确定局部最小值和最大值。这种方法意味着强 大的光源（用于实现高对比度)和更多的计算(计算能力)这两者。根据一些其他实施例，获 取多个图像。可选的相位调制可以被应用以突出显示光图案区域的一个或多个边。
[0063] 在优选实施例中，两个图像被依次获取，并且图像被相减以识别变形的光图案。该 解决方案在一些情形中是有利的。该过程使得能够以更好的准确度计算所考虑的物体的局 部反射率。可以使用不太强大的光源(相关地降低与激光功率相关联的危险的水平）。关联 的方法和系统对可(也随时间）显著改变的外部照明条件(环境光）的改变而言也更鲁棒。食 物元素经常展现出多种光反射属性，这意味着关于反射光的局部水平的自适应阈值估计的 益处，如当获取两个连续图像时的情况那样。
[0064]图12图示了图像分割步骤。可以使用不同现有技术图像分割技术。在一个实施例 中，分割算法由三个步骤构成:均值移位滤波、区域生长和区域合并。图12示出了针对分段 辨别步骤的若干个步骤：（a)原始图像，（b)均值移位滤波之后的平滑图像，（c)区域生长结 果，（d)合并之后的图像分段。首先，原始图像（图12A)被转换为CIELAB颜色空间，其被认为 在感知上是均匀的。然后，均值移位滤波被以金字塔方式应用（图12B)。高斯金字塔被构建， 滤波被应用到更小尺度，并且然后，结果被传播到更大尺度。然后，区域生长方法基于初始 分段的颜色均匀性来检测初始分段(图12C)，接着是区域合并阶段，其中具有小于阈值的大 小的分段在平均颜色方面被合并到最接近的邻居（图12D)。最后，在检测到图像边缘并组合 它们以利用RANSAC算法得到最佳可能椭圆（FIG. 12E)之后检测到盘。具有盘外的大部分的 分段或与盘共享边界的大部分的分段被消除。在分割阶段结束时，一些食物项目仍可能被 过度分割到某种程度。然而，如果所生成的区域足够大以被辨别，则在合并具有相同食物标 签的区域之后，最终分割结果将得到进一步改进(图12F)。
[0065]图13图示了食物辨别步骤。在分割膳食图像之后，所创建的分段中的每一个必须 被辨别，因此将向其分配食物标签。食物图像辨别包括两个步骤：图像描述(描述图像的视 觉内容的一组特性被提取和量化)和图像分类(一个或多个分类器把食物种类的预定义集 合中的一个或多个种类分配给图像）。这两个步骤都需要训练（系统从所获取的知识中学 习）和测试(系统从新的未知图像辨别食物类型）。使用颜色和纹理特征来描述由前一阶段 产生的每个图像分段，并且然后通过基于机器学习的分类器将其分类到预定义食物种类中 的一个。分类器先前已经被在属于所考虑的食物种类的图像贴片的大训练数据集上训练。 支持向量机(SVM)构成最流行的分类解决方案，同时也可以使用最近的邻居、概率方法和人 工神经网络。
[0066]在优选实施例中，颜色和纹理特征两者都可以被使用，且然后被基于机器学习的 分类器分类到预定义食物种类之一中。分类器先前已经在属于所考虑的食物种类的图像的 大训练数据集上训练。预聚类的颜色空间的直方图可以被用作颜色特征集。k_均值算法的 分层版本可以被应用以聚类由食物图像的训练集创建的颜色空间，使得最主导的食物颜色 被确定。使用分层k-均值代替原始k-均值在特征的计算期间提供效率，因为它创建了具有 分支因子2的分层聚类的树。初始颜色空间被分成2个聚类，并且每个聚类被迭代地分成两 个，直到达到颜色的所需数量为止。在一些情况下，512种颜色的集合可以被认为是充分描 述性的。在对图像颜色进行聚类之后，它们的直方图被创建并且每个直方图值被视为特征。 对于纹理特征，LBP算子可以被使用。LBP算子是非参数算子，其度量用于高效纹理分类的灰 度图像上的局部对比度。LBP算子由3X3核构成，其中中心像素被用作阈值。然后，八个二进 制化的邻居乘以相应的二项式权重，产生范围[0……255]内的整数。这256个不同8比特整 数中的每一个被认为代表唯一纹理图案。因此，图像区域的LBP直方图值描述其纹理结构。 因此，512 + 256 = 768维度的颜色和纹理特征向量被创建并馈送到将把预定义食物种类 之一分配给该分段的分类器。
[0067] 图14和15图示了高级丸剂计算（例如脂肪含量、血糖指数）。图14示出食物加标签 的示例。这样的数据通常是可用的，并可以利用网络连接而检索或离线存储。这样的数据可 以是凭借2D条形码扫描来访问的。换句话说，图像获取部件可以用来捕获膳食的图像，以得 到关于将要被消耗的食物的直接信息，但也可以经由2D条形码扫描(或者例如其他类似QR 码)服务于间接目的，诸如关于食物的数据或元数据。
[0068] 如所描述的那样，摄像机的目的之一是捕获将要被消耗的食物的图像以及使用高 级算法来处理图像以识别食物的类型和量两者。在存在例如血糖监测器设备或连续葡萄糖 监测器设备的附加使用的情况下，本发明的进一步附加发展被启用。通过图像辨别和/或通 过使用这种设备，进一步的膳食特性可以被获得并且这些参数可以基本上有助于调整丸剂 以实现更好的血糖控制。
[0069] 例如，在食物的类型已经被识别（即，面包、意大利面、土豆等)之后，可以进行膳食 的其他方面(诸如脂肪和蛋白质含量）的估计。该信息可以从公共可用数据库获得，或者也 可以从特定膳食的营养图表的扫描获得。摄像机可以用于对可用营养标签(如果有的话)进 行0CR，或者，可以使用RFID或(2D)条形码扫描等等来检索数据。根据脂肪和蛋白质信息，存 在确定这些膳食是慢还是快的可能性。术语"慢"和"快"指代食物引起血糖值上升的速度和 葡萄糖继续进入血流中的持续时间。慢膳食是如下膳食:相比于正常(瘦)膳食，其具有长得 多的时间来达到峰值葡萄糖值，使得其总体作用时间比标准的4小时大得多。相反，快膳食 具有快得多的峰值葡萄糖值并且其作用时间比4小时快得多。提供了膳食速度的示意图。重 要的是平衡胰岛素作用分布与膳食活性分布以确保适当的控制。在膳食的开始处或膳食之 前几分钟给予的标准胰岛素丸剂被设计成处置由快膳食中的碳水化合物导致的快速血糖 上升。如果在四个小时后血糖持续上升并且该上升持续达六个小时，则该膳食将被分类为 慢膳食。在慢膳食中，第一个小时血糖上升相比于快膳食的血糖上升将是相对适中的。因 此，对于慢膳食，标准胰岛素丸剂可能在前两个小时中提供太多的血糖降低，从而可能引起 低血糖，但在4到6小时时间框架中未提供足够的降低，从而在膳食后若干个小时导致高血 糖。
[0070]通过使用膳食的图像，系统可以辨别该膳食与用户已吃掉的在先膳食"相同"或 "基本上类似"。如果膳食前和膳食后血糖值可用于针对该膳食的在先体验，并且存在从期 望血糖控制的偏离的清晰趋势，那么针对目前膳食剂量和胰岛素的调整可以确信地被进行 以得到改进的血糖响应。沿着这些线，系统可以监测这些相同膳食的相对大小并开发相同 膳食大小的变化的直方图。已知的是，大小变化通常落入小的离散数量的桶中 (US7941200B2)。如果系统检测到情况是这样，则用户的具体定制的丸剂大小和递送类型可 以从观察膳食消耗，给定的胰岛素剂量和当消耗这些"相同"膳食时用户的血糖响应演进。 [0071]在消耗膳食后2和4小时处监测血糖值可以给出关于膳食的速度和碳水化合物含 量的清晰思想。可替代地，如果该系统包括连续葡萄糖监测设备，则关于膳食前和膳食后响 应的不确定性可以因葡萄糖分布的多得多的高保真测量可用而被去除。
[0072] 使用该加强型方法的附加益处是确定患者的治疗参数是否需要被更改。如果事实 证明患者仅在特定膳食之后难以控制葡萄糖漂移，则这将暗示将需要解决丸剂确定。然而， 如果患者具有如所有膳食的葡萄糖分布所验证的一致膳食后漂移，那么这将暗示:另外地， 患者治疗参数也将需要被更改。
[0073] 该方法的进一步实施例处置诸如血糖指数(GI)和/或血糖负荷(GL)和/或胰岛素 指数（II)之类的参数。这样的值可以与由患者消耗的膳食相关联。血糖指数，或血糖指数 (GI)提供了在吃掉特定类型的食物后血糖水平（即，血液中葡萄糖的水平)上升得多快的度 量。相关度量，血糖负荷，将所讨论食物的血糖指数乘以实际食物份的碳水化合物含量。胰 岛素指数是用来量化对各种食物的典型胰岛素响应的度量。
[0074] 这些GI、GL或II值可以被给出（例如，通过餐厅或加标签），或者可以通过图像匹配 或相似性搜索而计算或估计。这种值也可以直接由患者输入，该患者可以被邀请输入更多 或更少的膳食相关信息（例如，膳食速度值，对应于该膳食被消耗的速度;膳食的总血糖指 数;脂肪含量、碳水化合物含量、蛋白质含量等等方面的膳食大小）。这样的数据也可以根据 图像或视频分析而重建(例如，膳食速度可以从视频推导）。查询过程可以被配置为需要患 者输入绝对估计值(例如，"小"），或相对术语(例如，"小于正常"）。
[0075] 在一些实施例中，方法的步骤可以在膳食消耗之前执行且在膳食被消耗之后重 复。通过减去所估计的体积，进一步的碳水化合物估计可以被处置。可能非常确实的是：用 户不完全吃掉膳食，并且在这样的情况下，将必须执行减法操作。由于食物盘可以被分割成 若干个部分(若干个食物类别，例如牛排和土豆），因此可以存在若干个体积的关联估计，并 且接下来可以提出胰岛素丸剂推荐，该剂量对应于实际消耗的食物。
[0076] 图16和17图示移动设备中的实现的各种选项（例如，移动电话、葡萄糖仪、胰岛素 栗控制器），作为扩展或附件或者作为本机嵌入式部件。本发明的实施例可以在各种设备中 实现，特别是在医疗(调节)设备(例如葡萄糖仪或胰岛素栗控制器）中或在标准的且销售量 大的消费电子设备(移动电话、平板、计算机）中实现。在优选实施例中，在葡萄糖仪中进行 该实现。这样的葡萄糖仪可以被提供有光源，该光源具有足够的功率和所适配的能量管理 分布。在这样的情况下，例如，第二专用电池可以被提供作为光照明的能量源。可替代地，发 电机系统可以代替或补充第一和/或第二电池以使系统更自主。葡萄糖仪可以进一步被适 配为