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申请/专利权人：北京天创万安科技装备有限公司

摘要：本发明涉及音视频通讯技术领域，提供了一种井下音视频接继通讯交互系统，音视频采集模块连接操作单元，工作人员使用操作单元开启音视频采集模块采集音视频信息，并实时传输至预处理模块，预处理模块对信息进行存储和选择，随后将选择后的重要信息优先传输至优化模块，优化模块对信息进行压缩编码，将编码后的信息传输至接继通讯模块，接继通讯模块各通讯节点实时监测信号强度并调整相关信号参数，对信息进行接力传输至指挥单元，指挥单元对接收的信息进行验证，无误后供相关人员查看；本发明通过接继通讯模块设立通讯节点，通过接力的传输方式，使信号在深井环境中保持强度，突破通讯距离的限制，确保音视频数据的完整和及时传输。

主权项：1.一种井下音视频接继通讯交互系统，其特征在于，包括：音视频采集模块，所述音视频采集模块采用高精度的音视频采集设备，用于精确的采集音频信息和视频信息；预处理模块，所述预处理模块用于对音视频采集模块采集的信息进行存储，选择出重要信息进行优先传输；优化模块，所述优化模块用于对预处理后优先传输的重要信息进行压缩编码，减少数据量，降低传输带宽需求；接继通讯模块，所述接继通讯模块包括多个通讯节点，多个所述通讯节点之间通过无线网络连接，用于传输音视频信息；交互模块，所述交互模块包括指挥单元和操作单元，指挥单元用于为井上指挥人员进行音视频的切换、控制、验证和管理，操作单元用于为井下作业人员进行音视频的控制和加密；所述一种井下音视频接继通讯交互系统各模块交互关系如下：音视频采集模块连接操作单元，工作人员使用操作单元开启音视频采集模块采集音视频信息，并实时传输至预处理模块，预处理模块对信息进行存储和选择，随后将选择后的重要信息优先传输至优化模块，优化模块对信息进行压缩编码，将编码后的信息传输至接继通讯模块，接继通讯模块各通讯节点实时监测信号强度并调整相关信号参数，对信息进行接力传输至指挥单元，指挥单元对接收的信息进行验证，验证无误后供相关人员查看和下达指令；所述预处理模块包括存储单元和选择单元；所述存储单元基于大容量存储设备，用于对音视频采集模块采集的音视频信息进行完整存储；所述选择单元对存储完成后的信息进行选择，选择重要信息进行优先传输，非重要信息进行后续传输或者在无重要信息传输任务时进行传输；所述选择单元选择方式如下：根据历史危险情况设定语音关键词集合，对语音关键词的出现概率进行计算，出现安全相关性质的词语时将其列为重要信息，同时也可根据矿井实际生产情况，工作人员通过交互模块向选择单元中补充关键词；设定关键词集合为，g是关键词的个数，设定两类信息：重要信息和非重要信息，对获取到的语音文本D中出现的语音关键词进行概率计算，判断语音文本D是否为重要信息；设i为类别的索引，代表第i类别，设定i取1或2代表重要信息或非重要信息，即为重要信息类别，为非重要信息类别，对于获取到的一段语音文本D，在检测到其中有关键词集合中的关键词时，分别计算语音文本D属于重要信息类别的概率P|D和属于非重要信息类别的概率P|D，然后根据概率大小进行分类；意为在已知语音文本D的情况下，其属于类别的概率，的计算公式为： ；其中，表示为示语音文本D出现的概率，意为在采集的所有语音样本中，语音文本D出现的概率，因为是能够根据采取的样本数量而获取的，所以通过比较的大小来判断，意为在已知属于类别的情况下，出现语音文本D的概率；计算中不考虑关键词的关联性，因此关键词在信息中出现是相互独立的，那么计算公式如下： ；其中，j为关键词样本的索引，代表第j个关键词，是关键词在类别中出现的概率，通过对历史通讯数据的统计得到，是类别本身的先验概率，通过历史数据中重要信息和非重要信息的比例得到；最终，若，则将语音文本D判定为重要信息，否则判定为非重要信息；同时，所述关键词集合能够设定出一部分关键词为高危关键词集合，高危关键词集合通过工作人员根据矿井实际生产情况进行设定，当选择单元检测到高危关键词集合时，立刻将此语言文本判定为重要信息；所述优化模块将原始音视频数据划分为指定的一段音频或一帧图像进行压缩编码；对于音频数据，将原始音频数据划分为多段的音频，对于每一段音频，音频DCT变换公式为： ；其中，缩放因子为： ； 表示经过DCT变换后在频率在k处的压缩值；频率是信号在频域中的表示特征；音频中的频率意为声音的音高，在DCT变换后的压缩值中，低频部分包含音频信号的主要能量和基本特征，而高频部分对应细微和快速变化的成分；其中，表示频率，k表示频率索引，其取值范围是0到L-1，是一个与频率相关的缩放因子，用于保证音频压缩变换的守恒性质，r表示时域中的样本索引，表示原始音频信号在样本r处的值，L是信号的采样点数；对于视频数据，将原始视频数据按照帧数划分，对于每一帧，大小为M×N的像素块fx,y，其中，DCT变换公式为： ；其中，缩放因子和为： ； 表示经过DCT变换后在像素块处的压缩值；u和v分别表示水平和垂直方向的像素块索引，取值范围通常是0到M-1和0到N-1； 和分别是与水平和垂直方向频率和相关的缩放因子，用于保证变换的能量守恒和归一化性质；x和y分别表示图像块中像素的水平和垂直位置索引，表示原始图像在位置处的像素值，M为图像块的水平宽度，N为图像块的垂直高度；最终得到有关和的集合即为原始数据压缩后的值，将生成的压缩数据信息进行传输。

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