiati non leggibili con altri drive. Può tuttavia risultare molto lenta a causa del caching (la velocità di lettura crolla se il CD è graffiato), e molto rumorosa in presenza di CD non perfettamente bilanciati.

Masterizzatore DVD LG HL-DT-ST DVDRAM GSA-4163B
Marca LG (HL-DT-ST)
Modello DVDRAM GSA-4163B
Firmware A105
Accurate Stream
Caches audio data No
Read offset correction +667
Overread into Lead-In & Lead-Out No
Unità molto buona ed estremamente veloce. L’estrazione di un disco esente da graffi richiede meno di 10 minuti. Buona l’affidabilità ma nel caso di dischi danneggiati è molto difficile che il drive riduca automaticamente la velocità, col risultato che si possono riscontrare degli errori di lettura probabilmente evitabili leggendo a velocità ridotta.

Masterizzatore DVD Pioneer DVD-RW DVR-115D
Marca Pioneer
Modello DVD-RW DVR-115D
Firmware 1.18
Accurate Stream
Caches audio data
Read offset correction +48
Overread into Lead-In & Lead-Out No
Discreta tolleranza ai graffi, velocità scarsa a causa del caching. Talvolta capita di ottenere file differenti estraendo la stessa traccia dello stesso CD in due momenti diversi, anche usando programmi come Exact Audio Copy. Unità dunque non consigliabile per l’estrazione audio. Unica salvezza la possibilità di configurarlo con AccurateRip.

Lettore DVD Lite-On JLMS DVD-ROM LTD-166S
Marca Lite-On (JLMS)
Modello DVD-ROM LTD-166S
Firmware DS08
Accurate Stream
Caches audio data
Read offset correction +12
Overread into Lead-In & Lead-Out No
Scarsa tolleranza ai graffi, velocità scarsa a causa del caching. Unità non consigliabile per l’estrazione audio.

Nelle impostazioni dei drive di Exact Audio Copy è possibile attivare anche l’uso delle C2 error information; sebbene ciò produca un sensibile aumento della velocità di lettura, è consigliabile tenere disattivata quest’opzione in quanto non verrebbero più effettuate due letture in sequenza a meno che il lettore non riporti un errore C2 e purtroppo il sistema di rilevamento di questi errori è tutt’altro che infallibile.

Altra opzione di Exact Audio Copy riguarda la Gap Detection. Generalmente il Detection Method A funziona perfettamente ma alcune unità potrebbero non supportarlo o impiegare molto tempo per riconoscere i gap. In questi casi conviene provare gli altri metodi. Per quanto riguarda la Detection accuracy, ovviamente la imposteremo su Secure.

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Pre-emphasis nei CD audio

26 ottobre 2007 8 commenti

La pre-emphasis per i CD audio è una particolare equalizzazione che gli ingegneri del suono possono scegliere di adottare in sede di masterizzazione. Questa equalizzazione prevede, in breve, un’enfatizzazione dei toni acuti, che viene poi compensata in riproduzione; il lettore CD infatti può riconoscere che è stato adottato questo meccanismo grazie ad un’informazione appositamente inserita nel disco (un flag chiamato PRE, invisibile all’utente) e procede quindi a un’equalizzazione compensativa, detta de-emphasis.

Chi ha avuto a che fare con i nastri magnetici sa bene che esisteva una tecnica simile adottata proprio per i nastri, il Dolby Noise Reduction, che, per ridurre il rumore di fondo tipico delle registrazioni su nastro, prevedeva di amplificare i toni acuti del segnale in registrazione; per riprodurre queste registrazioni su nastro occorreva quindi attivare il circuito Dolby NR che operava in riproduzione attenuando i toni acuti nella stessa misura in cui erano stati amplificati in registrazione; l’attenuazione degli acuti in realtà aveva come effetto, in riproduzione, anche l’attenuazione di buona parte del rumore di fondo intrinseco del nastro, il che era proprio l’obiettivo che si prefiggeva il sistema Dolby NR.

Perché adottare la pre-enfasi nei CD? Probabilmente l’obiettivo era quello di ridurre l’effetto delle non linearità dei primi convertitori digitale-analogico alle alte frequenze, i quali non sempre erano in grado di ricostruire fedelmente il segnale audio a partire dai campioni digitali. Oggi la situazione è molto cambiata, sono disponibili dei DAC con prestazioni nemmeno paragonabili a quelle di trent’anni fa. Fatto sta che la maggior parte dei CD in commercio non fa uso di questa tecnica; personalmente possiedo qualche decina di CD audio di musica classica con pre-enfasi, specialmente della BIS, ma anche qualcosa della Naxos e Harmonia Mundi. Tra i dischi DG, Decca e Philips non ho mai trovato traccia di pre-emphasis. Si tratta comunque di una caratteristica che a mio avviso non migliora in modo percettibile la qualità sonora, a differenza del sistema Dolby NR per i nastri.

La pre-emphasis può procurare qualche difficoltà di riproduzione, e questo mi ha spinto a trattare la questione qui. Innanzi tutto ho constatato che un mio lettore CD portatile economico non è in grado di operare la compensazione, sicché il CD suona con gli acuti enfatizzati, analogamente a quanto succedeva quando si riproduceva un nastro registrato con il Dolby NR su un lettore che non disponeva del circuito Dolby NR. Ma lo svantaggio più pesante riguarda oggigiorno il salvataggio di questi CD nei computer (e di conseguenza nei lettori digitali portatili): con la maggior parte dei programmi di estrazione audio, infatti, si ottengono file audio (eventualmente MP3 o comunque compressi) non compensati.

Un modo semplice per verificare se in un CD sia stata effettivamente adottata la pre-emphasis consiste nel farsi generare un file CUE del CD utilizzando un programma di estrazione audio come Exact Audio Copy. Se nel file è presente l’indicazione FLAGS PRE in corrispondenza di una o più tracce, significa che ad esse è stata applicata la pre-enfasi.

Dopo qualche giorno di ricerche ho notato che uno dei programmi in grado di estrarre l’audio dai CD operando al volo la decodifica è iTunes della Apple. Si può specificare di comprimere l’audio estratto in MP3 e altri formati, oppure di salvarlo in formato WAV non compresso (per poi magari affidare le operazioni di compressione a codec diversi da quello di Apple); in ogni caso la compensazione viene effettuata in modo automatico e completamente trasparente all’utente: non viene notificato nulla, né esistono opzioni da configurare.
Esistono anche filtri, come ad esempio il Q10 della Waves, in grado di operare, tra le altre cose, la de-emphasis, ma si tratta spesso di software non gratuiti, diversamente da iTunes, e che richiedono la presenza di un programma di elaborazione audio installato.

Grafico tratto dal sito: www.picosound.de

FLAGS PRE