惯性聚合 高效追踪和阅读你感兴趣的博客、新闻、科技资讯
阅读原文 在惯性聚合中打开

推荐订阅源

C
CERT Recently Published Vulnerability Notes
U
Unit 42
T
The Blog of Author Tim Ferriss
H
Hackread – Cybersecurity News, Data Breaches, AI and More
B
Blog RSS Feed
Microsoft Azure Blog
Microsoft Azure Blog
Threat Intelligence Blog | Flashpoint
Threat Intelligence Blog | Flashpoint
S
Securelist
L
Lohrmann on Cybersecurity
Blog — PlanetScale
Blog — PlanetScale
Recorded Future
Recorded Future
D
DataBreaches.Net
Spread Privacy
Spread Privacy
T
Threat Research - Cisco Blogs
I
Intezer
P
Palo Alto Networks Blog
Simon Willison's Weblog
Simon Willison's Weblog
cs.CL updates on arXiv.org
cs.CL updates on arXiv.org
I
InfoQ
宝玉的分享
宝玉的分享
Security Latest
Security Latest
Cyber Security Advisories - MS-ISAC
Cyber Security Advisories - MS-ISAC
T
Threatpost
Cisco Talos Blog
Cisco Talos Blog
P
Proofpoint News Feed
博客园 - 司徒正美
H
Hacker News: Front Page
Y
Y Combinator Blog
爱范儿
爱范儿
让小产品的独立变现更简单 - ezindie.com
让小产品的独立变现更简单 - ezindie.com
cs.AI updates on arXiv.org
cs.AI updates on arXiv.org
NISL@THU
NISL@THU
月光博客
月光博客
有赞技术团队
有赞技术团队
Cloudbric
Cloudbric
酷 壳 – CoolShell
酷 壳 – CoolShell
G
Google Developers Blog
A
Arctic Wolf
博客园 - 【当耐特】
W
WeLiveSecurity
V
Visual Studio Blog
Exploit-DB.com RSS Feed
Exploit-DB.com RSS Feed
OSCHINA 社区最新新闻
OSCHINA 社区最新新闻
cs.CV updates on arXiv.org
cs.CV updates on arXiv.org
V
V2EX
C
Cyber Attacks, Cyber Crime and Cyber Security
S
SegmentFault 最新的问题
The GitHub Blog
The GitHub Blog
The Cloudflare Blog
Stack Overflow Blog
Stack Overflow Blog

Все публикации подряд на Хабре

Ловим музу за клавиатуру: как айтишнику стать автором Что умеет Midjourney в 2026? Мой немного грустный разбор этого шикарного инструмента Никто не любит писать тесты, но ИИ может исправить это IPv8 выглядит как мечта. Поэтому почти наверняка не взлетит Производители вернули в продажу материнки с DDR3. Что происходит? Управление агентом с телефона через Telegram теперь в KodaCode От координации к лидерству: как меняется роль руководителя разработки Я сделала родителям бизнес вместо пенсии: зарабатываем 70 тысяч, мама не даёт продать В три раза быстрее приемка товара и оптимизация трудозатрат на 73%: как «РСТ-Инвент» помог Gulliver Group ИИ-шечный мир победил? О влиянии искусственного интеллекта на игропром Кремль снижает давление на Телеграмм пока Европа строит интернет по паспорту Как CEO, CTO и CIO за 8 часов собрали ИИ-директора, который умеет держать позицию под давлением Как (не) потерять домен за выходные Вместо 8 разных VPS: как я организовал практику студентам на одном сервере Почему твой Open Source проект не замечают? R&D: искусство управления неопределенностью в разработке AI-дефляция: вакансий для разработчиков больше, а рост зарплат — худший за 15 лет Мы отдали управление роботами OpenClaw. Что из этого вышло Галактический ID: система идентификации для всех форм разумной жизни Шесть основ бизнес-анализа: начинаем с вопроса «Кто в игре?» Код-ревью, в котором дело не в коде Данные переехали. Команда — нет Системной подход к сдаче OSWE в 2025 Почему комната управления реактором покрашена в цвет морской пены 4 YAML-файла вместо PySpark: как аналитикам строить пайплайны без разработчиков LLM-агент для поиска свободных доменов: автоматизируем подбор Когда, зачем и как правильно начинать новую сессию в Claude Code? Как я заставил нейросеть писать макросы для FreeCAD Анатомия ИИ‑агента для подбора персонала. От тысячи резюме к топ‑10 за минуты Опыт разработчика как экономика внимания Автономность как точка невозврата: кто будет субъектом в цифровом будущем Обучение ИИ в «диких» условиях: как рутинные действия превращаются в датасеты Как измерить LLM для задач кибербеза: обзор открытых бенчмарков Где хранить код? Сравнение GitHub, GitLab и Bitbucket Математика объясняет, почему нормальное распределение встречается повсюду Почему ваш FinOps не работает: 12 тезисов от практиков Как подписать проектную документацию УКЭП с использованием бесплатных лицензий Pilot Адаптивное администрирование Sigla Vision Я грузил уран в бочки, а потом 20 лет строил ИТ в атомной отрасли Чем позвонить с Эвереста? История и обзор спутниковой связи. Часть 2 Как языковая модель помогает контролировать качество инструктажей по охране труда в металлургии Как не передать на desktop свой IP в РКН Анатомия SAP Privileges: как устроено управление правами в macOS MoneyDev: Сказка про три главных слова Обновлённый токенизатор видео K-VAE 2.0 от Сбера Как сделать диспетчеризацию дома на 1284 квартиры почти бесплатно Как мы разогнали железную дорогу Мы дали агентам рутину. Теперь надо решить — что делать с освободившимся временем Токсичный контент, промпт-хакинг и защита ИИ — всё о Guardrails для LLM Умный город начинается с точного взгляда: как «Фалькон Тех» меняет пространство к лучшему Навайбкодил приложение для анализа графов Почему Дюну так интересно читать? Упрощаем работу с рутиной или как стать Гендальфом Белым Деконструкция Go: CPU, RAM и что там происходит. Go Assembler база. Часть 1.1 Какие профессии исчезнут из-за ИИ, а какие появятся? И что с этим делать Как мы построили IT-отдел, где хочется расти: архитектурные встречи, прозрачные метрики и книжные подарки Rufler: Делаем из Claude Code автономный рой через один YAML-конфиг Sing-box и белый список приложений Как построить надёжный обмен сообщениями в микросервисах: лучшие практики для enterprise OpenAI строит MLM-пирамиду, а McKinsey и Accenture помогают ей в этом Дом, который не построил Фишер (Часть 2) «Сверхзвуковой математик» против «Вдумчивого логиста»: битва алгоритмов 3D-упаковки Мультимодальные модели – грубый и дорогой инструмент Разговоры ничего не стоят. Код тоже Проверки физических лиц: с кого начнет ФНС Топ-10 бесплатных нейросетей для создания видео в 2026 году Первые слои кода: как наши решения сегодня определяют архитектуру ИИ на десятилетия Разработка нового статического анализатора: PVS-Studio JavaScript Поиск уязвимостей ПО: базовый минимум или роскошный максимум Почему оценка персонала не работает как инструмент управления Как мы разработали ИИ-ассистента и сократили рутину продуктовой команды на 50% Как я ушел из найма, нажарил косточек и продал на маркетплейсах на 168 млн в год Когда 1С:ERP уже внедрена, а нормального производственного плана всё ещё нет Как я сделал Claude мультимодальным, подключив к нему Qwen Omni Как приглашение на вакансию мечты превращается в атаку Infrastructure as Code: философия и лучшие практики IaC Тестируем Yandex Code Assistant на задаче, в которой нужно хранить секреты nxs-universal-chart v3.0: новое поколение универсального Helm-чарта Callback Injection: Техника, которая отправила Microsoft Defender в глухой нокаут «Все идеи на стол»: митап как способ вывести проект из тупика Сегодня я узнал нечто новое о GPU благодаря багу в своей игре Как заставить LLM ̶ ̶г̶а̶л̶л̶ю̶ ̶ эволюционировать Карта событий как фундамент аналитики: практический кейс для E-commerce Что выбрать для AI: x86, ARM или RISC-V? Дайджест железа за март Роль соматических мутаций в развитии аутоиммунных заболеваний: путь к избирательной терапии Mythos от Anthropic — тревожный сигнал для всех, а не только для банков Guardrails для LLM на Java: как приручить промпт‑инъекции и токсичные ответы Green-VLA: как мы собрали VLA-модель для реального антропоморфного робота и не потеряли обобщение Финансовая гонка вооружений: почему умные люди добровольно в ней участвуют Эра ИИ-агентов наступила: выбираем лучшего цифрового сотрудника # Практический опыт внедрения WinCC Redundancy на производственном предприятии Сделал MVP за 3 дня, а потом неделю прикручивал оплату. Оно того стоило? Физика против Маска: почему Starship V3 может оказаться ещё одной катастрофой Нефть Венесуэлы: крупнейшие запасы в мире, но не крупнейшая нефтяная держава JPA 4. Переосмысление Hibernate Почему зеркальная фотокамера Nikon D5 десятилетней давности идеально подошла для миссии «Артемида-2» Проект «Уровень-Спутник» или как мы сделали платформу для гидрологов «Замедлиться, чтобы ускориться»: почему ИИ повышает цену ошибок в требованиях и архитектуре Как с нуля поднять трафик IT-компании на 1657% при бюджете 55 тыс. и выжить Pixel-perfect Downsampling — идеальная отрисовка 50 миллионов точек без потерь
Как работает Shazam?
interpres (R · 2026-05-18 · via Все публикации подряд на Хабре

Уровень сложностиПростой

Время на прочтение6 мин

Охват и читатели61

Обзор

Перевод

Вы сидите в кофейне. Включается песня, название которой вертится на языке, но вспомнить его вы никак не можете. Вы достаёте телефон, нажимаете на кнопку, и приложение за несколько секунд определяет композицию.

Как, прослушав всего несколько секунд музыки в шумном помещении, телефон мгновенно может найти её среди миллионов песен?

Можно подумать, что телефон слушает мелодию или распознаёт текст, но это не так. На самом деле, всё гораздо хитрее.

Реверс-инжиниринг звука

В микрофоне телефона есть очень тонкая мембрана (диафрагма), измеряющая вызываемые звуком колебания воздуха. Эти колебания преобразуются в электрический сигнал, оцифровываемый в волновую форму: последовательность чисел, описывающую давление воздуха в каждый момент времени.

Это похоже на то, как наши барабанные перепонки улавливают те же волны давления, но мозг превращает их в звук, а телефон — в последовательность чисел.

Сама волновая форма не очень полезна для идентификации композиций. Повышение громкости песни создаст совершенно иную волновую форму, хотя сама песня остаётся той же. Две разные песни могут генерировать очень похожие волновые формы, а одна и та же песня, проигрываемая в разных пространствах, может генерировать разные.

Хитрость заключается в том, чтобы преобразовать волновую форму в более полезное для компьютера представление. Телефон выполняет с небольшими фрагментами волновой формы математическую операцию — быстрое преобразование Фурье (БПФ, или Fast Fourier Transform, FFT). Каждый фрагмент преобразуется из одной сложной волны в список отдельных частот, присутствующих в данный момент времени. Можно сказать, БПФ отвечает на вопрос: какие чистые тона нужно сложить, чтобы воссоздать этот звуковой фрагмент?

Соединив эти фрагменты друг за другом, мы получаем спектрограмму, описывающую звук в трёх измерениях: время движется по оси X, частота — по оси Y, а яркость каждой точки описывает амплитуду (громкость частоты на данный момент).

Что же на самом деле делает БПФ?

Любую волновую форму, какой бы зазубренной она ни была, можно описать в виде суммы гладких синусоид с разными частотами, амплитудами и фазами. БПФ — это эффективный алгоритм распаковки набора аудиосэмплов в такой список. Если передать ему 1024 сэмпла сырого аудио (примерно 23 миллисекунды в CD-качестве), то он вернёт спектр, сообщающий нам, какая величина энергии присутствует на каждой частоте. Вот базовая формула дискретного преобразования Фурье:

Для каждого блока частот k мы умножаем каждый сэмпл x[n] на синусоиду этой частоты и складываем их. Если сигнал содержит эту частоту, то сумма будет большой, если нет, она обнуляется.

Здесь важно, что это «быстрое» преобразование. При наивном разложении требовались бы миллионы операций на каждый блок. БПФ пользуется математической симметрией, чтобы выполнять этот процесс примерно за n log n операций (где n — количество сэмплов в блоке). Это можно делать достаточно быстро для того, чтобы выполнять процесс в телефоне сотни раз в секунду. Устройство перемещает это окно по аудио, выполняет БПФ для каждого фрагмента и соединяет получающиеся спектры один за другим. Результатом становится спектрограмма.

Показанное выше видео наглядно, но немного упрощено. В нём приведены только простые синтетические тона. Каждая нота — это чистая частота, волновая форма которой представляют собой идеальную синусоиду. К счастью, музыка обычно сложнее. Вспомните последнюю услышанную композицию, подумайте, сколько слоёв звука в ней было, каждый из которых отдельно и совместно состоит из множества частот.

Телефон сэмплирует входящий звук десятки тысяч раз в секунду (обычно с частотой 44100 Гц, которая также используется в CD). Каждый крошечный фрагмент этих сэмплов подвергается БПФ, а получающийся в результате формат уже может начинать анализировать система.

Чем меньше, тем больше

Даже на компьютере сохранение всех данных этой спектрограммы и поиск по ним происходили бы невероятно медленно, поэтому алгоритм поступает неожиданным образом: избавляется почти от всей информации.

В показанной ниже анимации при повышении порога слабые сигналы исчезают, а самые громкие пики сохранятся, оставляя только разбросанный набор точек. Эти точки представляют собой самые акустически значимые ориентиры записи.

Именно благодаря этому система становится устойчивой к шуму. Фоновый шум добавляет в спектрограмму низкоуровневую энергию, которая редко создаёт один самый громкий пик в какой-то из областей. Ориентиры — это частоты настолько доминирующие, что прорываются сквозь шум.

С другой стороны, из-за такого решения с «отпечатками пальцев» (фингерпринтами) Shazam плохо распознаёт песни, которые просто поёт пользователь. Скорее всего, при этом сгенерируется хэш, отличающийся от хэша оригинала, даже если он очень хорошо поёт! Новые системы на основе машинного обучения способны обрабатывать живое пение, сопоставляя мелодию, а не конкретные частоты.

Соединяем точки

Отдельная точка в этом «созвездии» сама по себе не особо полезна. Частота 1200 Гц в какой-то момент времени может встречаться в тысячах композиций. Но вот пара точек, допустим, 1200 Гц и 2400 Гц, разделённые ровно 0,3 секунды — это гораздо конкретнее.

Алгоритм назначает каждый пик по очереди якорем. Для каждого якоря он определяет целевую зону справа (окно времени и частоты) и соединяет якорь с каждым пиком внутри этой зоны. Каждая пара генерирует компактный хэш из этих трёх чисел: двух частот и разницы времени между ними.

Хэш — это короткая строка символов, используемая в качестве сокращённого кода: одни и те же три образца входных данных всегда генерируют один и тот же хэш, и даже небольшие изменения в одном из них генерирует совершенно иной. У Shazam и подобных ему систем есть способы учёта небольших вариаций, но поскольку хэши создаются на основе точных частот и таймингов, они, по сути, работают как отпечатки пальцев конкретной записи, а не песни. Из-за этого с ними сложнее сопоставлять каверы и ремиксы.

Для одной трёхминутной песни могут быть сгенерированы тысячи таких хэшей-отпечатков, которые хранятся в базе данных. Итак, телефон создал набор хэшей по своему пятисекундному клипу, а в базе данных есть миллионы хэшей почти всех популярных песен. Как же она находит совпадение?

Поиск идеального совпадения

Наивный подход: сначала песни

Мы интуитивно рассуждаем о музыке с точки зрения композиций. Если использовать такую ментальную модель, то нам бы пришлось искать каждую песню одну за другой, проверяя, пересекаются ли её хэши с хэшами из клипа пользователя. Эта работа выполняется за время O(N); в computer science это означает, что она будет всё медленнее с появлением в мире новых композиций.

Инвертированный индекс: сначала хэши

Компьютеры могут решать эту задачу наоборот. Вместо того, чтобы задавать вопрос: «Какая песня соответствует этой последовательности звуков?», телефон спрашивает: «Вот звуки, в каких песнях они есть?», и делает так для каждого хэша клипа. Принцип такой же, как у алфавитного указателя в конце книги: вместо того, чтобы перечитывать каждую страницу для нахождения слова мы переходим к слову и видим все страницы, на которых оно есть.

По сути, в этом случае для операции поиска требуется O(1), то есть время будет приблизительно одинаковым вне зависимости от того, сто у вас песен или сто миллионов. Точнее, телефон переходит прямо к адресу каждого хэша, а не сканирует композиции, а количество возможных хэшей достаточно велико, чтобы каждый адрес содержал всего несколько записей даже в случае миллионов песен.

Однако нахождения общих хэшей недостаточно. Популярный паттерн ударных может создать один и тот же хэш в сотнях песен. Последняя проверка заключается в сопоставлении таймингов. Если в клипе пользователя расстояние между хэшами 17403C и 19A998 равно 1,2 секунды, то в соответствующей композиции они тоже должны быть разделены 1,2 секунды. Если временные различия между всеми совпадающими хэшами согласуются и совпадений достаточно, то система будет уверена в том, что нашла нужную песню.

Система основана на операциях, с которыми компьютеры справляются очень хорошо: на сравнении чисел и поиске адресов. Весь процесс поиска среди миллионов композиций занимает доли секунды.

Более современные решения

В большинстве сервисов идентификации песен наподобие Shazam аудиоклип передаётся на сервер, где хранится огромная база данных отпечатков пальцев. Сервер ищет соответствие и возвращает результат. Такая система работает, потому что база данных огромна и динамична, а поиск по ней требует серьёзных вычислительных мощностей.

Существуют и более новые решения. Распознавание Apple и фича Google Pixel «Now Playing» способны работать локально на самом телефоне. В них используются базы данных меньшего размера и оптимизированные модели, пожертвовавшие исчерпывающими данными ради скорости; они обладают более сложными моделями машинного обучения с повышенной устойчивостью к шуму и вариативности в аудио.

Как и в любой системе, здесь приходится идти на компромиссы. Система поиска в устройстве быстрее и работает без подключения к Интернету, но имеет гораздо меньшую по размерам базу данных и ей приходится скачивать новые данные в случае изменения местоположения. Хитовые песни в Японии будут отличаться от хитов в США, и наоборот.

Но где бы ни происходило сопоставление, в основе своей принцип одинаков: избавляясь почти от всего и сохраняя только малое количество ориентиров, шумный пятисекундный клип, записанный в кофейне, становится достаточно точным набором координат, позволяющим найти нужную из миллионов песен.

Думаю, мне нравится этот алгоритм тем, что это умное решение, в то же время остающееся детерминированным и прозрачным. Подобные решения занимают в моём сердце особое место, ведь сегодня слишком многие технологии используют чёрные ящики моделей машинного обучения, которые, несмотря на свою мощь, не обладают тем же изяществом и понятностью.

Данные для этой статьи я брал из научной статьи Эйвери Ванга An Industrial-Strength Audio Search Algorithm. Если вы хотите глубже изучить обработку сигнала и архитектуру системы, лежащей в основе Shazam, то рекомендую прочитать эту статью.