Manuel Eichelberger en Simon Tanner, twee ETH-promovendi, gegevens opslaan in muziek. Dit betekent, bijvoorbeeld, dat achtergrondmuziek de toegangsgegevens voor het lokale wifi-netwerk kan bevatten, en de ingebouwde microfoon van een mobiele telefoon kan deze gegevens ontvangen. "Dat zou handig zijn in een hotelkamer, "Tanner zegt, "aangezien gasten toegang zouden krijgen tot de wifi van het hotel zonder een wachtwoord op hun apparaat in te voeren."

Om de gegevens op te slaan, de twee promovendi en hun collega, Masterstudent Gabriel Voirol, minimale veranderingen in de muziek aanbrengen. In tegenstelling tot de pogingen van andere wetenschappers in de afgelopen jaren, de onderzoekers stellen dat hun nieuwe aanpak hogere gegevensoverdrachtsnelheden mogelijk maakt zonder hoorbaar effect op de muziek. "Ons doel was om ervoor te zorgen dat er geen impact was op het luisterplezier, ', zegt Eichelberger.

Testen die de onderzoekers hebben uitgevoerd, tonen aan dat in ideale omstandigheden, hun techniek kan tot 400 bits per seconde overbrengen zonder dat de gemiddelde luisteraar het verschil merkt tussen de bronmuziek en de aangepaste versie (zie ook het audiovoorbeeld). Aangezien onder realistische omstandigheden een zekere mate van redundantie nodig is om de transmissiekwaliteit te garanderen, de overdrachtssnelheid zal waarschijnlijk zo'n 200 bits - of ongeveer 25 letters - per seconde zijn. "In theorie, het zou mogelijk zijn om gegevens veel sneller te verzenden. Maar hoe hoger de overdrachtssnelheid, hoe eerder de data waarneembaar wordt als storend geluid, of de datakwaliteit lijdt, ’, vult Tanner aan.

Dominante noten verbergen informatie

De onderzoekers van het Computer Engineering and Networks Laboratory van ETH Zürich gebruiken de dominante noten in een muziekstuk, elk van hen bedekken met twee iets diepere en twee iets hogere tonen die stiller zijn dan de dominante noot. Ze maken ook gebruik van de harmonischen (een of meer octaven hoger) van de sterkste noot, hier iets diepere en hogere noten invoegen, te. Het zijn al deze aanvullende notities die de gegevens dragen. Terwijl een smartphone deze gegevens kan ontvangen en analyseren via de ingebouwde microfoon, het menselijk oor neemt deze aanvullende noten niet waar.

"Als we een luide noot horen, we merken geen stillere tonen met een iets hogere of lagere frequentie, "zegt Eichelberger. "Dat betekent dat we de dominante, luide noten in een muziekstuk om de akoestische gegevensoverdracht te verbergen." Hieruit volgt dat de beste muziek voor dit soort gegevensoverdracht veel dominante tonen heeft:popsongs, bijvoorbeeld. Rustige muziek is minder geschikt.

Om het decoderalgoritme in de smartphone te vertellen waar het naar gegevens moet zoeken, de wetenschappers gebruiken zeer hoge tonen die het menselijk oor nauwelijks kan registreren:ze vervangen de muziek in het frequentiebereik 9,8-10 kHz door een akoestische datastroom die de informatie over waar en wanneer over de rest van het frequentiespectrum van de muziek voert om de gegevens worden verzonden.

Van de luidspreker naar de microfoon

Het transmissieprincipe achter deze techniek verschilt fundamenteel van het bekende RDS-systeem dat in autoradio's wordt gebruikt om de naam van het radiostation en details van de muziek die wordt afgespeeld door te geven. "Met RDS, de gegevens worden verzonden met behulp van FM-radiogolven. Met andere woorden, gegevens worden verzonden van de FM-zender naar het radioapparaat, " legt Tanner uit. "Wat we doen, is de gegevens in de muziek zelf inbedden - gegevens van de luidspreker naar de microfoon verzenden."