በማስታወሻዎቹ መካከል ማንበብ፡ በሙዚቃ ውስጥ ያለው የመረጃ ማስተላለፊያ ስርዓት

ቃላት ማስተላለፍ የማይችሉትን ይግለጹ; በስሜቶች አውሎ ነፋስ ውስጥ የተጠላለፉ የተለያዩ ስሜቶች ይሰማቸዋል; ካርታ በሌለበት፣ መንገድ፣ ምልክት በሌለበት ጉዞ ላይ፣ ከምድር፣ ከሰማይ እና ከአጽናፈ ሰማይ ለመላቀቅ፤ ሁልጊዜ ልዩ እና የማይታለፍ ሆኖ የሚቆይ አንድ ሙሉ ታሪክ መፈልሰፍ፣ መንገር እና ልምድ። ይህ ሁሉ በሙዚቃ ሊከናወን ይችላል - ለብዙ ሺህ ዓመታት የነበረ እና ጆሯችንን እና ልባችንን የሚያስደስት ጥበብ።

ይሁን እንጂ ሙዚቃ, ወይም ይልቁንም የሙዚቃ ስራዎች, ለሥነ-ምህዳር ደስታ ብቻ ሳይሆን በውስጣቸው ለአንዳንድ መሳሪያዎች የታሰበ እና ለአድማጭ የማይታይ መረጃን ለማስተላለፍም ሊያገለግል ይችላል. ዛሬ ከኢቲኤች ዙሪክ የተመረቁ ተማሪዎች በሰው ጆሮ ሳይስተዋሉ የተወሰኑ መረጃዎችን ወደ ሙዚቃዊ ስራዎች ማስተዋወቅ የቻሉበት በጣም ያልተለመደ ጥናት ጋር እንተዋወቃለን በዚህም ምክንያት ሙዚቃው ራሱ የመረጃ ማስተላለፊያ ቻናል ይሆናል። ቴክኖሎጅዎቻቸውን በትክክል እንዴት ተግባራዊ አደረጉት ፣ የተካተተ መረጃ ያላቸው እና ያለሱ ዜማዎች በጣም የተለያዩ ናቸው ፣ እና የተግባር ሙከራዎች ምን አሳይተዋል? ስለዚህ ጉዳይ ከተመራማሪዎቹ ዘገባ እንማራለን። ሂድ።

የምርምር መሠረት

ተመራማሪዎቹ የቴክኖሎጂያቸውን አኮስቲክ ዳታ ማስተላለፊያ ቴክኖሎጂ ብለው ይጠሩታል። ተናጋሪው የተሻሻለ ዜማ ሲጫወት አንድ ሰው እንደተለመደው ይገነዘባል ነገር ግን ለምሳሌ ስማርትፎን በመስመሮቹ መካከል ኢንኮድ የተደረገ መረጃን ወይም ይልቁንም በማስታወሻዎች መካከል ማንበብ ይችላል. ሳይንቲስቶች (እነዚህ ሰዎች አሁንም የድህረ ምረቃ ተማሪዎች መሆናቸው ሳይንቲስቶች እንዳይሆኑ አያግደውም) የእነዚህን መለኪያዎች ደረጃ በመጠበቅ የስርጭቱን ፍጥነት እና አስተማማኝነት ይደውሉ, ምንም እንኳን የተመረጠው የድምጽ ፋይል ምንም ይሁን ምን, በአተገባበሩ ውስጥ በጣም አስፈላጊው ገጽታ ነው. ይህ የውሂብ ማስተላለፍ ዘዴ. የስነ-ልቦናዊ እና የፊዚዮሎጂ ገጽታዎችን የሚያጠናው ሳይኮአኮስቲክስ የሰው ልጅ ስለ ድምፆች ግንዛቤ, ይህንን ተግባር ለመቋቋም ይረዳል.

የአኮስቲክ ዳታ ማስተላለፊያ ዋና ኦፍዲኤም (orthogonalfrequency division multiplexing) ተብሎ ሊጠራ ይችላል፣ ይህ ደግሞ የንዑስ አጓጓዦችን ከምንጩ ሙዚቃ ጋር በማላመድ በጊዜ ሂደት የሚተላለፈውን ፍሪኩዌንሲ ስፔክትረም ለመረጃ ማስተላለፊያነት ለመጠቀም አስችሎታል። ለዚህም ምስጋና ይግባውና እስከ 412 ሜትር ርቀት (የስህተት መጠን <24%) በ 10 bps የማስተላለፊያ ፍጥነት ማግኘት ተችሏል. 40 በጎ ፍቃደኞችን ያሳተፈ ተግባራዊ ሙከራ በዋናው ዜማ እና መረጃው በተካተተበት መካከል ያለውን ልዩነት ለመስማት ፈጽሞ የማይቻል መሆኑን አረጋግጠዋል።

ይህ ቴክኖሎጂ በተግባር ላይ ሊውል የሚችለው የት ነው? ተመራማሪዎች የራሳቸው መልስ አላቸው ሁሉም ማለት ይቻላል ዘመናዊ ስማርትፎኖች ፣ ላፕቶፖች እና ሌሎች በእጅ የሚያዙ መሳሪያዎች ማይክሮፎኖች የተገጠሙ ሲሆን ብዙ የህዝብ ቦታዎች (ካፌዎች ፣ ሬስቶራንቶች ፣ የገበያ ማዕከሎች ፣ ወዘተ) የጀርባ ሙዚቃ ያላቸው ተናጋሪዎች አሏቸው ። ይህ የበስተጀርባ ዜማ፣ ለምሳሌ ተጨማሪ እርምጃዎችን ሳያስፈልገው ከWi-Fi አውታረ መረብ ጋር ለመገናኘት ውሂብን ሊያካትት ይችላል።

የአኮስቲክ ዳታ ማስተላለፊያ አጠቃላይ ገፅታዎች ግልጽ ሆነውልናል፤ አሁን ወደዚህ ሥርዓት አወቃቀር ወደ ዝርዝር ጥናት እንሂድ።

የስርዓት መግለጫ

በዜማ ውስጥ ያለው መረጃ በድግግሞሽ ጭንብል ምክንያት ይከሰታል። በጊዜ ክፍተቶች፣ መሸፈኛ ድግግሞሾች ተለይተው ይታወቃሉ እና ለእነዚህ መሸፈኛ አካላት ቅርብ የሆኑ የኦፌዴን ንዑስ ተሸካሚዎች በመረጃ የተሞሉ ናቸው።

ምስል #1፡ ዋናውን ፋይል በድምጽ ማጉያዎቹ በኩል ወደ ሚተላለፍ የተቀናበረ ሲግናል (ዜማ + ዳታ) መለወጥ።

ለመጀመር፣ የመጀመሪያው የድምጽ ምልክት ለመተንተን ወደ ተከታታይ ክፍሎች ተከፍሏል። እያንዳንዱ እንደዚህ ያለ ክፍል (Hi) L = 8820 ናሙናዎች ፣ ከ 200 ms ጋር እኩል ነው ፣ ተባዝቷል መስኮት* የድንበር ተፅእኖዎችን ለመቀነስ.

መስኮት* በእይታ ግምቶች ውስጥ የጎንዮሽ ጉዳቶችን ለመቆጣጠር የሚያገለግል የክብደት ተግባር ነው።

በመቀጠልም የዋናው ሲግናል ዋና ድግግሞሾች ከ500 Hz እስከ 9.8 kHz ባለው ክልል ውስጥ ተገኝተዋል፣ ይህም ለዚህ ክፍል fM,l ጭንብል ድግግሞሾችን ማግኘት አስችሏል። በተጨማሪም, በተቀባዩ ላይ የንዑስ ተሸካሚዎች መገኛ ቦታን ለመወሰን መረጃ ከ 9.8 እስከ 10 kHz በትንሽ ክልል ውስጥ ተላልፏል. የስማርትፎን ማይክሮፎኖች በከፍተኛ ድግግሞሾች ላይ ባለው የስሜታዊነት ስሜት የተነሳ ጥቅም ላይ የዋለው የፍሪኩዌንሲ ክልል የላይኛው ገደብ ወደ 10 kHz ተቀምጧል።

ጭንብል ድግግሞሾች ለእያንዳንዱ የተተነተነ ክፍል በተናጠል ተወስነዋል። የHPS (ሃርሞኒክ ምርት ስፔክትረም) ዘዴን በመጠቀም ሦስቱ ዋና ድግግሞሾች ተለይተዋል ከዚያም በሃርሞኒክ ክሮማቲክ ሚዛን ወደ ቅርብ ማስታወሻዎች ተጠጋግረዋል። በ C1 (3 Hz) እና B0 (16.35 Hz) መካከል ተኝተው ዋና ማስታወሻዎች fF,i = 0…30.87 የተገኙት በዚህ መንገድ ነው። መሰረታዊ ማስታወሻዎች በመረጃ ስርጭት ውስጥ ለመጠቀም በጣም ዝቅተኛ በመሆናቸው ከፍተኛ ኦክታቭ 500kfF,i በ 9.8 Hz ... 2 kHz ክልል ውስጥ ይሰላሉ. አብዛኛዎቹ እነዚህ ድግግሞሾች (fO,l1) በHPS ተፈጥሮ ምክንያት ይበልጥ ጎልተው ታይተዋል።

ምስል #2፡ የተሰሉ octaves fO,l1 ለመሠረታዊ ማስታወሻዎች እና harmonics fH,l2 የጠንካራ ቃና።

የተገኘው የኦክታቭስ እና ሃርሞኒክ ስብስብ እንደ ጭንብል ድግግሞሾች ጥቅም ላይ ውለው ነበር፣ ከነሱም የኦፌዲኤም ንዑስ ተሸካሚ ፍጥነቶች fSC፣k የተገኙ ናቸው። ከእያንዳንዱ ጭንብል ድግግሞሽ በታች እና በላይ ሁለት ንዑስ ተሸካሚዎች ገብተዋል።

በመቀጠል፣ የHi ኦዲዮ ክፍል ስፔክትረም በንዑስ አገልግሎት አቅራቢ frequencies fSC፣k. ከዚያ በኋላ፣ በBi ውስጥ ባሉ የመረጃ ቢትስ ላይ በመመስረት የኦፌዴን ምልክት ተፈጠረ፣ በዚህ ምክንያት የተቀናበረው ክፍል Ci በተናጋሪው በኩል ሊተላለፍ ይችላል። ሰሚው በዜማ ላይ ለውጦችን ሳያስተውል ተቀባዩ የተላለፈውን መረጃ ማውጣት እንዲችል የንዑስ ተሸካሚዎች መጠን እና ደረጃዎች መመረጥ አለባቸው።

ምስል ቁጥር 3፡ የዋናው ዜማ ሃይ ክፍል የስፔክትረም እና የንዑስ ተሸካሚ ድግግሞሾች አካል።

በውስጡ ኢንኮድ የተደረገበት የድምጽ ምልክት በድምጽ ማጉያዎች በኩል ሲጫወት የተቀባዩ መሳሪያው ማይክሮፎን ይመዘግባል። የተከተቱ የኦፌዴን ምልክቶች መነሻ ቦታዎችን ለማግኘት፣ መዝገቦቹ በመጀመሪያ የባንድ ፓስፊክ ማጣሪያ ያስፈልጋቸዋል። በዚህ መንገድ በንዑስ ተሸካሚዎች መካከል ምንም የሙዚቃ ጣልቃገብነት ምልክቶች ከሌሉበት የላይኛው ድግግሞሽ ክልል ይወጣል። ሳይክሊሊክ ቅድመ ቅጥያ በመጠቀም የኦፌዴን ምልክቶችን መጀመሪያ ማግኘት ይችላሉ።

የኦፌዴን ምልክቶች መጀመሩን ካወቀ በኋላ ተቀባዩ በከፍተኛ ፍሪኩዌንሲ ጎራ መፍታት ስለ ዋና ዋና ማስታወሻዎች መረጃን ያገኛል። በተጨማሪም ኦፌዴን ጠባብ ባንድ ጣልቃገብነት ምንጮችን በጣም ይቋቋማል፣ ምክንያቱም እነሱ የሚነኩት አንዳንድ ንዑስ ተሸካሚዎችን ብቻ ነው።

ተግባራዊ ሙከራዎች

የKRK Rokit 8 ስፒከር የተሻሻሉ ዜማዎች ምንጭ ሆኖ ያገለግል ነበር፣ እና Nexus 5X ስማርትፎን የተቀባዩን ፓርቲ ሚና ተጫውቷል።

ምስል #4፡ በድምጽ ማጉያ እና ማይክሮፎን መካከል በ5ሜትር በቤት ውስጥ የሚለካው በትክክለኛ የኦፌዲኤም እና የግንኙነት ጫፎች መካከል ያለው ልዩነት።

አብዛኛዎቹ የኦፌዴን ነጥቦች ከ0 እስከ 25 ሚሴ ባለው ክልል ውስጥ ይገኛሉ፣ ስለዚህ በ66.6 ms ሳይክሊክ ቅድመ ቅጥያ ውስጥ ትክክለኛ ጅምር ማግኘት ይችላሉ። ተመራማሪዎቹ ተቀባዩ (በዚህ ሙከራ ውስጥ ስማርትፎን) የኦፌዴን ምልክቶች በየጊዜው መጫወታቸውን ከግምት ውስጥ ያስገባ ሲሆን ይህም የእነሱን መለየት ያሻሽላል።

ለመፈተሽ የመጀመሪያው ነገር በቢት ስህተት ፍጥነት (BER) ላይ ያለው የርቀት ውጤት ነው። ይህንን ለማድረግ በተለያዩ ክፍሎች ውስጥ ሶስት ሙከራዎች ተካሂደዋል-ምንጣፍ ያለው ኮሪደር ፣ ወለሉ ላይ ላንኮሌም ያለው ቢሮ እና የእንጨት ወለል ያለው አዳራሽ።

በቫን ሄለን "እና ዘ ክራድል ዊል ሮክ" የተሰኘው ዘፈን እንደ የሙከራ ርዕሰ ጉዳይ ተመርጧል.

የድምጽ መጠኑ ተስተካክሏል ስለዚህም በስማርትፎን የሚለካው የድምፅ መጠን ከድምጽ ማጉያው በ 2 ሜትር ርቀት ላይ 63 ዲቢቢ ነው.

ምስል ቁጥር 5: የ BER አመልካቾች በድምጽ ማጉያው እና በማይክሮፎኑ መካከል ባለው ርቀት (ሰማያዊ መስመር - ታዳሚዎች, አረንጓዴ - ኮሪዶር, ብርቱካንማ - ቢሮ).

በመተላለፊያው ውስጥ ከድምጽ ማጉያው እስከ 40 ሜትር ርቀት ላይ የ 24 ዲቢቢ ድምጽ በስማርትፎን ተነሳ. በክፍል ውስጥ በ 15 ሜትር ርቀት ላይ ያለው ድምጽ 55 ዲቢቢ ነበር, እና በቢሮ ውስጥ በ 8 ሜትር ርቀት ላይ በስማርትፎን የተገነዘበው የድምፅ ደረጃ 57 ዲባቢቢ ደርሷል.

አዳራሹ እና መሥሪያ ቤቱ ይበልጥ ደጋፊ በመሆናቸው፣ ዘግይተው የኦፌዴን ምልክት ማሚቶዎች ከሳይክል ቅድመ ቅጥያ ርዝመት በላይ እና BERን ይጨምራሉ።

ማስተጋባት* - በበርካታ ነጸብራቆች ምክንያት የድምፅ ጥንካሬ ቀስ በቀስ መቀነስ።

ተመራማሪዎቹ የስርዓታቸውን ሁለገብነት በሶስት ዘውጎች በ6 የተለያዩ ዘፈኖች ላይ በመተግበር አሳይተዋል።

ሠንጠረዥ ቁጥር 1: በፈተናዎች ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉ ዘፈኖች.

እንዲሁም፣ በሰንጠረዡ መረጃ፣ ለእያንዳንዱ ዘፈን የቢት ፍጥነት እና የቢት ስህተት ተመኖችን ማየት እንችላለን። የውሂብ ተመኖች የተለያዩ ናቸው ምክንያቱም ልዩነት BPSK (phase shift ቁልፍ) ተመሳሳይ subcarriers ጥቅም ላይ ጊዜ የተሻለ ይሰራል. እና ይህ በአቅራቢያው ያሉ ክፍሎች ተመሳሳይ ጭምብል ሲይዙ ይቻላል. ቀጣይነት ያለው ጩኸት ዘፈኖች ለመረጃ መደበቂያ ጥሩ መሰረት ይሰጣሉ ምክንያቱም የማስመሰል ድግግሞሾች በሰፊ የድግግሞሽ ክልል ውስጥ በይበልጥ ይገኛሉ። ፈጣን ፍጥነት ያለው ሙዚቃ በተወሰነው የትንታኔ መስኮት ርዝመት ምክንያት የኦፌዴን ምልክቶችን መደበቅ ይችላል።

በመቀጠል ሰዎች ስርዓቱን መፈተሽ ጀመሩ, የትኛው ዜማ ኦሪጅናል እንደሆነ እና በውስጡ በተካተተው መረጃ ተስተካክሏል. ለዚሁ ዓላማ, ከሠንጠረዥ ቁጥር 12 የ 1 ሰከንድ የዘፈኖች ክፍሎች በልዩ ድህረ ገጽ ላይ ተለጥፈዋል.

በመጀመሪያው ሙከራ (E1) እያንዳንዱ ተሳታፊ ለማዳመጥ የተቀየረ ወይም ኦሪጅናል ቁርሾ ተሰጥቷል እና ቁራጩ ኦርጅናል ወይም የተሻሻለ መሆኑን መወሰን ነበረበት። በሁለተኛው ሙከራ (E2) ተሳታፊዎች ሁለቱንም ስሪቶች የፈለጉትን ያህል ጊዜ ማዳመጥ ይችላሉ፣ እና የትኛው ኦርጅናል እና የትኛው እንደተሻሻለ ይወስኑ።

ሠንጠረዥ ቁጥር 2፡ የሙከራ ውጤቶች E1 እና E2.

የመጀመርያው ሙከራ ውጤት ሁለት ጠቋሚዎች አሉት፡- p(O|O) - የመጀመሪያውን ዜማ በትክክል ያደረጉ ተሳታፊዎች መቶኛ እና p(O|M) - የተቀየረውን የዜማ ቅጂ እንደ ኦርጅናል ያደረጉ ተሳታፊዎች መቶኛ።

የሚገርመው፣ አንዳንድ ተሳታፊዎች፣ ተመራማሪዎቹ እንደሚሉት፣ አንዳንድ የተቀየሩ ዜማዎች ከዋናው ከራሱ የበለጠ ኦሪጅናል አድርገው ይመለከቱ ነበር። የሁለቱም ሙከራዎች አማካኝ እንደሚያመለክተው አማካዩ አድማጭ በመደበኛ ዜማ እና በመረጃ የተካተተበት መካከል ያለውን ልዩነት አያስተውልም።

በተፈጥሮ፣ የሙዚቃ ባለሙያዎች እና ሙዚቀኞች በተቀየሩት ዜማዎች ውስጥ አንዳንድ የተሳሳቱ እና አጠራጣሪ ነገሮችን ለይተው ማወቅ ይችላሉ፣ነገር ግን እነዚህ አካላት ምቾትን ከማስከተል አንፃር ያን ያህል ጉልህ አይደሉም።

እና አሁን እኛ እራሳችን በሙከራው ውስጥ መሳተፍ እንችላለን. ከዚህ በታች ሁለት ተመሳሳይ ዜማዎች አሉ - ዋናው እና የተሻሻለው። ልዩነቱን መስማት ትችላለህ?

የዜማው ዋና ቅጂ
vs
የተሻሻለው የዜማ ስሪት

ከጥናቱ ጥቃቅን ነገሮች ጋር የበለጠ ለመተዋወቅ ፣ እንዲመለከቱ እመክራለሁ ሪፖርት የምርምር ቡድን.

እንዲሁም በጥናቱ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋሉ ኦሪጅናል እና የተሻሻሉ ዜማዎች የዚፕ ማህደርን ማውረድ ይችላሉ። ይህ አገናኝ.

Epilogue

በዚህ ስራ ከETH ዙሪክ የተመረቁ ተማሪዎች በሙዚቃ ውስጥ ያለውን አስደናቂ የመረጃ ስርጭት ስርዓት ገለፁ። ይህንን ለማድረግ ፍሪኩዌንሲንግ (frequency masking) ተጠቀሙ፣ ይህም መረጃውን በተናጋሪው በሚጫወተው ዜማ ውስጥ ለመክተት አስችሏል። ይህ ዜማ በመሳሪያው ማይክሮፎን የተደበቀ መረጃን አውቆ ዲኮድ አውጥቶ የሚያውቅ ሲሆን አማካዩ አድማጭ ልዩነቱን እንኳን አያስተውለውም። ለወደፊቱ, ወንዶቹ መረጃን ወደ ኦዲዮ ለማስተዋወቅ የበለጠ የላቁ ዘዴዎችን በመምረጥ ስርዓታቸውን ለማዳበር አቅደዋል.

አንድ ሰው ያልተለመደ ነገር ሲያመጣ, እና ከሁሉም በላይ, የሚሰራ ነገር, ሁልጊዜ ደስተኞች ነን. ግን የበለጠ ደስታ ይህ ፈጠራ በወጣቶች መፈጠሩ ነው። ሳይንስ የዕድሜ ገደቦች የሉትም። እና ወጣቶች ሳይንስ አሰልቺ ሆኖ ካገኙት ከተሳሳተ አቅጣጫ ነው የሚቀርበው ማለት ነው። ደግሞም ፣ እንደምናውቀው ፣ ሳይንስ መደነቁን የማያቆም አስደናቂ ዓለም ነው።

አርብ ከላይ፡

እየተነጋገርን ያለነው ስለ ሙዚቃ ነው፣ ወይም ይልቁንስ የሮክ ሙዚቃ፣ በሮክ ሰፊ ቦታዎች ውስጥ አስደናቂ ጉዞ እዚህ አለ።

ንግስት, "ሬዲዮ ጋ ጋ" (1984).

ስላነበቡ እናመሰግናለን፣ የማወቅ ጉጉት ይኑርዎት፣ እና ጥሩ የሳምንት መጨረሻ ወንዶች ይሁንላችሁ! 🙂

ከእኛ ጋር ስለቆዩ እናመሰግናለን። ጽሑፎቻችንን ይወዳሉ? የበለጠ አስደሳች ይዘት ማየት ይፈልጋሉ? ትእዛዝ በማዘዝ ወይም ለጓደኞች በመምከር ይደግፉን፣ በእኛ ለእርስዎ በፈለሰፈው ልዩ የመግቢያ ደረጃ አገልጋዮች አናሎግ ለሀብር ተጠቃሚዎች 30% ቅናሽ። ስለ VPS (KVM) ሙሉ እውነት E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps ከ$20 ወይንስ እንዴት አገልጋይ መጋራት ይቻላል? (በRAID1 እና RAID10፣ እስከ 24 ኮሮች እና እስከ 40GB DDR4 ድረስ ይገኛል።

ዴል R730xd 2 ጊዜ ርካሽ? እዚህ ብቻ 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV ከ$199 በኔዘርላንድስ! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - ከ$99! ስለ አንብብ የመሠረተ ልማት ኮርፖሬሽን እንዴት እንደሚገነባ ክፍል ጋር Dell R730xd E5-2650 v4 አገልጋዮች ዋጋ 9000 አንድ ሳንቲም ዩሮ?

ምንጭ: hab.com