Dado que los datos son imperceptibles para el oído humano, no afectan a la experiencia de escucha. Esto podría tener aplicaciones interesantes en hoteles, museos y grandes almacenes. Por ejemplo, la música de fondo puede contener los datos de acceso a la red Wi-Fi local, y el micrófono integrado de un teléfono móvil puede recibir estos datos.
“Lo que estamos haciendo es incrustar los datos en la propia música: transmitir datos desde el altavoz hasta el micrófono.”
“Eso sería muy práctico en una habitación de hotel”, afirma Simon Tanner, estudiante de doctorado del Laboratorio de Redes e Ingeniería Informática del ETH Zúrich, “ya que los huéspedes tendrían acceso a la red Wi-Fi del hotel sin tener que introducir una contraseña en sus dispositivos.”
Almacenamiento de datos musicales
Para almacenar los datos, Tanner, el estudiante de doctorado Manuel Eichelberger y el estudiante de máster Gabriel Voirol realizan cambios mínimos en la música. A diferencia de los intentos de otros científicos en los últimos años, los investigadores afirman que su nuevo enfoque permite velocidades de transferencia de datos más altas sin ningún efecto audible en la música.
“Nuestro objetivo era asegurar que no hubiera ningún impacto en el placer de escuchar”, afirma Eichelberger.
Las pruebas realizadas por los investigadores demuestran que, en condiciones ideales, su técnica puede transferir hasta 400 bits por segundo sin que el oyente medio note la diferencia entre la música original y la versión modificada (véase también la muestra de audio). Dado que, en condiciones reales, es necesario cierto grado de redundancia para garantizar la calidad de la transmisión, lo más probable es que la velocidad de transferencia sea de unos 200 bits, o alrededor de 25 letras, por segundo.
Escuche las muestras de audio a continuación:
El almacenamiento de datos solo afecta marginalmente a la música en sí. Apenas se perciben las diferencias. Por ejemplo, a continuación se muestra una muestra de audio de una interpretación de la ETH Big Band (© Henning Eckels (comp./arr.)):
Reproductor de audiohttps://www.futurity.org/wp/wp-content/uploads/2019/07/hoerbeispiel-enc-300bps.mp300:0000:0000:00Use las teclas de flecha arriba/abajo para aumentar o disminuir el volumen.
Se han incrustado datos en este flujo musical a una velocidad de 300 bits por segundo. En concreto, la URL corta de este artículo de noticias se repite cada 0,7 segundos. El algoritmo para recibir los datos aún no está disponible públicamente como aplicación para teléfonos inteligentes.
A modo de comparación, a continuación se muestra la versión original sin modificar:
Reproductor de audiohttps://www.futurity.org/wp/wp-content/uploads/2019/07/hoerbeispiel-original.mp300:0000:0000:00Use las teclas de flecha arriba/abajo para aumentar o disminuir el volumen.
“En teoría, sería posible transmitir datos mucho más rápido. Pero cuanto mayor es la velocidad de transferencia, antes los datos se perciben como un sonido interferente o la calidad de los datos se resiente”, añade Tanner.
Los investigadores presentarán su trabajo en la 44.ª Conferencia Internacional del IEEE sobre Acústica, Habla y Procesamiento de Señales.
Notas ocultas
Los investigadores utilizan las notas dominantes de una pieza musical, superponiendo a cada una de ellas dos notas ligeramente más graves y dos ligeramente más agudas, que son más suaves que la nota dominante. También utilizan los armónicos (una o más octavas por encima) de la nota más fuerte, insertando aquí también notas ligeramente más graves y más agudas. Son todas estas notas adicionales las que transportan los datos. Mientras que un teléfono inteligente puede recibir y analizar estos datos a través de su micrófono integrado, el oído humano no percibe estas notas adicionales.
“Cuando escuchamos una nota fuerte, no notamos las notas más suaves con una frecuencia ligeramente más alta o más baja”, afirma Eichelberger. “Eso significa que podemos usar las notas dominantes y fuertes de una pieza musical para ocultar la transferencia de datos acústicos.” De ello se deduce que la mejor música para este tipo de transferencia de datos tiene muchas notas dominantes, como las canciones pop, por ejemplo. La música tranquila es menos adecuada.
Para indicar al algoritmo de descodificación del teléfono inteligente dónde debe buscar los datos, los científicos utilizan notas muy agudas que el oído humano apenas puede registrar: sustituyen la música en el rango de frecuencias de 9,8–10 kHz por un flujo de datos acústicos que transporta la información sobre cuándo y dónde buscar los datos transmitidos en el resto del espectro de frecuencias de la música.
El principio de transmisión en el que se basa esta técnica es fundamentalmente distinto del conocido sistema RDS, utilizado en las radios de los automóviles para transmitir el nombre de la emisora y los detalles de la música que suena.
“Con RDS, los datos se transmiten mediante ondas de radio FM. Es decir, los datos se envían desde el transmisor FM al dispositivo de radio”, explica Tanner. “Lo que estamos haciendo es incrustar los datos en la propia música: transmitir datos desde el altavoz hasta el micrófono.”
