专利名称：改正人的饮食和活动习惯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于改变受试者行为的系统，其包括 -用于收集关于受试者所进食的食物的信息的装置，和 -用于向受试者提供关于所进食的食物的反馈的装置。 本发明也涉及一种用于管理人的食物摄入的方法和一种计算机程序产PI背景技术超重和肥胖症是日益增加的问题，例如超过60%的美国人群可以被划 分为超重或肥胖。当人的能量摄入(食物)高于能量消耗(静息代谢率十 活动)时发生体重增加。由于该失衡导致体重增加问题，许多体重减轻计 划需要用户记录所进食的食物和进行的活动以便评估卡路里平衡。存在图表和方程用于分别将营养价值和活动转换成卡路里摄入和消 耗。然而，手动卡路里计数是需要知识，时间，努力，记录和规范(discipline) 的麻烦过程。因此，卡路里记录对于许多人来说是一个难题并且因此对于 研究人员来说为此找到一种解决方案是一个挑战。医疗保健的最困难和成本最高的领域之一涉及需要改正个体的生活方 式以防止身体紊乱和/或慢性疾病。坏的饮食和活动习惯会强烈影响超重和 肥胖症的风险，并且因此影响诸如II型糖尿病，心脏疾病，高血压，和癌 症这样的共病的风险。在国际专利申请WO 2005/013177 A2中，公开了一种用于健康管理监 测的方法，系统，和仪器。所述系统被设计成实时地一直监测动态日内能 量平衡偏差。所述专利申请公开了一种用于自动确定能量平衡偏差的方法。 此外，它描述了用于确定能量(卡路里)消耗的方法，用于确定能量(卡 路里)摄入的方法，用于确定日内能量平衡的方法，和这样的设备上用于 一般人群，用于公共卫生，用于健身爱好者，用于体重减轻计划参与者，和用于研究和临床环境的不同选项组。尤其可以从在预定的一段时间进食的食物的特定量和类型预测能量摄 入。可以使用可自由获得的计算机数据库确定所进食的食物的营养和卡路里含量的基准。由24小时或24小时的整数倍的时间的能量摄入和能量消 耗的比率定义的日内能量平衡不应当偏离零太多。根据引用的专利申请， 应当考虑一天内的更短时间的能量平衡。优选地，日内能量平衡应当相对 接近于零。当日内能量过剩或能量不足超过预设目标的确定范围时，在引 用的专利申请中描述的系统例如可以通过一系列蜂鸣声和/或振动通知用 户。这些提示可以建议用户例如进行饮食或停止饮食。当日内能量平衡偏 离零太多时所述系统可以提供即时反馈，或者它可以使用诸如个人计算机 这样的设备提供日能量不足或过剩的图形输出。可以通过相对进餐量(meal size)和脂肪含量的简单按钮描述，或者通过个体用户通常所进食的食物或 体重减轻计划建议的食物的预先输入食物列表来评估能量摄入或能量消 耗。现有技术的系统需要用户手动地提供关于所进食食物的输入。而结果 是关于所进食食物的手动用户输入不总是正确的。发明内容本发明的目标是提供一种所述类型的改进系统，其中关于所进食食物 的更精确信息被提供给系统。实现该目标的原因在于所述系统进一步包括 -传感器，其用于获得关于人的信号，-监测装置，其用于通过对获得的信号执行模式识别生成信息以检测人 是否正在进食。当用户正在吃少量食物时他或她可能忘记向系统提供输入。而且，用 户不想向系统提供输入可能是因为将每个食物的小单位输入系统中是麻烦 的。用户也可能发现每次进食小点心或糖果时都提供输入是恼人的。尤其 当进行主要活动时，例如观看电视或读书时，受试者通常不倾向于提供关 于涉及进食的次要活动的用户输入。本发明的系统至少部分消除了进食的 手动输入的需要，这导致关于进食的更可靠信息。根据本发明的另一方面，所述传感器包括照相机并且所述模式识别包括图像处理。使用照相机作为传感器是尤其有利的，原因是它可以是主动 的而不需要任何用户干涉。当使用照相机图像时图像处理是模式识别的尤 其合适的形式。根据本发明的另一方面，所述图像处理包括对口和手的检测。通过检 测人的口和手，有可能检测关于食物摄入的模式。有利的是检测靠近口的 手。尤其有利的是检测去往和离开口的手或臂的运动。有利地，所述系统 检测下巴和下巴的运动，例如与检测口是张开还是闭合相组合。根据本发明的另一方面，所述图像处理包括对食物的检测。对食物的 检测进一步增加了系统的准确度，原因是只有食物被检测到靠近人时才可 以进食。有利的是检测靠近食物的手。更有利的是检测去往和离开食物的 手或臂的运动。尤其有利的是检测从食物到口的手或臂的运动，检测靠近 口的食物，或检测朝向口的食物的运动。根据本发明的另一方面，所述系统还包括用于使音频/视频呈现设备输 送反馈的装置。反馈可以包括视觉或听觉信号，但是它也可以包括音频和/ 或视频剪辑，例如语音消息，视频消息，和/或动画，从而允许以特别愉快 或有效的方式提供反馈。根据本发明的另一方面，所述传感器是附着到呈现设备的照相机。该' 方面具有至少两个优点。首先，有可能检测人是否靠近呈现设备。有利地 只有当人靠近所述设备时所述系统才在呈现设备上产生输出。其次，当人 正在呈现设备上观看视频节目时，人具有相对于呈现设备的预定方向。通 过靠近呈现设备定位照相机，照相机图像包括来自可预测视角的人的图像， 通常是正面图像。具有来自可预测视角的人的图像使图像处理特别容易执 行并且特别可靠。备选地，照相机相对于呈现设备的位置是己知的并且在 图像处理中被考虑。例如，可以从更容易检测手和/或臂的位置的人的一侧 拍摄图像。根据本发明的另一方面，它还包括用于识别被布置使输送反馈的可用 呈现设备的装置，-用于获得所识别的呈现设备的性质的装置，和-用于基于与所述性质有关的预定标准组选择所述呈现设备中的至少 一个的装置，其中-用于使呈现设备输送反馈的装置被布置成使选定的呈现设备输送反馈。本发明的该方面允许系统选择用于提供与受试者活动有关的反馈的设 备。例如，如果受试者例如正在欣赏在诸如电视机，个人计算机，或收音 机这样的设备上呈现的电视节目，电影，或音乐曲目，有利的是使用相同 设备提供反馈，原因是受试者的注意力已经集中在所述设备的呈现上，并 且通过所述设备输送的消息很有可能引起受试者的注意。在所识别的设备 中，至少一种设备可以基于如下性质被选择，例如该模态是否具有显示器， 显示器的大小，或该模态是否具有扩音器。根据本发明的另一方面，-它还包括用于获得与正在呈现的音频/视频节目的内容有关的至少一 种性质的装置，并且-用于提供反馈的装置依赖于所述性质而操作。例如，有利的是使反馈消息的音量适应多媒体显示的音量。也有利的 是以与音频/视频节目一致的模式提供反馈。例如，如果音频/视频节目关于 很悲伤的故事，以很好笑的方式提供反馈是不合适的。根据本发明的另一方面，用于提供反馈的装置被布置成用于仅仅在选 定间隔提供反馈。也有可能选择在所述间隔中受试者更容易接受反馈的时 刻来提供反馈。例如，受试者可能在动作场面期间不太容易接受反馈，并 且在所述情况下系统可以等待直到动作场面结束再提供反馈。通过选择用 于提供反馈的选定时刻，减小了烦扰受试者的风险。根据本发明的另一方面，所述传感器包括运动传感器或加速度计。本 发明的该方面提高了检测与进食有关的运动模式的能力。运动传感器用于 检测活动的水平并且可以用于检测与进食有关的运动。加速度计例如可以 附着到受试者的臂或受试者的衣服。它可以用于检测与进食有关的加速度 模式，与受试者相对于照相机或运动传感器的位置无关。有利地，所述加 速度计借助于无线链路与模态通信，但是它也可以通过有线链路通信。根据本发明的另一方面，它还包括用于确定所进食食物总量的装置或 用于确定所进食食物量的趋势的装置，其中用于提供反馈的装置被布置成用于定期地提供与所进食的食物总量有关或与所进食的食物量的趋势有关 的反馈。优选地，收集预定时期例如一天或一星期的信息，并且在所述预 定时期之后显示关于有害饮食习惯的信息，例如可以将在一星期内的每一 天在电视前进行饮食所花费的时间量以图形或文字表示显示给用户。本发 明的该方面允许用户定期地回顾他或她的饮食模式并且允许将关于达到他 或她的目标的进展情况通知用户。优选地，用于提供反馈的装置被布置成用于在监测装置检测到进食时 传递反馈。通过在受试者正在吃或喝时提供反馈，帮助受试者比不提供反 馈更快地停止吃或喝。该方面通过帮助受试者克服诸如在观看电视时过度 进食这样的有害习惯帮助减小肥胖症的风险，原因是在有害行为发生时受 试者收到反馈。
图1显示了本发明的一个实施例的略图；图2显示了在用于改正用户饮食和活动习惯的方法中涉及的步骤的示图；图3显示了本发明的一个优选实施例。
具体实施方式
图1显示了本发明的一个实施例的示意图。它显示了微处理器51，存 储器52，接收装置54，和发射装置53。微处理器51执行存储在存储器52 中的指令。它使用接收装置54和发射装置53与传感器设备57 (例如照相 机)通信和与能够显示多媒体显示的模态56，例如电视机通信。有利地， 接收装置54和发射装置53使用至少一种通信标准例如USB，火线，以太 网，或WLAN标准正EE 802.11实现。使用这样的通信标准允许系统与不 同的模态56工作，包括不同品牌的电视机和不同类型的照相机。有利地， 通信装置53/54也包括视频和音频通信装置例如SCART或同轴电缆。通信 装置53/54也将饮食模式传送到分离的单元55，例如专用设备，或者运行 合适软件的个人计算机。这样的设备或个人计算机可以用于显示在减少有 害饮食行为中获得的进展的图形或文字报告。存储器52用于存储使处理器51执行本发明的方法的指令。存储器52 也用于存储产生在减少有害饮食行为中获得的进展的报告所需的数据。图2显示了本发明的一个实施例的示意图。当受试者开始主要静坐活 动，例如欣赏电影或读书，或例如站立活动时所述方法开始于步骤l。在步 骤2中，收集来自监测设备的数据。所述数据可以包括来自照相机的图像。 所述数据也可以包括来自运动传感器的信号或例如由附着到例如受试者的 手腕的加速度计收集的加速度数据，或来自各附着到一个手腕的两个加速 度计的信号。在步骤3中，针对与有限运动模式相关的特征分析数据。有 限运动模式可以指示受试者正在欣赏多媒体显示。有限运动模式也可以指 示受试者正在从附近桌子拾取食物和进食。如果在步骤4中发现了有限运 动模式，下一步骤是在步骤5中检测可能不健康的食物的存在。也检测不 健康饮料例如啤酒或含糖的苏打水。许多不同的装置可以用于检测食物的 存在。例如，照相机图像的图像处理可以用于检测食物自身或食物的包装。 备选地，食物的包装可以包括检测装置，例如条形码或RFID芯片，从而允 许容易地检测桌子上的食物。在另一实施例中，可以在从食橱或从冰箱取 得食物时检测食物，或者包装可以被布置成当包装由用户打开时发射由接 收装置54接收的信号。备选地，可以使用有限运动模式的更精确分析。如果加速度计附着到 手腕，与从桌子拾取食物和将食物送入口中相关的加速度模式被检测并且 与不与吃和喝相关的随机运动相区分。优选地，多种类型的分析被组合以 获得最大程度的可靠性。如果检测到有限运动模式和不健康食物这两者(步骤4和步骤5)，系 统可以在步骤7中向用户提供与有害行为有关的反馈。例如，系统可以在 检测到有害行为时立即提供反馈，或者它只有当有害行为持续一段预定时 间时才提供反馈。反馈的优选定时和类型取决于几个因素，包括受试者的 状况，他或她的饮食偏好，和他或她停止有害行为的动机。例如，如果受 试者很肥胖并且具有停止有害行为的高度动机，优选的是在检测到有害行 为时立即提供反馈。如果受试者没有动机完全停止吃零食，而是仅仅希望 避免在整个晚上连续进行饮食，优选的是仅仅在检测到有害行为一段预定 时间之后提供反馈。系统也可以使用存储器52存储受试者在一天中进行饮将只有在超出每日预定限度时才提供反馈。优选地，以对长期具有最大动机影响的方式提供反馈。这通过不使用 户恼怒的反馈实现。例如，可以使用音调，文字消息，或语音消息。有利 地，可以使用动画反馈。动画可以涉及多媒体玩偶。动画玩偶逐渐变粗， 向用户指示吃零食行为将导致体重增加。对于在静坐活动中涉及的多媒体 用户，多个玩偶可以以不同图像形成动画，或者甚至以不同用户的脸个性 化出现在屏幕上。系统可以通过多个玩偶的适当动画在组中反映个体的饮 食和活动习惯。可以利用更多的多媒体工具，例如语音，铃声音调和文字 提示。也可以显示与在预定时期收集的食物摄入信息有关的反馈。例如，可 以呈现在动画桌子上逐渐收集动画食物的动画玩偶，动画食物代表在预定 时期所进食的食物。使用户面对所进食的营养物的总量和类型的视觉图片 对他们的意识具有深刻影响并且是有助于改变饮食习惯的步骤。玩偶可以 用如水果和蔬菜这样的健康营养物代替不健康营养物，例如具有相对高量 的饱和脂肪，盐和/或糖的食物，由此关于教育用户健康的进餐决策。有利地，例如包括例如其大小，形状，或颜色可以被控制的水果和/或 蔬菜状对象的工具箱用于使所述对象反映用户对健康食物摄入模式的适应 性。所述对象可以是动画对象或实际可触对象，例如包括塑料材料或织物。 例如，如果用户具有不健康食物摄入模式，所述对象将变小并且皱縮，而 如果用户具有健康食物摄入模式，所述对象将变大，并且它们的形状和颜 色将代表将要吃的处于良好状况下的水果或蔬菜。也可以以类似方式使用 其他对象形状，例如花朵状对象。如果在步骤4中识别出有限运动模式，但是在步骤5中未检测到不健 康食物或饮料，并且继续识别有限运动模式一段预定时间，系统进入步骤6， 在该步骤中向受试者提供关于需要进行身体活动的反馈。该反馈可以以类 似于步骤7中的方式被提供。例如，可以不时地显示进行锻炼的动画玩偶 以向静坐用户提供获得足够的活动水平的方式的一些例子。在用户是儿童 (这例如是通过检测儿童TV节目或儿童TV频道自动检测的)的情况下， 玩偶可以充当孩子的监护者以在儿童TV节目结束后提醒儿童从静坐活动 变为主动游戏。在步骤8中，系统检查受试者是否仍在进行主要活动，并且如果这样 的话，系统继续步骤2。备选地，系统可以与主要活动无关地继续监测受试 者的运动模式。在另一实施例中，如果在步骤4中未检测到有限运动模式，系统检查 是否在步骤10中检测到非运动模式，并且如果这样的话，在步骤11中设 置定时器。非运动模式与一段时间用户不活动相关联。检测该模式是指示 入睡的用户或健康状况恶化的用户。因此，系统可以通过如下地改变多媒 体显示或产生警报来作出反应。在步骤12中检査是否在长于预定时期x的 时期检测到非运动模式，并且如果这样的话，在步骤13中通过切断视频源 和/或显示器停止来多媒体显示，并且对音频源进行控制。备选地，例如通 过降低音量或切断或减弱光源使多媒体显示适应受试者的睡眠状态。在步 骤14中检查是否在更长的预定时期x+y检测到检查非运动模式。在该情况 下，在步骤15中使用音频源产生声音，例如铃声音调，以便唤醒受试者。 备选地，可以产生另一信号以例如执行多媒体显示，增加音量，或打开灯。 唤醒受试者的其他方式对于本领域的技术人员来说是显而易见的。而且， 系统可以被布置成仅仅在预定时间，例如仅仅在夜晚受试者应当上床睡觉 时，或者例如仅仅在早晨受试者应当起床时产生唤醒信号。如果受试者醒来，这例如在步骤16中作为有限运动模式被检测，并且 方法从步骤2继续。如果在产生铃声音调之后在步骤16仍未检测到有限运 动模式，可以在步骤17中例如以高声，SMS,语音邮件消息的方式，或者 通过使任何预定设备产生警报产生警告消息，使得另一受试者注意到第一、 被监测受试者的状况。在图3中显示了一个优选实施例。在步骤101中发现可用反馈模态， 例如通过至少一种UPnP/DLNA标准化"发现"机构。在歩骤102中，识别 当前活动的模态，例如使用至少一种UPnP/DLNA标准化"控制"机构询问 模态的状态，和可选地使用内容分析技术检测用户最易觉察哪个模态。在 步骤103中，选择许多模态以用于生成反馈消息。选择标准可以包括单个 模态的能力，例如视频和/或音频生成，和使该模态再现反馈消息的可能性 的存在与否。在步骤104中，从优选根据适当性存储的可能反馈选项的列 表选择反馈选项，并且数字地增强反馈消息以最佳地匹配主要活动，例如，增加声音水平或改变反馈的定时使得它与主要活动的低噪声时期一致。最后，在步骤105中，例如与己经活动的模态组合使用覆盖技术，或者例如使用先前不活动的模态将反馈加入到选定模态。这样的覆盖技术是技术人 员己知的。可以通过用与反馈相关联的图像代替与多媒体显示相关联的图像，或 者通过在与多媒体显示相关联的图像上覆盖与反馈相关联的图像来提供反 馈。可以以文字消息的形式提供反馈。它也可以借助于多媒体显示例如动 画的和/或预先记录的视频消息或音频消息被提供。根据本发明的一个方面，它还包括-传感器，其能够检测受试者的非运动模式和生成与检测到的非运动模 式有关的数据，和-装置，其用于使被布置成用于执行多媒体显示的模态依赖于与检测到 的非运动模式有关的数据改变多媒体显示。本发明的该方面允许本发明作为安全机构被使用。非运动模式例如可 以涉及睡眠状态或健康状况恶化。在睡眠的情况下，合适的是例如通过减 小音量使多媒体显示适应睡眠状态。在模态也控制光源的情况下，系统例 如可以被布置成在检测到非运动模式之后切断光源。根据本发明的另一方面，用于使模态改变多媒体显示的装置包括停止 多媒体显示的装置。在睡眠状态或健康状况恶化的情况下，停止多媒体显 示可能是有帮助的。根据本发明的另一方面，它还包括用于依赖于与检测到的非运动模式 有关的数据产生声音的装置。在睡眠状态的情况下，产生警报以唤醒受试 者可能是有帮助的。在健康状况恶化的情况下，产生警报以让一个或多个 其他人知道受试者的状况可能是有帮助的。根据本发明的另一方面，它还包括用于依赖于与检测到的非运动模式 有关的数据使设备产生可听信号或可视信号的装置。例如，在健康状况恶 化的情况下，使用在一个或多个其他人附近的设备产生信号以让其他人知 道受试者的状况可能是有帮助的。例如，设备可以在与受试者相同的房间 中，但是有利地它也与另一房间中或离受试者更远，例如一千米以外的设 备一起工作。12应该理解本发明可以扩展到计算机程序，特别是在适于实施本发明的 载体之上或之中的计算机程序。所述程序可以采用的形式有源代码，目标
代码，例如部分编译形式的中间源代码(code intermediate source)和目标
代码，或适合用于执行根据本发明的方法的任何其他形式。所述载体可以 是能够携带程序的任何实体或设备。例如，所述载体可以包括存储介质， 例如ROM，例如CDROM或半导体ROM，或磁记录介质，例如软盘或硬 盘。所述载体可以进一步是可传输载体，例如电或光信号，其可以通过电 缆或光缆或通过无线电或其他装置被传送。当所述程序以这样的信号被体 现时，所述载体可以由这样的缆线或其他设备或装置构成。备选地，所述 载体可以是所述程序被嵌入其中的集成电路，所述集成电路适于执行相关 方法或用于相关方法的执行中。
应当理解上述实施例是举例说明而不是限制本发明，并且本领域的技 术人员将能够设计许多备选实施例而不脱离所附权利要求的范围。在权利 要求中，放置在括号之间的任何参考标记不应当被理解成限制权利要求。 动词"包括"及其变化形式的使用并不排除权利要求中所述的那些之外的 元件或步骤的存在。在元件之前的冠词"一"并不排除多个这样的元件的 存在。本发明可以借助于包括几个不同元件的硬件，和借助于合适编程的 计算机实现。在列举几种装置的设备权利要求中，这些装置中的几个可以
由同一个硬件物品体现。在相互不同的从属权利要求中引用某些手段的单 纯事实并不表示这些手段的组合不能用于提供优点。
权利要求
1.一种用于管理人的食物摄入的系统，其包括-用于收集关于受试者所进食食物的信息的装置，和-用于向所述受试者提供关于所进食食物的反馈的装置，其特征在于它还包括-传感器，其用于获得关于所述人的信号，-监测装置，其用于通过对所获得的信号执行模式识别来生成所述信息以检测所述人是否正在进食。
2. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述传感器包括照相机并且所 述模式识别包括图像处理。
3. 根据权利要求2所述的系统，其中，所述图像处理包括对口和手的 检测。
4. 根据权利要求2所述的系统，其中，所述图像处理包括对食物的检
5. 根据权利要求1所述的系统，其还包括用于使音频/视频呈现设备输送所述反馈的装置。
6. 根据权利要求5所述的系统，其中，所述传感器是附着到所述呈现 设备的照相机。
7.根据权利要求5所述的系统，其还包括 -用于识别被布置成使输送反馈的可用呈现设备的装置， -用于获得所识别的呈现设备的性质的装置，和 -用于基于与所述性质有关的预定标准组选择所述呈现设备中的至少 一个的装置，其中-用于使呈现设备输送所述反馈的所述装置被布置成使所述选定的呈现 设备输送所述反馈。
8. 根据权利要求5所述的系统，-其还包括用于获得与正在呈现的音频/视频节目的内容有关的至少一 种性质的装置，并且-其中用于提供反馈的所述装置依赖于所述性质而操作。
9. 根据权利要求8所述的系统，其中，用于提供反馈的所述装置被布 置成用于仅仅在选定间隔期间提供所述反馈。
10. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述传感器包括运动传感器 或加速度计。
11. 根据权利要求1所述的系统，其还包括用于确定所进食食物总量 的装置或用于确定所进食食物量的趋势的装置，其中，用于提供反馈的所 述装置被布置成用于定期地提供与所进食食物总量或所进食食物量的趋势 有关的反馈。
12. —种用于管理人的食物摄入的方法，其包括-收集关于受试者所进食食物的信息，和-向所述受试者提供关于所进食食物的反馈，其特征在于它还包括 -获得关于所述人的信号，-通过对所获得的信号执行模式识别来生成所述信息以检测所述人是 否正在进食。
13. —种计算机程序产品，其包括用于使处理器执行权利要求12所述 的方法的指令。
全文摘要
一种用于管理人的食物摄入的系统包括用于收集关于受试者所进食食物的信息的装置，和用于向受试者提供关于所进食食物的反馈的装置。它还包括用于获得关于人的信号的传感器(57)和监测装置，其用于通过所获得的信号执行模式识别生成信息以检测人是否正在进食。所述传感器包括照相机并且所述模式识别包括图像处理。所述图像处理包括对口和手和食物的检测。所述系统还包括使音频/视频播放设备(56)输送反馈的装置。所述照相机附着到呈现设备。所述系统还包括用于识别被布置成使输送反馈的可用呈现设备(56)的装置。
文档编号G06F19/00GK101326526SQ200680046653
公开日2008年12月17日 申请日期2006年12月5日 优先权日2005年12月15日
发明者M·P·博德拉恩德, M·西蒙斯-尼科洛娃 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司