このデータは人間の耳には知覚できないため、聴取体験に影響はありません。これはホテル、博物館、百貨店で興味深い応用が可能かもしれません。例えば、BGMに地域のWi-Fiネットワークへのアクセスデータを含めることができ、スマートフォン内蔵のマイクがこのデータを受信できます。
「私たちが行っているのは、データを音楽そのものに埋め込み、スピーカーからマイクへデータを送信することです。」
「それはホテルの客室で便利でしょう」と、ETHチューリッヒのコンピュータ工学・ネットワーク研究所の博士課程学生であるサイモン・タナー氏は述べています。「宿泊客はデバイスでパスワードを入力することなく、ホテルのWi-Fiにアクセスできるようになるからです。」
音楽データの保存
データを保存するため、タナー氏、博士課程学生のマヌエル・アイヒェルベルガー氏、修士課程学生のガブリエル・ヴォワロル氏は、音楽に最小限の変更を加えています。近年の他の科学者による試みとは異なり、研究者らは、新たなアプローチによって、音楽に聞き取れる影響を与えることなく、より高いデータ転送速度が可能になると述べています。
「私たちの目標は、聴取の快適さに影響がないようにすることでした」とアイヒェルベルガー氏は述べています。
研究者らが実施した試験では、理想的な条件下において、平均的な聴取者が元の音楽と改変版の違いに気づくことなく、最大毎秒400ビットを転送できることが示されています（音声サンプルも参照）。現実的な条件下では、送信品質を保証するために一定の冗長性が必要であることを踏まえると、転送速度は毎秒約200ビット、つまり約25文字程度になる可能性がより高いとされています。
以下の音声サンプルをお聴きください：
データの保存が音楽そのものに与える影響はわずかです。人々はその違いをほとんど聞き分けられません。例えば、以下はETHビッグバンドの演奏の音声サンプルです（© Henning Eckels (comp./arr.)）：
オーディオプレーヤーhttps://www.futurity.org/wp/wp-content/uploads/2019/07/hoerbeispiel-enc-300bps.mp300:0000:0000:00上/下矢印キーを使用して音量を上げるまたは下げることができます。
この音楽ストリームには毎秒300ビットの速度でデータが埋め込まれています。具体的には、このニュース記事の短縮URLが0.7秒ごとに繰り返されています。データを受信するためのアルゴリズムは、まだスマートフォンアプリとして一般公開されていません。
比較のため、変更を加えていない元のバージョンは以下のとおりです：
オーディオプレーヤーhttps://www.futurity.org/wp/wp-content/uploads/2019/07/hoerbeispiel-original.mp300:0000:0000:00上/下矢印キーを使用して音量を上げるまたは下げることができます。
「理論上は、はるかに高速にデータを送信することも可能です。しかし、転送速度が高くなるほど、データは妨害音として知覚されやすくなり、またはデータ品質が低下します」とタナー氏は付け加えています。
研究者らは、第44回IEEE国際音響・音声・信号処理会議（ICASSP）でこの研究を発表する予定です。
隠れた音符
研究者らは、楽曲の主要な音符を利用し、それぞれに、主要音よりも小さな音量で、わずかに低い音符2つとわずかに高い音符2つを重ねています。また、最も強い音符の倍音（1オクターブ以上高い音）も利用し、そこにもわずかに低く高い音符を挿入しています。データを運んでいるのは、これらの追加の音符すべてです。スマートフォンは内蔵マイクを通じてこのデータを受信・解析できますが、人間の耳はこれらの追加の音符を知覚しません。
「大きな音が鳴っているとき、私たちは周波数がわずかに高いまたは低い小さな音に気づきません」とアイヒェルベルガー氏は述べています。「つまり、楽曲の主要で大きな音を利用して、音響データの転送を隠すことができるのです。」したがって、この種のデータ転送に最も適した音楽は、主要な音符が多いもの、例えばポップソングです。静かな音楽はあまり適していません。
スマートフォンのデコーダーアルゴリズムに、データをどこで探すべきかを伝えるため、科学者らは人間の耳がほとんど捉えられない非常に高い音符を使用しています。具体的には、9.8～10 kHzの周波数帯の音楽を、音楽の残りの周波数スペクトル全体にわたって、いつどこで送信されるデータを見つけるかの情報を運ぶ音響データストリームに置き換えています。
この技術の背後にある伝送原理は、カーラジオで無線局名や再生中の楽曲の詳細を送信するために使用される、よく知られたRDSシステムとは根本的に異なります。
「RDSでは、データはFMラジオ波を使用して送信されます。つまり、データはFM送信機から受信機へ送られます」とタナー氏は説明しています。「私たちが行っているのは、データを音楽そのものに埋め込み、スピーカーからマイクへデータを送信することです。」
