CN105572420B - 一种获取进食速度的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种获取进食速度的方法及装置，该方法包括：获取加速度传感器的加速度信息，所述加速度传感器设置于进食餐具上；对所述加速度信息进行分析，获取进食动作周期；获取所述进食动作周期内的进食速度。本发明实施例所述的技术方案基于加速度信号识别进食速度，实现简便且可用性较高；另外，本发明一实施例将进食速度识别的相关数据传输至移动终端，供移动终端进行统计分析，从而能够进一步提高分析准确度。
Description
技术领域
本发明涉及信息处理技术，尤其涉及一种获取进食速度的方法及装置。
背景技术
进食速度是饮食习惯的重要因素。过快的进食速度，不能让食物得到充分咀嚼，不利于口中食物和唾液淀粉酶的初步消化，从而会加重肠胃负担；过短的咀嚼时间则会使迷走神经处在过度兴奋之中，长此以往，容易因食欲亢进而肥胖。此外，吃饭过快会给精神带来较大负担。因此，利用智能餐具，识别并记录日常的进食速度，帮助用户养成合适的进食速度具有重要的意义。探索智能餐具的过程中，许多研究关注在餐具上集成多种的传感器，通过提供丰富的功能，从多维度监测用户的饮食习惯。
例如，相关技术提出的健康智能餐具包括一种健康智能餐具包括勺、营养指标测量仪、电源，所述营养指标测量仪包括脂肪传感器、蛋白质传感器、碳水化合物传感器、压电传感器、唾液α淀粉酶生物传感器及信号处理系统。这套新型健康智能餐具，能够自动测量摄入食物所含的蛋白质、脂肪和碳水化合物的量。
再例如，相关技术提出一种用于测量和呈现进食速度的方法和装置，该装置由显示屏和电子秤组成，用于根据显示在屏幕上的预定的图示进食曲线来教导人们进食。
再例如，相关技术提出一种减肥勺子，在勺子上安装电子表，通过倒计时键监控吃饭快的人的吃饭速度，有意识地培养人们细嚼慢咽的吃饭习惯，从而避免过大的进食量，达到减肥的效果，制作和使用简单。
但是，上述进食速度监测方法存在以下问题：
1)现有的针对进食速度的技术使用的条件约束性较大，实现装置便携性低，并且，一般要求所有食物放置在同一个盘子内，在日常情景下可用性差；
2)缺乏长期的记录。进食习惯的检测和干预是一个动态、长期的过程，数据的统计与趋势分析非常重要，这些工作在现有的技术方案中没有体现。
发明内容
有鉴于此，为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供：
一种获取进食速度的方法，包括：
获取加速度传感器的加速度信息，所述加速度传感器设置于进食餐具上；
对所述加速度信息进行分析，获取进食动作周期；
获取所述进食动作周期内的进食速度。
一具体实施例中，所述进食动作周期包括：进食餐具放置状态、进食餐具拿起状态和进食状态。
一具体实施例中，所述加速度传感器的Y轴与所述进食餐具的柄方向一致，
所述对所述加速度信息进行分析，获取进食动作周期，包括：
根据计算所述加速度传感器的运动强度TFA，其中，xi 2是加速度传感器第i个轴的信号的平方，当TFA小于第一阈值时，确定所述进食餐具处于放置状态；
当所述加速度传感器连续经历第一动作、第二动作、第三动作和第四动作时，确定所述进食餐具处于进食状态，其中，所述第一动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度方向向下，所述第二动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度上升，之后出现凹陷波形，所述第三动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度再次上升，所述第四动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度下降；
将没有被识别为进食餐具放置状态和进食餐具进食状态的时间段确定为所述进食餐具的拿起状态。
一具体实施例中，所述获取所述进食动作周期内的进食速度，包括：
根据计算进食速度，其中，Ti是当前最近的一次进食状态发生的时刻，Ti-1是前一次进食状态发生的时刻，μ是常系数。
一具体实施例中，所述获取所述进食动作周期内的进食速度之后，该方法还包括：
根据所述进食速度进行判断，当所述进食速度满足预设的提醒条件时，采用预设的提醒方式进行提醒。
一具体实施例中，所述获取所述进食动作周期内的进食速度之后，该方法还包括：
对所述获取的进食速度进行分析和/或展示。
一具体实施例中，所述获取加速度传感器的加速度信息、和/或获取进食动作周期和/或获取所述进食动作周期内进食速度的步骤由设置于进食餐具上的进食速度获取装置执行，或者，由设置于用户终端设备上的进食速度获取装置执行。
一种获取进食速度的装置，包括：第一获取模块、第二获取模块和第三获取模块；其中，
所述第一获取模块，用于获取加速度传感器的加速度信息，所述加速度传感器设置于进食餐具上；
所述第二获取模块，用于对所述加速度信息进行分析，获取进食动作周期；
所述第三获取模块，用于获取所述进食动作周期内的进食速度。
一具体实施例中，所述第二获取模块，具体用于根据计算所述加速度传感器的运动强度TFA，其中，xi 2是加速度传感器第i个轴的信号的平方，当TFA小于第一阈值时，确定所述进食餐具处于放置状态；以及当所述加速度传感器连续经历第一动作、第二动作、第三动作和第四动作时，确定所述进食餐具处于进食状态，其中，所述第一动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度方向向下，所述第二动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度上升，之后出现凹陷波形，所述第三动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度再次上升，所述第四动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度下降；以及将没有被识别为进食餐具放置状态和进食餐具进食状态的时间段确定为所述进食餐具的拿起状态。
一具体实施例中，所述第三获取模块，具体用于根据计算进食速度，其中，Ti是当前最近的一次进食状态发生的时刻，Ti-1是前一次进食状态发生的时刻，μ是常系数。
一具体实施例中，该装置还包括提醒模块，
所述提醒模块，用于根据所述进食速度进行判断，当所述进食速度满足预设的提醒条件时，采用预设的提醒方式进行提醒。
一具体实施例中，该装置还包括分析模块，
所述分析模块，用于对所述获取的进食速度进行分析。
一具体实施例中，该装置还包括展示模块，
所述展示模块，用于对所述获取的进食速度进行展示。
一具体实施例中，以下一个或多个模块位于相同或不同的实体设备上：第一获取模块、第二获取模块、第三获取模块、提醒模块、分析模块、展示模块。
本发明实施例所述的一种获取进食速度的方法及装置，获取加速度传感器的加速度信息，所述加速度传感器设置于进食餐具上；对所述加速度信息进行分析，获取进食动作周期；获取所述进食动作周期内的进食速度。本发明实施例所述的技术方案基于加速度信号识别进食速度，实现简便且可用性较高；另外，本发明一实施例将进食速度识别的相关数据传输至移动终端，供移动终端进行统计分析，从而能够进一步提高分析准确度。
附图说明
图1为本发明实施例一种获取进食速度的方法流程示意图；
图2为一具体实施例中，在进食餐具(筷子)上设置三轴加速度传感器的情况示意图；
图3为实施例一种进食状态下加速度传感器Y轴的重力加速度分量示意图；
图4为本发明实施例一次完整的用餐的状态与进食速度的识别情况示意图；
图5为本发明实施例一种获取进食速度的装置结构示意图；
图6为本发明实施例再一种获取进食速度的装置结构示意图；
图7为本发明实施例再一种获取进食速度的装置结构示意图；
图8为本发明实施例再一种获取进食速度的装置结构示意图；
图9为本发明实施例一种端到端系统结构示意图。
具体实施方式
为了简便有效地识别进食速度，本发明实施例提出基于加速度信号的轻量级识别进食速度的方案。
具体的，本发明实施例利用加速度信号，识别进食的关键动作，对每一次进食动作周期进行识别，从而识别出进食速度，如图1所示，本发明实施例提供一种获取进食速度的方法，该方法包括：
步骤11：获取加速度传感器的加速度信息，所述加速度传感器设置于进食餐具上。
图2所示为一具体实施例中，在进食餐具(筷子)上设置三轴加速度传感器的情况示意图，如图2所示，三轴加速度传感器的Y轴与进食餐具(筷子)的柄方向一致。
步骤12：对所述加速度信息进行分析，获取进食动作周期；
步骤13：获取所述进食动作周期内的进食速度。
在一具体实施例中，将一次完整的用餐过程分类为3种状态，分别是：
进食餐具放置状态。进食餐具放置在桌上；
进食餐具拿起状态。进食餐具被握在手中，包括夹菜等动作；
进食状态。一次进食状态从用户拿起进食餐具开始把食物送入口中开始，到用户送入食物后把进食餐具放下结束。
换言之，在该具体实施例中，所述进食动作周期包括：进食餐具放置状态、进食餐具拿起状态和进食状态。
在一具体实施例中，所述加速度传感器的Y轴与所述进食餐具的柄方向一致，
在一具体实施例中，通过计算相邻进食状态的时间间隔，识别进食速度，即所述对所述加速度信息进行分析，获取进食动作周期，包括：
通过识别进食餐具运动强度来判断进食餐具的放置状态，具体的，根据计算所述加速度传感器的运动强度TFA，其中，xi 2是加速度传感器第i个轴的信号的平方，当TFA小于第一阈值时，确定所述进食餐具处于放置状态。
当所述加速度传感器连续经历第一动作、第二动作、第三动作和第四动作时，确定所述进食餐具处于进食状态，其中，所述第一动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度方向向下，所述第二动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度上升，之后出现凹陷波形，所述第三动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度再次上升，所述第四动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度下降。
图3为实施例一种进食状态下加速度传感器Y轴的重力加速度分量示意图，如图3所示，一次典型的进食状态共有4个连续的动作，其中，动作1是开始动作，此时餐具方向向下，Y轴重力加速度方向向下；动作2是把食物送到口边，此时Y轴重力加速度处于上升状态，送到口边结束时出现因为减速动作而出现的凹陷波形；动作3是将食物从口边送入口中，此时Y轴重力加速度再次上升，达到峰值；动作4是将餐具放下，此时Y轴重力加速度处于下降沿。
根据进食状态动作的分析，可以采用识别进食状态的方法如下：
将Y轴的原始信号通过低通滤波器分离出重力加速度分量；
设置经验门限D0，D1，D2的值；
寻找上升沿，极小值点需小于D0，极大值点需大于D1；
寻找下降沿，极小值点需小于D2；
动态更新阈值D0、D1和D2。
另外，本发明实施例中，将没有被识别为进食餐具放置状态和进食餐具进食状态的时间段确定为所述进食餐具的拿起状态。
在一具体实施例中，所述获取所述进食动作周期内的进食速度，包括：
根据计算进食速度，其中，Ti是当前最近的一次进食状态发生的时刻，Ti-1是前一次进食状态发生的时刻，μ是常系数。
本发明实施例一次完整的用餐的状态与进食速度的识别情况如图4所示。
在一具体实施例中，所述获取所述进食动作周期内的进食速度之后，该方法还包括：
根据所述进食速度进行判断，当所述进食速度满足预设的提醒条件时，采用预设的提醒方式进行提醒。
在一具体实施例中，所述获取所述进食动作周期内的进食速度之后，该方法还包括：
对所述获取的进食速度进行分析和/或展示。
在一具体实施例中，所述获取加速度传感器的加速度信息、和/或获取进食动作周期和/或获取所述进食动作周期内进食速度的步骤由设置于进食餐具上的进食速度获取装置执行，或者，由设置于用户终端设备上的进食速度获取装置执行。
本发明实施例还相应地提供一种获取进食速度的装置，如图5所示，该装置包括：第一获取模块51、第二获取模块52和第三获取模块53；其中，
所述第一获取模块51，用于获取加速度传感器的加速度信息，所述加速度传感器设置于进食餐具上；
所述第二获取模块52，用于对所述加速度信息进行分析，获取进食动作周期；
所述第三获取模块53，用于获取所述进食动作周期内的进食速度。
在一具体实施例中，所述第二获取模块52，具体用于根据计算所述加速度传感器的运动强度TFA，其中，xi 2是加速度传感器第i个轴的信号的平方，当TFA小于第一阈值时，确定所述进食餐具处于放置状态；以及当所述加速度传感器连续经历第一动作、第二动作、第三动作和第四动作时，确定所述进食餐具处于进食状态，其中，所述第一动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度方向向下，所述第二动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度上升，之后出现凹陷波形，所述第三动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度再次上升，所述第四动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度下降；以及将没有被识别为进食餐具放置状态和进食餐具进食状态的时间段确定为所述进食餐具的拿起状态。
在一具体实施例中，所述第三获取模块53，具体用于根据计算进食速度，其中，Ti是当前最近的一次进食状态发生的时刻，Ti-1是前一次进食状态发生的时刻，μ是常系数。
如图6所示，在一具体实施例中，该装置还包括提醒模块54，
所述提醒模块54，用于根据所述进食速度进行判断，当所述进食速度满足预设的提醒条件时，采用预设的提醒方式进行提醒。
如图7所示，在一具体实施例中，该装置还包括分析模块55，
所述分析模块55，用于对所述获取的进食速度进行分析。
如图8所示，在一具体实施例中，该装置还包括展示模块56，
所述展示模块56，用于对所述获取的进食速度进行展示。
需要说明的是，以下一个或多个模块位于相同或不同的实体设备(包括但不限于进食餐具、用户终端设备)上：第一获取模块51、第二获取模块52、第三获取模块53、提醒模块54、分析模块55、展示模块56。
图9所示为本发明实施例一种端到端系统结构示意图，如图9所示，该系统包括：集成有加速度计和传输模块的智能餐具、手机用户终端设备和云端平台业务系统。
智能餐具可以实时识别进食行为，计算进食速度，并在速度过快时发出提醒(LED灯)、同时数据传输模块将进食行为识别信息发送到用户终端设备。用户可以通过用户终端设备设置年龄、性别及进食速度提醒等个性化信息，同时查看历史数据和指导建议。用户终端设备的数据通过wifi/3G/4G上传到云端，进行数据存储备份、平台端数据展示和数据挖掘。
基于图9所示的系统，能够实现数据在智能餐具终端、手机用户终端设备、云平台的传输，能够方便地进行数据的统计分析。
根据上述描述可以看出，本发明实施例具备以下优点：
1)能够在低感知度状态下，提醒用户注意进食速度，帮助用户培养良好的进食习惯。
2)内嵌加速度传感器轻量级算法，实时性强、低功耗、低成本，并且，算法集成在餐具或用户终端设备中，用户感知度低，适用情景广泛。
上述各模块可以由电子设备中的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)或可编程逻辑阵列(Field －Programmable Gate Array，FPGA)实现。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种获取进食速度的方法，其特征在于，该方法包括：
获取加速度传感器的加速度信息，所述加速度传感器设置于进食餐具上；
通过识别所述进食餐具的运动强度来确定所述进食餐具处于进食餐具放置状态；当所述加速度传感器连续经历第一动作、第二动作、第三动作和第四动作时，确定所述进食餐具处于进食状态；将没有被识别为所述进食餐具放置状态和所述进食状态的时间段确定为进食餐具拿起状态；
其中，所述进食餐具放置状态、所述进食状态和所述进食餐具拿起状态形成进食动作周期；所述第一动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度方向向下，所述第二动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度上升，之后出现凹陷波形，所述第三动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度再次上升，所述第四动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度下降；
获取所述进食动作周期内的进食速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加速度传感器的Y轴与所述进食餐具的柄方向一致，
所述通过识别所述进食餐具的运动强度来确定所述进食餐具处于进食餐具放置状态，包括：
根据计算所述加速度传感器的运动强度TFA，其中，xi 2是加速度传感器第i个轴的信号的平方，当TFA小于第一阈值时，确定所述进食餐具处于放置状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述进食动作周期内的进食速度，包括：
根据计算进食速度，其中，Ti是当前最近的一次进食状态发生的时刻，Ti-1是前一次进食状态发生的时刻，μ是常系数。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述获取所述进食动作周期内的进食速度之后，该方法还包括：
根据所述进食速度进行判断，当所述进食速度满足预设的提醒条件时，采用预设的提醒方式进行提醒。
5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述获取所述进食动作周期内的进食速度之后，该方法还包括：
对所述获取的进食速度进行分析和/或展示。
6.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述获取加速度传感器的加速度信息和/或获取所述进食动作周期内进食速度的步骤由设置于进食餐具上的进食速度获取装置执行，或者，由设置于用户终端设备上的进食速度获取装置执行。
7.一种获取进食速度的装置，其特征在于，该装置包括：第一获取模块、第二获取模块和第三获取模块；其中，
所述第一获取模块，用于获取加速度传感器的加速度信息，所述加速度传感器设置于进食餐具上；
所述第二获取模块，用于通过识别所述进食餐具的运动强度来确定所述进食餐具处于进食餐具放置状态；当所述加速度传感器连续经历第一动作、第二动作、第三动作和第四动作时，确定所述进食餐具处于进食状态；将没有被识别为所述进食餐具放置状态和所述进食状态的时间段确定为进食餐具拿起状态；其中，所述进食餐具放置状态、所述进食状态和所述进食餐具拿起状态形成进食动作周期；所述第一动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度方向向下，所述第二动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度上升，之后出现凹陷波形，所述第三动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度再次上升，所述第四动作对应所述加速度传感器的Y轴重力加速度下降；
所述第三获取模块，用于获取所述进食动作周期内的进食速度。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述第二获取模块，具体用于根据计算所述加速度传感器的运动强度TFA，其中，xi 2是加速度传感器第i个轴的信号的平方，当TFA小于第一阈值时，确定所述进食餐具处于放置状态。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述第三获取模块，具体用于根据计算进食速度，其中，Ti是当前最近的一次进食状态发生的时刻，Ti-1是前一次进食状态发生的时刻，μ是常系数。
10.根据权利要求7至9任一项所述的装置，其特征在于，该装置还包括提醒模块，
所述提醒模块，用于根据所述进食速度进行判断，当所述进食速度满足预设的提醒条件时，采用预设的提醒方式进行提醒。
11.根据权利要求7至9任一项所述的装置，其特征在于，该装置还包括分析模块，
所述分析模块，用于对所述获取的进食速度进行分析。
12.根据权利要求7至9任一项所述的装置，其特征在于，该装置还包括展示模块，
所述展示模块，用于对所述获取的进食速度进行展示。
13.根据权利要求7至9任一项所述的装置，其特征在于，以下一个或多个模块位于相同或不同的实体设备上：第一获取模块、第二获取模块、第三获取模块、提醒模块、分析模块、展示模块。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |