CN109932041A - 基于视觉识别的食品称 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于视觉识别的食品称，包括：称重台、称重传感器、图像采集器、存储器、处理器、显示器、一个或多个程序，所述的程序包括用于执行以下步骤的指令：S1）、采集待称物体的图像信息和重量信息；S2）、将当前图像信息与标准数据库中的索引图片信息进行比对，确定当前称重物体的品类；S4）、如果当前采集的图像信息与所有的索引图片均无法比对，则在该标准数据库中建立新档案，由用户输入产品分类和名称。本发明通过机器学习，能够不断更新标准数据库，满足多种需要。

Description

基于视觉识别的食品称

技术领域

本发明属于计量装置领域，特别涉及一种智能称重的食品称。

背景技术

随着时代的进步，物质资料的极大丰富，现代人们越来越重视饮食健康，并采用多种手段科学控制食物中各种营养物质的摄入。目前，比较常用的技术手段是：首先，采用传统的电子计量称对食用食物进行称重，然后根据食物营养物质表，分别计算该食物中所含的各种营养物质的含量，如果当天摄入多种食物，需要对多种食物的营养物质（如蛋白质、碳水化合物、脂肪等）分别再进行累加计算。其弊端非常明显：一是需要先称重再计算，操作繁琐、复杂；二是能够计算的营养物质种类有限，一般仅仅针对蛋白质、脂肪、碳水化合物等进行计算，并不能对所有物质（如钙、铁、维生素、盐、糖等）进行一一统计；三是无法根据既往摄入营养计算身体还缺乏哪些营养物质，以进行针对性摄入。最后，由于不同人群的饮食需求多样，比如糖尿病患者需低糖饮食、高血压人群需要低盐饮食、减肥人群需要低脂低碳水化合物饮食、婴儿需要在生长的各个阶段不断调整食谱以均衡营养，而传统计量方法复杂落后，因此很难普及。

可供人类食用的食物种类繁多，不同地域所生长的蔬菜、水果外形相去甚远，随着人们饮食习惯的更改，食用的食材也不断地更新，因此需要一种能够不断更新的智能识别产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够基于视觉识别食材的智能食品称，可以满足食材不断更新的要求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：基于视觉识别的食品称，它包括：

称重台，用于放置待称物体；

称重传感器，用于计量放置在称重台上的物体的重量；

图像采集器，用于采集待称物体的图像信息；

存储器，存储器内存储有标准数据库，所述的标准数据库中包含有索引图片和多种食物信息，该食物信息包含营养物质含量信息，且所述的索引图片与多种食物信息之间存在对应关系，所述的标准数据库中多种食物信息被分配在食品分类条目和调料分类条目中；

一个或多个处理器，与所述称重传感器、图像采集器、存储器信号连接；

用于接收外部指令或上传数据信息的网络通讯模块；

显示器，与所述的一个或多个处理器信号连接，用于显示所述的一个或多个处理器的输出信息；

一个或多个程序，其中所述的一个或多个程序被存储在所述存储器中，并被配置成由所述的一个或多个处理器执行，所述的程序包括用于执行以下步骤的指令：

S1）、采集待称物体的图像信息和重量信息；

S2）、将当前图像信息与标准数据库中的索引图片信息进行比对，确定当前称重物体的品类；

S4）、如果当前采集的图像信息与所有的索引图片均无法比对，则在该标准数据库中建立新档案，由用户输入产品分类和名称。

本发明进一步的技术方案是：各所述的食物信息、调味料信息与一个或多个所述的索引图片对应。

优选的，所述的图像采集器为高清照相机。

优选的，所述的图像采集器采集的图像信息包括图片的色泽信息、形状信息、表面特征信息、尺寸信息中的一种或多种。

优选的，所述的存储器还包括用于记录当前图像信息和重量信息的日志数据库，所述的日志数据库中存储有图像采集器历次采集的图像信息。

本发明与现有技术相比获得如下有益效果：本发明通过对所称重的食物进行视觉识别，判断不能识别的物品，建立新档案，实现机器学习，不断更新标准数据库，能够满足多种人群的需要。

附图说明

附图1为本发明的立体图；

附图2为本发明的半剖示意图；

附图3为本发明的控制框图；

附图4为本发明的流程图；

附图5为本发明的数据架构图；

其中：10、称重台；11、显示器；12、图像采集器；13、伸缩安装座；14、支架；15、前侧表面；16、输入设备；17、称重传感器；18、保护膜；20、处理器；21、存储器；22、网络通讯模块。

具体实施例

下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明，其中本说明书中所述的“上”、“下”位置关系与附图1中的上、下位置关系相对。

参见附图1、2所示，本发明公开了基于视觉识别的食品称，包括：

称重台10，用于放置待称物体，称重台上呈立方形或梯台形；

称重传感器，用于计量放置在称重台上的物体的重量；

图像采集器12，用于采集称重台10上的待称物体的图像信息，该图像采集器12为高清照相机；

存储器，存储器内存储有标准数据库，所述的标准数据库中包含多种物质的索引图片信息和营养信息，且各物质的图像信息与营养信息之间存在对应关系；

一个或多个处理器，与所述称重传感器17、图像采集器12、存储器信号连接；

显示器11，与所述的一个或多个处理器信号连接，用于显示所述的一个或多个处理器的输出信息，显示器用于展示标准数据库中的索引图片信息、重量信息、标准营养信息或输出推荐菜谱等等。

存储器中还存储有多个程序，其中所述的一个或多个程序被存储在所述存储器中，并被配置成由所述的一个或多个处理器执行，所述的程序包括用于执行以下步骤的指令：

S1）、采集待称物体的图像信息和重量信息；

S2）、将当前图像信息与标准数据库中的索引图片信息进行比对，确定当前称重物体的品类；

S3）、根据该品类物体对应的营养信息和当前重量信息计算该物质所含的各类营养物质的量并输出。

为了适应不同重量和大小的物品，本发明的一个实施例中，该营养管理称包括称体和可升降地设置在称体上的伸缩安装座13，图像采集器12可转动的安装在该伸缩安装座13上，以使得图像采集器12能够获取全部待称重物品的图像。

本发明的一个实施例中，显示器11采用触屏显示器，可以便于消费者输入信息和进行设备操作，作为该方案的替换，称重台10还可以设置输入设备16，如图1所示，输入设备6为人机操作面板，设置在称重台10的前侧表面15处，在其他实施例中，输入设备16还可以借由语音交互方式替代。

为获取更大的显示界面，显示器11优选设置在称重台10的上表面处，为避免称重台上带有水分浸润显示器，优选在显示器11上方设置保护膜18，该保护膜18的截面大致呈“工”形，具有向上凸起的上边缘和向下遮盖住显示器的下边缘，该保护膜可采用透光性良好的高分子材料制作，而所述的显示器设置在保护膜的正下方，保护膜厚度≤2mm，可以透过保护膜可以清晰看到显示器上显示的内容。

在本发明的其他实施例中，显示器11还可以设置在称重台10的前侧表面15处。或者，所述的显示器设置在称重台10侧部的安装座上，显示器选用触屏显示器，而所述的图像采集器就设置在显示器上，安装座上具有活动夹头，可以任意调节显示器和图像采集器的角度。

当本发明的营养管理称采用语音交互方式进行输入时，该营养管理称还应当包括语音输入/输出单元来实现语音输入、语音播放等功能，语音输入/输出单元包括分别与处理器信号连接的麦克风、扬声器以及存储在存储器内的至少一个语音转化程序和语音数据库。所述的语音转化程序在现有技术中非常常见，本发明中不再进行详细描述，该程序主要是采集用户的语音指令，语音指令转化为电子指令，同时能够将存储器中存储的数据信息以语音形式播放。

为补充本地数据库中缺少的信息，营养管理称还包括用于接收外部指令或上传数据信息的网络通讯模块，网络通讯模块与处理器信号连接，通过网络通讯模块，使得处理器和本地数据库能够与互联网相连，以搜寻互联网信息或下载补充信息。

参见附图3、4、5所示，本发明的控制部分主要由处理器、存储器完成，存储器中包括标准数据库、用户数据库、日志数据库、菜谱数据库等数据库，存储器中还存储有多个程序，而处理器被配置成能够执行这些程序。

标准数据库中包含多种食物信息以及与这些食物相对应的若干索引图片，标准数据库中的多种食物信息至少被分成食品分类条目和调料分类条目，食品分类条目中存储诸如肉类、鱼类、蔬菜、坚果等二级分类条目，这些食物信息包括食品名称、单位克重的标准营养信息、营养价值、食用方法及禁忌等信息，标准营养信息中含有诸如含糖、蛋白质、铁、钙等分别多少克；调料分类条目中存储多种调料的名称、微量元素含量等。食物信息中的一种食物有可能对应若干索引图片，比如土豆对应的索引图片可能对应未切开的土豆、土豆片、土豆块、土豆丝等。

用户数据库中包含用户名称、身体特征信息和健康的标准摄入值，身体特征信息包括身高、体重、年龄、过敏信息和疾病信息等，而标准摄入值是根据医学、营养学等学科推荐的日常营养摄入值表，处理器通过用户身体特征信息和标准摄入值计算，并得出该名用户的推荐摄入值，推荐摄入值也保存在用户数据库中，等待系统调用。优选的，所述的用户数据库中还包括用户自定义模块，用户自定义模块中存储有饮食禁忌、物质限量标签，在用户自定义模块中，用户可以自行选择饮食口味、禁忌食物以及为自己设定每日各种营养物质的上下限。在用户设定自定义模块的情况下，自定义模块享有优先级。

日志数据库中包含用户每日或每次称重的食物信息、重量信息、用户实际摄入值等日志信息。

菜谱数据库中包含各种菜谱、做法以及各菜谱中各食物的重量等信息。

所述的存储器中包含一个视觉比较程序、饮食管理程序、菜谱推荐程序。

视觉比较程序用于建立新的食品信息和索引图片，具体来说，视觉比较程序包括用于执行以下步骤的指令：将当前采集的图像信息与所述的索引图片进行比较，找到对应的产品信息；如果当前采集的图像信息与所有的索引图片均无法比对，则建立新档案，由用户输入产品分类和名称，该产品的标准营养信息通过互联网信息补充，完成机器自学习，比如标准数据库中土豆的索引图片仅有完整的土豆图片，而当前采集的图像信息为土豆丝的图片，那么就需要用户将当前采集的图片输入图片信息“土豆”，使该图片与土豆的食品信息建立对应关系。此外，图像采集器采集的图像信息包括图片的色泽信息、形状信息、表面特征信息、尺寸信息中的一种或多种，这些信息和图片被记录在日志数据库中，并作为食物信息的补充参数补充进入标准数据库中。

饮食管理程序用于计算用户每日实际摄入值与推荐摄入值之间的差值，并做出合理建议。所述的饮食管理程序包括用于执行以下步骤的指令：

S21）、将同一用户在设定时间内，比如晚餐时间，或一日、一个月时间内，实际摄入的多种食物的各项营养物质的量进行累加，获得用户实际摄入值；

S22）、将累加后的数据与该用户在该设定时间内的推荐摄入值进行比较，并输出比较结果。

S23）、当该用户历史实际摄入值小于推荐摄入值的营养物质时，计算多种欠营养物质之间的比例；

S24）、在标准数据库中搜索营养物质比例最接近的一种或多种物质；

S25）、根据所述的一种或两种物质的营养物质比例，计算需要补充的重量，并输出；

S26）、当该用户当前实际摄入值大于推荐摄入值的营养物质，计算一种或多种富营养物质的值；S24）、在用户历史的摄入记录中找出含有该营养物质最多的记录，计算合理摄入的质量并输出。

举例说明，在当日用餐时间结束后，用户甲某本日的实际摄入值与推荐摄入值相比，缺少蛋白质5g、粗纤维20g、铁20mg、钙10mg，此时，饮食管理程序将根据以上4种物质的比例在标准数据库中搜寻，找到豆腐中含有这几种物质，同时比例相似，那么程序就计算出用户应该补充摄入的重量，并推荐给用户；如果一种物质没办法刚好匹配这几种物质，程序将推荐两种或两种以上的物质。一般情况下，当用户摄入某种营养物质超过推荐摄入值较小的值时，无需启动步骤S26，只有当用户实际摄入值远超过设定阈值时才需要做出饮食限制的建议，该设定阈值可以通过用户自定义模块由用户自行管理定义，也可以通过在标准摄入值中设定。

菜谱推荐程序用于根据用户在单次就餐时间内称重的食物信息做出推荐菜谱，该程序包括用于执行以下步骤的命令：

S31）、记录单次称重的几种物质的重量和种类；

S32）、根据当前食物的重量和种类与菜谱数据库中的菜谱进行比较；

S33）、找到含有上述几种物质的一个或多个菜谱，选择用户口味偏好的菜谱，推荐给用户。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于视觉识别的食品称，其特征在于：它包括：

称重台，用于放置待称物体；

称重传感器，用于计量放置在称重台上的物体的重量；

图像采集器，用于采集待称物体的图像信息；

存储器，存储器内存储有标准数据库，所述的标准数据库中包含有索引图片和多种食物信息，该食物信息包含营养物质含量信息，且所述的索引图片与多种食物信息之间存在对应关系，所述的标准数据库中多种食物信息被分配在食品分类条目和调料分类条目中；

一个或多个处理器，与所述称重传感器、图像采集器、存储器信号连接；

用于接收外部指令或上传数据信息的网络通讯模块；

显示器，与所述的一个或多个处理器信号连接，用于显示所述的一个或多个处理器的输出信息；

一个或多个程序，其中所述的一个或多个程序被存储在所述存储器中，并被配置成由所述的一个或多个处理器执行，所述的程序包括用于执行以下步骤的指令：

S1）、采集待称物体的图像信息和重量信息；

S2）、将当前图像信息与标准数据库中的索引图片信息进行比对，确定当前称重物体的品类；

S4）、如果当前采集的图像信息与所有的索引图片均无法比对，则在该标准数据库中建立新档案，由用户输入产品分类和名称。

2.根据权利要求1所述的基于视觉识别的食品称，其特征在于：各所述的食物信息、调味料信息与一个或多个所述的索引图片对应。

3.根据权利要求1所述的基于视觉识别的食品称，其特征在于：所述的图像采集器为高清照相机。

4.根据权利要求1所述的基于视觉识别的食品称，其特征在于：所述的图像采集器采集的图像信息包括图片的色泽信息、形状信息、表面特征信息、尺寸信息中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的基于视觉识别的食品称，其特征在于：所述的存储器还包括用于记录当前图像信息和重量信息的日志数据库，所述的日志数据库中存储有图像采集器历次采集的图像信息。