SHAZAM ...la màgia d'endevinar cançons.

Estàs escoltant una cançó que t'agrada i no pots saber quina és?, doncs connectes Shazam i en 10 segons ja tens el nom de la cançó i el grup.

Tenia curiositat de saber com funcionava, i afortunadament hi ha un article escrit per u dels desenvolupadors per a explicar-ho. Per supost deixar de costat alguns dels detalls, però la idea bàsica és exactament el que es pot esperar: es basa en la presa d'empremtes dactilars de música basat en un espectrograma.

Pensem-ho per un moment, quan nosaltres escoltem una cançó ens és senzill saber quina és gràcies al nostre meravellosos cervell. Escoltant una fracció podem dir fàcilment quina cançó és la que sona (sempre que l'hàgem escoltant abans clar). Shazam fa una cosa semblant ja que només reconeix cançons que hi ha "escoltat" abans.

Estos són mes o menys els passos bàsics:

1. En principi Shazam té un ampli catàleg de música, i emmagatzema “les empremtes dactilars” en una base de dades.
2. L’usuari, “Taguea” (pren una mostra) una cançó que proporcionara les empremtes dactilars d'una mostra de 10 segons d'àudio.
3. L'aplicació Shazam puja l'empremta digital al servidor per a comparar-la, és a dir, fa la busca de l'empremta presa corresponent en la seua base de dades.
4. Si es troba una coincidència, la informació de la cançó es torna a l'usuari, en cas contrari torna una errada.

Aixina, és com funciona la presa d'empremtes dactilars:

Es pot pensar de qualsevol peça de música com un temps-freqüència, dit gràfic espectrograma . Be, un dels eixos és el temps (X), un altre la freqüència(Y), i el tercer és la intensitat (Z). Cada punt de la gràfica representa la intensitat d'una freqüència donada en un punt específic en el temps. Suposant que el temps està en l'eix X i la freqüència està en l'eix Y, una línia horitzontal contínua representaria un to pur i una línia vertical representaria una explosió instantània de soroll. Ací, veiem un exemple de com pot paréixer una cançó:

Espectrograma d'una mostra de cançó amb intensitats màximes marcades en roig.

S'interpreten les empremtes dactilars de l'algoritme Shazam d'una cançó de la generació d'este gràfic 3D, i la identificació de freqüències de "màxima intensitat". Per a cada u d'estos punts de pic es fa un seguiment de la freqüència i la quantitat de temps des del començament de la pista.
Per tant un exemple d'una empremta dactilar per a una mostra de 10 segons pot ser:


Shazam basa el seu catàleg d'empremtes dactilars com una taula hash, on la clau és la freqüència. Quan Shazam rep una empremta digital com l'anterior, usa la primera clau (en este cas 823.44), i busca totes les cançons que coincidisquen. La seua taula d'hash podria ser semblant al següent:

Alguns detalls extra: no sols marca un punt únic en l'espectrograma, sinó que marca un parell de punts, la "màxima intensitat", a més d'un segon "punt d'ancoratge". Pel que el seu clau no és només una freqüència única, és un hash de les freqüències d'abdós punts. Açò porta a menys col•lisions hash que alternativament acceleren la busca de catàleg en diverses ordes de magnitud pel que permet aprofitar millor les constants de la taula (O (1)).
Si un patró específic és trobat diverses vegades, llavors es comprova si estes freqüències corresponen en el temps. De fet, tenen una forma intel•ligent d'actuar creant un lot de mostres de freqüència, un eix és el temps des del començament de la pista de les freqüències que apareixen en la cançó, en l'altre eix estan les freqüències que apareixen en la mostra . Si hi ha una relació temporal entre els conjunts de punts, llavors els punts s'alineen al llarg d'una diagonal. A partir d'ací s'utilitza un altre mètode per al reconeixement del senyal i poder distingir-la en la base de dades.

Per a més informació us deixe el document PDF en perfecte anglés.

Enllaç de descàrrega:
shazam.pdf

web, web2, web3 ...

Amb la necessitat de que els ordinadors siguin capaços de donar un sentit semàntic a les paraules, emulant el coneixement humà es crea el projecte de la web semàntica.

Què és la Web Semàntica?
La web semàntica, és una web que busca reforçar les cerques de la web actual, associant significat a les paraules de manera que les màquines ho puguin entendre i interpretar.
Avui en dia, ens trobem que a Internet hi ha una gran quantitat d’informació que al no tenir un sentit semàntic, produeix un desordre i una tardança al intentar navegar a través de la web. Per aquest motiu, la W3C ha creat la Web Semàntica, la qual sembla la millor solució per ficar ordre a tota aquesta informació.
Podem dir que la web semàntica és una extensió de la web actual, que gràcies a aquesta semàntica i a l’enteniment i interpretació de les màquines, la cerca d’informació a Internet serà més directa i fàcil per a l’usuari.

En què es basa?
La web semàntica es basa en les metadades, que necessiten un llenguatge especial, els metallenguatges, per poder representar ontologies i fer més comprensibles per les màquines les pàgines web.
Els principals metallenguatges emprats en el funcionament de la Web Semàntica són el XML, el RDF i el RDF Schema.

El llenguatge XML (eXtensible Markup Language) a diferència del llenguatge HTML (hypertext markup language) emprat en la web actual, a més de ser un llenguatge, també permet especificar altres llenguatges, és a dir que qualsevol llenguatge expressat d’una forma determinada pot ser XML.

Necessitat de la Web Semàntica.
La necessitat de una web semàntica, ve de la necessitat de no sols emmagatzemar dades sinó d’arribar a comprendre-les i interpretar-les, sent aquesta nova web una extensió de la actual.
Com hem dit anteriorment, la Web Semàntica ha estat creada per tal de simplificar les carències de la web actual i posar un ordre a la web actual. La possibilitat que dóna la Web Semàntica és la de que gràcies als components que la formen, la màquina és capaç de processar la informació d’una manera intel·ligent i així facilitar la navegació a l’usuari.
La recuperació de dades que proporciona la Web Semàntica també és un factor important el qual reordenarà les dades de la Web i les farà més comprensibles i accessibles als nostres propòsits.

Avantatges i inconvenients de la Web Semàntica.
El principal avantatge de la web semàntica respecte de l’actual, es que la web actual basa la seva cerca estrictament en la paraula clau introduïda, mentre que la web semàntica es basa en la informació ontològica, de manera que els resultats seran discriminats donant sols els que realment tenen a veurà amb el que s’està buscant, imitant el que un humà especialitzat triaria de tota la informació que es troba a la xarxa.
El principal inconvenient es la grandària d’aquest projecte, i la implicació que necessita d’empreses etc, per dur-la a terme.
Però com qualsevol idea que mescla un concepte revolucionari i una falta de concretizació en la proposta, els problemes que sorgixen en la implantació de la Web Semàntica són diversos.
Entre ells hi haurà que redefinir el funcionament dels buscadors cosa que el coneixement i els procediments adquirits per les empreses que els dissenyen perdran valor.
Si hui per hui ja hi ha trucs per a enganyar els buscadors i aconseguir millors llocs entre les busques realitzades, un sistema tan complex com el web semàntic podria fer créixer este problema per mitjà de l'ús de “spam semàntic”.
Així doncs, caldrà esperar un poc més que siguen les màquines les que ens oferisquen el millor contingut possible a partir d'una petició concreta realitzada en un llenguatge normal i no formatat per a ser entés millor per un programa.

Conclusions.
Les primeres conclusions respecte a la web semàntica, es que es un projecte molt ambiciós que en principi seria un gran avantatge per tots els usuaris de la xarxa, sempre que per dur-la a terme el usuari pogués seguir utilitzant el llenguatge natural per fer les seves cerques i no necessites un llenguatge específic que limites l’accés als usuaris no professionals.
La Web semàntica esta principalment orientada cap a grups específics que recullin dintre de les seves webs les ontologies del seu àmbit, de manera que el usuaris que utilitzant el seu buscador, solen ser professionals de la matèria (col·legis de metges, abocats, arquitectes, tècnics, etc.) o un motor semàntiques en algunes pàgines webs, de bancs, ajuntaments, etc. per que el usuaris puguin fer el seus tràmits més fàcilment, de moment almenys queda molt lluny una web semàntica amb un alcans semblant al Google amb la web 2.0.

Per a més informació descarregat el document pdf amb la documentació ampliada sobre el tema. Agraïsc la col·laboració als companys del grup MIC4all durant el pirmer semestre del curs 2008 a la UOC.

Enllaç de descàrrega:

web_semantica.pdf

WIMAX, WIFI, MAN BUCLE ...

"La tecnologia WiMAX serà la base de les Xarxes Metropolitanes d'accés a Internet, servirà de suport per a facilitar les connexions en zones rurals, i s'utilitzarà en el món empresarial per a implementar les comunicacions internes. A més, la seua popularització suposarà l'envol definitiu d'altres tecnologies, com VoIP (telefonades de veu sobre el protocol IP)."

Este ha sigut el titular de moltes pàgines web durant els últims cinc anys. Però realment ha funcionat la proposta?. Caldría enumerar alguns dels avantatges i inconvenients del sistema esmentat.

WiMAX està dissenyat com una alternativa wíreless a l'accés de banda ampla DSL i cable, i una forma de connectar nodes WiFi en una xarxa d'àrea metropolitana (MAN). Les seues sigles en anglès vénen a dir “Worldwide Interoperability for Microwave Access” o Interoperabilitad mundial d'accés per microones. Podem també definir-lo com un sistema de comunicació digital, també conegut com IEEE 802.16.
WiMAX pot proveir d'accés de banda ampla Wíreless de fins a 50 quilòmetres. Si ho comparem amb el protocol Wíreless 802.11, el qual està limitat en la majoria de les ocasions a uns 100 Metres, ens adonem de la gran diferència que separa estes dos tecnologies sense fil. De fet se sol anomenar a WiMAX com “WiFi amb esteroides”.

Alguns dels avantatges de WiMAX :
Pot donar cobertura a una àrea prou extensa i la instal·lació de les antenes per a transmetre i rebre, formant estacions base, són senzilles i ràpides d'instal·lar. Açò ho fa adequat per a donar comunicació en ciutats senceres, podent formar una MAN, en compte d'una àrea de xarxa local com pot proporcionar WiFi.
WiMAX té una velocitat de transmissió major que la de WiFi, i depenent de l'ample de banda disponible, pot produir transmissions de fins a 70 MB comparat amb els 54 MB que pot proporcionar WiFi.
Pot ser simètric la qual cosa significa que pot proporcionar un flux de dades semblants tant de pujada com de baixada.
Les antenes de WiMAX operen a una freqüència de fins a 60 MHz. Un detall a tindre en compte és que les antenes no han d'estar directament alineades amb els seus clients.
WiMAX està pensat per a construir una infraestructura de xarxa quan l'entorn o distància no és favorable per a una xarxa cablejada. És una alternativa més ràpida i barata que caldre instal·lar cables.

Sens dubte, la implantació de WiFi aporta als usuaris de les xarxes de comunicacions el valor de la mobilitat que permet estar connectat sense dependre d'un cable físic.

En els nostres dies, la necessitat d'estar connectat ja no es qüestiona i WiFi respon a les exigències d'esta connexió amb les millors expectatives, sempre que la cobertura i la qualitat de la xarxa siga òptima.

No obstant, a ningú se li ocorreria pensar que amb un telèfon sense fil estàndard podria desplaçar-se per una ciutat sense perdre la comunicació amb la base; d'esta mateixa forma, WiFi ha sigut dissenyat per a facilitar la comunicació entre els Access Point i l'equip d'usuari en un entorn de 10-100 metres, ESTE ÉS EL PRIMER FACTOR D'ERROR A L'HORA DE REALITZAR LA MAJORIA DELS PROJECTES DE WIFI MUNICIPALS.

De fet hi ha centenars de projectes WiFi municipals en els quals s'han desplegat 10 Access Point, per a donar cobertura a 500.000/800.000 metres quadrats, implantant antenes de molt alta ganancia, este tipus de projecte oferia “aparentment bona cobertura” però en la practica, la comunicació entre l'usuari i l'Access Point resulta impossible (efecte “Node Ocult”; efecte pel qual el receptor pot escoltar dos transmissors, però estos no es poden escoltar entre si).

Al tractar-se de “Banda Lliure” i pretendre donar accessos a usuaris amb la seua pròpia targeta WiFi, els equips d'usuaris (ordinadors), han de comptar amb comunicació “bidireccional” amb els Access Point. Per a poder interactuar amb la xarxa esta condició només pot complir-se per mitjà del desplegament d'alta densitat de cobertura (80/90% de cobertura).

Açò suposa implantar un Access Point cada 5.000/10.000 metres quadrats!

Però siguem realistes NO ES POT OMPLIR D'ANTENES WIMAX, ELS TERRATS DE TOTA UNA CIUTAT, PER A PODER CONNECTAR TOTS ELS ACCESS POINT, EN UN DESPLEGAMENT D'ALTA DENSITAT DE COBERTURA.

Si l'abast del projecte és oferir alta densitat de cobertura de forma uniforme, en la ciutat, la implantació de les antenes per a connecten els Access Point, representa un problema de difícil solució, sobretot quan es parla de projectes de 100/150 Access Point.

I és per açò que un dels grans inconvenients de la tecnologia de Radioenllaços (WiMAX), a l'hora de realitzar el Backhaul per a un projecte WiFi, és la necessitat de comptar amb “línia vista” entre les antenes que constituïxen l'enllaç, açò en la pràctica suposa la necessitat de col·locar les antenes de Backhaul sobre mastelers d'una alçada considerable, bé sobre mobiliari, o sobre els terrats dels edificis confrontants, comptant amb el beneplàcit de la comunitat de veïns.

La tècnica que utilitzen els operadors de telefonia mòbil en el 100% de les seues antenes urbanes amb la finalitat d'evitar la implantació d'antenes troncals en entorns urbans és per mitjà de la connexió dels Access Point amb Backhaul de Coure Ethernet.
Per això també és una solució la creació d'una xarxa MAN BUCLE, de forma que és possible eliminar el 100% de l'impacte de la instal·lació dels enllaços i/o Antenes en el Backhaul.

En resum, les prestacions de la xarxa WiFi basada en MAN BUCLE comparat amb WiMAX a més de l'impacte visual, la utilització de Backhaul WiMAX suposa la infrautilització de l'espectre de canals 802.11 A, B i G, pel fet que WiMAX utilitza el mateix espectre de freqüència que el WiFi 802.11 A. Açò suposa una gran limitació a l'hora de facilitar l'accessos dels usuaris a la xarxa, pel fet que l'accés als usuaris es limita pràcticament a l'accés en la banda 2,4Ghz, renunciant a la practica totalitat de l'ús del la banda 5,4Ghz, que actualment és la que esta menys saturada i oferix una àmplia disponibilitat dels canals nets per a oferir una excel·lent qualitat d'accessos als usuaris a la xarxa.