So fügen Sie eine kurze digitale Nachricht in eine Tonaufnahme ein

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ProfK

Ich möchte eine kurze digitale Nachricht mit einer Frequenz von weniger als kB über der hörbaren Frequenz einblenden, die aber immer noch niedrig genug ist, um über UKW-Radiosender übertragen zu werden, und dann dieses Signal erkennen und decodieren.

Welche Software-Tools kann ich verwenden, um die Nachricht in Audio zu modulieren, und wie kann ich sie ermitteln? Letzteres scheint einfach zu sein, ein Hochpassfilter, aber welche Software kann das?

ADDED: Ich möchte das Audiosignal als Träger des digitalen Signals verwenden, nicht als FM-Trägersignal. Dieses Signal sollte so natürlich sein, dass es auch direkt per Audiokabel übertragen werden kann.

Ich verwende nur UKW-Radio als Beispielmedium, das die Nachricht überleben muss. Ich möchte nicht, dass die Radiosender beteiligt sind. Nur der Produzent der Trägertonspur und der Empfänger der Nachricht.

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Vielleicht sollte dies in der [Software Recommendations] (http://softwarerecs.stackexchange.com/) -E-SE abgefragt werden. Cristian Ciupitu vor 9 Jahren 0
"... ich verwende nur UKW-Radio als Beispielmedium, das die Nachricht überleben muss ..." - nur Fahrradabwurf, aber das könnte illegal sein. Siehe Bill Frantz-Kommentare zur TLS-Arbeitsgruppe unter [Re: Das Risiko einer Fehlkonfiguration] (http://www.ietf.org/mail-archive/web/tls/current/msg12469.html): "Es gibt Zeiten, in denen Informationen verschlüsselt werden seine Bedeutung zu verschleiern ist illegal. Ein Ort, an dem es illegal ist, ist die Amateurfunkkommunikation. Die FCC hat kürzlich ihr Verbot der Verschlüsselung von Nachrichtenverschleierung bekräftigt ... " jww vor 9 Jahren 0
Die Nachricht wird nicht verschlüsselt und die Radiosendung ist kommerziell. ProfK vor 9 Jahren 0

5 Antworten auf die Frage

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Cornelius

Sie können einen Software-basierten RDS-Radio-Encoder verwenden.

Hier ein Beispiel für Windows: Airomate RDS Encoder .

Airomate ermöglicht die Verwendung einer 192 kHz-Abtastrate-fähigen Soundkarte, um ein hochwertiges Stereo-MPX-Signal mit voll ausgestatteten RDS / RBDS für UKW-Radiosender zu erzeugen. Airomate verleiht Ihrem Radiosender einen professionellen Look und Sound.

Wenn Sie einen Mediaplayer auf demselben Computer verwenden, wird das Audiosignal vollständig digital bearbeitet, so dass keine Qualitätsverluste durch A / D-Wandler entstehen. Das RDS / Stereo-Signal wird digital berechnet, so dass ein perfektes RDS / Stereo-Signal erzeugt wird und eine gute Stereotrennung erreicht wird. (> 50 dB)

Benötigt noch einen Sender (zusätzliche Hardware) Kinnectus vor 9 Jahren 0
OP fragte nur nach Software zur Modulation, nicht nach einer vollständigen Lösung. Hardware ist hier also nicht relevant. Es ist zwar eine gültige Annahme, dass Sie irgendwann einen Sender benötigen Art Gertner vor 9 Jahren 1
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Jason C

Da Sie wollen RDS nicht verwenden (obwohl es ist das am besten geeignete Werkzeug für die FM - Übertragungen, aber natürlich würde auf andere Übertragungsmethoden nicht anpassen), können Sie in der Lage sein, Techniken für etablierte verwenden Audio - Wasserzeichen . Es gibt Spread Spectrum Watermarking (SSW), das sehr robust ist.

Suchen Sie auch nach " Audio-Steganographie " und " Echtzeit-Audio-Steganographie ". Es gibt ein potenziell informatives Papier hier, die eine Reihe von Echtzeit - Techniken abdeckt, obwohl man um die Suche muss eine Kopie davon zu finden.

Es gibt auch steghide, ein Open Source-Befehlszeilenprogramm (GPL). Möglicherweise können Sie den Algorithmus dort für die Erkennung in Streams anpassen, obwohl ich nicht weiß, welchen Algorithmus er verwendet, und ich vermute, dass er die Reise nicht überleben wird.

Viele Algorithmen für das Wasserzeichen von Bildern können theoretisch auch für Audio angepasst werden, obwohl sie in Tonform offensichtlicher sind als in Bildform.

Viele der einfachen Algorithmen arbeiten mit digitalen Daten und gehen mit keinen oder geringen Verlusten einher. Wenn Sie also einen finden, müssen Sie prüfen, ob die verschlüsselten Daten eine Fahrt durch Audioverarbeitungsgeräte, einen Sender, einen Sender und einen Empfänger überstehen. Algorithmen wie Spread-Spectrum-Wasserzeichen sind die beste Wahl, um den Missbrauch zu überleben. Beginnen Sie mit der Google-Suche nach diesem und diesem und verwandten.

Es gibt eine Bibliothek hier (via https://stackoverflow.com/a/21269707/616460 ) als auch, Vielleicht einen Blick wert.

Es ist eine Sammlung von Quellcode für verschiedene Watermarking - Algorithmen hier (vermutlich einschließlich SSW). Könnte auf Bilder ausgerichtet sein.

Es gibt einen Artikel, der sich speziell mit SSW zu Audiodaten befasst, dem Spread-Spectrum-Watermarking von Audiosignalen .

Es gibt ein verwandtes IEEE-Papier, Dateneinbettung in Audiosignale .


Edit: Sorry, ich bin es gewohnt, mit Programmierern zu sprechen. Ich habe gerade realisiert, dass Sie nach Werkzeugen dafür gesucht haben.

Es gibt ein kostenloses SSW-Audio-Wasserzeichen-Tool von Microsoft. Ich habe keine Ahnung, wozu es in der Lage ist, aber wahrscheinlich einen Blick wert ist. Siehe auch diese Suche .

Verwenden Sie dennoch einige der oben aufgeführten Artikel und Suchbegriffe als Ausgangspunkt für die Suche nach Werkzeugen. Ich sah mich ein bisschen nach Hardware-basierten Lösungen um, konnte aber nach einer flüchtigen Suche keine finden. Es könnte etwas geben.

Ich bin Programmierer, also kein Problem. Das klingt genau so, wie ich es brauche. Ich habe gerade erwähnt, dass das Signal über UKW-Radio übertragen werden sollte, aber nicht davon abhängig ist. Siehe meine Änderung an der Frage. ProfK vor 9 Jahren 0
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Kinnectus

Sie versuchen, Daten im UKW-Bereich zu kodieren. Dies wird als Radio Data System (oder allgemein als RDS bezeichnet) bezeichnet.

Sie müssen nach einem RDS-Encoder suchen - Sie können Hardware- und Software-Encoder erhalten - die Software erfordert zusätzliche Hardware (durch eine Schnellsuche) ...

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Art Gertner

Dafür gibt es eine Technologie namens Radio Data System, und der Standard ist bereits definiert. Von Wikipedia:

Radio Data System (RDS) ist ein Kommunikationsprotokollstandard zum Einbetten kleiner Mengen digitaler Informationen in herkömmliche UKW-Radiosendungen. RDS standardisiert verschiedene Arten von übertragenen Informationen, einschließlich Zeit, Stationsidentifizierung und Programminformationen.

Und hier sind einige technische Daten, an denen Sie interessiert sein könnten:

Sowohl der [RBDS- als auch der RDS-Standard] tragen auf einem 57-kHz-Zwischenträger Daten mit 1.187,5 Bits pro Sekunde, so dass während jedes Datenbits genau 48 Zyklen des Hilfsträgers vorhanden sind. Der RBDS / RDS-Hilfsträger wurde auf die dritte Harmonische des 19-kHz-FM-Stereopilottons eingestellt, um Interferenzen und Intermodulation zwischen dem Datensignal, dem Stereopilot und dem 38-kHz-DSB-SC-Stereodifferenzsignal zu minimieren. (Das Stereo-Differenzsignal reicht bis zu 38 kHz + 15 kHz = 53 kHz, wobei 4 kHz für das untere Seitenband des RDS-Signals verbleiben.)

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LawrenceC

Ich möchte eine kurze digitale Nachricht mit einer Frequenz von weniger als einem kB über der hörbaren Frequenz einblenden, die aber immer noch niedrig genug ist, um über UKW-Radiosender übertragen zu werden.

Ich bin kein Tontechniker, aber ...

"Über hörbare Frequenz" wird> 20.000 Hz sein. Alles, was allgemein und für den Benutzer zum Übertragen / Empfangen von Audiodaten in physischer, analoger, hörbarer Form geeignet ist, wird bei 20.000 Hz und wahrscheinlich niedriger ausfallen. Natürlich funktionieren digitale Medien und Protokolle bei viel höheren Frequenzen, aber keine davon ist direkt an einen Lautsprecher oder einen Audioausgang angeschlossen. Sie werden an beiden Enden in "physisches" oder analoges 20-20-kHz-Audio übertragen, um einen Lautsprecher zu steuern usw. Ich denke also nicht, was Sie tun möchten, obwohl ich nicht sicher bin.

Je höher die Frequenz ist, auch wenn sie hörbar ist, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie gedämpft wird - wenn das tatsächliche Klangmedium Ihnen unbekannt ist. Der wahrscheinlich beste "Cover-All-Cases" -Frequenzbereich wäre derjenige, der von analogen POTS-Geräten unterstützt wird, die nur 300 bis 3400 Hz umfassen. Die Grenze für internationale Kurzwellen liegt bei 5000 Hz. Die Reichweite des UKW-Radios beträgt bis zu 15 kHz.

Wenn Sie an dieser Stelle eine Niederlage / einen Kompromiss akzeptieren und Daten über hörbare Audiotechnologie übertragen möchten, verfügen Sie über DMTF und natürlich über die Fülle von Modemstandards. Ein Linux-Programm, das ich noch nie ausprobiert habe und DMTF- Dateien decodieren kann, ist Multimon . Dann gab es dieses Projekt, bei dem es sich um ein in Software implementiertes Linux-Modem handelte, das eingehende Audio-Streams entschlüsseln und verschiedene Modemstandards entschlüsseln und natürlich auch verschlüsseln sollte, aber ich glaube nicht, dass dies seit 2000 aktualisiert wurde.

Die Nachricht ist klein genug, um auch etwas unterhalb der Audiofrequenz zu sein. Der Ton wird hauptsächlich Sprache sein, wobei ich sicher bin, dass ich jeden hörbaren Rückstand tarnen kann. ProfK vor 9 Jahren 0