確定局部最小值和最大值。這種方法意味著強(qiáng) 大的光源（用于實(shí)現(xiàn)高對(duì)比度)和更多的計(jì)算(計(jì)算能力)這兩者。根據(jù)一些其他實(shí)施例，獲 取多個(gè)圖像?？蛇x的相位調(diào)制可以被應(yīng)用以突出顯示光圖案區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)邊。
[0063] 在優(yōu)選實(shí)施例中，兩個(gè)圖像被依次獲取，并且圖像被相減以識(shí)別變形的光圖案。該 解決方案在一些情形中是有利的。該過(guò)程使得能夠以更好的準(zhǔn)確度計(jì)算所考慮的物體的局 部反射率?？梢允褂貌惶珡?qiáng)大的光源(相關(guān)地降低與激光功率相關(guān)聯(lián)的危險(xiǎn)的水平）。關(guān)聯(lián) 的方法和系統(tǒng)對(duì)可(也隨時(shí)間）顯著改變的外部照明條件(環(huán)境光）的改變而言也更魯棒。食 物元素經(jīng)常展現(xiàn)出多種光反射屬性，這意味著關(guān)于反射光的局部水平的自適應(yīng)閾值估計(jì)的 益處，如當(dāng)獲取兩個(gè)連續(xù)圖像時(shí)的情況那樣。
[0064]圖12圖示了圖像分割步驟。可以使用不同現(xiàn)有技術(shù)圖像分割技術(shù)。在一個(gè)實(shí)施例 中，分割算法由三個(gè)步驟構(gòu)成:均值移位濾波、區(qū)域生長(zhǎng)和區(qū)域合并。圖12示出了針對(duì)分段 辨別步驟的若干個(gè)步驟：（a)原始圖像，（b)均值移位濾波之后的平滑圖像，（c)區(qū)域生長(zhǎng)結(jié) 果，（d)合并之后的圖像分段。首先，原始圖像（圖12A)被轉(zhuǎn)換為CIELAB顏色空間，其被認(rèn)為 在感知上是均勻的。然后，均值移位濾波被以金字塔方式應(yīng)用（圖12B)。高斯金字塔被構(gòu)建， 濾波被應(yīng)用到更小尺度，并且然后，結(jié)果被傳播到更大尺度。然后，區(qū)域生長(zhǎng)方法基于初始 分段的顏色均勻性來(lái)檢測(cè)初始分段(圖12C)，接著是區(qū)域合并階段，其中具有小于閾值的大 小的分段在平均顏色方面被合并到最接近的鄰居（圖12D)。最后，在檢測(cè)到圖像邊緣并組合 它們以利用RANSAC算法得到最佳可能橢圓（FIG. 12E)之后檢測(cè)到盤。具有盤外的大部分的 分段或與盤共享邊界的大部分的分段被消除。在分割階段結(jié)束時(shí)，一些食物項(xiàng)目仍可能被 過(guò)度分割到某種程度。然而，如果所生成的區(qū)域足夠大以被辨別，則在合并具有相同食物標(biāo) 簽的區(qū)域之后，最終分割結(jié)果將得到進(jìn)一步改進(jìn)(圖12F)。
[0065]圖13圖示了食物辨別步驟。在分割膳食圖像之后，所創(chuàng)建的分段中的每一個(gè)必須 被辨別，因此將向其分配食物標(biāo)簽。食物圖像辨別包括兩個(gè)步驟：圖像描述(描述圖像的視 覺(jué)內(nèi)容的一組特性被提取和量化)和圖像分類(一個(gè)或多個(gè)分類器把食物種類的預(yù)定義集 合中的一個(gè)或多個(gè)種類分配給圖像）。這兩個(gè)步驟都需要訓(xùn)練（系統(tǒng)從所獲取的知識(shí)中學(xué) 習(xí)）和測(cè)試(系統(tǒng)從新的未知圖像辨別食物類型）。使用顏色和紋理特征來(lái)描述由前一階段 產(chǎn)生的每個(gè)圖像分段，并且然后通過(guò)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的分類器將其分類到預(yù)定義食物種類中 的一個(gè)。分類器先前已經(jīng)被在屬于所考慮的食物種類的圖像貼片的大訓(xùn)練數(shù)據(jù)集上訓(xùn)練。 支持向量機(jī)(SVM)構(gòu)成最流行的分類解決方案，同時(shí)也可以使用最近的鄰居、概率方法和人 工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
[0066]在優(yōu)選實(shí)施例中，顏色和紋理特征兩者都可以被使用，且然后被基于機(jī)器學(xué)習(xí)的 分類器分類到預(yù)定義食物種類之一中。分類器先前已經(jīng)在屬于所考慮的食物種類的圖像的 大訓(xùn)練數(shù)據(jù)集上訓(xùn)練。預(yù)聚類的顏色空間的直方圖可以被用作顏色特征集。k_均值算法的 分層版本可以被應(yīng)用以聚類由食物圖像的訓(xùn)練集創(chuàng)建的顏色空間，使得最主導(dǎo)的食物顏色 被確定。使用分層k-均值代替原始k-均值在特征的計(jì)算期間提供效率，因?yàn)樗鼊?chuàng)建了具有 分支因子2的分層聚類的樹(shù)。初始顏色空間被分成2個(gè)聚類，并且每個(gè)聚類被迭代地分成兩 個(gè)，直到達(dá)到顏色的所需數(shù)量為止。在一些情況下，512種顏色的集合可以被認(rèn)為是充分描 述性的。在對(duì)圖像顏色進(jìn)行聚類之后，它們的直方圖被創(chuàng)建并且每個(gè)直方圖值被視為特征。 對(duì)于紋理特征，LBP算子可以被使用。LBP算子是非參數(shù)算子，其度量用于高效紋理分類的灰 度圖像上的局部對(duì)比度。LBP算子由3X3核構(gòu)成，其中中心像素被用作閾值。然后，八個(gè)二進(jìn) 制化的鄰居乘以相應(yīng)的二項(xiàng)式權(quán)重，產(chǎn)生范圍[0……255]內(nèi)的整數(shù)。這256個(gè)不同8比特整 數(shù)中的每一個(gè)被認(rèn)為代表唯一紋理圖案。因此，圖像區(qū)域的LBP直方圖值描述其紋理結(jié)構(gòu)。 因此，512 + 256 = 768維度的顏色和紋理特征向量被創(chuàng)建并饋送到將把預(yù)定義食物種類 之一分配給該分段的分類器。
[0067] 圖14和15圖示了高級(jí)丸劑計(jì)算（例如脂肪含量、血糖指數(shù)）。圖14示出食物加標(biāo)簽 的示例。這樣的數(shù)據(jù)通常是可用的，并可以利用網(wǎng)絡(luò)連接而檢索或離線存儲(chǔ)。這樣的數(shù)據(jù)可 以是憑借2D條形碼掃描來(lái)訪問(wèn)的。換句話說(shuō)，圖像獲取部件可以用來(lái)捕獲膳食的圖像，以得 到關(guān)于將要被消耗的食物的直接信息，但也可以經(jīng)由2D條形碼掃描(或者例如其他類似QR 碼)服務(wù)于間接目的，諸如關(guān)于食物的數(shù)據(jù)或元數(shù)據(jù)。
[0068] 如所描述的那樣，攝像機(jī)的目的之一是捕獲將要被消耗的食物的圖像以及使用高 級(jí)算法來(lái)處理圖像以識(shí)別食物的類型和量?jī)烧?。在存在例如血糖監(jiān)測(cè)器設(shè)備或連續(xù)葡萄糖 監(jiān)測(cè)器設(shè)備的附加使用的情況下，本發(fā)明的進(jìn)一步附加發(fā)展被啟用。通過(guò)圖像辨別和/或通 過(guò)使用這種設(shè)備，進(jìn)一步的膳食特性可以被獲得并且這些參數(shù)可以基本上有助于調(diào)整丸劑 以實(shí)現(xiàn)更好的血糖控制。
[0069] 例如，在食物的類型已經(jīng)被識(shí)別（即，面包、意大利面、土豆等)之后，可以進(jìn)行膳食 的其他方面(諸如脂肪和蛋白質(zhì)含量）的估計(jì)。該信息可以從公共可用數(shù)據(jù)庫(kù)獲得，或者也 可以從特定膳食的營(yíng)養(yǎng)圖表的掃描獲得。攝像機(jī)可以用于對(duì)可用營(yíng)養(yǎng)標(biāo)簽(如果有的話)進(jìn) 行0CR，或者，可以使用RFID或(2D)條形碼掃描等等來(lái)檢索數(shù)據(jù)。根據(jù)脂肪和蛋白質(zhì)信息，存 在確定這些膳食是慢還是快的可能性。術(shù)語(yǔ)"慢"和"快"指代食物引起血糖值上升的速度和 葡萄糖繼續(xù)進(jìn)入血流中的持續(xù)時(shí)間。慢膳食是如下膳食:相比于正常(瘦)膳食，其具有長(zhǎng)得 多的時(shí)間來(lái)達(dá)到峰值葡萄糖值，使得其總體作用時(shí)間比標(biāo)準(zhǔn)的4小時(shí)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時(shí)間比4小時(shí)快得多。提供了膳食速度的示意圖。重 要的是平衡胰島素作用分布與膳食活性分布以確保適當(dāng)?shù)目刂?。在膳食的開(kāi)始處或膳食之 前幾分鐘給予的標(biāo)準(zhǔn)胰島素丸劑被設(shè)計(jì)成處置由快膳食中的碳水化合物導(dǎo)致的快速血糖 上升。如果在四個(gè)小時(shí)后血糖持續(xù)上升并且該上升持續(xù)達(dá)六個(gè)小時(shí)，則該膳食將被分類為 慢膳食。在慢膳食中，第一個(gè)小時(shí)血糖上升相比于快膳食的血糖上升將是相對(duì)適中的。因 此，對(duì)于慢膳食，標(biāo)準(zhǔn)胰島素丸劑可能在前兩個(gè)小時(shí)中提供太多的血糖降低，從而可能引起 低血糖，但在4到6小時(shí)時(shí)間框架中未提供足夠的降低，從而在膳食后若干個(gè)小時(shí)導(dǎo)致高血 糖。
[0070]通過(guò)使用膳食的圖像，系統(tǒng)可以辨別該膳食與用戶已吃掉的在先膳食"相同"或 "基本上類似"。如果膳食前和膳食后血糖值可用于針對(duì)該膳食的在先體驗(yàn)，并且存在從期 望血糖控制的偏離的清晰趨勢(shì)，那么針對(duì)目前膳食劑量和胰島素的調(diào)整可以確信地被進(jìn)行 以得到改進(jìn)的血糖響應(yīng)。沿著這些線，系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)這些相同膳食的相對(duì)大小并開(kāi)發(fā)相同 膳食大小的變化的直方圖。已知的是，大小變化通常落入小的離散數(shù)量的桶中 (US7941200B2)。如果系統(tǒng)檢測(cè)到情況是這樣，則用戶的具體定制的丸劑大小和遞送類型可 以從觀察膳食消耗，給定的胰島素劑量和當(dāng)消耗這些"相同"膳食時(shí)用戶的血糖響應(yīng)演進(jìn)。 [0071]在消耗膳食后2和4小時(shí)處監(jiān)測(cè)血糖值可以給出關(guān)于膳食的速度和碳水化合物含 量的清晰思想?？商娲?，如果該系統(tǒng)包括連續(xù)葡萄糖監(jiān)測(cè)設(shè)備，則關(guān)于膳食前和膳食后響 應(yīng)的不確定性可以因葡萄糖分布的多得多的高保真測(cè)量可用而被去除。
[0072] 使用該加強(qiáng)型方法的附加益處是確定患者的治療參數(shù)是否需要被更改。如果事實(shí) 證明患者僅在特定膳食之后難以控制葡萄糖漂移，則這將暗示將需要解決丸劑確定。然而， 如果患者具有如所有膳食的葡萄糖分布所驗(yàn)證的一致膳食后漂移，那么這將暗示:另外地， 患者治療參數(shù)也將需要被更改。
[0073] 該方法的進(jìn)一步實(shí)施例處置諸如血糖指數(shù)(GI)和/或血糖負(fù)荷(GL)和/或胰島素 指數(shù)（II)之類的參數(shù)。這樣的值可以與由患者消耗的膳食相關(guān)聯(lián)。血糖指數(shù)，或血糖指數(shù) (GI)提供了在吃掉特定類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。相關(guān)度量，血糖負(fù)荷，將所討論食物的血糖指數(shù)乘以實(shí)際食物份的碳水化合物含量。胰 島素指數(shù)是用來(lái)量化對(duì)各種食物的典型胰島素響應(yīng)的度量。
[0074] 這些GI、GL或II值可以被給出（例如，通過(guò)餐廳或加標(biāo)簽），或者可以通過(guò)圖像匹配 或相似性搜索而計(jì)算或估計(jì)。這種值也可以直接由患者輸入，該患者可以被邀請(qǐng)輸入更多 或更少的膳食相關(guān)信息（例如，膳食速度值，對(duì)應(yīng)于該膳食被消耗的速度;膳食的總血糖指 數(shù);脂肪含量、碳水化合物含量、蛋白質(zhì)含量等等方面的膳食大?。＿@樣的數(shù)據(jù)也可以根據(jù) 圖像或視頻分析而重建(例如，膳食速度可以從視頻推導(dǎo)）。查詢過(guò)程可以被配置為需要患 者輸入絕對(duì)估計(jì)值(例如，"小"），或相對(duì)術(shù)語(yǔ)(例如，"小于正常"）。
[0075] 在一些實(shí)施例中，方法的步驟可以在膳食消耗之前執(zhí)行且在膳食被消耗之后重 復(fù)。通過(guò)減去所估計(jì)的體積，進(jìn)一步的碳水化合物估計(jì)可以被處置。可能非常確實(shí)的是：用 戶不完全吃掉膳食，并且在這樣的情況下，將必須執(zhí)行減法操作。由于食物盤可以被分割成 若干個(gè)部分(若干個(gè)食物類別，例如牛排和土豆），因此可以存在若干個(gè)體積的關(guān)聯(lián)估計(jì)，并 且接下來(lái)可以提出胰島素丸劑推薦，該劑量對(duì)應(yīng)于實(shí)際消耗的食物。
[0076] 圖16和17圖示移動(dòng)設(shè)備中的實(shí)現(xiàn)的各種選項(xiàng)（例如，移動(dòng)電話、葡萄糖儀、胰島素 栗控制器），作為擴(kuò)展或附件或者作為本機(jī)嵌入式部件。本發(fā)明的實(shí)施例可以在各種設(shè)備中 實(shí)現(xiàn)，特別是在醫(yī)療(調(diào)節(jié))設(shè)備(例如葡萄糖儀或胰島素栗控制器）中或在標(biāo)準(zhǔn)的且銷售量 大的消費(fèi)電子設(shè)備(移動(dòng)電話、平板、計(jì)算機(jī)）中實(shí)現(xiàn)。在優(yōu)選實(shí)施例中，在葡萄糖儀中進(jìn)行 該實(shí)現(xiàn)。這樣的葡萄糖儀可以被提供有光源，該光源具有足夠的功率和所適配的能量管理 分布。在這樣的情況下，例如，第二專用電池可以被提供作為光照明的能量源?？商娲兀l(fā) 電機(jī)系統(tǒng)可以代替或補(bǔ)充第一和/或第二電池以使系統(tǒng)更自主。葡萄糖儀可以進(jìn)一步被適 配為