Digital Audio Extraction

Audio-extractie
Rippen of Digital Audio Extraction (DAE) is de eerste stap in het proces om de originele CD's te kunnen afspelen op een computergebaseerd audiosysteem. In het perspectief van high-end audio dient dit zo accuraat mogelijk te gebeuren. Het aantal bits dat tijdens het rippen verloren kan gaan moet minimaal zijn.

Accurate DAE is een interessant onderwerp. Het kan echter al snel vrij complex worden. Ik beschrijf daarom alleen de basisprincipes. Er zijn genoeg details over dit onderwerp op het Internet te vinden. Zie de links op deze pagina. Als een zo'n accuraat mogelijke extractie niet je hoofddoel is kun je de rest van dit artikel overslaan.

Wat achtergrondinformatie
In het kort komt het er op neer dat de audiogegevens van een audio CD vanaf een computer door een CD-ROM drive of DVD drive worden uitgelezen. Dit gebeurt tegenwoordig volledig in het digitale domein. CD-ROM en DVD drives lezen de digitale audiogegevens uit en sturen de gegevens direct door via de IDE of SCSI interface. In het verleden was deze feature niet beschikbaar. Het extraheren van audiogegevens verliep via de analoge outputs waarna de gegevens via de geluidskaart weer geconverteerd werden naar een digitaal signaal (internal recording). Uiteraard resulteerde dit in een inferieure geluidskwaliteit.

Velen verwarren het rippen (een informeel synoniem voor DAE) met zowel het extraheren van de audiogegevens als met het encoderen van de audiogegevens naar een gecomprimeerd formaat zoals bijvoorbeeld MP3. Dit is eigenlijk niet correct. Digital Audio Extraction en het encoderen zijn wezenlijk verschillende processen. In de praktijk worden beide processen door software samengevoegd tot een enkele stap.

De informatie op een audio CD is fysiek opgeslagen volgens het Red Book formaat (CDDA). Het Red Book formaat legt vast hoe de data is georganiseerd. De data op een audio CD is onderverdeeld in frames. De specificaties zijn: ongecomprimeerd, 44.1KHz, 16-bit, stereo (interleaved), PCM. Naast de ruwe audio data bevat elk frame user data, synchronisatie data, foutcorrectie, controle en display bits.

DAE houdt ook in dat de ruwe audio data ge-extraheerd wordt en geconverteerd wordt naar een bestandformaat (meestal WAV) dat op de harddisk kan worden opgeslagen en door software kan worden ingelezen.

Laat je niet in de maling nemen door programma's (zoals Windows Explorer) die ".CDA" bestanden tonen wanneer je een audio CD probeert te openen. Dit is alleen maar een manier om audio tracks te kunnen weergeven en niet het bestandsformaat zelf.

Extraheren naar een image of naar losse bestanden?
Je kunt de audio-data extraheren naar een enkel bestand (een image) of naar meerdere bestanden (voor elke track op de CD een apart bestand). In de meeste gevallen zijn de ge-extraheerde .wav bestanden van tijdelijke aard, en worden door de DAE-software verwijderd zodra ze ge-encodeerd zijn. Het enige voordeel van behoud van een enkel image-bestand is dat je gemakkelijk weer een identieke kopie van het origineel terug naar CD-ROM kunt wegschrijven. De correcte lengtes van alle pauzes tussen de tracks zijn hierbij gewaarborgd. Bij extractie naar afzonderlijke tracks kun je de de correcte pauze-informatie kwijtraken.

Sommige muziekspelers zijn in staat om afzonderlijke nummers uit een (ge-encodeerde) image te kunnen afspelen op basis van cue-sheet informatie. Maar dat geldt niet voor alle muziekspelers. Het wordt helemaal lastig om nummers uit een image aan een speellijst te kunnen toevoegen.

Het is dan ook gebruikelijk om altijd naar losse bestanden te extraheren en te encoderen, en eventueel hierbij een cue-sheet te genereren. Bij encodering naar een verliesvrij formaat ben je dan alsnog in staat om met behulp van de cue-sheet een identieke kopie van het origineel terug naar CD-ROM te kunnen schrijven.

Foutcorrectie
Als je dezelfde audio track meerdere malen extraheert kunnen hier verschillen tussen zitten. De mate van verschil hangt af van de gebruikte CDROM-drive, computer en audioextractiesofteware.

Deze verschillen kunnen geminimaliseerd worden wanneer de audio tracks telkens zo accuraat mogelijk gelezen worden. CDROM-drive fabrikant Plextor doet dit bijvoorbeeld door gebruik te maken van een extra electronisch circuit in de drive voor het genereren van synchronisatie-signalen tijdens het lezen van de audio CD. Wanneer een drive telkens weer accuraat kan zoeken naar een specifiek punt op de CD wordt het makkelijker voor extractiesoftware om de audio data accuraat te lezen.

Foutcorrectie gedurende audio-extractie biedt meer mogelijkheden dan de foutcorrectie van een CD-speler gedurende het afspelen van een track. Doordat de data naar harde schijf wordt weggeschreven heeft DAE meer tijd voor foutcorrectie dan beschikbaar is bij het direct afspelen vanaf een CD-speler.

In sommige DAE applicaties kun je kiezen om de audio-CD te lezen in burst mode of in secure mode. Bij burst mode worden alle fout-correcties overgeslagen. Dit resulteert in een snellere -maar geen accurate- rip.

Wat doet een CDROM-speler als er een fout wordt gevonden?
Dit hangt er vanaf hoe groot de fout is. Bij kleine foutjes worden de ingebouwde fout-correctie gebruikt om de fouten te corrigeren. Bij grotere fouten kunnen er verschillende dingen gebeuren. Sommige spelers kiezen waarden voor het onleesbare gedeelte op basis van de vorige en volgende waarden (interpolatie). Andere spelers zetten de waarden (bytes) op 0. Sommige spelers rapporteren deze fout-correctie condities terwijl andere spelers geen enkele fout rapporteren. Dit is voornamelijk afhankelijk van de geprogrammeerde firmware van de speler. Er zijn dus drives die voor fouten in het uiteindelijke .wav bestand zorgen en dit niet rapporteren aan de DAE software. Wanneer dit echter wel gerapporteerd wordt dan kan deze informatie door de DAE software gebruikt worden voor extra fout-correctie routines of audiorestauratie.
Is foutcorrectie hoorbaar?

In theorie kan een digitale extractie van een CD, afgespeeld vanaf een harddisk van betere kwaliteit zijn dan die van de originele CD afgespeeld vanaf een CD-speler. Dat wil nog niet zeggen dat het in de praktijk ook beter klinkt. De computer, geluidskaarten en externe hardware zoals muziekverdeelsystemen voegen tijdens het afspelen extra jitter toe aan het geluidsignaal, en wel in grotere mate dan bij een conventioneel high-end audio systeem (CD-transport en externe DAC). Deze systemen zullen in de praktijk daarom voorlopig nog wel beter klinken.

De vraag zou dan ook moeten zijn: Klinkt een accurate rip beter dan een niet-accurate rip (waarbij de CD natuurlijk niet extreem beschadigd is)? Waarschijnlijk niet. Maar nogmaals, vanuit een high-end audio perspectief wordt er per definitie gestreefd naar een zo'n exact mogelijke kopie.

Wat zijn DAE drive features?
Omdat elke CDROM-speler verschillend is zul je de specifieke features voor het lezen van audio moeten achterhalen. Deze worden DAE drive features genoemd. Als je weet welke DAE features door jou speler ondersteund worden helpt dit de configuratie van de DAE software aanzienlijk. Bij de juiste configuratie ben je verzekerd van zo'n accuraat mogelijke extractie van audio tracks.

Accurate Stream. Spelers met Accurate Stream zorgen ervoor dat het lezen op de juiste locatie begint en eindigt. Dit is bij audio-cd's niet vanzelfsprekend aangezien de afzonderlijke sectoren geen absolute adressen hebben.

Caching. Alle spelers cachen maar niet alle spelers cachen audio. Een speler die audio caching ondersteunt zal geen audio voor de tweede keer lezen (als de DAE software hier om vraagt) maar stuurt de audio vanuit de cache nogmaals naar de DAE software. DAE software zoals Exact Audio Copy (EAC) heeft twee leesacties nodig om een fout te vinden. Door audio caching zal een fout dus nooit gevonden worden. In het geval van EAC is er een instelling die er voor zorgt dat de cache telkens geleegd wordt na een leesactie. Het 'nadeel' hiervan is dat dit ten koste van de leessnelheid gaat.

C2 error info. Spelers die 'C2 foutinformatie' ondersteunen 'weten' wanneer er een fout optreedt. DAE software kan hiervan gebruik maken waardoor het niet meer nodig is om alles meer dan een keer te lezen om eventuele fouten te kunnen vinden. Data wordt een keer gelezen en vervolgens wordt de C2 foutinformatie benaderd om te achterhalen of er een fout is opgetreden. Alleen in dat geval zal er een additionele leesactie plaatsvinden (om zodoende de correcte data opnieuw proberen te verkrijgen). C2 verdubbeld dus de snelheid. Veel spelers hebben echter een onbetrouwbare C2 waardoor de ge-extraheerde audio nog steeds fouten zou kunnen bevatten (slip-errors).

Overreading & read offsets. Deze feature vertelt of de speler in staat is om in de Lead-In (pregap) en Lead-Out te kunnen lezen. Met de Lead-In en Lead-Out informatie is het mogelijk om later weer van de ge-extraheerde bestanden een exacte kopie van de oorspronkelijke audio-CD naar CD-ROM te kunnen branden. Voor meer informatie over offsets en het corrigeren hiervan zie: The ESSENTIAL Ripping Guide for EAC

Er is een database http://daefeatures.co.uk/ op het Internet waar je de DAE features van specifieke spelers kunt achterhalen. Offsets kunnen ook op het Internet gevonden worden. Zie AccurateRip

Aanbevolen hardware
Voor een zo'n succesvol mogelijke extractie is het dus aan te raden om gebruik te maken van een CDROM/DVD-speler die DAE features ondersteunt. Nogmaals, zie deze database http://daefeatures.co.uk/  voor een eerste check of je speler over DAE features beschikt. Als je niet geinteresseerd bent in een zo'n accuraat mogelijk extractie, dan kun je natuurlijk elke CDROM/DVD-speler hiervoor gebruiken.

Bron: CapriccioBox