Die Speicherung von Daten in der Musik

Manuel Eichelberger und Simon Tanner, zwei ETH-Doktoranden, speichern von Daten in Musik. Dies bedeutet, dass zum Beispiel hintergrund-Musik enthalten kann, die die Zugangsdaten für das lokale WLAN-Netzwerk und ein mobiles Telefon integrierte Mikrofon können diese Daten empfangen. „Das wäre praktisch, im Hotelzimmer, in einem“ Tanner sagt, „denn Gäste erhalten Zugang zum hotel-WLAN ohne Eingabe eines Kennworts auf Ihrem Gerät.“

Um die Daten zu speichern, die zwei Doktoranden und Ihre Kollegen, Master-student Gabriel Voirol, minimale änderungen an der Musik. Im Gegensatz zu anderen Wissenschaftlern, die die versuche in den letzten Jahren, die Forscher feststellen, dass Ihre neue Methode ermöglicht höhere Datenraten mit keinen hörbaren Effekt auf die Musik. „Unser Ziel war es, sicherzustellen, dass es keine Auswirkungen auf die Hör-Vergnügen“, Eichelberger sagt.

Tests der Forscher durchgeführt haben zeigen, dass unter idealen Bedingungen, Ihre Technik zu übertragen kann bis zu 400 bits pro Sekunde, ohne den durchschnittlichen Hörer merken den Unterschied zwischen der source-Musik und die modifizierte version (siehe auch die audio-sample). Da unter realistischen Bedingungen eine gewisse Redundanz ist notwendig, um zu garantieren übertragungs-Qualität, die transfer-rate wird eher einige 200 bit — oder rund 25 Briefe — pro Sekunde. „In der Theorie wäre es möglich, zur übertragung von Daten viel schneller. Aber je höher die übertragungsrate, desto schneller die Daten wahrnehmbar als störende sound-oder Daten-Qualität leidet,“ Tanner hinzu.

Dominante Noten Informationen ausblenden

Die Forscher von der ETH Zürich Computer Engineering and Networks Laboratory verwenden Sie die dominanten Noten in einem Musikstück, überlagerung mit jeweils zwei geringfügig tiefer und zwei geringfügig höhere Töne, die leiser als der Grundton. Sie machen auch die Verwendung der Obertöne (eine oder mehrere Oktaven höher) der stärkste Hinweis, einsetzen etwas tiefer und die hohen Noten auch hier. Es wird alle diese zusätzlichen Notizen, die Durchführung der Daten. Während ein smartphone empfangen und auswerten dieser Daten über den integrierten Mikrofon, das menschliche Ohr nicht wahrnehmen, diese zusätzlichen Hinweise.

„Wenn wir hören ein lautes beachten Sie, dass wir nicht bemerken, leiser Noten mit einem leicht höheren oder niedrigeren Frequenz,“ Eichelberger sagt. „Das heißt, wir können die dominanten, lauten Töne in einem Stück Musik verstecken, die akustische Daten-transfer.“ Es folgt, dass die beste Musik für diese Art der Datenübertragung hat viele dominante Noten-pop-songs, zum Beispiel. Ruhige Musik ist weniger geeignet.

Zu sagen, der decoder-Algorithmus in das smartphone, wo es braucht, um nach Daten zu suchen, nutzen die Wissenschaftler die sehr hohen Töne, die für das menschliche Ohr kaum registrieren: Sie ersetzen die Musik, die im Frequenzbereich von 9.8-10 kHz mit einer akustischen Daten-stream, der trägt die information darüber, Wann und wo in der rest der Musik ist Frequenz-Spektrum zu finden, die übertragenen Daten.

Aus dem Lautsprecher zu dem Mikrofon

Die übertragung Prinzip hinter dieser Technik ist, unterscheidet sich grundsätzlich von den bekannten RDS-Systems, wie Sie in autoradios zu übermitteln, die radio-station den Namen und die details der Musik, die gespielt wird. „Mit RDS, der die Daten zur übertragung über FM-Radiowellen. In anderen Worten, Daten werden gesendet, aus dem FM-transmitter auf das radio-Gerät“, Tanner erklärt. „Was wir machen, ist die Einbettung der Daten in der Musik selbst — übertragung von Daten von dem Lautsprecher zu dem Mikrofon.“

Referenz

Eichelberger M, Gerber S, Voirol G, R Wattenhofer: Unmerklich Audio-Kommunikation. 44th IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP), Brighton, 12-17 Mai 2019