[发明专利]一种可方便教学的一对一教学辅助的方法及系统

权利要求书

1.一种可方便教学的一对一教学辅助系统，其特征在于，所述可方便教学的一对一教学辅助系统包括：

中央处理模块，用于对教学的一对一教学信息进行处理；

存储模块，用于对教学的一对一教学信息进行储存；

网络通讯口，用于进行通讯；

路由设备，用于发射教学的一对一教学信息；

触摸显示屏，用于显示教学的一对一教学信息；

音视频采集模块，用于采集教学的一对一教学中的视频信号；

图像采集模块，用于采集教学的一对一教学中的图像信号；

身份卡读卡模块；用于教学的一对一教学信息进行识别；

音视频采集模块、图像采集模块、身份卡读卡模块安装于教室并通过有线或无线网络与中央处理模块联络，路由设备与网络通讯口连接，网络通讯口与中央处理模块连接，触摸显示屏与中央处理模块连接，存储模块与触摸显示屏连接；

所述中央处理模块、触摸显示屏、身份卡读卡模块、图像采集模块、存储模块通讯均与外部供电电源连接；

所述路由设备设置有CPU主控板，CPU主控板与网络通讯接口连接；

所述身份卡读卡模块包括加载或存储有学生信息应用程序的学生移动终端、加载或存储有老师信息应用程序的老师移动终端、加载或存储有家长信息应用程序的家长移动终端；所述学生移动终端、老师移动终端、家长移动终端均与中央处理模块连接；

所述音视频采集模块信号采集方法包括：

首先，用感知设备在独立的采样周期内对目标信号x(t)进行采集，并用A/D方式对信号进行数字量化；然后，对量化后的信号x(i)进行降维；最后，对降维后的信号进行重构；其中t为采样时刻，i为量化后的信号排序；

对量化后的信号进行降维，具体是对量化后的信号通过有限脉冲响应滤波器的差分方程i＝1,…,M，其中h(0),…,h(L-1)为滤波器系数，设计基于滤波的压缩感知信号采集框架，构造如下托普利兹测量矩阵：

则观测i＝1,…,M，其中b₁,…,b_L看作滤波器系数；子矩阵Φ_FT的奇异值是格拉姆矩阵G(Φ_F,T)＝Φ′_FTΦ_FT特征值的算术根，验证G(ΦF,T)的所有特征值λi∈(1-δ_K,1+δ_K),i＝1,…,T，则Φ_F满足RIP，并通过求解如下l₁最优化问题来重构原信号：

$\begin{array}{cc}\underset{x}{min}& \left|\right|x|{|}_{1}s.t.y={\mathrm{\Φ}}_x\end{array}$

即通过线性规划方法来重构原信号，亦即BP算法；

针对实际压缩信号，如语音或图像信号的采集，则修改Φ_F为如下形式：

${\mathrm{\Φ}}_S=\left[\begin{array}{cccccccccc}{b}_1& \mathrm{...}& b_L& 0& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \mathrm{...}& 0\\ 0& \mathrm{...}& 0& b_1& \mathrm{...}& b_L& 0& \mathrm{...}& \mathrm{...}& 0\\ \mathrm{...}& & \mathrm{...}& & \mathrm{...}& & \mathrm{...}& & \mathrm{...}& \\ 0& \mathrm{...}& 0& \mathrm{...}& 0& \mathrm{...}& 0& b_1& \mathrm{...}& b_L\end{array}\right];$

如果信号在变换基矩阵Ψ上具有稀疏性，则通过求解如下l₁最优化问题，精确重构出原信号：

$\begin{array}{cc}\underset{\mathrm{\α}}{min}& \left|\right|\mathrm{\α}|{|}_{1}s.t.y={\mathrm{\Φ}}_x=\mathrm{\Φ}\mathrm{\Ψ}\mathrm{\α}=\mathrm{\Ξ}\mathrm{\α}\end{array};$

其中Φ与Ψ不相关，Ξ称为CS矩阵；

所述身份卡读卡模块通过GSM发射模块、GSM终端连接中央处理模块；GSM发射模块提高GSM终端射频发射部分辐射性能的方法包括：

读取GSM终端存储的RAMP曲线信息，根据存储的RAMP曲线测试发射符号的相位误差，当所述发射符号的相位误差大于协议规定阈值时，修改存储的RAMP曲线的上升沿，修改后的RAMP曲线满足GSM系统的时间模板；

根据所述修改后的RAMP曲线，测试发射符号的相位误差；

当发射符号的相位误差小于或等于协议规定阈值时，将修改后的RAMP曲线信息取代所述存储的RAMP曲线信息；否则，重新修改所述存储的RAMP曲线的上升沿或所述修改后的RAMP曲线的上升沿，直至使发射符号的相位误差小于或等于协议规定阈值；

所述将修改后的RAMP曲线信息取代所述存储的RAMP曲线信息包括：将所述修改后的RAMP曲线信息替换所述GSM终端非易失性内存中所述存储的RAMP曲线信息；

所述协议规定阈值的取值范围包括：0°～5°；

所述修改所述存储的RAMP曲线的上升沿包括：提高所述存储的RAMP曲线的上升沿中平稳状态之前的多个时间采样点的控制字，且使所述多个时间采样点的控制字大于所述平稳状态时的控制字；所述多个时间采样点包括3～5个时间采样点；所述多个时间采样点修改后的控制字相同或不同；所述测试发射符号的相位误差是采用相位误差检测装置实现的；

所述卡读卡模块包括加载或存储有学生信息应用程序的学生移动终端、加载或存储有老师信息应用程序的老师移动终端、加载或存储有家长信息应用程序的家长移动终端；所述学生移动终端、老师移动终端、家长移动终端均与中央处理模块连接；

所述储存模块的储存方法包括：

1)若任意由“0,1”确定的二进制系统编码矩阵为G_r·m，G_r·m为由“0,1”构成的二进制矩阵，该矩阵用于产生冗余数据，其可以具体表示为：

$G_{r\·m}=\left[\begin{array}{c}{l}_1\\ l_2\\ .\\ .\\ .\\ l_{r\·m}\end{array}\right]$

(2)根据二进制编码矩阵的行向量l₁，l₂，...，l_r·m中“1”的个数确定出根据该向量计算校验位时所需要的XOR计算次数，并计算任意两向量l_a，l_b之间不相同的位数；

(3)若向量l_a中元素为“1”的位数为k，则系统利用该向量进行产生冗余数据需要进行k-1次XOR运算；

针对整个编码矩阵G_r·m对原始文件进行编码计算的优化流程如下：

A:根据编码矩阵中G_r·m的每一行向量中“1”的个数，确定出根据该行向量计算校验位所需要的XOR次数，行向量中“1”的个数用k来标记，则利用该行向量计算校验位所需要的XOR次数为(k-1)m，其中m为每个参与校验计算的原始数据块的大小；

B:比较编码矩阵中任意两个行向量之间的元素相同位与元素不同位的个数，记为(e/d)，其中e表示两个向量中元素相同的位个数；d表示两个向量中元素不同的位个数；

C:若某一行向量l_i(1≤i≤r·m)所需要的XOR次数小于或等于步骤B中不同位数d，则直接根据该向量计算出该行所对应的校验数据块，并将该向量记为l_j；

D:利用步骤C中确定的向量l_j，根据步骤B中相同位数与不同位数之比，确定下一个计算行向量，当某行向量l_k与向量l_j不同位数小于相同位数，且l_k与向量l_j不同位数与其余各个向量不同位数达到最小时，则根据向量l_j已计算出的校验数据来计算由l_k确定的校验数据；

E:若仍有未计算校验位，则按照步骤D中计算规则，以l_k为基础向量，寻找下一待计算向量，并返回步骤D；

F:是否已确定全部校验位计算过程，若是，则保存校验位依次计算过程，若否，则按照原始对应关系进行计算。