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专利号: 202010408316X
申请人: 陕西师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于多目标需求相似性的家庭饮食推荐方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,获取家庭成员的基本信息;

S2,根据家庭成员的基本信息,确定食谱的类型;若家庭中有患疾病的成员,标记出不利于疾病的食物,如果疾病是需要长期注意饮食的疾病,则推荐的食谱分为两种,一是有病患的家庭使用,称为食谱A;二是正常家庭使用,称为食谱B;如果家庭中出现病患是需要短期注意饮食的疾病,按照正常家庭食谱对待;

S3,建立家庭成员饮食偏好模型Preference={(U1,L1,R1),(U2,L2,R2),……,(Un,Ln,Rn)};

其中U1~Un是家庭成员列表,L1~Ln是家庭成员喜爱的食物列表,R1~Rn是家庭成员对喜爱程度的食物评分列表;

S4,根据家庭成员饮食需求信息,构建每一个家庭成员饮食需求模型,并基于家庭成员饮食需求模型得到家庭饮食需求模型;

S5,以家庭成员所期望的食物的最小推荐时间间隔为单位,通过推荐时间间隔函数和用户偏好漂移函数,控制相同食物的推荐间隔;构建食物推荐间隔的时间函数:其中t代表当前时间,t1代表食物上次推荐的时间,T代表最小间隔推荐时间,家庭成员根据自身需求和喜好,设置自己喜爱食物列表的最小推荐间隔时间T;

构建用户偏好漂移函数:

其中,D为单位时间内推荐次数阈值,dt为该食物在单位时间内当前推荐次数,若该食物在用户设置的最小推荐间隔时间中推荐过,则dt的值加1;若该食物未在用户设置的最小推荐间隔时间中推荐过,则dt的值减1,某食物的Time_p的值越大,则该食物的推荐权重越大;

某食物的Time_p的值越小,则该食物的推荐权重越小;

S6,根据S3建立的家庭成员饮食偏好模型,得到满足家庭成员偏好的食物列表F,对于食物列表F中的每个食物ri,根据食物ri是否满足家庭需求获得需求列表ti,ti以(1,0,T

0,……)形式表示,1表示该食物满足此项家庭需求,0表示该食物不满足此项家庭需求;汇总ti,获得需求集SetT={ri,ti};对于需求集SetT的每个需求ti,使用TF‑IDF算法计算需求ti的权重wi,根据wi的值,获得食物ri所能满足的前m个需求;得到食物模型R=Top(ti,wi);

S7,在S6所得食物模型和S4所得家庭饮食需求模型的基础上进行匹配计算;首先对食物模型和家庭需求模型中的权重进行归一化,再采用余弦相似度算法,得到食物模型和家庭饮食需求模型中相似度最高的食物列表;根据需求模型考虑的是有患病家庭成员或全部为健康家庭成员,针对有患病家庭成员的情况,则所得食物列表为食谱A;针对全部为健康家庭成员的情况,则所得食物列表为食谱B;

S8,获取家庭的地理位置和季节信息,计算相似家庭的食谱A和食谱B的相似度;

食谱A相似度分数计算如下:

其中当两个家庭的疾病禁忌相同时 ,当两个家庭的疾病禁忌不相同时 ;

N代表本家庭患病成员每日所需摄入的营养元素值,N1代表相似家庭患病成员每日所需摄入的营养元素值; 代表本家庭患病成员与相似家庭患病成员的饮食口味偏好分数;

,且 ;

偏好分数的计算是根据 的值得到相应的分数, 的分数计算函数为:其中 的初始值为0,通过获取S3中建立的家庭成员饮食偏好模型,比较本家庭患病成员与相似家庭患病成员的饮食偏好,每有一种相同喜爱的食物,则 的值加1;即 的值为本家庭患病成员与相似家庭患病成员所喜爱相同食物的数量;

食谱B相似度计算如下:

其中N代表本家庭健康成员每日所需摄入的营养元素值,N2代表相似家庭健康成员每日所需摄入的营养元素值; 代表本家庭健康成员与相似家庭健康成员的饮食口味偏好得分;  ,且 ;

偏好分数的计算是根据 的值得到相应的分数, 的分数计算函数为:其中 的初始值为0,通过获取S3中建立的家庭成员饮食偏好模型,比较本家庭健康成员与相似家庭健康成员的饮食偏好,每有一种相同喜爱的食物,则 的值加1;即 的值为本家庭健康成员与相似家庭健康成员所喜爱相同食物的数量;

根据相似度分数分别对食谱A和食谱B进行排序,并按照排序结果作为推荐的备选食谱A和备选食谱B;

S9,基于S8相似度计算排序结果,选择符合S5所得时间间隔推荐的食物组成推荐食谱。

2.根据权利要求1所述的基于多目标需求相似性的家庭饮食推荐方法,其特征在于,S1中,所述基本信息包括患疾病的饮食禁忌、用户的饮食需求、饮食偏好、烹饪水平、收入水平以及家庭角色。

3.根据权利要求1所述的基于多目标需求相似性的家庭饮食推荐方法,其特征在于,S4中,家庭成员饮食需求模型:其中demand为家庭成员的需求列表,当家庭成员有这项需求时wt的值为1,没有这项需求时wt的值为0;所述饮食需求是从人体所需营养考虑;

通过获取家庭成员的饮食需求,配每个家庭成员的权重,计算得到家庭饮食需求模型Ui=Top(dn,an),获取前m个需求,并为每个需求分配权重,i为正整数,最大为m;

家庭饮食需求模型计算如下:

其中w1‑wp代表家庭成员的权重值。

4.根据权利要求1所述的基于多目标需求相似性的家庭饮食推荐方法,其特征在于,S7中,相似度计算方法:其中Iur是满足用户需求的食物列表, 表示需求c在u中的权重, 表示需求c在食物r中的权重, 和 表示需求c在用户u和食物r中的平均权重。

5.根据权利要求1所述的基于多目标需求相似性的家庭饮食推荐方法,其特征在于,S8中,采用Min‑Max归一化方法:其中 是归一化处理前的权值, 是归一化处理后的权值, 代表 所属模型中最大的权值, 代表 所属模型中最小的权值。

6.根据权利要求1所述的基于多目标需求相似性的家庭饮食推荐方法,其特征在于,S8中,相似家庭是指相同地域、收入相近且恩格尔系数相似的家庭。

7.根据权利要求1所述的基于多目标需求相似性的家庭饮食推荐方法,其特征在于,S9中,家庭成员根据推荐结果进行评分,若有不满意需要更换的食物,则通过备选食谱进行更换;若需要无更换的食物,则推荐成功,得到更新的推荐食谱。

8.一种家庭饮食推荐设备,其特征在于,包括处理器和存储器,存储器中存储可执行程序,处理器执行所述可执行程序时,能执行权利要求1‑7任一项所述的家庭饮食推荐方法。

9.根据权利要求8所述的家庭饮食推荐设备,其特征在于,存储器中还存储有若干家庭中所有家庭成员的基本信息、所有家庭成员的饮食偏好信息、食物的营养和食用禁忌信息。