Lagring af data i musik

Manuel Eichelberger og Simon Tanner, to ETH -ph.d. -studerende, gemme data i musik. Det betyder, for eksempel, at baggrundsmusik kan indeholde adgangsdata til det lokale Wi-Fi-netværk, og en mobiltelefons indbyggede mikrofon kan modtage disse data. "Det ville være praktisk på et hotelværelse, "Tanner siger, "da gæsterne ville få adgang til hotellets Wi-Fi uden at skulle indtaste en adgangskode på deres enhed."

For at gemme dataene, de to ph.d. -studerende og deres kollega, Kandidatstuderende Gabriel Voirol, foretage minimale ændringer af musikken. I modsætning til andre forskeres forsøg i de senere år, forskerne oplyser, at deres nye tilgang tillader højere dataoverførselshastigheder uden hørbar effekt på musikken. "Vores mål var at sikre, at der ikke var indflydelse på lytterglæde, "Siger Eichelberger.

Test, forskerne har foretaget, viser, at under ideelle forhold, deres teknik kan overføre op til 400 bit pr. sekund, uden at den gennemsnitlige lytter bemærker forskellen mellem kildemusikken og den modificerede version (se også lydprøven). I betragtning af at det under realistiske forhold er nødvendigt med en redundansgrad for at sikre transmissionskvaliteten, overførselshastigheden vil sandsynligvis være omkring 200 bits - eller omkring 25 bogstaver - pr. sekund. "I teorien, det ville være muligt at overføre data meget hurtigere. Men jo højere overførselshastighed, jo hurtigere dataene bliver opfattelige som forstyrrende lyd, eller datakvaliteten lider, "Tilføjer Tanner.

Dominerende noter skjuler oplysninger

Forskerne fra ETH Zürich's Computer Engineering and Networks Laboratory bruger de dominerende toner i et musikstykke, overlejrer hver af dem med to marginalt dybere og to marginalt højere toner, der er mere støjsvage end den dominerende note. De gør også brug af harmonikerne (en eller flere oktaver højere) i den stærkeste tone, indsætter lidt dybere og højere noter her, også. Det er alle disse yderligere noter, der bærer dataene. Mens en smartphone kan modtage og analysere disse data via sin indbyggede mikrofon, det menneskelige øre opfatter ikke disse yderligere noter.

"Når vi hører en høj tone, vi bemærker ikke mere støjsvage toner med en lidt højere eller lavere frekvens, "Eichelberger siger." Det betyder, at vi kan bruge den dominerende, høje toner i et stykke musik for at skjule den akustiske dataoverførsel. "Det følger heraf, at den bedste musik til denne form for dataoverførsel har masser af dominerende noter - popsange, for eksempel. Stille musik er mindre egnet.

For at fortælle dekoderalgoritmen i smartphonen, hvor den skal lede efter data, forskerne bruger meget høje noter om, at det menneskelige øre næsten ikke kan registrere:de erstatter musikken i frekvensområdet 9,8-10 kHz med en akustisk datastrøm, der bærer informationen om hvornår og hvor i resten af ​​musikens frekvensspektrum for at finde data, der overføres.

Fra højttaleren til mikrofonen

Transmissionsprincippet bag denne teknik er fundamentalt forskelligt fra det velkendte RDS-system, som det bruges i bilradioer til at transmittere radiostationens navn og detaljer om den musik, der afspilles. "Med RDS, dataene overføres ved hjælp af FM -radiobølger. Med andre ord, data sendes fra FM -senderen til radioenheden, "Tanner forklarer." Det, vi gør, er at integrere dataene i selve musikken - overføre data fra højttaleren til mikrofonen. "