Capitolo 337.   Audio compresso

È molto difficile ridurre un file contenente informazioni sonore. In questo contesto, quando si parla di compressione, si fa riferimento a metodi di semplificazione delle informazioni memorizzate, basati sulla percezione umana. Questa «semplificazione» si traduce in pratica in una riduzione e distorsione nei suoni riprodotti.

In generale, il formato più comune per i file audio compressi è MP3, ovvero «MPEG-1 layer 3», «MPEG-2 layer 3» o «MPEG-2.5 layer 3». Lo standard MPEG definisce il formato e la decodifica dei dati, mentre non fissa un metodo per la codifica. Sulla codifica sono state sviluppate tecniche differenti, alcune delle quali sono brevettate. A causa di questo problema, lo sviluppo di software libero in grado di generare file MP3 è limitato alla produzione in forma di sorgenti, non potendo in pratica arrivare alla distribuzione di applicativi già compilati.

337.1   Informazioni contenute in un file MP3

Un file MP3 può includere delle informazioni importanti sul suo contenuto, oltre a ciò che è indispensabile per la riproduzione (come per esempio l'informazione sulla frequenza di campionamento). In generale, conviene stabilire questi dati nella fase di codifica del file stesso, mentre una parte di questi può essere modificata anche dopo.

Tabella 337.1. Informazioni comuni che possono essere inserite in un file MP3.

Tabella 337.2. Genere, secondo lo standard ID3. Prima parte.

Tabella 337.3. Genere, secondo lo standard ID3. Seconda parte.

Le informazioni più voluminose, come il titolo e le altre stringhe di testo, vanno aggiunte in coda al file MP3. Il modo in cui questi dati vengono segnalati nel file dipende da standard differenti che nel tempo sono stati aggiornati. In questo senso, alcuni programmi non aggiornati potrebbero anche non essere in grado di leggere ciò che viene scritto con standard più recenti.

337.1.1   MP3info

MP3info ⁽¹⁾ è un programma molto semplice con lo scopo di estrarre le informazioni tipiche dai file MP3, con la possibilità di modificare i dati descrittivi. Si compone dell'eseguibile mp3info, che si utilizza secondo la sintassi seguente:

mp3info [opzioni] file_mp3...

Se non si indica alcuna opzione, si ottengono le informazioni sui file in forma stringata. Tuttavia, con l'opzione -F, o meglio ancora con l'opzione -f, si può controllare il modo in cui tali informazioni vengono fornite.

L'opzione -f prevede un argomento composto da una stringa contenente delle sequenze di escape, che si distinguono per il fatto che iniziano con il simbolo di percentuale (%). La tabella 337.4 riporta un elenco parziale di queste sequenze di escape, escludendo in particolare quelle che rappresentano una scelta sottoposta a una condizione. Per il loro approfondimento è sufficiente leggere la poca documentazione originale.

Tabella 337.4. Alcune sequenze di escape utilizzabili come argomento dell'opzione -f.

Per comprendere meglio il significato di tutto questo, l'esempio seguente consente di estrarre esattamente il nome dell'artista e il titolo della canzone (o di qualunque altra cosa si tratti), ponendo le due informazioni su righe differenti:

$ mp3info -f "%a%N%t" prova.mp3[Invio]

Bla bla bla bla
Pinco Pallino

Volendo si potrebbe realizzare uno script per visualizzare tutto quello che c'è da sapere nel file, come nell'esempio seguente, in cui si può fare riferimento a un solo file alla volta:

#!/bin/sh

mp3info -f "file:          %f"          $1
mp3info -f "dimensione:    %i"          $1
mp3info -f "formato:       %V layer %L" $1
mp3info -f "CRC:           %C"          $1
mp3info -f "bitrate:       %b Kibit/s"  $1
mp3info -f "campionamento: %F Hz"       $1
mp3info -f "modalità:      %M"          $1
mp3info -f "durata:        %m:%s"       $1
mp3info -f "copyright:     %O"          $1
mp3info -f "originale:     %o"          $1
mp3info -f "titolo:        %t"          $1
mp3info -f "artista:       %a"          $1
mp3info -f "album:         %l"          $1
mp3info -f "anno:          %y"          $1
mp3info -f "annotazioni:   %c"          $1
mp3info -f "genere:        %# %g"       $1

MP3info consente anche la modifica di alcune di queste informazioni, ma ciò avviene attraverso opzioni apposite e le sequenze di escape dell'opzione -f non hanno alcun ruolo in questo contesto.

Alcune opzioni

-f stringa_di_formato

Mostra le informazioni secondo la stringa di formato indicata come argomento. Si utilizzano le sequenze di escape della tabella 337.4.

-F n

Mostra le informazioni secondo un formato prestabilito, rappresentato da un numero intero positivo. Basta provare per rendersi conto di come possono essere rappresentate le informazioni in questo modo. Si tratta evidentemente di una semplificazione per chi non vuole usare l'opzione -f.

-w

Richiede espressamente la scrittura di informazioni aggiornate. In generale non serve indicare espressamente questa opzione, perché viene richiamata automaticamente in presenza di opzioni che implicano la modifica di qualche informazione.

-W

Cancella le informazioni descrittive (titolo, artista, ecc.) contenute nel file.

-t titolo

Imposta il titolo. L'uso di questa opzione implica automaticamente la scrittura, senza bisogno di specificare l'opzione -w.

-a artista

Imposta l'artista. L'uso di questa opzione implica automaticamente la scrittura, senza bisogno di specificare l'opzione -w.

-l album

Imposta l'album. L'uso di questa opzione implica automaticamente la scrittura, senza bisogno di specificare l'opzione -w.

-y anno

Imposta l'anno. L'uso di questa opzione implica automaticamente la scrittura, senza bisogno di specificare l'opzione -w.

-c commento

Imposta il commento. L'uso di questa opzione implica automaticamente la scrittura, senza bisogno di specificare l'opzione -w.

-g n | -G genere_testuale

Imposta il genere, in forma di numero o in modo testuale. L'uso di questa opzione implica automaticamente la scrittura, senza bisogno di specificare l'opzione -w. Si osservi che l'impostazione del genere in forma testuale deve avvenire usando la definizione prevista.

-p[n]

Elenca i generi in ordine numerico, utilizzando n colonne.

Esempi

Sono già stati mostrati degli esempi riferiti all'uso dell'opzione -f, che qui non viene riproposta.

$ mp3info -t "Bla bla bla" -a "Pinco Pallino" -y "2001" _<-'
^`->-g 112 prova.mp3

Imposta il titolo, l'artista, l'anno e il genere (tango) nel file prova.mp3.

$ mp3info -p1

Mostra l'elenco dei generi in una sola colonna, secondo l'ordine numerico attribuito dallo standard.

337.2   LAME

LAME ⁽²⁾ è un progetto per la codifica in formato MP3 ed eventualmente anche in altri formati audio compressi. Il progetto produce esclusivamente del codice sorgente (compilabile facilmente) perché la distribuzione di pacchetti già compilati viene impedita di fatto dalla presenza di vari brevetti.

In un sistema GNU/Linux la compilazione di LAME avviene in modo molto semplice. Supponendo di disporre del file lame.tar.gz e di volere installare i file a partire da /opt/lame/, si potrebbe procedere nel modo seguente:

$ tar xzvf lame.tar.gz

$ cd lame

$ ./configure --prefix=/opt/lame

$ make

$ su

# make install

Naturalmente, occorre poi preoccuparsi di inserire il percorso /opt/lame/bin/ nella variabile di ambiente PATH. Si veda eventualmente quanto descritto nel capitolo 20.

Al termine della compilazione si ottiene l'eseguibile lame, che può essere utilizzato secondo la sintassi seguente:

lame [opzioni] file_in_ingresso file_in_uscita

In pratica, il primo argomento dopo le opzioni indica un file, solitamente in formato WAV-RIFF (salvo la specificazione di qualcosa di differente), mentre il secondo è il file MP3 che si vuole generare. Naturalmente, se si utilizza il carattere - al posto del nome dei file, si fa riferimento allo standard input e allo standard output rispettivamente.

Alcune opzioni

-r

Il file in ingresso è di tipo PCM grezzo.

-x

Forza lo scambio dei byte in ingresso.

-s frequenza_di_campionamento

Definisce la frequenza di campionamento in ingresso, espressa in kilohertz. Il valore predefinito è di 44,1 kHz, che si esprime come 44.1.

--mp1input

Indica che il file in ingreso è di tipo «MPEG layer I».

--mp2input

Indica che il file in ingreso è di tipo «MPEG layer II».

--mp3input

Indica che il file in ingreso è di tipo «MPEG layer III».

--ogginput

Indica che il file in ingreso è di tipo «Ogg Vorbis».

-m modalità

Consente di specificare la modalità di registrazione, attraverso l'indicazione di una lettera. Quelle fondamentali sono:

• s   stereo;

• j   stereo congiunto (predefinito);

• m   mono;

Le modalità di registrazione effettivamente disponibili dipendono anche dal tipo di codifica usato.

-a

Mescola i canali del file in ingresso per generare un file monofonico.

--decode

Decodifica un file MP3 generando un file WAV-RIFF. In questo modo, il primo file indicato nella riga di comando deve essere in formato MP3, mentre ciò che si genera è un file WAV-RIFF.

-h

Utilizza una compressione lenta dove la qualità è preservata.

-f

Utilizza una compressione rapida dove la qualità dovrebbe essere sufficiente.

-c

Attiva l'indicatore relativo al copyright.

-o

Indica come non originale.

-p

Aggiunge 16 bit di controllo alla fine di ogni frame.

-tt titolo

Aggiunge il titolo.

-ta artista

Aggiunge l'indicazione dell'artista o degli artisti.

-tl album

Aggiunge il titolo dell'album a cui appartiene il contenuto del file.

-ty anno

Aggiunge l'anno.

-tc commento

Aggiunge un commento libero.

-tn n

Specifica il numero di traccia del CD originale, con un numero che va da 1 a 255.

-tg genere

Specifica il genere, espresso per nome o attraverso un numero.

--genre-list

Elenca i generi secondo lo standard ID3. Da questo elenco si può trarre il numero da usare con l'opzione -tg n.

Esempi

$ lame -h prova.wav prova.mp3

L'esempio mostra la situazione più comune di utilizzo, in cui si specifica l'opzione -h per ottenere un buon risultato. In pratica, si ottiene il file prova.mp3 a partire da prova.wav. Si intende che il file prova.wav sia di tipo WAV-RIFF, 16 bit, stereo, 44 100 Hz.

$ lame -h -p prova.wav prova.mp3

Come nell'esempio precedente, ottenendo però un file un po' più lungo, per l'aggiunta di un codice di controllo alla fine di ogni frame.

$ lame -h -p -c prova.wav prova.mp3

Come nell'esempio precedente, con l'attivazione dell'indicatore del copyright.

$ lame -h -p -c -tg 101 _<-'
^{`-></sup>-tt "Conferenza sul software libero" -ta "Pinco Pallino" <sub><-'</sub>
<sup>`->}-ty "2001" prova.wav prova.mp3

Come nell'esempio precedente, con l'aggiunta di altre informazioni utili. Si osservi l'uso del genere 101.

$ lame --decode prova.mp3 prova.wav

Riproduce il file prova.wav, completo di intestazione, a partire dal file prova.mp3.

337.3   MP3blaster

MP3blaster ⁽³⁾ è un programma interattivo per l'esecuzione di file audio (inizialmente solo per file MP3). Se viene avviato senza argomenti, si ottiene il pannello di controllo che si vede nella figura 337.1.

.------------------------------------------------------------------------------.
|F 1: Select files      |                    01:Default                     | -|
|F 2: Add group         |---------------------------------------------------|--|
|F 3: Delete group      |                                                   |01|
|F 4: Set group's title |                                                   |  |
|F 5: load/add playlist |                                                   |  |
|F 6: Write playlist    |                                                   |  |
|F 7: Toggle group mode |                                                   |  |
|F 8: Toggle play mode  |                                                   |  |
|F 9: Play list         |                                                   |  |
|F10: Change #threads   |                                                   |  |
|                       |                                                   |  |
|                       |                                                   |  |
|Current group's mode:  |                                                   |  |
|Play in normal order   |                                                   |  |
|                       |                                                   |  |
|Current play-mode:     |                                                   |  |
|Play all groups in     |                                                   |  |
|normal order           |                                                   |  |
|                       |                                                   |  |
|Threads: 100           |                                                   |  |
|------------------------------------------------------------------------------|
|Press '?' to get a screen with key functions.                                +|
`------------------------------------------------------------------------------'

In condizioni normali, durante l'esecuzione di un brano viene messo a disposizione un mixer, come si vede nella figura 337.1, tenendo conto che sono a disposizione anche i controlli di volume delle linee del mixer che non si vedono; queste appaiono eventualmente scorrendo con i tasti [freccia su] e [freccia giù]. I comandi a disposizione durante la modalità di esecuzione di un brano sono elencati brevemente nella tabella 337.5, mentre gli altri comandi per l'uso interattivo non vengono mostrati.

.-----------------------------------|01.mp3|-----------------------------------.
| Mpeg-1 layer 3 at 44100hz, 128 kb/s (stereo)                                 |
| ###                                                00:13/03:31(-03:18)       |
| Songname: 01.mp3                         Year  :                             |
| Artist  :                                Genre :                             |
| Album   :                                                                    |
| Info    :                                                                    |
|                                                                              |
| Vol                                                                          |
|        [##################################################]    L             |
|        [##################################################]    R             |
| Pcm                                                                          |
|        [########################################          ]    L             |
|        [########################################          ]    R             |
| Spkr                                                                         |
|        [######################################            ]    L             |
|        [######################################            ]    R             |
|                                                                              |
|                                                                              |
|                             |< << |> >> >| || []                             |
|                              1  2  3  4  5  6  7                             |
|------------------------------------------------------------------------------|
| MP3Blaster V2.0b16 (press 'q' to return to Playlist Editor)                  |
`------------------------------------------------------------------------------'

Tabella 337.5. Comandi utili in fase di esecuzione dei brani.

337.3.1   Avvio e riga di comando

MP3blaster si avvia attraverso l'eseguibile mp3blaster, con o senza argomenti:

mp3blaster [opzioni] [file]...

In generale, se alla fine della riga di comando vengono indicati dei file, viene avviata la loro esecuzione; altrimenti si ottiene generalmente il pannello iniziale del programma, dal quale si possono selezionare le funzioni desiderate.

Alcune opzioni

--nomixer | -n

Disabilita la gestione del mixer in fase di esecuzione dei brani.

--runframes={1|2|3|4|5|6|7|8|9|10}

-r={1|2|3|4|5|6|7|8|9|10}

Permette di definire la quantità di frame che devono essere decodificati per ogni ciclo. Ciò permette di regolare l'esecuzione in base alle capacità di elaborazione disponibili. In generale, i valori più alti migliorano le prestazioni con microprocessori più lenti. Il valore predefinito per questa opzione è cinque.

--sound-device=file | -s=file

In generale, il programma dovrebbe essere già predisposto per utilizzare il file di dispositivo giusto per accedere all'interfaccia audio. Tuttavia, in caso di necessità può essere definito attraverso questa opzione. Nei sistemi GNU/Linux si tratta normalmente di /dev/dsp.

Esempi

$ mp3blaster

Avvia MP3blaster in modalità interattiva.

$ mp3blaster brani/01.mp3

Avvia MP3blaster per l'esecuzione del file brani/01.mp3. Al termine conclude il suo funzionamento.

$ mp3blaster brani/*.mp3

Avvia MP3blaster per l'esecuzione di tutti i file MP3 contenuti nella directory brani/. Al termine conclude il suo funzionamento.

337.4   Xmms

Xmms, ⁽⁴⁾ ovvero X multimedia system, è un lettore multimediale grafico, per i formati audio più comuni. Avviandolo per la prima volta, attraverso l'eseguibile xmms, si ottiene il pannello di controllo che si vede nella figura 337.3.

Oltre al pannello principale è possibile visualizzare il mixer e l'elenco dei brani pronti per l'esecuzione (playlist), come si vede nella figura 337.4, dove si vede anche l'esecuzione di un brano di musica.

I brani da eseguire possono essere indicati attraverso l'interazione con il pannello, utilizzando il menù che si ottiene facendo un clic con il tasto destro del mouse, oppure indicandoli nella riga di comando. Per esempio:

$ xmms *.mp3

In tal caso, come si intuisce, si caricano tutti i file con estensione .mp3 della directory corrente.

La prima volta che si avvia, Xmms crea la directory ~/.xmms/, in cui si collocano i file di configurazione. Questa configurazione memorizza anche l'ultimo elenco di brani selezionati, consentendo il riavvio successivo di Xmms con il recupero degli stessi dati.

Xmms richiede l'interfaccia grafica X per funzionare; tuttavia, una volta avviato è possibile controllarlo attraverso altre istanze del comando xmms, con delle opzioni apposite. Per esempio,

• $ xmms -u

  mette in pausa l'esecuzione in corso, oppure la fa riprendere;

• $ xmms -e *.mp3

  aggiunge altri brani all'elenco attuale;

• $ xmms -p

  fa partire l'esecuzione dell'elenco di brani attuale;

• $ xmms -s

  ferma l'esecuzione.

Dal pannello grafico, così come è possibile far apparire il mixer e l'elenco dei brani, è possibile fare anche sparire tutti i pannelli. In tal senso, la possibilità di controllare l'esecuzione attraverso i comandi del tipo mostrato, diventa molto conveniente. Eventualmente, per far riemergere il pannello principale si può usare il comando:

$ xmms -m

337.5   FreeAmp

FreeAmp, ⁽⁵⁾ è un programma grafico per l'esecuzione di file audio MP3. All'avvio si presenta come si vede nella figura 337.5.

L'eseguibile che compie il lavoro è freeamp che può ricevere eventualmente come argomento il nome di un file MP3 da eseguire immediatamente:

freeamp [file_mp3]

Dal pannello frontale è possibile regolare facilmente il volume della linea di amplificazione; inoltre è possibile spostare la posizione dell'esecuzione (il punto di inizio). Attraverso il pulsante grafico <MyMusic> si accede a una finestra simile a quella che si vede nella figura 337.6, che ha lo scopo di consentire un accesso facilitato ai file nel proprio disco fisso.

Tra le tante funzionalità di FreeAmp esiste anche la possibilità di modificare facilmente le informazioni ID3 dei file MP3. Per modificare i dati di un file, basta selezionarlo nell'ambito della finestra a cui si accede con il pulsante grafico <MyMusic>, selezionando da lì il pulsante <Edit>. Si ottiene una maschera simile a quella che si vede nella figura 337.7.

FreeAmp è anche in grado di collegarsi a un flusso di dati MP3 fornito attraverso il protocollo HTTP, ovvero uno stream HTTP, come quello generato da Icecast, descritto nella sezione 338.2. Per un collegamento del genere, basta avviare l'eseguibile freeamp indicando l'URI corretto, come nell'esempio seguente:

$ freeamp http://dinkel.brot.dg:8000

Come si vede dal comando, pur trattandosi del protocollo HTTP, si utilizza solitamente una porta differente da quella standard. La figura 337.8 mostra in che modo appare FreeAmp quando si collega a un flusso HTTP.

337.6   Riferimenti

• Eric Scheirer, Frequently Asked Questions: MPEG, Patents, and Audio Coding, 1998

  <http://sound.media.mit.edu/~eds/mpeg-patents-faq>

• The LAME project

  <http://www.mp3dev.org/mp3/>

• Martin Nilsson, ID3 tag version 2, 1998

  <http://www.id3.org/id3v2-00.txt>

• Phill Kerr, The Linux MP3-HOWTO

  <http://www.linux.org/docs/ldp/howto/HOWTO-INDEX/howtos.html>

1) MP3info   GNU GPL

2) LAME   GNU LGPL

3) MP3blaster   GNU GPL

4) Xmms   GNU GPL

5) FreeAmp   GNU GPL