GR1010356B

Food ingestion rate estimation method via portable device camera

Abstract

The present invention is based on a PC program which can be executed on a portable device, utilizing its camera. It consists of a user interface that allows the user to monitor the estimated rate of food ingestion, while visual and auditory information is presented in a simple and clear way to help the user to adjust and maintain the rate of food ingestion within normal limits. At the core of the PC program is a deep learning algorithm trained to process video data in order to accurately estimate food ingestion events. The advantages of the invention are: accuracy in estimating the rate of food ingestion, non-use of additional or specialized sensors that can reduce the usability and portability of the invention and estimation of the rate of food ingestion in near real time, during the meal.

GR1010356B, drawing sheet 1
Sheet 1 of 3

Term

15.5 yearsleft in the term

Expires 28 March 2042.

  1. Priority and filed
  2. Granted
  3. Today
  4. Expires

10 claims: 10 independent, 0 dependent

  1. 1
    A near-real-time method of estimating the rate of food ingestion via a hand-held device camera that includes the following phases:1. Μέθοδος εκτίμησης του ρυθμού κατάποσης τροφής μέσω κάμερας φορητής συσκευής σε σχεδόν πραγματικό χρόνο η οποία περιλαμβάνει τις ακόλουθες φάσεις: A. Collection, recording of video data from mobile device via camera Α. Συλλογή, καταγραφή δεδομένων βίντεο από φορητή συσκευή μέσω κάμερας B. Processing video data according to the specific deep learning algorithm for swallowing rate estimation (figure 2). Β. Επεξεργασία δεδομένων βίντεο σύμφωνα με τον συγκεκριμένο αλγόριθμο βαθιάςμάθησης για την εκτίμηση του ρυθμού κατάποσης (σχήμα 2). C. Depicting the rate of swallowing and informing the user with visual, audio information, characterized by the fact that it implements the algorithm (figure 2) according to which the video data is processed in order to estimate the rate of swallowing which, through a PC program, is displayed on a screen and informs the user to modify the rate of food ingestion. C. Απεικόνιση του ρυθμού κατάποσης και ενημέρωση του χρήστη με οπτικές, ηχητικέςπληροφορίες χαρακτηριζόμενη από το ότι υλοποιεί τον αλγόριθμό (σχήμα 2) σύμφωνα με τον οποίο τα δεδομένα βίντεο επεξεργάζονται προκειμένου να εκτιμηθεί ο ρυθμός κατάποσης ο οποίος μέσω προγράμματος Η/Υ απεικονίζεται σε οθόνη και ενημερώνει τον χρήστη προκειμένου αυτός να τροποποιήσει το ρυθμό κατάποσης τροφής.
  2. 2
    Method according to claim 1, characterized in that the video data is divided into separate image frames (Step 1). 2. Μέθοδος σύμφωνα με την αξίωση 1, χαρακτηριζόμενη από το ότι τα δεδομένα βίντεο χωρίζονται σε ξεχωριστά καρέ εικόνων (Βήμα 1).
  3. 3
    A method according to claim 2, characterized in that a highly discriminative neural network (Neural network 1) is applied to the data of the individual image frames which outputs spatial feature vectors describing the content depicted in each frame. 3. Μέθοδος σύμφωνα με την αξίωση 2, χαρακτηριζόμενη από το ότι στα δεδομένα των ξεχωριστών καρέ εικόνων εφαρμόζεται ένα νευρωνικό δίκτυο υψηλής διακριτικής ικανότητας (Νευρωνικό δίκτυο 1) το οποίο εξάγει διανύσματα χωρικών χαρακτηριστικών που περιγράφουν το περιεχόμενο που απεικονίζεται σε κάθε καρέ.
  4. 4
    Method according to claim 3, characterized in that the extracted feature vectors from consecutive image frames are collected using a rolling window (two seconds in size) to form an overall temporal information for each 2 second video sequence. 4. Μέθοδος σύμφωνα με την αξίωση 3, χαρακτηριζόμενη από το ότι τα εξαγόμενα διανύσματα χαρακτηριστικών από συνεχόμενα καρέ εικόνων συλλέγονται με τη χρήση ενός κυλιόμενου παραθύρου (μεγέθους δύο δευτερολέπτων), ώστε να σχηματίσουν μια συνολική χρονική πληροφορία για κάθε βίντεο ακολουθία διάρκειας 2 δευτερολέπτων.
  5. 5
    Method according to claim 4, characterized in that this overall information is fed to a neural network (Neural network 2), which analyzes the time sequence of the information in order to recognize the presence or absence of a food ingestion event. 5. Μέθοδος σύμφωνα με την αξίωση 4, χαρακτηριζόμενη από το ότι η συνολική αυτή πληροφορία τροφοδείται σε ένα νευρωνικό δίκτυο (Νευρωνικό δίκτυο 2), το οποίο αναλύει τη χρονική αλληλουχία της πληροφορίας με σκοπό να αναγνωρίσει την ύπαρξη ή μη συμβάντος κατάποσης τροφής.
  6. 6
    Low processing power system comprising means for implementing the method according to claim 1, for recording and estimating the individual rate of food ingestion characterized by a user (1) sitting in a chair and consuming food from one or more plates (2 ) placed on a table, where a portable device (3) with a camera is placed. 6. Σύστημα χαμηλής επεξεργαστικής ισχύος το οποίο περιλαμβάνει μέσα για την εφαρμογήτης μεθόδου σύμφωνα με την την αξίωση 1, για τη καταγραφή και εκτίμηση του ατομικού ρυθμού κατάποσης τροφής χαρακτηριζόμενο από χρήστη (1) οποίος κάθεται σε μια καρέκλα και καταναλώνει φαγητό από ένα ή περισσότερα πιάτα (2) τοποθετημένα πάνω σε ένα τραπέζι, όπου τοποθετείται φορητή συσκευή (3) με κάμερα.
  7. 7
    System according to claim 6, characterized in that the mobile device can be either a mobile phone or another type of device (laptop, tablet). 7. Σύστημα σύμφωνα με την αξίωση 6, χαρακτηριζόμενο από το ότι η φορητή συσκευή μπορεί να είναι είτε κινητό τηλέφωνο ή άλλου είδους συσκευή (φορητός Η/Υ, tablet).
  8. 8
    System according to claim 6, characterized in that the portable device can be supported on a support base (4). 8. Σύστημα σύμφωνα με την αξίωση 6, χαρακτηριζόμενο από το ότι η φορητή συσκευή δύναται να στηρίζεται σε βάση στήριξη (4).
  9. 9
    A system according to claim 6, characterized in that the portable device must be more than sixty (60) centimeters and less than one hundred (100) centimeters from the user. 9. Σύστημα σύμφωνα με την αξίωση 6, χαρακτηριζόμενο από το ότι η φορητή συσκευή πρέπει να απέχει από τον χρήστη περισσότερο από εξήντα (60) εκατοστά και λιγότερο από εκατό (100) εκατοστά.
  10. 10
    A computer program (Software), based on claim 1 and claim 6, the execution of which implements the method of estimating the individual food ingestion rate via a camera of a portable device in near real time characterized by a user interface, which:a) easily allows the user to start or stop the recording process and b) offers the user visual (color bar on the mobile device screen) and audible (audio tone on the mobile device speaker) information about the estimated rate of food ingestion, helping in this way it modifies the rate of food ingestion and keeps it within normal limits. 10. Πρόγραμμα Η/Υ (Λογισμικό), βασιζόμενο στην αξίωση 1 και στην αξίωση 6 η εκτέλεση του οποίου υλοποιεί τη μέθοδο εκτίμησης του ατομικού ρυθμού κατάποσης τροφής μέσω κάμερας φορητής συσκευής σε σχεδόν πραγματικό χρόνο χαρακτηριζόμενο από μία χρηστική διεπαφή, η οποία: α) επιτρέπει εύκολα στο χρήστη να εκκινεί ή να σταματάει τη διαδικασία καταγραφής και β) προσφέρει στον χρήστη οπτικές (χρωματική μπάρα στην οθόνη της φορητής συσκευής) και ακουστικές (ηχητικός τόνος στο ηχείο της φορητής συσκευής) πληροφορίες για τον εκτιμώμενο ρυθμό κατάποσης τροφής, βοηθώντας τον με αυτόν τον τρόπο νατροποποιείτο ρυθμό κατάποσης τροφής και να τον διατηρεί εντόςφυσιολογικών ορίων.