CN108027365B - 检测口臭的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于检测口臭的系统，包括：生成传感器信号的气体传感器(116)，所述传感器信号用于通知对通过口腔呼出的指示口臭的化合物的检测；图像传感器(114)，所述图像传感器(114)用于捕捉所述口腔中的牙齿状况和/或舌头状况的图像(500、510)；以及处理器(110)，所述处理器(110)通信地耦合到所述气体传感器和所述图像传感器，并且适于处理所述传感器信号和所述图像，以在所述传感器信号通知存在指示口臭的化合物的情况下，通过确定所述图像中的所述牙齿状况和/或所述舌头状况来确定所述口臭是否源自所述口腔。还公开了用于检测口臭的方法和实现所述方法的计算机程序产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于检测口臭的系统，包括用于生成传感器信号的气体传感器，所述传感器信号用于通知对通过口腔呼出的指示口臭的化合物的检测。
本发明进一步涉及一种用于检测口臭的方法，包括从气体传感器接收传感器信号，所述传感器信号用于通知对通过口腔呼出的指示口臭的化合物的检测。
本发明还涉及一种计算机程序产品，其包括携带计算机程序代码的计算机可读数据载体，所述计算机程序代码用于当在上述系统上执行时使系统的处理器实现上述方法。
背景技术
口臭是指呼出的空气中存在令人不愉快的气味的状况。口臭可能来自不同的来源，例如源自口腔的口腔恶臭，这可能由口腔卫生状况差引起，或具有贫血、发绀、糖尿病、肾病等病理原因的系统性口臭。
通过分析排出的空气可以检测到口臭，因为令人不愉快的气味通常是由排出的空气中的含硫气体或挥发性化合物(例如二甲基硫、硫化氢、二甲基二硫和甲硫醇(硫氢甲烷))引起的。例如，这种含硫气态或挥发性化合物可以通过包括诸如电子鼻(e-nose)之类的紧凑型气体传感器的人造嗅觉系统来检测。US 2014/0096590A1中公开了这种人造嗅觉系统的一个示例。
由于口臭的社会影响，口臭患者通常希望缓解口臭症状，并且在可能的情况下优选根除口臭的根本原因，例如在口腔卫生较差而导致口腔恶臭的情况下。因此，这需要确定该根本原因。目前，这通常是由牙科医生或口腔卫生专家完成的，例如通过牙周评估和牙斑评分。这是不理想的，因为口臭患者只是偶尔拜访这样的专业人员，例如每年一次或两次，并且这不利于对解决口腔恶臭所采取的措施提供反馈，例如口腔卫生管理的改变(例如牙齿卫生)、刷牙、牙齿间清洁、舌头清洁等，以监测是否正确应用了推荐的口腔卫生技术来解决口腔起源性口臭。需要一种能够帮助用户更有效地解决口臭的自动化系统和方法。
JP2012147910A公开了一种口腔观察装置，其包括插入口腔中的插入部分；发光部分，其设置在插入部分中并且被构造成用于向口腔发射照射光；成像部分，其被构造成用于捕捉从发光部分向口腔发射的照射光的返回光的图像；一个或多个生物信息传感器，其被配置为用于检测口腔中的生物信息；以及发光调节部分，其被配置为仅在由生物信息传感器检测到口腔内的生物信息的情况下才允许从发光部分发射照射光。
发明内容
本发明试图提供一种用于改善人体中口臭源的检测的系统。
本发明进一步试图提供一种用于改善人体中口臭源的检测的方法。
本发明进一步试图提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品当在系统处理器上执行时实现用于改善人体中口臭源的检测的方法。
根据一个方面，提供了一种口臭检测系统，包括：气体传感器，其用于生成传感器信号，该传感器信号用于通知对通过口腔呼出的指示口臭的化合物的检测；图像传感器，其用于捕捉所述口腔中的牙齿状况和/或舌头状况的图像；以及处理器，其通信地耦合到所述气体传感器和所述图像传感器，并且适于处理所述传感器信号和所述图像，以在所述传感器信号通知存在指示口臭的化合物的情况下，通过确定所述图像中的牙齿状况和/或舌头状况来确定所述口臭是否源自所述口腔。
本发明基于这样的认识：在用气体传感器如电子鼻(e-nose)检测指示口臭的一种或多种化合物时，可以评估通过其呼出所述一种或多种化合物的口腔的图像信息以确定口臭化合物源自口腔——即由牙科状况和/或舌头状况导致——的可能性，并且提供关于口腔是否被适当地清洁从而改善即减少了口臭的反馈。处理器可以适于使用所确定的牙齿状况和/或舌头状况来实施概率模型，以确定口臭是否源自所述口腔。这例如具有以下优点：处理器可以考虑指示口臭的所述一种或多种化合物的检测浓度的变化和/或牙齿状况和/或舌头状况的变化，以生成对口臭的来源可能性的指示，例如通过基于观察到的指示口臭的所述一种或多种化合物的浓度和/或牙齿状况和/或舌头状况的变化，向所确定的来源分配置信度分数。
概率模型优选地是时间概率模型，其中处理器可以适于基于在不同时间点确定的一系列确定的牙齿状况和/或舌头状况来确定口臭是否源自所述口腔。这可以提高确定口臭源的准确性，并且提供关于口腔卫生技术的有效性的更准确的反馈。
处理器可以适于向图像应用颜色归一化算法，以在处理归一化图像之前对舌头颜色进行归一化。这有助于以不同装置或在不同照明条件下捕捉图像，因为通过归一化消除了由于使用不同装置或不同照明条件下的图像捕捉而导致的图像之间的差异。
处理器可以适于在传感器信号通知存在指示口臭的化合物的情况下，通过确定所述图像中的牙齿状况和/或舌头状况并结合评估由系统的用户提供的个人数据来确定所述口臭是否源自所述口腔。这可以进一步提高口臭源确定的准确性。
在一个实施例中，气体传感器、图像传感器和处理器被集成在单个装置中。
在替代实施例中，系统包括：第一装置，第一装置包含处理器和图像传感器，第一装置进一步包括通信地耦合到处理器的无线通信模块；以及第二装置，第二装置包括气体传感器和用于与无线通信模块通信的另一个无线通信模块。
第二装置有利地可以包括电子口腔卫生装置，以在刷牙期间促进口臭化合物检测，因此摒除了执行该检测的单独动作的需要。
所述单个装置或第一装置可以是头戴式装置。
该系统可以进一步包括通信地耦合到处理器的显示装置，其中处理器适于响应于口臭确定而控制显示装置在显示装置上显示口腔卫生指令。以这种方式，可以以特别有效的方式引导系统的用户改善口腔中的牙齿状况和/或舌头状况，并减少或者甚至根除口腔中的口臭。
根据另一方面，提供了一种用于检测口臭的方法，包括：从气体传感器接收传感器信号，该传感器信号通知对通过口腔呼出的指示口臭的化合物的检测；从图像传感器接收所述口腔中的牙齿状况和/或舌头状况的图像；以及对传感器信号和图像进行处理，以在传感器信号通知存在指示口臭的化合物的情况下，通过确定所述图像中的牙齿状况和/或舌头状况来确定所述口臭是否源自所述口腔。这种方法通过组合气体传感器数据和口腔的图像传感器数据来促进改进的口臭源检测和监测。
以下步骤，即，从气体传感器接收通知对通过口腔呼出的指示口臭的化合物的检测的传感器信号；从图像传感器接收所述口腔中的牙齿状况和/或舌头状况的图像；以及对传感器信号和图像进行处理，以在传感器信号通知存在指示口臭的化合物的情况下，通过确定所述图像中的牙齿状况和/或舌头状况来确定所述口臭源自所述口腔，可以在清洁口腔之前进行，并且在清洁口腔之后重复，使得该方法可以将口腔清洁之前确定的口臭起源与口腔清洁之后确定的口臭起源进行验证。这提高了口臭源确定的准确性。
所述方法还可以包括使用所确定的牙齿状况和/或舌头状况来应用概率模型，以确定口臭是否源自所述口腔。
概率模型可以是时间概率模型，所述方法进一步包括基于在不同时间点确定的一系列确定的牙齿状况和/或舌头状况来确定口臭是否源自所述口腔。
在一个优选实施例中，该方法还包括向图像应用颜色归一化算法，以在处理图像之前对舌头颜色进行归一化，从而消除用不同装置和/或在不同照明条件下拍摄图像而导致的图像特征的差异。
根据又一个方面，提供了一种计算机程序产品，其包括携带计算机程序代码的计算机可读数据载体，所述计算机程序代码当在根据上述实施例中的任一个的系统上执行时，使所述系统的处理器实现任何上述实施例的方法。这种计算机程序产品通过组合气体传感器数据和口腔的图像传感器数据来促进改进的口臭源检测和监测。
附图说明
参照附图，通过非限制性示例更详细地描述本发明的实施例，其中：
图1示意性地描绘了根据一个实施例的系统；
图2示意性地描绘了图1的系统的一个方面；
图3是根据一个实施例的方法的流程图；
图4是由根据一个实施例的系统实施的算法的流程图；
图5示意性地描绘了根据一个实施例的系统；以及
图6是由根据一个实施例的系统进行的图像颜色归一化之前(a)和之后(b)的一系列舌头图像。
具体实施方式
应该理解，附图仅仅是示意性的，并不是按比例绘制的。还应该理解的是，贯穿附图使用相同的附图标记来指示相同或相似的部分。
在本申请的上下文中，头戴式计算装置是能够佩戴在其用户的头部上并为用户提供计算功能的装置。头戴式计算装置可以被配置为执行可以从互联网或另一计算机可读介质检索到的软件应用(app)中指定的特定计算任务。这种头戴式计算装置的非限制性示例包括智能头饰，例如眼镜、护目镜、头盔、帽子、护目镜、头带或可以支撑在佩戴者的头上或从佩戴者的头上支撑的任何其他装置等。
在本申请的上下文中，诸如头戴式计算装置之类的便携式计算装置包括用于捕捉其佩戴者的口腔的图像的图像传感器。图像传感器可以被布置成使得当便携式计算装置按照预期使用时，图像传感器被定向为使得其能够直接捕捉口腔的图像，或者被定向为使得其能够在佩戴者面向镜子时在镜子中捕捉口腔的镜像图像。任何合适的图像捕捉装置(例如相机)都可以用作图像传感器。
这种图像传感器可以与便携式计算装置是一体的，例如集成在头戴式计算装置的透镜中——其佩戴者通过该透镜观察其视场，集成在用于这种透镜的透镜保持器或框架中，或者集成在便携式计算装置的任何其他合适的结构中，其中图像传感器与头戴式计算装置的佩戴者的视野对齐，例如使得当佩戴者看向镜子中的口腔时图像传感器指向口腔。可替代地，图像传感器可以与便携式计算装置物理分离，例如可以是通过有线或无线连接通信地耦合到便携式计算装置的手持式图像传感器。图像传感器可以是模块化计算装置的一部分，例如是头戴式图像传感器模块，其经由有线或无线连接通信地耦合到所述模块化计算装置的一个或多个其他模块，其中，所述其他模块中的至少一些模块可以佩戴在身体上除头部以外的部分上，或者其中所述其他模块中的一些模块可以不是可穿戴的，而是例如便携式的。
在本申请的上下文中，气体传感器是指能够提供诸如电子鼻等人造嗅觉传感器的任何传感器。气体传感器可以形成便携式计算装置(例如还包括图像传感器的头戴式计算装置)的组成部分，或者可以与包括图像传感器的便携式计算装置在物理上分离，例如可以是通过有线或无线连接通信地耦合到包含图像传感器的计算装置的手持装置。气体传感器可以是模块化可佩戴计算装置的一部分，例如通过有线或无线连接通信地耦合到一个或多个其他模块的装置的头戴式或手持式气体传感器容纳装置。
图1示意性地描绘了用于检测口臭的系统的一个实施例，这里该系统是以头戴式计算装置100的形式。图2示意性地描绘了头戴式计算装置100的实施例的框图，其进一步突出了头戴式计算装置100在功能块方面的功能，其中至少一些功能块可以是可选功能。作为非限制性示例，头戴式计算装置100被描绘为智能眼镜，但应当理解的是，头戴式计算装置100可以采取如前所述的任何合适的形状。
头戴式计算装置100包括用于捕捉佩戴者的口腔的图像的图像传感器114并且包括气体传感器116，气体传感器116用于确定头戴式计算装置100的佩戴者呼出的呼气中存在指示口臭的化合物。为了这个目的，任何合适的图像传感器114和气体传感器116都可以集成在头戴式计算装置100中。
头戴式计算装置100可以包括在分立的显示控制器(未示出)的控制下的至少一个透明的或可透视的显示模块106。可替代地，显示控制器可以由头戴式计算装置100的处理器110来实现，如图2所示。
当存在所述至少一个显示模块106时，所述至少一个显示模块106一般被布置为在佩戴者佩戴头戴式计算装置100时覆盖佩戴者的视野，使得头戴式计算装置100的佩戴者可以通过显示在所述至少一个显示模块106上的图像观察到视野。在一个实施例中，头戴式计算装置100包括一对透明显示模块106，该透明显示模块106包括第一显示模块和第二显示模块，第一显示模块能够由佩戴者的右眼观察到，第二显示模块能够由佩戴者的左眼观察到。可替代地，所述至少一个显示模块106可以是覆盖佩戴者的双眼的单个显示模块。
所述至少一个显示模块106可以以任何合适的形式提供，例如图1所示的透明透镜部分，其中图像透射到该透镜部分上，这本身是公知的。可替代地，头戴式计算装置100可以包括一对这样的透镜部分，即如上所述，每个眼睛一个。所述一个或多个透明透镜部分的尺寸被确定为使得通过所述一个或多个透明透镜部分获得了佩戴者的几乎整个视野。例如，所述至少一个显示模块106可以被成形为安装在头戴式计算装置100的框架125或部件壳体135中的透镜。
应该理解的是，框架125可以具有任何合适的形状并且可以由任何合适的材料制成，例如金属、金属合金、塑料材料或其组合。头戴式计算装置100的若干部件可以安装在框架125中，例如安装在形成框架125的一部分的部件壳体135中。部件壳体135可以具有任何合适的形状，优选是人体工程学形状，其允许头戴式装置100以舒适的方式由佩戴者佩戴。
头戴式计算装置100的至少一部分的功能可以由处理器110来控制，其中处理器10执行存储在诸如数据存储器112之类的非瞬态计算机可读介质中的指令(即计算机程序代码)。因此，处理器110结合存储在数据存储器112中的处理器可读指令可以用作头戴式计算装置100的控制器。除了可以由处理器110执行的指令之外，数据存储器112还可以存储与所述至少一个显示模块106上的半透明图像的生成相关的数据。
在一个实施例中，头戴式计算装置100可以适于与远程系统例如图2所示的另一个系统200进行无线通信。为此，头戴式计算装置100可以包括无线通信接口102以用于与诸如远程的另一个系统200之类的远程目标进行无线通信。任何合适的无线通信协议都可以用于头戴式计算装置100与远程系统200之间的任何无线通信，例如红外链路、Zigbee、蓝牙、诸如根据IEEE 802.11标准的无线局域网协议、2G、3G或4G电信协议等。另一个远程系统200可以例如被控制为向头戴式计算装置100的佩戴者提供反馈信息和/或口腔卫生指令，如将在下面进一步解释的。
头戴式计算装置100可以可选地包括另一个无线通信接口104，用于与另一远程系统例如无线局域网进行无线通信，其中头戴式计算装置100可以通过该无线局域网访问诸如因特网的远程数据源，例如以存储诸如用户偏好、用户特定信息等的数据。可替代地，头戴式计算装置100可以包括一个无线通信接口，该无线通信接口能够与另一个远程系统200以及另一个远程目标(例如另一个网络)通信。处理器110还可以适于控制无线通信接口102以及无线通信接口104(如果存在的话)。
在一个实施例中，头戴式计算装置100可以被布置为检测用户指令并且响应于检测到的用户指令来触发操作，例如，在用户指令是头部运动的情况下，例如使用包括运动传感器如陀螺仪或类似传感器的至少一个另外的传感器118，或者通过使用图像传感器114或相机来捕捉由佩戴者作出的基于姿势的指令的图像。用于这种姿势或运动捕捉的其他合适的传感器对于本领域技术人员将是显而易见的。处理器110可以被布置为从捕捉的传感器数据识别由其佩戴者作出的姿势或运动，并且将所识别的姿势或动作解译为指令，例如以识别由头戴式计算装置100的佩戴者执行的任务，例如阅读、计算等等。这种运动的非限制性示例例如包括佩戴者头部的转动或点头。这种姿势的非限制性示例例如包括在头戴式计算装置100的视野中的手或手指的姿势，其可以在利用图像传感器114捕捉的图像中被检测到。
可替代地或附加地，所述至少一个另外的传感器118可以包括声音传感器，例如，麦克风，其可以存在以检测口头指令，其中处理器110可以通信地耦合到所述另外的传感器以处理传感器数据并检测口头指令。
所述至少一个另外的传感器118可以附加地或可替代地包括输入传感器，例如按钮等，以便于头戴式计算装置100的佩戴者从选项列表中选择用户指令。这种选项列表例如可以被显示在头戴式计算装置100的所述至少一个透明显示模块106上(如果存在的话)。
头戴式计算装置100还可以包括用于接收来自用户的输入的用户接口108。用户接口108可以包括例如触摸板、小键盘、按钮、麦克风和/或其他输入装置。处理器110可以基于通过用户接口108接收的输入来控制头戴式计算装置100的至少一些功能。在一些实施例中，所述至少一个另外的传感器118可以限定或形成用户接口108的一部分。
虽然图2示出了头戴式计算装置100的各种部件，即无线通信接口102和104、处理器110、数据存储器112、图像传感器114、气体传感器116以及一个或多个另外的传感器118，并且它们与所述至少一个显示模块106是分开的，但这些部件中的一个或多个可以安装在所述至少一个显示模块106上或集成到所述至少一个显示模块106中。例如，图像捕捉传感器可以安装在透视显示模块106上，用户接口108可以被设置为透视显示模块106上的触摸板，处理器110和数据存储器112可以构成透视显示模块106中的计算系统，并且头戴式计算装置100的其他部件可以被类似地集成在透视显示模块106中。
可替代地，头戴式计算装置100可以以分开的装置的形式被提供，除了通常将被安装在头上的所述至少一个显示模块106之外，这些装置能够佩戴在身体的任何部位上或由佩戴者携带。组成头戴式计算装置100的分开的装置可以以有线或无线的方式通信地耦合在一起。
在操作中，气体传感器116将传感器读数提供给处理器110，处理器110据此推导在由气体传感器116分析的呼气中是否已经检测到口臭。处理器110例如可以适于处理由气体传感器116提供的原始传感器信号，以确定呼气中存在指示口臭的挥发性化合物，这种确定可以包括确定呼气中挥发性化合物的水平，其中如果挥发性化合物以超过预定阈值的水平存在，则口臭被确认。可替代地，原始传感器信号的处理中的至少一些可以由气体传感器116执行，使得处理器110被提供(预)处理的传感器信号，例如，已经确定了目标挥发性化合物的水平的信号，使得处理器110可以被配置成将所确定的目标挥发性化合物的水平与限定的阈值进行比较，以确定来自呼气的口臭。
在检测到口臭后，用图像传感器114拍摄口腔的图像。该图像应当包括牙齿的至少一个正面，可能包括牙龈的一部分和舌头的上表面部分。为了实现这一点，可以提示头戴式计算装置100的佩戴者拍摄该图像，例如通过在显示模块106上显示适当的消息，通过产生听觉或触觉消息等来触发佩戴者张开他或她的嘴，使得可以捕捉图像。例如，可以提示佩戴者张开他或者她的嘴并且在镜子中看向张开的嘴，使得与佩戴者的视野对齐的图像传感器114将捕捉口腔在镜子中的镜像。
捕捉的图像随后由处理器110处理，以确定检测到的口臭是否是口腔恶臭。这可以通过多种方式来完成。例如，可以针对指示口腔卫生差的临床体征和症状来分析图像。该分析可以包括识别牙齿之间的牙间间隙内咀嚼的食物、舌苔、牙齿表面上的生物膜积聚的不同阶段以及某些牙周状况中的至少一者。分析可以使用合适的算法来实现，例如目标识别算法、颜色评估算法等等。例如，可以基于舌色域的颜色比率从图像提取颜色特征矢量；可以基于牙齿的黄色检测牙斑；可以通过牙龈的明显肿胀及其淡红色鉴别某些牙周疾病，等等。所确定的色彩深浅或等级可以使用分类系统进行分类，其中每个深浅或等级与口腔的特定状况相关联，例如，分类系统是简单的三类分类系统(健康的、有风险的、不健康的)或者更细分或更复杂的分类系统。
基于所识别的对象及其颜色和/或颜色的深浅或等级，可以评估口腔的卫生状况，并且可以确定口臭源自口腔的可能性的概率分数。如果概率分数超过预定阈值，则可以相应地通知头戴式计算装置100的佩戴者，并且可选地基于图像分析向佩戴者提供口腔清洁指令，例如通过为具有非理想清洁度的一个或多个口腔部分提供清洁指令。这种清洁指令可以在显示模块106上提供，或者可以由无线通信模块102或104传送到远程系统200以在远程系统(例如，头戴式计算装置100的佩戴者正在面对的智能镜子)上显示。这些只是该信息可以如何呈现给佩戴者的一些非限制性示例；对于技术人员而言，许多其他示例将立即显而易见。
在一个实施例中，头戴式计算装置100可以被配置为在头戴式计算装置100的佩戴者上执行口腔清洁动作(例如刷牙、通过牙线清洁牙间腔、牙间刷牙等)、清洁舌头(例如擦洗或刷舌头等)之后重复上述口臭评估。佩戴者可以向头戴式计算装置100通知口腔清洁已经完成，例如，使用非接触式指令，例如姿势等，或者通过接触头戴式计算装置100的用户接口以触发重新评估，即重复对呼气的分析，以及如果需要的话捕捉和分析口腔的图像以验证口臭起源的初始确定是否正确。通过这种方式，可以加强或纠正口臭来源的初始确定。
处理器110可以实现用于检测口臭的方法300，如图3的流程图所示。方法300开始于步骤301，例如，通过激活头戴式计算装置100的口臭检测操作而开始，之后方法300前进到步骤303，在步骤303中用气体传感器116分析呼气。在步骤305中，利用图像传感器102捕捉口腔的图像，之后解译气体传感器116的传感器读数以在步骤307中确定是否从呼气中检测到口臭，并且在步骤309中通过评估所捕捉的图像(例如通过检查口腔是否足够干净)来检查口腔中的卫生水平。
如果在步骤307中确定在呼气中没有检测到恶臭但是在步骤309中确定口腔不够干净，则方法300前进到步骤311，在步骤311中向头戴式计算装置100的佩戴者提供适当的反馈，其可以包括改善口腔的清洁度的清洁指令，之后方法300可以返回到步骤303以检查所提供的反馈是否导致了口腔状况的改善。
如果在步骤307中确定在呼气中没有检测到恶臭并且在步骤309中确定口腔足够干净，则方法300前进到步骤313，在步骤313中向头戴式计算装置100的佩戴者提供正面反馈，例如以维持目前用于口腔清洁的清洁制度。
如果在步骤307中确定在呼气中检测到恶臭并且在步骤309中确定口腔不够干净，则方法300前进到步骤319，在步骤319中确认口腔卫生为口臭源，例如通过向头戴式计算装置100的佩戴者提供该确定来进行确认，之后方法300前进到步骤321，在步骤321中可以向佩戴者提出治疗方案，治疗方案可包括改善口腔清洁度的清洁指令。
如果在步骤307中确定在呼气中检测到恶臭但是在步骤309中确定口腔足够干净，则方法300前进到步骤323，在步骤323中提示头戴式计算装置100的佩戴者回答一个或多个问题，例如关于佩戴者表现出指示口腔干燥症的某些症状的“是/否问题”，例如“口味改变？”、“舌头灼热？”等，因为口腔干燥症即使在不存在口腔卫生不良的情况下也会引起口腔恶臭。
在步骤325中，评估所回答的问题以确定头戴式计算装置100的佩戴者是否可能患有口腔干燥症。如果是这种情况，则方法300前进到步骤327，在步骤327中，确认假性口臭，即口臭源自口腔但不是由口腔卫生不良造成的，例如通过相应地通知佩戴者来确认。然后是步骤329，在步骤329中向佩戴者提供关于口臭的可能原因的反馈，诸如压力或药物，这二者都是已知的口腔干燥症的触发原因。
另一方面，如果在步骤325中确定检测到的口臭不太可能由口腔干燥症引起，那么方法300前进到步骤331，在步骤331中，头戴式计算装置100的佩戴者被告知引起口臭的可能病理，其中可以包括建议寻求专业的医疗救助以诊断口臭的原因。
在步骤333中可以确定是否应当重复口臭评估，例如在头戴式计算装置100的佩戴者执行诸如口腔清洁之类的校正动作之后。如果是这种情况，则方法300回到步骤303，否则方法300在步骤335中终止。
在上述方法300中，在向头戴式计算装置100的佩戴者提供反馈的情况下，可以以任何合适的形式，例如以文本形式和/或以图片形式提供这样的反馈，例如使用图标、卡通人物、虚拟形象等来增加头戴式计算装置100的佩戴者的参与。例如，可以产生指示口腔清洁度和/或佩戴者的呼吸质量的牙齿虚拟形象。
应当理解的是，如图3的流程图中所示的方法300的实施例是该实施例的非限制性示例，并且可以在不偏离本发明的情况下对该方法进行许多改变。例如，图像捕捉步骤305可以在呼气评估步骤303之前执行，或者可以有条件地执行，即，只有在呼气中确定存在指示口臭的挥发性化合物的情况下才执行。类似地，至少一些反馈步骤可以被省略。其他修改对于本领域技术人员将是显而易见的。
在特别合适的实施例中，处理器110可以被布置成使用概率模型来执行口臭评估，该概率模型可以包括用户特定参数以进一步提高口臭评估的准确性。这借助于图4进一步详细解释，其示意性描绘了这种概率模型的非限制性示例。该模型接收第一输入401(其为由图像传感器114捕捉的图像)、第二输入(其为通过口腔的呼气)以及可选的第三输入409(其为由头戴式计算装置100的佩戴者提供的个人数据)。该模型还包括处理第一输入401的图像处理分类模块403和处理第二输入405的口腔气味分类模块407。模块403和407可以由处理器110实现，处理器110进一步实现诸如马尔科夫(Markov)逻辑网络的逻辑网络411来解译由模块403和407提供的数据以及可选地经由第三输入409提供的用户特定数据，以产生指示来自所提供的输入的最可能的诊断的输出413，所述诊断例如是无口臭、口臭、系统性口臭、假性口臭。
该模型可以实现使用变量的概率推理，所述变量表示：
(1)图像处理分类输出及其置信度值；
(2)电子鼻评估及其置信度值；以及
(3)与识别危险因素有关的用户数据，例如饮食数据、吸烟数据、压力水平数据、年龄数据、指示口腔假体的佩戴(整夜佩戴)的数据、慢性疾病数据、由头戴式计算装置100或另一装置生成的历史口臭诊断数据，等等。
这些变量可以使用统计关系方法(例如马尔可夫逻辑)直观地表示。变量之间的相关关系可以使用加权的一阶公式来灵活表达：
-(0.8)haseNoseOutput(oral_halitosis)，即电子鼻模块已经检测到口臭异味，置信度为0.8(置信度尺度为0-1)；
-(0.6)hasMouthCondition(classB)，即图像处理模块405将口腔状况分类为不干净但健康，置信度值为0.6；
-(0.9)
即该规则规定，如果用户有口臭异味、不干净但健康的舌头颜色并且没有慢性疾病，则诊断出口臭，置信度值为0.9。
概率模型可以使用任何合适类型的公式使用上述参数作为输入以任何合适的方式构建。
在一个实施例中，时间背景被添加到模型。特别地，诊断决定的作出可以基于在预定长度的时间窗口上累积的电子鼻数据和口腔状况数据。最简单的版本集成了来自前一个时间步骤的信息，以便推断当前的信息。在前面的示例之后，通过向断定添加第二个参数来表示不同的时间步骤，可以很容易地实现这样的扩展。例如，这种公式可以写成如下：
-(0.8)haseNoseOutput(oral_halitosis,t)；即在时间步骤t，电子鼻模块已经检测到口臭异味，置信度为0.8；
-(0.6)hasMouthCondition(classB,t)；即在时间步骤t，图像处理模块已经将口腔状况分类为不干净但健康，置信度值为0.6；
-(0.9)
即该规则规定：如果用户具有口臭异味，不干净但健康的舌头颜色，同时没有慢性疾病，则在该时间步骤中诊断出口臭，置信度值为0.9；
-(0.9)[hasDiagnosis(oral_halitosis,t-1)＝>hasDiagnosis(oral_halitosis,d)]；即，如果在给定的时间步骤诊断出口臭，则在下一个时间步骤，该诊断也是非常可能的。
这个简单的时间推理方案可以灵活地扩展到更复杂的时间关系，比如通过执行艾伦的时间代数来实现，其例如由AnastasiosSkarlatidis等人公开在“基于马尔可夫逻辑网络的概率事件演算”中(Proceedings of the 5th international conference on Rule-based modeling and computing on the semantic web(RuleML'11),Frank Olken,Monica Palmirani,Davide Sottara(Eds.).Springer-Verlag,Berlin,Heidelberg,155-170(2011))。如本领域中已知的那样，可以通过收集训练数据来学习和更新模型参数，即公式权重。
可以使用不同的变量值来生成确定未知变量的最可能状态即最终诊断的最大后验推断。这种知识工程形式主义可以扩展到其他功能，例如被诊断为系统性口臭的某些具体原因之间的区别。例如，如X.Wang等人在“优化的舌头图像颜色校正方案”(IEEETransactions on Information Technology in Biomedicine,Vol.14,No.6,pp.1355-1364,2010)中所提出的，舌苔可以被分类为更细粒度的分类。在这种方式下，考虑到相应的舌头颜色和没有口腔恶臭，可以检测到诸如高血压的系统性疾病。
在上述实施例中，用于口臭检测的系统被实现为头戴式计算装置100。这样的实施方式有利于直接的口臭检测，因为可以在佩戴智能眼镜之类的头戴式计算装置100的同时在浴室的镜子中容易地执行检测。
然而，在至少一些实施例中，气体传感器116可以与头戴式计算装置100分离，使得用于口臭检测的系统是模块化系统。这种模块化系统的示例性实施例在图5中示意性地示出，其中气体传感器116集成在用于口腔清洁的装置150中，即电子口腔卫生装置150，如电动牙刷、电动舌头清洁装置、电动牙间腔清洁装置等。装置150通常包括无线通信模块152，用于与装置100的无线通信模块进行无线通信，装置100包括图像传感器114并且可选地包括例如一个或多个显示模块106，显示模块106例如用于显示如前所述的反馈信息、口腔清洁指令等。将气体传感器包含在用于口腔清洁的装置150中具有如下优点：由于气体传感器116接近呼气的口腔，所以能够生成对呼气中指示口臭的挥发性化合物的特别灵敏的读数。
装置100可以是头戴式计算装置，但这不是必需的。可替代地，装置100可以是智能镜子或诸如智能电话或智能相机的便携式装置。
如前所述，头戴式计算装置100的使用是特别有利的，因为其便于从类似角度、位置和距离的直观图像捕捉，这对于口腔的捕捉图像的一致图像处理是重要的。通常，便携式装置、特别是头戴式计算装置100提供了便携性的优点以及在气体传感器116集成在装置100中时将气体传感器116集成在从口腔可接受的范围内的可能性。
在一个实施例中，处理器110适于在分析图像之前向捕捉的图像应用图像归一化算法，以确保不同的图像(例如，当使用不同的相机捕捉图像时由不同的图像传感器116例如在用于检测口臭的模块化系统中捕捉的图像和/或在不同的照明条件下捕捉的图像)以一致的方式被分析，即，由源自图像捕捉条件的不同照明条件或色调引起的变化在分析之前从图像中被去除，以提高口臭检测的准确性。这在图6中示意性地示出，其中标记为(a)的一系列图像500(这里是舌头的上表面)清楚地呈现了图像间变化，通过向一系列图像500应用归一化算法从标记为(b)的一系列图像510中消除这些变化，以产生一系列图像510。例如，可以应用颜色校正方案来减少图像500之间的颜色差异，以便于从校正的图像510中提取颜色特征信息，如前面所解释的，例如基于舌色的颜色比例提取。
本发明的各方面可以体现为穿戴式计算装置、方法或计算机程序产品。本发明的各方面可以采取体现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，所述计算机可读介质具有在其上体现的计算机可读程序代码。
可以使用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体的系统、设备或装置，或前述的任何合适的组合。这样的系统、设备或装置可以通过任何合适的网络连接来访问；例如，系统、设备或装置可以通过网络访问，以通过网络检索计算机可读程序代码。这种网络例如可以是互联网、移动通信网络等。计算机可读存储介质的更具体的示例(非穷举列表)可以包括以下：具有一个或多个接线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式压缩盘、只读存储器(CD-ROM)、光存储装置、磁存储装置或以上所述的任何适当组合。在本申请的上下文中，计算机可读存储介质可以是包含或存储由指令执行系统、设备或装置使用或与其结合使用的程序的任何有形介质。
体现在计算机可读介质上的程序代码可以使用任何适当的介质来传输，所述介质包括但不限于无线、有线、光缆、RF等，或者以上所述的任何适当组合。
用于通过在处理器110上执行来执行本发明的方法的计算机程序代码可以以一种或多种编程语言的任何组合来编写，所述编程语言包括诸如Java、Smalltalk、C++等的面向对象的编程语言和常规的程序编程语言，例如“C”编程语言或类似的编程语言。程序代码可以作为独立的软件包(例如，app)完全在处理器110上执行，或者可以部分在处理器110上执行，部分在远程服务器上执行。在后一种情况下，远程服务器可以通过包括局域网(LAN)或广域网(WAN)的任何类型的网络连接到穿戴式计算装置100，或者可以连接到外部计算机，例如使用互联网服务提供商通过互联网连接到外部计算机。
以上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/或框图描述了本发明的各方面。将理解的是，流程图和/或框图的每个框以及流程图和/或框图中的框的组合可以由计算机程序指令来实现以全部或部分地在处理器110上执行，使得指令创建了用于实现在流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的手段。这些计算机程序指令也可以被存储在可以引导计算装置100以特定方式运行的计算机可读介质中。
计算机程序指令可以被加载到处理器110上以使得在处理器110上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的过程，使得在处理器110上执行的指令提供用于实现在流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的过程。计算机程序产品可以形成计算装置100的一部分，例如可以被安装在计算装置100上。
应该注意的是，上述实施例说明而非限制了本发明，并且本领域技术人员将能够在不偏离所附权利要求的范围的情况下设计出许多替代实施例。在权利要求中，放置在括号之间的任何附图标记都不应被解释为限制权利要求。词语“包括”不排除存在权利要求中列出的元件或步骤以外的元件或步骤。元件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这种元件。本发明可以通过包括几个不同元件的硬件来实现。在列举了多个装置的产品权利要求中，这些装置中的几个可以由同一个硬件项实现。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施这一纯粹事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。
Claims (13)
1.一种用于检测口臭的系统，包括：
-气体传感器(116)，用于生成传感器信号，所述传感器信号用于通知对通过口腔呼出的指示口臭的化合物的检测；
-图像传感器(114)，用于捕捉所述口腔中的牙齿状况和/或舌头状况的图像；以及
-处理器(110)，被通信地耦合到所述气体传感器(116)和所述图像传感器(114)，并且适于处理所述传感器信号和所述图像，以在所述传感器信号通知存在指示口臭的化合物的情况下，通过确定所述图像中的所述牙齿状况和/或所述舌头状况来确定所述口臭是否源自所述口腔，
其中所述处理器(110)适于向所述图像应用颜色归一化算法，以在处理被归一化的所述图像之前对舌头颜色进行归一化。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器(110)适于使用所确定的牙齿状况和/或舌头状况来实施概率模型，以确定所述口臭是否源自所述口腔。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述概率模型是时间概率模型，并且其中所述处理器(110)适于基于在不同时间点确定的一系列确定的牙齿状况和/或舌头状况来确定所述口臭是否源自所述口腔。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述处理器(110)适于在所述传感器信号通知存在指示口臭的化合物的情况下，通过确定所述图像中的所述牙齿状况和/或所述舌头状况并结合评估由所述系统的用户提供的个人数据来确定所述口臭是否源自所述口腔。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述气体传感器(116)、所述图像传感器(114)和所述处理器(110)被集成在单个装置(100)中，或者其中所述系统包括：第一装置(100)，所述第一装置(100)包括所述处理器和所述图像传感器，所述第一装置进一步包括通信地耦合到所述处理器的无线通信模块(102、104)；以及第二装置(150)，所述第二装置(150)包括所述气体传感器和用于与所述无线通信模块通信的另一个无线通信模块(152)。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述第二装置(150)是用于口腔清洁的电子装置。
7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述单个装置(100)或所述第一装置(100)是头戴式装置。
8.根据权利要求1至3、6至7中任一项所述的系统，还包括通信地耦合到所述处理器(110)的显示装置(106)，其中所述处理器适于响应于所述口臭的确定而控制所述显示装置在所述显示装置上显示口腔卫生指令。
9.一种用于检测口臭的方法(300)，包括：
-从气体传感器接收传感器信号，所述传感器信号通知对通过口腔呼出的指示口臭的化合物的检测；
-从图像传感器接收所述口腔中的牙齿状况和/或舌头状况的图像；
-对所述传感器信号和所述图像进行处理，以在所述传感器信号通知存在指示口臭的化合物的情况下，通过确定所述图像中的所述牙齿状况和/或所述舌头状况来确定所述口臭是否源自所述口腔；以及
-向所述图像应用颜色归一化算法，以在处理所述图像之前对舌头颜色进行归一化。
10.根据权利要求9所述的方法(300)，其中，以下步骤
-从气体传感器接收传感器信号，所述传感器信号通知对通过口腔呼出的指示口臭的化合物的检测；
-从图像传感器接收所述口腔中的牙齿状况和/或舌头状况的图像；以及
-对所述传感器信号和所述图像进行处理，以在所述传感器信号通知存在指示口臭的化合物的情况下，通过确定所述图像中的所述牙齿状况和/或所述舌头状况来确定所述口臭是否源自所述口腔；
a)在清洁所述口腔之前进行，以及
b)在清洁所述口腔之后重复，
所述方法还包括将在a)中确定的口臭起源与在b)中确定的口臭起源进行验证。
11.根据权利要求9或10所述的方法(300)，还包括使用所确定的牙齿状况和/或舌头状况来应用概率模型，以确定所述口臭是否源自所述口腔。
12.根据权利要求11所述的方法(300)，其中，所述概率模型是时间概率模型，所述方法进一步包括基于在不同时间点确定的一系列确定的牙齿状况和/或舌头状况来确定所述口臭是否源自所述口腔。
13.一种计算机可读的存储介质，在所述存储介质上包括计算机程序代码，所述计算机程序代码当在根据权利要求1至8中任一项所述的系统上执行时，使所述系统的处理器实施根据权利要求9至12中任一项所述的方法(300)。
Applications Claiming Priority (3)
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Publications (2)
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