飲食健康中的食物體積估算云計(jì)算技術(shù)研究.pdf

1、肥胖癥已經(jīng)成為全世界困擾人類健康的流行病。肥胖癥的病因除家族遺傳因素以外，主要和人的日常飲食密切相關(guān)。通過對(duì)用戶飲食情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，能夠幫助用戶獲得更加健康的飲食習(xí)慣。首先，使用可穿戴設(shè)備獲取飲食圖片，然后使用橢圓自動(dòng)檢測(cè)算法計(jì)算出飲食圖片中的盤子成像的橢圓方程，以盤子為標(biāo)定物，將橢圓方程作為輸入對(duì)拍攝時(shí)的相機(jī)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，獲取相機(jī)和食物之間的相對(duì)位置和旋轉(zhuǎn)角度，標(biāo)定完成后，使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建虛擬場(chǎng)景模擬飲食的相機(jī)環(huán)境，在虛擬場(chǎng)景

2、中構(gòu)建和食物類似的三維物體形狀，通過對(duì)物體進(jìn)行操作契合原始圖片中的食物，契合完成后即可根據(jù)虛擬物體的體積來估算盤子中的食物體積。
　　這套方法已經(jīng)基本得到完善，但是仍存在一些缺陷：首先便是可穿戴設(shè)備的普及，由于可穿戴設(shè)備還處于實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品階段，市面上仍然無法買到，為搜集飲食圖片造成了阻礙；其次，隨著圖片的增多，桌面電腦在存儲(chǔ)大量圖片時(shí)面臨很大壓力，另外，運(yùn)行在桌面端的食物體積估算算法，由于計(jì)算量較大，計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng)，處理圖片需要太多的

3、時(shí)間；最后，在食物契合的過程中，傳統(tǒng)的鼠標(biāo)鍵盤輸入操作會(huì)比較繁瑣，無法提供高效準(zhǔn)確的契合方法。
　　針對(duì)上述問題，本文將對(duì)食物體積估算方法進(jìn)行改進(jìn)：第一、使用智能終端如智能手機(jī)等代替可穿戴設(shè)備獲取飲食圖片。隨著智能手機(jī)等終端的普及，智能終端的拍攝功能和數(shù)據(jù)處理功能得到了快速的發(fā)展，當(dāng)前市面上流行的智能終端已經(jīng)可以拍攝出清晰的飲食圖片，因此完全可以使用智能終端來代替可穿戴設(shè)備獲取飲食圖片；第二、采用多點(diǎn)觸摸技術(shù)實(shí)現(xiàn)三維虛擬食物物體的

4、操作，進(jìn)行食物物體的契合，智能移動(dòng)終端的處理能力和多點(diǎn)觸摸技術(shù)，完美的符合我們整體算法中食物契合部分功能的需要，因此，可以把創(chuàng)建三維場(chǎng)景和物體，并采用多點(diǎn)觸摸技術(shù)進(jìn)行契合食物的功能在智能終端改進(jìn)后得以實(shí)現(xiàn)；第三、搭建云計(jì)算平臺(tái)，存儲(chǔ)大量用戶的飲食數(shù)據(jù)照片，這些照片將會(huì)對(duì)未來的飲食健康研究提供最基礎(chǔ)最準(zhǔn)確的素材；第四、搭建穩(wěn)定高效的云計(jì)算處理平臺(tái)，將需要消耗大量計(jì)算的功能，包括橢圓自動(dòng)檢測(cè)、相機(jī)標(biāo)定等功能提交至云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行執(zhí)行，從而節(jié)省

5、智能終端的計(jì)算量。
　　本文主要采用云加端的結(jié)構(gòu)、云端協(xié)同合作的方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。端的功能主要在智能移動(dòng)終端進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，其主要功能是使用三維建模技術(shù)模擬圖片中食物體積，使用多點(diǎn)觸摸技術(shù)實(shí)現(xiàn)食物物體的契合，從而準(zhǔn)確的獲得攝入食物體積。
　　云的作用主要是采用分布式架構(gòu)存儲(chǔ)用戶拍攝的飲食照片，并對(duì)海量照片進(jìn)行處理，計(jì)算特定照片中飲食場(chǎng)景的三維場(chǎng)景相機(jī)參數(shù)，將參數(shù)返回給端，允許終端在此基礎(chǔ)上建立三維模型，使用三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬圖

6、片中的食物進(jìn)而估算食物體積。
　　本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)在：
　　1)創(chuàng)新性地將三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于食品體積估算中，提出了基于云端協(xié)同的虛擬現(xiàn)實(shí)估算方法，研究設(shè)計(jì)了自主智能的三維多點(diǎn)觸摸人機(jī)交互技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實(shí)模型與實(shí)際食物的高度契合，有效地解決了食物體積估算問題。
　　2)針對(duì)HDFS文件系統(tǒng)存儲(chǔ)小文件影響效率問題，提出了一種新的文件系統(tǒng)二級(jí)索引機(jī)制。通過采用虛擬大文件方法，較好地解決了海量食物小文件圖片的管理問