In Musik Daten speichern

Die beiden ETH-Doktoranden Manuel Eichelberger und Simon Tanner speichern in Musik Daten. Damit lassen sich in Hintergrundmusik beispielsweise Zugangsdaten f¨¹r das ?rtliche WLAN-Netz speichern. Mit dem Mikrofon eines Handys kann man diese Informationen empfangen. ?Das w?re in einem Hotelzimmer praktisch?, sagt Tanner. ?G?ste erhalten so Zugang zum Hotel-WLAN, ohne in ihrem Ger?t ein Passwort eingeben zu m¨¹ssen.?

Um die Daten zu speichern, ver?ndern die beiden Doktoranden sowie der Masterstudent Gabriel Voirol die Musik minim. Im Gegensatz zu Versuchen anderer Wissenschaftler in den letzten Jahren sei es mit dem neuen Ansatz m?glich, Daten mit einer hohen Rate zu ¨¹bertragen, ohne dass man dies der Musik anh?rt. ?Unser Ziel war, dass der Musikgenuss nicht beeintr?chtigt ist?, sagt Eichelberger.

So ist es m?glich, unter optimalen Bedingungen bis zu 400 Bit pro Sekunde zu ¨¹bertragen, ohne dass Durchschnittspersonen einen Unterschied zwischen dem originalen und dem ver?nderten Musikst¨¹ck h?ren, wie die Forscher in Tests zeigten (siehe auch H?rbeispiel). Weil f¨¹r die Daten¨¹bertragung unter realistischen Bedingungen Redundanzen einkalkuliert werden m¨¹ssen, um die ?bertragungsqualit?t sicherzustellen, d¨¹rfte eine realistische ?bertragungsrate rund 200 Bit ¨C also rund 25 Buchstaben ¨C pro Sekunde betragen. ?Theoretisch w?re es m?glich, viel mehr Daten zu ¨¹bertragen. Je h?her die Daten¨¹bertragungsrate, desto eher ist dies allerdings als st?rende Ger?usche h?rbar, oder die Datenqualit?t leidet darunter?, erg?nzt Tanner.

Dominante T?ne kaschieren Information

Die Forscher aus dem Institut f¨¹r technische Informatik und Kommunikation der ETH Z¨¹rich nutzen die dominanten T?ne in einem Musikst¨¹ck und ¨¹berlagern diese jeweils mit zwei minim tieferen und zwei minim h?heren T?nen, welche leiser sind als der dominante Ton. Zus?tzlich nutzen sie die Obert?ne der dominanten T?ne (eine oder mehrere Oktaven h?her) und erg?nzen auch diese mit minim tieferen und h?heren T?nen. In all diesen Zusatzt?nen speichern die Forschern die Information. Ein Smartphone kann diese Information ¨¹ber das eingebaute Mikrofon empfangen und auswerten. Menschen hingegen nehmen die Zusatzt?ne nicht wahr.

?Wenn wir einen lauten Ton h?ren, fallen uns schw?chere T?ne mit leicht h?herer oder tieferer Frequenz nicht auf?, sagt Manuel Eichelberger. ?Wir nutzen daher die dominanten, lauten T?ne in einem Musikst¨¹ck, um die akustische Daten¨¹bertragung zu kaschieren.? Besonders vorteilhaft f¨¹r diese Daten¨¹bertragung sind daher Musikst¨¹cke mit vielen dominanten T?nen, zum Beispiel Popmusik. Weniger geeignet sind leise Musikst¨¹cke.

Um dem Decodier-Algorithmus im Smartphone anzuzeigen, wo er nach Daten suchen muss, nutzen die Wissenschaftler hohe, f¨¹r das menschliche Ohr nur schlecht wahrnehmbare T?ne: Im Frequenzbereich von 9,8 bis 10 kHz ersetzen die Doktoranden die Musik durch einen akustischen Datenstrom. Dieser beinhaltet die Information, wann und wo im restlichen Frequenzbereich die zu ¨¹bermittelnden Daten gespeichert sind.

Zwischen Lautsprecher und Mikrofon

Das ?bermittlungsprinzip ist grunds?tzlich anders als das bekannte RDS, ¨¹ber das Autoradios den Sendernamen und Informationen zum gespielten Musikst¨¹ck empfangen. ?Bei RDS werden Daten ¨¹ber UKW ¨¹bermittelt. Es geht dabei um Informations¨¹bertragung zwischen UKW-Sender und Radioger?t?, stellt Tanner klar. ?Uns geht es jedoch darum, die Daten in der Musik selbst zu speichern ¨C um die Daten¨¹bertragung zwischen einem Lautsprecher und einem Mikrofon.?

Weitere Anwendungen als die erw?hnte ?bertragung von WLAN-Zugangsdaten w?ren Informationen in Museen oder Einkaufszentren, wie Eichelberger sagt. Man k?nnte zum Beispiel in einem Museum Informationen zu Exponaten auf ein Smartphone ¨¹bermitteln. Oder in einem Warenhaus k?nnte grunds?tzlich die gleiche Hintergrundmusik laufen, diese k?nnte je nach Abteilung jedoch mit unterschiedlichen Informationen, zum Beispiel zu Aktionen, versehen werden. Als konkrete Daten k?nne beispielweise die URL einer Website ¨¹bertragen werden. Museumsbesucher oder Kunden k?nnen diese dann aufrufen und dort weitere Informationen erhalten. Auf Flugh?fen und Bahnh?fen k?nnten mit dieser Methode ausserdem Abfahrtszeiten oder Versp?tungen kommuniziert werden.