СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИЖЕНИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАТЧИКА ХОЛЛА ДЛЯ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЮ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ
METHODS AND SYSTEMS FOR RETRIEVING USER MOTION CHARACTERISTICS USING HALL SENSOR FOR PROVIDING FEEDBACK TO USER

1. Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение в целом относится к устройствам для гигиены полости рта и, в частности, к устройствам для гигиены полости рта, содержащим, по меньшей мере, один датчик, способный извлекать характеристики очищающего движения пользователя, так что обратная связь может быть предоставлена пользователю на основе извлеченных характеристик. Настоящее изобретение также в целом относится к системам и способам анализа характеристик очищающего движения пользователя с использованием системы на основе камеры для извлечения характеристик очищающего движения из захваченных изображений и предоставления пользователю обратной связи на основе извлеченных характеристик.
2. Описание предшествующего уровня техники
[0002] Хотя правильная гигиена полости рта важна, исправление техники гигиены полости рта часто затруднено. Одно из решений этой проблемы заключается том, чтобы индивид продемонстрировал свою технику гигиены полости рта находясь в присутствии специалиста по гигиене полости рта, такого как стоматолог, и специалист по гигиене полости рта исправил все ошибки, допущенные индивидом. Это, однако, имеет свои недостатки, потому что человек может не запомнить все исправленные аспекты, кроме того факт, что пользователь может не представить свою истинную технику гигиены полости рта находясь в присутствии специалиста по гигиене полости рта. Кроме того, со временем техника гигиены полости рта индивида может возвратиться к предыдущей неправильной манере и/или к новому неправильному стилю, или индивид может развить новые, неправильные техники.
[0003] Одним из предлагаемых решений этой проблемы является создание «игры», где вознаграждается выполнение правильной техники гигиены полости рта индивидом, выигравшим игру, в то время как неправильные техники гигиены полости рта приводят к проигрышу в игре. В то время как эта концепция может работать для детей, она часто непрактична и неэффективна для взрослых. Кроме того, соблюдение правил может только помочь исправить технику гигиены полости рта во время игры, но при этом индивид не может видеть, как в целом улучшается его техника гигиены полости рта, или, когда он отклоняется слишком далеко от правильной техники. Кроме того, такие игры по гигиене полости рта обычно не переносятся и, следовательно, не способны предоставить индивиду обратную связь в реальном времени относительно эффективности их ухода за полостью рта.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Таким образом, целью настоящего изобретения является предоставление устройства для гигиены полости рта, такого как электронная зубная щетка, способная извлекать характеристики движения пользователя, работающего с устройством для гигиены полости рта, и предоставлять обратную связь пользователю относительно эффективности его техники. Эта цель достигается в соответствии с настоящим изобретением, путем анализа характеристик движения устройства для гигиены полости рта и, на основе данных, полученных, по меньшей мере, от одного датчика, входящего в состав устройства для гигиены полости рта или, по меньшей мере, от одного компонента захвата изображения, предоставляя обратную связь пользователю, информирующую его об эффективности его действий с устройством для гигиены полости рта. Кроме того, другой целью настоящего изобретения является предоставление устройства пользователя, способного определять характеристики движения пользователя, работающего с устройством для гигиены полости рта. Устройство пользователя дополнительно способно извлекать характеристики движения пользователя, работающего с устройством для гигиены полости рта, и обеспечивать обратную связь с пользователем.
[0005] В первом примерном варианте осуществления предлагается способ предоставления обратной связи пользователю, работающему с устройством для гигиены полости рта, содержащим, по меньшей мере, один датчик. В одном из вариантов осуществления принимаются данные, полученные, по меньшей мере, одним датчиком устройства для гигиены полости рта. Затем полученные данные анализируются для определения качества движения устройства для гигиены полости рта, управляемого пользователем. Затем обратная связь предоставляется пользователю в зависимости от определения качества движения.
[0006] Во втором примерном варианте осуществления предлагается устройство для гигиены полости рта. Устройство для гигиены полости рта, в одном из вариантов осуществления включает в себя ручку, содержащую систему силового привода, узел крепления, узел приводного механизма, соединенный с узлом крепления, магнит, способный создавать магнитное поле, по меньшей мере, один датчик, установленный в магнитном поле, создаваемом магнитом, и, по меньшей мере, один процессор. По меньшей мере, один процессор способен получать данные, по меньшей мере, от одного датчика. Данные соответствуют искривлениям магнитного поля относительно, по меньшей мере, одного датчика, причем искривления происходят под влиянием узла крепления, испытывающего внешнюю силу, приложенную к нему во время взаимодействия с представляющей интерес областью пользователя, который работает с устройством для гигиены полости рта.
[0007] В третьем примерном варианте осуществления предлагается способ повышения эффективности действий пользователя во время работы с устройством для гигиены полости рта. В одном из вариантов осуществления захватывается, по меньшей мере, одно изображение из компонента захвата изображения. Представляющая интерес область для работы с устройством для гигиены полости рта затем определяется на основе, по меньшей мере, одного захваченного изображения. На основании определенной представляющей интерес области извлекаются характеристики, соответствующие движению устройства для гигиены полости рта, управляемого пользователем. Извлеченные характеристики, соответствующие движению устройства для гигиены полости рта, управляемого пользователем, затем анализируются для определения качества движения устройства для гигиены полости рта. Затем пользователю предоставляется обратная связь, относящаяся к определенному качеству движения устройства для гигиены полости рта.
[0008] В четвертом примерном варианте осуществления, предлагается устройство пользователя для оказания помощи пользователю в повышении эффективности работы с устройством для гигиены полости рта. Устройство пользователя включает в себя, по меньшей мере, один компонент захвата изображения, экран дисплея, схему связи, память, и, по меньшей мере, один процессор. По меньшей мере, один процессор способен захватывать как минимум два изображения пользователя, работающего с устройством для гигиены полости рта, используя, по меньшей мере, один компонент захвата изображения. В ответ на обнаружение того, что пользователь работает с устройством для гигиены полости рта в представляющей интерес области, информация о движении устройства для гигиены полости рта извлекается, по меньшей мере, из двух захваченных изображений. Извлеченную информацию о движении устройства для гигиены полости рта, приводимого в действие пользователем, затем анализируют путем сравнения извлеченной информации о движении с заданным целевым движением для устройства для гигиены полости рта, хранящемся в памяти устройства пользователя. Сравнение определяет качество извлеченного движения устройства для гигиены полости рта. Затем обратная связь предоставляется пользователю, работающему с устройством для гигиены полости рта, где предоставленная обратная связь содержит качество извлеченной информации о движении.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0009] Вышеуказанные и другие признаки настоящего изобретения, его сущность и различные преимущества будут более очевидными после рассмотрения следующего подробного описания, взятого вместе с сопроводительными чертежами, на которых:
[0010] На ФИГ. 1A представлена иллюстративная схема устройства 10 для гигиены полости рта, включающего в себя, по меньшей мере, датчик в соответствии с различными вариантами осуществления;
[0011] на ФИГ. 1B представлена иллюстративная схема устройства 10 для гигиены полости рта в соответствии с различными вариантами осуществления;
[0012] на ФИГ. 1C представлена иллюстративная схема устройства 10 для гигиены полости рта и устройство 150 пользователя в соответствии с различными вариантами осуществления;
[0013] на ФИГ. 2 представлена иллюстративная схема пользовательского интерфейса 200 в соответствии с различными вариантами осуществления;
[0014] на ФИГ. 3A и 3B представлены иллюстративные схемы пользовательских интерфейсов 300 и 300' соответственно, в соответствии с различными вариантами осуществления;
[0015] на ФИГ. 4 представлена иллюстративная схема пользовательского интерфейса 400 в соответствии с различными вариантами осуществления;
[0016] на ФИГ. 5 представлены иллюстративные блок-схемы процесса 500 в соответствии с различными вариантами осуществления;
[0017] на ФИГ. 6 представлена иллюстративная схема системы 2, включающей в себя устройство 150 пользователя и устройство 10 для гигиены полости рта в соответствии с различными вариантами осуществления;
[0018] на ФИГ. 7 представлена блок-схема пользовательского устройства 150 в соответствии с различными вариантами осуществления;
[0019] на ФИГ. 8 представлена иллюстративная схема изображения 800 пользователя в соответствии с различными вариантами осуществления;
[0020] на ФИГ. 9A и 9B представлены иллюстративные схемы, описывающие изменение местоположения устройства 10 в соответствии с различными вариантами осуществления;
[0021] на ФИГ. 10 представлена иллюстративная схема, описывающая изменение местоположения устройства 10 на основе изменения положения пикселя и кадра в соответствии с различными вариантами осуществления;
[0022] на ФИГ. 11 представлена иллюстративная схема, описывающая изменение местоположения устройства 10 на основе изменения вектора положения между устройством 10 и опорным объектом в соответствии с различными вариантами осуществления;
[0023] на ФИГ. 12 представлена иллюстративная схема, описывающая изменение местоположения устройства 10 на основе изменения в центре формы захваченного изображения в соответствии с различными вариантами осуществления;
[0024] на ФИГ. 13 представлена иллюстративная схема различных пользовательских интерфейсов в соответствии с различными вариантами осуществления; и
[0025] на ФИГ. 14 представлена иллюстративная блок-схема процесса 1100 в соответствии с различными вариантами осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0026] Настоящее изобретение может принимать форму в виде различных компонент и вариантах сочетания компонент, и в виде различных методов, способов или процедур и компоновок этапов. Указанные чертежи предназначены только для целей проиллюстрированных вариантов осуществления и не должны истолковываться как ограничивающие настоящее изобретение. Ссылочные чертежи приведены только с целью иллюстрации вариантов осуществления и не должны толковаться как ограничивающие данное изобретение. Ниже описаны различные признак изобретения, которые могут использоваться независимо друг от друга или в сочетании с другими признаками. Кроме того, в контексте настоящего документа, формы единственного числа включают в себя множественное число, если из контекста явно не следует иное.
[0027] На ФИГ. 1A представлена иллюстративная схема устройства 10 для гигиены полости рта, включающего в себя, по меньшей мере, датчик в соответствии с различными вариантами осуществления. Устройство 10 для гигиены полости рта включает в себя корпус 18, содержащий узел 12 приводного механизма резонансно приводимого в действие системой 14 питания, которая включает в себя батарею и носитель электроники (например, печатную плату или ПП). Устройство 10 для гигиены полости рта дополнительно включает в себя печатную плату с микропроцессорным управлением 15 для создания управляющего сигнала для системы 14 питания. Элемент, закрепляемый с возможностью отсоединения на ножке 23 привода от узла 12 приводного механизма, является узлом крепления 20, на дальнем конце которого находится элемент 21 щетки. На заднем конце узла 12 приводного механизма находится магнит 30, и также имеется, по меньшей мере, один датчик 32, установленный внутри устройства 10 для гигиены полости рта. В одном из иллюстративных вариантов осуществления, по меньшей мере, один датчик 32 является датчиком Холла. Более подробное описание устройства для гигиены полости рта, включающего в себя, по меньшей мере один датчик Холла, можно найти в принадлежащий тому же правообладателю публикации Международной патентной заявке № WO 2014/037856, включенный в настоящий документ в качестве ссылки в полном объеме.
[0028] В одном из вариантов осуществления датчик(и) 32 представляет собой датчик Холла, способный измерять напряженность магнитного поля внутри корпуса 18. Магнитное поле может генерироваться магнитом 30. Применение датчика Холла в примерном варианте осуществления измеряет напряженность магнитного поля относительно датчика Холла. Когда внешняя нагрузка или сила прилагаются к узлу 20 крепления, возникает искривление магнитного поля внутри корпуса 18. Это искривление измеряют посредством датчика(ов) 32, и можно предоставить информацию относительно величины силы, прилагаемой к узлу 20 крепления.
[0029] В одном из вариантов осуществления, по меньшей мере, один датчик 32 представляет собой датчик силы. Датчик силы может быть включен в состав вместо датчика Холла и/или в сочетании с датчиком Холла. Датчик силы позволяет извлекать информацию из устройства 10 для гигиены полости рта, соответствующая величине силы, приложенной к узлу 20 крепления. В одном из вариантов осуществления, однако, величина силы, приложенной к узлу 20 крепления, также может быть извлечена из датчика Холла. Например, сила, приложенная к узлу 20 крепления может быть получена, в одном из вариантов осуществления, используя уравнение для силы Лоренца.
[0030] На ФИГ. 1B представлена иллюстративная схема устройства 10 для гигиены полости рта в соответствии с различными вариантами осуществления. В показанном примерном варианте осуществления устройство 10 для гигиены полости рта включает в себя дополнительные компоненты, расположенные внутри корпуса 18.
[0031] Устройство 10 для гигиены полости рта, в показанном неограничивающем варианте осуществления, включает в себя процессор или процессоры 102, память 106, схему 108 связи и интерфейс 110 ввода-вывода. Эти компоненты могут быть расположены на микропроцессорном устройстве управления 15 или могут быть расположены в другом месте внутри корпуса 18. Процессор 102 может включать в себя любую схему обработки, такую как один или несколько процессоров, способных управлять операциями и функциональностью устройства 10 для гигиены полости рта. В одном из вариантов осуществления процессор 102 обеспечивает связь между различными компонентами в устройстве 10 (например, датчиком(ами) 32 и схемой 108 связи).
[0032] Память 106 в одном из вариантов осуществления включает в себя один или несколько носителей хранения. Различные типы носителей хранения включают в себя, но не ограничиваются жесткими дисками, твердотельными накопителями, флэш-памятью, постоянной памятью (например, ПЗУ) или любыми другого типа хранилищами или любой их комбинацией. Любая форма данных или содержимого может храниться в памяти 106, например, фотографии, музыкальные файлы, видеоролики, контактные данные, приложения, документы или любой другой файл или любая их комбинация. Память 106 в одном из вариантов осуществления также включает в себя кэш-память, полупостоянную память (например, ОЗУ) или любой другой тип памяти, или любую их комбинацию. В одном из вариантов осуществления память 106 можно использовать вместо и/или в дополнение к внешнему запоминающему устройству для хранения данных на устройстве 10 для гигиены полости рта.
[0033] Схема 108 связи в одном из вариантов осуществления включает в себя любую схему, способную подключаться к сети связи и/или передавать сообщения (голос и/или данные) одному или нескольким дополнительным устройствам пользователя и/или серверам. Схема 108 связи способна взаимодействовать с сетью связи с использованием любого подходящего протокола связи в том числе, в качестве неограничивающих примеров, Wi-Fi (например, протокол 802.11), Bluetooth, радиочастотные системы (например, системы связи 900 МГц, 1,4 ГГц и 5,6 ГГц), инфракрасный, GSM, GSM плюс EDGE, CDMA, четырехдиапазонный, VOIP или любой другой протокол или любую их комбинацию.
[0034] Интерфейс 110 ввода-вывода в одном из вариантов осуществления включает в себя любой подходящий механизм или компонент для приема входных сигналов от пользователя, работающего с устройством 10 для гигиены полости рта, и/или для генерации выходных сигналов от пользователя, работающего с устройством 10 для гигиены полости рта. Интерфейс 110 ввода-вывода может включать в себя, в качестве неограничивающих примеров, внешнюю клавиатуру, манипулятор типа «мышь», джойстик или любой другой подходящий механизм ввода или любое их сочетание. В одном из вариантов осуществления интерфейс 110 ввода-вывода включает в себя дисплей, способный отображать на нем пользовательский интерфейс.
[0035] Устройство 10 для гигиены полости рта способно собирать данные от датчика(ов) 32 или любого другого датчика, находящегося в нем, и анализа данных для определения качества очищающего движения пользователя, работающего с устройством 10 для гигиены полости рта. Например, датчик(и) 32 может быть датчиком Холла или датчиком силы, или обоими. В одном конкретном примере датчик Холла может использоваться для извлечения информации о силе. В качестве другого примера, датчик(и) 32 может включать в себя один или несколько акселерометров. В одном из вариантов осуществления анализируемые данные используются для предоставления обратной связи пользователю через интерфейс 110 ввода-вывода. Например, интерфейс 110 ввода-вывода может включать в себя экран дисплея, выполненный с возможностью отображения пользовательского интерфейса, содержащего анализ качества чистки пользователя. В качестве другого примера, интерфейс 110 ввода-вывода может предоставлять аудио, визуальную или тактильную обратную связь пользователю на основе анализируемых данных, собранных, по меньшей мере одним датчиком 32. Специалистам в данной области техники также будет понятно, что, хотя для сбора данных используется, по меньшей мере, один датчик 32, можно использовать один или несколько дополнительных датчиков.
[0036] На ФИГ. 1C представлена иллюстративная схема устройства 10 для гигиены полости рта и устройство 150 пользователя в соответствии с различными вариантами осуществления. В показанном примерном варианте осуществления устройство 10 для гигиены полости рта включает в себя один или несколько процессоров 102, систему 104 хранения данных, память 106, схему 108 связи и интерфейс 110 ввода-вывода. Устройство 10 для гигиены полости рта, в показанном примерном варианте осуществления, по существу, аналогично устройству 10 для гигиены полости рта, показанному на ФИГ. 1A за исключением того, что оно также включает в себя схему 108' связи, которая по существу аналогична схеме 108 связи устройства 150 пользователя.
[0037] Схема 108' связи в одном из вариантов осуществления позволяет передавать данные, собранные датчиком(ами) 32, из устройства 10 для гигиены полости рта пользовательскому устройству 150 посредством схемы 108 связи. Например, данные от датчика(ов) 32 (например, датчика Холла) устройства 10 для гигиены полости рта могут быть переданы пользовательскому устройству 150 через соединение Wi Fi, соединение Bluetooth и/или аппаратное соединение.
[0038] Данные, собранные датчиком(ами) 32 устройства 10 для гигиены полости рта соответствует обнаруженным искривлениям магнитного поля, сформированного внутри корпуса 18 устройства 10 для гигиены полости рта, обусловленным работой пользователя с устройством 10 для гигиены полости рта. Например, когда внешняя сила или нагрузка прикладывается к узлу 20 крепления, может возникать искривление магнитного поля внутри корпуса 18, которое измеряется датчиком(ами) 32. Данные могут быть отправлены из устройства 10 для гигиены полости рта пользовательскому устройству 150 для обработки, анализа и/или предоставления обратной связи пользователю, работающему с устройством 10 для гигиены полости рта 10. Например, данные, собранные датчиком(ами) 32, таким как датчик Холла, могут быть проанализированы на пользовательском устройстве 150 с использованием одного или нескольких алгоритмов, хранящихся в памяти 106, которые определяют качество чистки пользователя. Обратная связь затем может быть предоставлена пользователю в отношении определенного качества его очищающего движения. В одном из вариантов осуществления обратная связь отображается на экране дисплея, представляющего пользовательский интерфейс.
[0039] Специалисты обычной квалификации в данной области техники поймут, что устройство 10 для гигиены полости рта может относиться к любому продукту, способному принимать участие в гигиене полости рта индивида, включая, но не ограничиваясь электрическими зубными щетками, неэлектрическими зубными щетками, устройствами для очистки межзубных промежутков нитью, водяными струями, скребками для языка или любым другим устройством для гигиены полости рта, или любым их сочетанием. Кроме того, по меньшей мере, в одном из вариантов осуществления устройство 10 для гигиены полости рта может относиться к устройству личной гигиены, такому как электробритва, машинка для стрижки волос, личная механическая щетка и т.д., и приведенные выше иллюстрации не ограничиваются только сценариями гигиены полости рта.
[0040] на ФИГ. 2 представлена иллюстративная схема пользовательского интерфейса 200 в соответствии с различными вариантами осуществления. Пользовательский интерфейс 200, в одном из вариантов осуществления, отображается на пользовательском устройстве, содержащем экран дисплея (например, интерфейс 110 ввода/вывода устройства 150 пользователя). Например, пользовательский интерфейс 200 может отображаться на сенсорном экране дисплея, который находится на карманном устройстве, таком как смартфон или планшет. В качестве другого примера пользовательский интерфейс 200 может отображаться на экране дисплея электрической зубной щетки (например, интерфейс 110 ввода-вывода устройства 10 для гигиены полости рта, как показано на FIG 1B).
[0041] Пользовательский интерфейс 200 в проиллюстрированном варианте осуществления включает в себя информацию, соответствующую активности пользователя, работающего с устройством 10 для гигиены полости рта, содержащим один или несколько датчиков 32.
[0042] В проиллюстрированном варианте осуществления пользовательский интерфейс 200 включает в себя графический раздел 202 и раздел 204 комментариев. Графический раздел 202 отображает графическое представление 206 данных, полученных от датчика(ов) 32 устройства 10 для гигиены полости рта, и в частности, амплитуду очищающего движения устройства 10 для гигиены полости рта в течение периода времени, когда устройство 10 для гигиены полости рта работает. Графический раздел 202 позволяет пользователю, работающему с устройством 10 для гигиены полости рта, зрительно наблюдать, как его техника чистки оказывает воздействие на его зубы с течением времени и позволяет пользователю исправить различные несоответствия, которые могут возникнуть при его технике. Например, если графическое представление 206 имеет амплитуду, которая постоянно высока, низка или вообще непостоянна, пользователь сможет зрительно наблюдать эту информацию, представленную в графическом разделе 202, посредством графического представления 206. Кроме того, графическое представление 206 позволяет пользователю визуализировать частоту его очищающего движения и определять, является ли их техника чистки слишком быстрой или слишком медленной.
[0043] Раздел 204 комментариев, в иллюстративном варианте осуществления, включает в себя комментарии, генерируемые пользовательским устройством 150, отображаемые на пользовательском интерфейсе 200, которые соответствуют технике чистки пользователя. Например, если пользователь прилагает давление надлежащей величины к своим зубам, на пользовательском интерфейсе 200 может отображаться сообщение, гласящее «ДАВЛЕНИЕ ВЫГЛЯДИТ ХОРОШО!», тогда как если пользователь не прилагает достаточного давления, сообщение, гласящее «ДАВЛЕНИЕ СЛИШКОМ НИЗКО», может отображаться на пользовательском интерфейсе 200. Другие комментарии, относящиеся к частоте чистки пользователя и/или качеству чистки пользователя по сравнению с предыдущим сеансом чистки, также могут отображаться в разделе 204 комментариев.
[0044] В одном из вариантов осуществления один или несколько алгоритмов, имеющихся на пользовательском устройстве 150 и/или устройстве 10 для гигиены полости рта получают данные от датчика(ов) 32 (например, датчик Холла) и преобразовывают эти данные в числовое представление. Затем числовое представление можно сравнить с заданным значением для частоты и/или качества, которые могут приводить к появлению одного или нескольких разных сообщений в разделе 204 комментариев. Например, в памяти 106 на пользовательском устройстве 150 и/или устройстве 10 для гигиены полости рта может содержаться таблица соответствия, которая информирует устройство 150 пользователя и/или устройство 10 для гигиены полости рта об отображении сообщения «ДАВЛЕНИЕ ВЫГЛЯДИТ ХОРОШО!» в разделе 204 комментариев пользовательского интерфейса 200, когда данные, полученные от датчика (ов) 32 показывают, что пользователем, работающим с устройством 10 для гигиены полости рта, прикладывается давление надлежащей величины.
[0045] На ФИГ. 3A и 3B представлены иллюстративные схемы пользовательских интерфейсов 300 и 300' соответственно, в соответствии с различными вариантами осуществления. В иллюстративных вариантах осуществления пользовательский интерфейс 300 отображает графику, которая информирует пользователя, когда его очищающее движение слабее целевого очищающего движения, тогда как пользовательский интерфейс 300' отображает графику, которая информирует пользователя, когда его очищающее движение сильнее, чем целевое очищающее движение. Пользовательские интерфейсы 300, 300 'могут отображаться на экране дисплея устройства пользователя, которое принимает данные, полученные датчиком(ами) 32 устройства 10 для гигиены полости рта, и/или экране дисплея, расположенного на устройстве 10 для гигиены полости рта и/или пользовательском устройстве 150.
[0046] В одном из вариантов осуществления целевое очищающее движение хранится в памяти 106 на пользовательском устройстве 150 и/или устройстве 10 для гигиены полости рта, которые отображают пользовательский интерфейс 300. Целевое очищающее движение может быть определено до любой чистки зубов. Например, целевое очищающее движения может быть определено пользователем, родителями пользователя и/или специалистом по гигиене полости рта пользователя. Когда пользователь чистит зубы, датчик(и) 32 устройства 10 для гигиены полости рта собирает данные, относящиеся к внешней силе, приложенной к устройству 10 для гигиены полости рта. Например, если датчик(и) 32 является датчиком Холла, приложенная внешняя сила вызовет искривление внутреннего магнитного поля внутри корпуса 18 устройства 10 для гигиены полости рта и это внутреннее искривление измеряется относительно датчика(ов) 32 (например, датчика эффекта Холла) (например, датчик Холла) устройства 10 для гигиены полости рта. Датчик Холла в одном из вариантов осуществления устанавливается для того, чтобы обладать скоростью сбора данных, по меньшей мере, вдвое большей ожидаемой максимальной частоты движения, однако специалисты обычной квалификации в данной области техники поймут, что можно использовать любую подходящую скорость сбора и указанное выше является лишь примерным.
[0047] Пользовательский интерфейс 300 включает в себя окно 310 целевого очищающего движения, которое указывает границы целевого очищающего движения пользователю, работающему с устройством 10 для гигиены полости рта. В одном из вариантов осуществления текущее очищающее движение пользователя отображается с помощью маркера 304. Так как очищающее движение изменяется со временем, отображается путь 302, который указывает различные положения маркера 304 во время чистки. В одном из вариантов осуществления, 300, маркер 304 и путь 302 указывают, что очищающее движение пользователя слабее, чем целевое очищающее движение, определяемое окном 310 целевого очищающего движения. Пользователю может быть дана возможность зрительно наблюдать пользовательский интерфейс 300, представленный на экране дисплея (например, интерфейс 110 ввода-вывода), и соответствующим образом исправлять свою техники чистки. Например, маркер 304 и путь 302 на пользовательском интерфейсе 300 могут указывать, что очищающее движения пользователя слабее, чем целевое очищающее движение, и, следовательно, пользователь может усилить свое очищающее движение (например, частоту и/или амплитуду).
[0048] На пользовательском интерфейсе 300', очищающее движение пользователя больше, чем целевое очищающее движение. Как видно из ФИГ. 3B, путь 302 показывает, что пользователь в точке 356 превысил целевое очищающее движение, определенное окном 310 целевого очищающего движения. В этом конкретном сценарии пользователь может просматривать пользовательский интерфейс 300' и исправлять свою чистку, уменьшая частоту и/или амплитуду чистки с тем, чтобы вернуться к целевому очищающему движению.
[0049] На ФИГ. 4 представлена иллюстративная схема пользовательского интерфейса 400 в соответствии с различными вариантами осуществления. Пользовательский интерфейс 400 в одном из вариантов осуществления отображается на экране дисплея (например, интерфейс 110 ввода-вывода). В одном из вариантов осуществления пользовательский интерфейс 400 включает в себя таблицу 402 с информацией о балльной оценке, которая детализирует оценку чистки пользователя каждый раз, когда пользователь чистит свои зубы. Например, оценка может быть дана каждому сеансу чистки, где чем выше оценка, тем лучше сеанс чистки, и чем меньше оценка, тем хуже сеанс чистки.
[0050] В одном из иллюстративных вариантов осуществления, таблица 402 с информацией о балльной оценке включает в себя утреннюю оценку и вечернюю оценку за каждый день недели. Специалисты обычной квалификации в данной области техники поймут, что, хотя отображаются только семь (7) дней и два сеанса в день, любое количество дней и любое количество сеансов могут быть включены в состав таблицы 402 с информацией о балльной оценке. График 404, отражающий информацию о балльной оценке, отображается на пользовательском интерфейсе 400, в одном из вариантов осуществления который отслеживает оценку чистки пользователя графически с тем, чтобы пользователь отчетливо представлял себе, улучшает ли он свою технику чистки изо дня в день. Это может быть особенно полезно для родителей - использовать со своими детьми, чтобы они постоянно чистили зубы и чтобы они изучали надлежащую гигиену полости рта и не повторяли те же неправильные техники чистки.
[0051] Пользовательский интерфейс 400 также включает в себя, в иллюстративном варианте осуществления, кнопку 406 совместного использования отчета об оценке и кнопку 408 сохранения отчета об оценке. Кнопка 406 совместного использования отчета об оценке позволяет совместно использовать данные, включенные в таблицу 402 с информацией о балльной оценке и/или график 404, отражающий информацию о балльной оценке, с одним или несколькими контактными лицами, сайтами социальных сетей и/или устройствами пользователя. Например, пользователь, особенно гордящийся своей оценкой за определенную неделю, может делиться информацией о своей оценке со своим родственником или друзьями. В качестве другого примера, пользователь может поделиться информацией о своей оценке со своим стоматологом, чтобы сообщить ему об его усердной заботе.
[0052] Кнопка 408 сохранения отчета об оценке, в одном из вариантов осуществления позволяет пользователю сохранять свою оценку(и) на своем пользовательском устройстве 150. Например, пользователь может сохранять каждую оценку от недели к неделе на своем пользовательском устройстве, чтобы создать надежный набор данных для рассмотрения со своим стоматологом при следующем приеме. Сохраненная информация об оценке может храниться в памяти на пользовательском устройстве 150 и/или в облачной системе хранения, в которой пользователь имеет учетную запись или к которой могут обращаться другие лица (например, родители, специалисты в области стоматологии и т. д.).
[0053] На ФИГ. 5 представлены иллюстративные блок-схемы процесса 500 предоставления обратной связи пользователю, работающему с устройством 10 для гигиены полости рта, в соответствии с различными вариантами осуществления. Процесс 500 начинается с этапа 502. На этапе 502 данные собираются, в одном из вариантов осуществления, от датчика(ов) 32 устройства 10 для гигиены полости рта. Например, данные могут быть получены из датчика Холла, расположенного на устройстве 10 для гигиены полости рта. В другом варианте осуществления данные собираются от одного или нескольких дополнительных датчиков, расположенных на устройстве для гигиены полости рта, таких как датчик силы и/или комбинации датчика силы, датчика Холла и/или акселерометра. В некоторых вариантах эти данные могут быть переданы пользовательскому устройству 150 через схемы 108 и 108' связи. Различные способы передачи данных от устройств а10 для гигиены полости рта пользовательскому устройству 150 включают в себя в качестве неограничивающих примеров, Bluetooth, Wi-Fi, сотовую систему передачи данных и/или проводное соединение.
[0054] В одном из вариантов осуществления датчик (датчики) 32 имеет скорость сбора, по меньшей мере, в два раза выше ожидаемой максимальной частоты движения. Частота движения как правило колеблется между 0,1 Гц и 8 Гц. Например, если частота движения составляет 0,1 Гц, то скорость сбора должна быть не менее 0,2 Гц, тогда как если частота движения составляет 8 Гц, то скорость сбора должна быть не менее 16 Гц. В одном конкретном варианте осуществления скорость сбора устанавливается равной приблизительно 30 Гц. Однако, специалисты обычной квалификации в данной области техники поймут, что любая скорость сбора может быть установлена для любой максимальной частоты движения, а вышеупомянутая является просто примерной.
[0055] На этапе 504 предварительная обработка собранных данных выполняется с помощью одного или нескольких алгоритмов, хранящихся в памяти 106, процессором(ами) 102 устройства 10 для гигиены полости рта и/или устройства 150 пользователя. В одном из вариантов осуществления предварительная обработка собранных данных позволяет модифицировать данные, чтобы их можно было более легко проанализировать. В одном из вариантов осуществления предварительная обработка собранных данных соответствует уменьшению масштаба или созданию подвыборки собранных данных. В другом варианте осуществления выполняется сокращение данных на собранных данных, чтобы выделить информацию об очищающем движении. Например, разложение на эмпирические моды («EMD») может выполняться на собранных данных с тем, чтобы преобразовать необработанные сигналы очищающего движения для создания совокупности данных эмпирических мод («IMF»), которая выделяет экстремумы и/или переход через нуль информации о силе чистки. В еще одном варианте осуществления предварительная обработка собранных данных соответствует применению полосового фильтра для удаления информации, связанной с шумом/нерелевантной частотой. Например, может применяться фильтр низких частот 4 Гц, который удаляет всю частотную информацию, превышающую 4 Гц. Специалисты обычной квалификации в данной области техники поймут, что, в одном из вариантов осуществления предварительная обработка собранных данных может не потребоваться, поскольку данные, собранные изначально, уже могут иметь подходящий формат.
[0056] На этапе 506 очищающее движение устройства 10 для гигиены полости рта анализируется на основе предварительно обработанных данных. В одном из вариантов осуществления анализ выполняется процессором 102 устройства 100 для гигиены полости рта и основывается на одном или нескольких алгоритмах, хранящихся в памяти 106 устройства 10 для гигиены полости рта. В другом варианте осуществления анализ выполняется процессором 102 устройства 150 пользователя, и основывается на одном или нескольких алгоритмах, хранящихся в памяти 106 устройства 150 пользователя. Устройство 150 пользователя может соответствовать, например, смартфону или планшету, и поэтому может включать в себя большие возможности обработки, чем устройство 10 для гигиены полости рта. Один или несколько алгоритмов способны разлагать на составные части собранные пригодные для анализа данные о свойствах, таких как, например, частота очищающего движения и/или амплитуда очищающего движения.
[0057] Частота очищающего движения в одном из вариантов осуществления извлекается с использованием анализа Фурье для определения доминирующей частоты движения с использованием обнаружения максимальной амплитуды. Например, компоненты движения заключаются в рамку с помощью окна Хеннинга и затем отправляются на быстрое преобразование Фурье («БПФ»), для извлечения доминирующих частот по индексу максимальной амплитуды частоты. В качестве другого примера, можно использовать преобразование Гильберта для практически мгновенной оценки частоты.
[0058] В другом примерном варианте осуществления частота очищающего движения определяется путем извлечения экстремумов или количества переходов через нуль в компонентах движения. Если говорить о частотной оценке, предполагая, что доминирующая несущая частоты в полученном сигнале фактически является представляющей интерес частотой, извлечение экстремумов и/или переходов через нуль позволяет всей системе устанавливать соотношение с экспертной оценкой.
[0059] В еще одном примерном варианте осуществления используется трехполосный фильтр. Например, трехполосный фильтр может быть реализован в программном обеспечении, расположенном на устройстве 10 для гигиены полости рта или пользовательском устройстве 150. Трехполосный фильтр функционирует с целью вычисления количества энергии в виде среднеквадратичного значения («RMS») в верхней и нижней полосах из трех полос по отношению к количеству энергии в средней полосе, чтобы указать доминирующую частоту чистки. Например, после получения сигнала и перевода в частотную область определяется количество энергии в каждой полосе из трех полос. Если первая, вторая и третья полосы идут от 0,5-1,5 Гц, 1,5-2,5 Гц и от 2,5 Гц и выше, соответственно, извлекаются значения энергии для каждой полосы и определяется полоса, содержащая доминирующее количество энергии. Та из полос, которая содержит доминирующее количество энергии, укажет область, включая содержащую доминирующую частоту.
[0060] Амплитуда очищающего движения в одном из вариантов осуществления получается путем определения расстояния между последовательными экстремумами сигналов движения. Например, расстояние между двумя последовательными экстремумами может соответствовать количеству времени между двумя максимальными или минимальными сигналами движения. Сигналы движения могут с течением времени изменяться по амплитуде, поэтому расстояние между последовательными экстремумами может называться временным расстоянием или временем между последовательными экстремумами. В другом варианте осуществления амплитуда очищающего движения извлекается на основе амплитуды доминирующей частоты в представлении Фурье полученных сигналов. В еще одном варианте осуществления амплитуда очищающего движения получается огибанием компонентов движения.
[0061] В одном из иллюстративных вариантов осуществления дополнительные особенности очищающего движения анализируются на основе частоты очищающего движения и извлеченной амплитуды очищающего движения. Производные сигнала могут использоваться для получения различных характеристик картины чистки пользователя. Например, первая производная сигнала чистки даст показания скорости, соответствующие движению пользователя. Например, эти данные можно использовать для определения того, насколько быстро пользователь перемещает устройство 10 для гигиены полости рта от зуба к зубу. В качестве другого примера, вторая производная сигнала чистки даст показания ускорения, соответствующие очищающее движение пользователя.
[0062] На этапе 508 пользователю, работающему с устройством 10 для гигиены полости рта, предоставляется обратная связь, где обратная связь основана, в одном из вариантов осуществления, на анализе очищающего движения пользователя. В одном из вариантов осуществления предоставленная обратная связь соответствует информации, отображаемой с помощью пользовательского интерфейса, такого как пользовательские интерфейсы 200, 300, 350 и/или 400 на устройстве 10 для гигиены полости рта и/или пользовательском устройстве 150. Информация, отображаемая на нем, может информировать пользователя о качестве его очищающего движения. Например, экраны 300 и 350 дисплея показывают, насколько хорошо пользователь придерживается заданного очищающего движения путем информирования пользователя, когда он чистит слабее целевого очищающего движения или сильнее целевого очищающего движения. В качестве другого примера пользовательский интерфейс 200 указывает на амплитуду и/или частоту очищающего движения пользователя, а также информативные сообщения, позволяющие пользователю узнать, как его текущее очищающее движение относится к заданному целевому очищающему движению.
[0063] В одном из вариантов осуществления аудио, визуальная и/или тактильная обратная связь предоставляется пользователю на основе анализа его очищающего движения. Например, если пользователь прилагает большее давление, чем должно быть, устройство 10 для гигиены полости рта и/или устройство 150 пользователя может предоставлять вибрацию, звуковой сигнал (например, фонический сигнал), и/или визуальный сигнал (например, мигающий свет), информирующий пользователя о его неправильном очищающем движении.
[0064] В одном из вариантов осуществления размер устройства 10 для гигиены полости рта определяет, какой тип обратной связи предоставляется пользователю. Например, если устройство 150 пользователя не используется, и устройство 10 для гигиены полости рта слишком мало, чтобы включить в себя экран дисплея, или ориентировано таким образом, что во время чистки пользователь не может просматривать экран дисплея, визуальная обратная связь может быть сложной или неэффективной. В этом конкретном сценарии более подходящими могут быть звуковой сигнал или тактильный отклик. Однако специалисты обычной квалификации в данной области техники поймут, что пользователю может быть предоставлен любой тип обратной связи любым подходящим способом, и указанные выше являются просто примерными. Например, экран дисплея устройства 150 пользователя может отображать пользовательский интерфейс 300 или 350, который может указывать пользователю, работающему с устройством 10 для гигиены полости рта, что его очищающее движение слишком слабое или слишком сильное, и в то же время для указания неправильной техники чистки пользователя устройством 10 для гигиены полости рта может генерироваться аудиосигнал.
[0065] На ФИГ. 6 представлена иллюстративная схема системы 2, включающей в себя устройство 150 пользователя и устройство 10 для гигиены полости рта в соответствии с различными вариантами осуществления. Устройство 150 пользователя системы 2, в одном иллюстративном неограничивающем варианте осуществления, включает в себя камеру 602 и экран 604 дисплея. Например, устройство 150 пользователя может соответствовать смартфону пользователя или планшету, которые могут включать в себя программное обеспечение, расположенное на нем, для анализа очищающего движения пользователя, пока он пока он работает с устройством 10 для гигиены полости рта. Движение пользователя, работающего с устройством 10 для гигиены полости рта, в одном из вариантов осуществления может просматриваться/контролироваться камерой 602 устройства 150 пользователя для анализа, а также для предоставления обратной связи с пользователем, работающим с устройством 10 для гигиены полости рта, что объясняется в более подробно ниже. В одном из вариантов осуществления устройство 150 пользователя и устройство 10 для гигиены полости рта могут быть соединены друг с другом посредством соединительного средства 610. Соединительное средство 610 содержит любое беспроводное или проводное соединение, включая, но не ограничиваясь Bluetooth, Wi-Fi, сотовую (например, LTE) и/или аппаратное соединение. В одном из вариантов осуществления соединительное средство 610 позволяет обеспечивать обратную связь от устройства 150 пользователя к устройству 10 для гигиены полости рта, или наоборот. В другом варианте осуществления устройство 150 пользователя дополнительно включает в себя один или несколько дополнительных компонентов, таких как схема обработки, схема обратной связи и/или схема зарядки. В одном из вариантов осуществления устройство 150 пользователя включает в себя схему 656 зарядки, которая способна заряжать систему питания 14 устройства 10 для гигиены полости рта. Например, устройство 150 пользователя может быть базовой станцией, совместимой с устройством 10 для гигиены полости рта.
[0066] На ФИГ. 7 представлена блок-схема устройства 150 пользователя в соответствии с различными вариантами осуществления. Устройство 150 пользователя может быть смартфоном или планшетом, или может быть базовой станцией для устройства 10 для гигиены полости рта. В еще одном примерном варианте осуществления устройство 150 пользователя также включает в себя одну или несколько камер 602 для захвата изображений и/или видео.
[0067] Устройство 150 пользователя, в иллюстративном примерном варианте осуществления, включает в себя один или несколько процессоров 102, систему 104 хранения данных, память 106, схему 108 связи и интерфейс 110 ввода-вывода. Камера 602 в одном из иллюстративных вариантов осуществления представляет собой любой компонент захвата изображения, способный захватывать изображения и/или видео. Например, камера 602 может захватывать фотографии, последовательности фотографий, быстрые снимки, видеоролики, 3D-изображения/видео или изображения любого другого типа или любую их комбинацию.
[0068] Интерфейс 110 ввода-вывода, в иллюстративном варианте осуществления, также может включать в себя дисплей 604 и динамик 718 или любой другой подходящий механизм или компонент для генерирования выводов. Дисплей 604, в одном из вариантов осуществления, представляет собой любого типа дисплей, способный представлять содержимое пользователю и/или пользовательскому устройству 150. Дисплей 604 может иметь любой размер и быть расположен на одной или нескольких областях/сторонах устройства 150 пользователя. Например, дисплей 604 может полностью занимать первую сторону устройства 150 пользователя или может занимать только часть первой стороны. Различные типы дисплеев включают в качестве неограничивающих примеров жидкокристаллические дисплеи («ЖК-дисплей»), монохромные дисплеи, цветные графические адаптеры («CGA»), дисплеи с расширенным графическим адаптером («EGA»), дисплеи с изменяемой графикой («VGA») или любой другой тип дисплея или любое их сочетание. В одном из вариантов осуществления дисплей 604 представляет собой сенсорный экран и/или интерактивный дисплей. В другом варианте осуществления сенсорный экран включает в себя многозонную сенсорную панель, соединенную с процессором (процессорами) 102 устройства 150 пользователя. В еще одном варианте осуществления дисплей 604 представляет собой сенсорный экран, включающий в себя емкостные сенсорные панели.
[0069] Динамик 718 в одном из вариантов осуществления представляет собой любой подходящий механизм для вывода аудиосигналов. Например, динамик 718 может включать в себя один или несколько блоков динамика, преобразователей или массив динамиков и/или преобразователей, способных передавать аудиосигналы и аудиоконтент пользователю, взаимодействующему с пользовательским устройством 150. В одном из вариантов осуществления динамик 718 представляет собой наушники или ушные вкладыши, способные транслировать звук непосредственно пользователю, работающему с пользовательским устройством 150.
[0070] В одном из иллюстративных вариантов осуществления, устройство 150 пользователя включает в себя один или несколько компонентов устройства 10 для гигиены полости рта, показанного на ФИГ. 1A. Например, устройство 150 пользователя может включать в себя датчик(и) 32, магнит(ы) 30, узел 12 приводного механизма, систему 14 питания, микропроцессорное управление 15 и узел 20 крепления. Специалисты обычной квалификации в данной области техники поймут, что хотя устройство пользователя содержит один или несколько признаков устройства 10 для гигиены полости рта, может быть добавлено любое количество дополнительных компонентов или любое количество компонентов может быть удалено, а вышеупомянутое описание является лишь примерным. Кроме того, устройство 150 пользователя в одном из вариантов осуществления по существу, аналогично устройству 10 для гигиены полости рта, показанному на ФИГ. 1B за исключением того, что первое включает в себя одну или несколько камер 602, дисплей 604 и/или динамик 718.
[0071] В одном из иллюстративных вариантов осуществления, устройство 150 пользователя представляет собой устройство 10 для гигиены полости рта, за исключением того, что первое включает в себя камеру 602, встроенную в нее. В одном из вариантов осуществления камера 602 может быть внешней, так что она выступает из корпуса 18 устройства 10 для гигиены полости рта для захвата изображений узла 20 крепления (например, элемента 21 щетки) при взаимодействии с зубами пользователя. В другом варианте осуществления камера 602 встроена в узел 20 крепления. В этом конкретном случае камера 602 может включать в себя один или несколько источников света (например, светодиодов, инфракрасных) для освещения части рта пользователя, с которой будет взаимодействовать. Различные опознавательные точки во рту пользователя могут затем использоваться в качестве опорной точки для определения движения и/или качества чистки зубов. Например, язык пользователя, небо и/или небный язычок можно использовать в качестве «опорной точки» для определения того, где в полости рта находится устройство 10 для гигиены полости рта. В одном из вариантов осуществления движение может быть определено на основе изменений в захваченных изображениях между одним изображением и последующим изображением на основе различий между двумя изображениями, такими как различия в положении зуба или зубов относительно физической опорной точки.
[0072] На ФИГ. 8 представлена иллюстративная схема изображения 800 пользователя в соответствии с различными вариантами осуществления. Изображение 800 включает в себя лицо 802, шею 804 и туловище 806 пользователя. Голова 802 включает в себя глаза 808, нос 810 и рот 812. В одном из вариантов осуществления для описания пользователя могут быть включены один или несколько дополнительных признаков, включая в качестве неограничивающих примеров уши, брови, подбородок, щеки, волосы и/или ноздри.
[0073] В одном из вариантов осуществления представляющая интерес область 820 входит в изображение 800 пользователя. В одном из вариантов осуществления представляющая интерес область 820 представляет собой соответствующую часть пользователя, где возникнет движение, соответствующее пользователю, работающему с устройством 10 для гигиены полости рта, такое, как показано на ФИГ.9. Например, представляющая интерес область 820 может, когда пользователь чистит зубы, соответствовать области, окружающей рот 812. В качестве другого примера, если пользователь бреется, представляющая интерес область 820 может быть немного больше, так что содержит части лица 802 пользователя, которые можно брить.
[0074] В одном из вариантов осуществления представляющая интерес область 820 может быть задана пользователем заранее. Например, пользователь может вручную нарисовать схему представляющей интерес области 820 на пользовательском интерфейсе, отображаемом на экране 604 дисплея устройства 150 пользователя. В качестве другого примера пользователь может быть представлен представляющей интерес областью 820, аппроксимированной пользовательским устройством 150, и пользователь может вручную настроить границы представляющей интерес области 820, так чтобы они более точно соответствовали строению лица пользователя.
[0075] В одном из вариантов осуществления представляющая интерес область 820 определяется на основании обнаружения одного или нескольких признаков лица или тела пользователя пользовательским устройством 150. В одном из иллюстративных вариантов осуществления, обнаружение лица 802 и туловища 806 пользователя выполняется с использованием любого подходящего детектора лица. Например, для обнаружения представляющей интерес области 820 в изображении 800 можно использовать рамку из метода Виолы-Джонса. В одном из вариантов осуществления у последовательных изображений, захваченных камерой 602 устройства 150 пользователя, есть детектор лица Виолы-Джонса, используемый для определения местоположения различных черт лица на изображении 800 пользователя. После определения различных черт лица (например, носа 810, рта 812 и т. д.), для определения представляющей интерес области 820 можно использовать Уравнение 1.
Уравнение 1
ROI
ROI
Face
Face
Height
previous
Area
Coordinates
[0076] В уравнении 1  - это представляющая интерес область,  может включать в себя предыдущее изображение полностью или введенную вручную представляющую интерес область из предыдущего изображения,  - область лица 802 в изображении 800 пользователя,  - координаты, определяющие, где внутри изображения 800 находится лицо 802, и  - рост пользователя. Специалисты обычной квалификации в данной области техники поймут, что фактор в 1,5 роста пользователя - это просто приближение того, где будет рот пользователя, и любая из этих переменных может быть изменена или дополнена соответственно.
[0077] В другом примерном варианте осуществления в изображении 800 обнаруживаются черты лица пользователя. Например, для обнаружения черт лица пользователя можно использовать Метод контролируемого спуска («SDM»). SDM, как правило, устанавливает серию обновлений параметров, которые постепенно минимизируют среднее всех функций нелинейным методом наименьших квадратов («NLS») при обучении. SDM особенно полезно в сценариях, где метод Ньютона при выравнивании изображений не работает (например, где матрица Гесса для изображения является положительно определенной в локальном минимуме, но этого может не быть в другом месте, а функция дважды дифференцируема).
[0078] В одном из вариантов осуществления последовательные изображения, снятые камерой 602 устройства 150 пользователя, определяют представляющую интерес область как область ниже обнаруженных черт лица с использованием Уравнения 2.
Уравнение 2
FF
[Min(X),Min(Y),Max(X),Max(Y)]
ROI
Area
previous
[0079] В Уравнении 2, определяется как  для изображений, снятых камерой 602. В одном из вариантов осуществления  состоит из всего изображения 800 или введенной вручную представляющей интерес области.
[0080] В еще одном примерном варианте осуществления представляющая интерес область 820 изображения 800 обнаруживается на основе методов вычитания фона. Например, камера 602 устройства 150 пользователя может захватывать набор последовательных изображений пользователя, например, видео пользователя, и извлекать основное изображение/маску пользователя. Лицевая область (например, лицо 802) извлекается, в одном из вариантов осуществления, используя скелетное сопоставление, и представляющая интерес область 820 определяется Уравнением 1. Вычитания фона, как правило, позволяет сравнивать два или более изображений с тем, чтобы удалить определенную статическую часть изображений для выделения конкретной части. Например, движущееся изображение, наложенное на статический фон, может удалять статический фон, используя вычитание фона, поскольку статический фон является сходным от изображения к изображению.
[0081] В еще одном примерном варианте осуществления представляющая интерес область 820 изображения 800 определяется на основе трехмерного моделирования. Различные типы трехмерного моделирования включают в качестве неограничивающих примеров, сравнение трехмерных моделей с распределениями форм, сравнение форм в отношении распознавания объектов, используя контексты форм, и дескрипторов симметрии для сравнения трехмерных форм или любого другого типа метода трехмерного моделирования, или любое их сочетание. Например, один или несколько трехмерного моделирования могут использоваться для обнаружения лица 802 на изображении 800 для определения представляющей интерес области 820. В качестве другого примера, представляющую интерес область можно обнаружить путем выбора области изображения 800, включающую в себя конкретную часть тела пользователя (например, руки пользователя). В еще одном примере, сравнение трехмерных форм можно использовать для сравнения устройств 10 для гигиены полости рта с предварительно вычисленной моделью устройств для гигиены полости рта для определения представляющей интерес области 820 путем анализа того, где в пределах изображения 800 находится устройство 10 для гигиены полости рта.
[0082] В еще одном примерном варианте осуществления, обнаружение представляющей интерес области 820 осуществляется путем извлечения физических опорных точек на пользователе и/или устройстве 10 для гигиены полости рта. В одном из вариантов осуществления для указания того, где должна быть представляющая интерес область 820 можно использовать определенный цвет, край, текстуру или другие знаки. Например, устройство 10 для гигиены полости может иметь корпус 18, окрашенный в красный цвет. В этом конкретном сценарии устройство 150 пользователя может анализировать изображения, снятые камерой 602, и выделять движение любого объекта красного цвета, тем самым отслеживая устройство 10 для гигиены полости рта. В другом варианте осуществления маркеры на основе света, такие как светодиоды, используются для указания представляющей интерес области 820. Например, устройство 10 для гигиены полости рта может включать в себя один или несколько инфракрасных светодиодов, которые могут быть распознаны пользовательским устройством 150 для определения представляющей интерес области 820.
[0083] Специалисты обычной квалификации в данной области техники поймут, что можно использовать любой из вышеупомянутых методов определения представляющей интерес области 820 в изображении 800 пользователя, или можно использовать любой дополнительный метод или способ, и примерные варианты осуществления не должны истолковываться как ограничивающие. Кроме того, один или несколько из указанных выше методов также можно использовать для определения очищающего движения пользователя после определения представляющей интерес области 820 или по существу в то же самое время, когда определяется представляющая интерес область 820. Более подробное объяснение одного или нескольких вышеупомянутых методов будет также описано ниже и на вышеуказанных фигурах.
[0084] На ФИГ. 9A и 9B представлены иллюстративные схемы, описывающие изменение местоположения устройства пользователя, такого как устройство 10 для гигиены полости рта, в соответствии с различными вариантами осуществления. Первое изображение 900 некоего пользователя, такого как данный пользователь, включает в себя, в одном варианте лицо 802 пользователя, глаза 808, нос 810 и рот 812. Кроме того, первое изображение 900 включает в себя устройство пользователя, которое в одном примерном варианте осуществления соответствует устройству 10 для гигиены полости рта. Когда пользователь чистит зубы, камера, такая как камера 602, захватывает новое местоположение устройств 10 для гигиены полости рта на втором изображении 950. Устройство 10 для гигиены полости рта на втором изображении 950 находится в другом местоположении, чем на первом изображении 900 относительно пользователя. В одном из вариантов осуществления первое и второе изображения 900 и 950 представляют собой два отдельных изображения, снятых камерой 602; однако первое и второе изображения 900 и 950 также могут быть последовательными изображениями, полученными с помощью видео, снятого камерой 602.
P1
X1, Y1)
T1
P2
(X2, Y2)
T2.
[0085] На ФИГ. 10 представлена иллюстративная схема, описывающая изменение местоположения устройства 10 для гигиены полости рта на основе изменения положения пикселя и кадра в соответствии с различными вариантами осуществления. В иллюстративном варианте осуществления, устройство 10 для гигиены полости рта с первого изображения 900, показанного на ФИГ. 9A, имеет начальное положение  пикселя, которая имеет двухкоординатное положение (первой матрицы пикселей и был моментом первого захвата изображения 900. Устройство 10 для гигиены полости рта, на втором изображении 950, имеет второе положение пикселя, где двухкоординатное положение второй матрицы пикселей -  и вторым моментом, когда второе изображение 950 было захвачено, является
ΔY
ΔX
ΔT
[0086] На основе координат (например, пикселя и времени) устройства 10 для гигиены полости рта в первом изображении 900 и втором изображении 950, можно определить изменение вертикального смещения (например, ) и изменение горизонтального смещения (например, ). Учет изменения по времени (например, ) позволяет получить приближение по движению устройства 10. Специалисты обычной квалификации в данной области техники поймут, что указанное выше это просто приближение, и различные дополнительные факторы, такие как масштабирование, задержка и разрешение, также могут влиять на характеристики движения устройства 10 для гигиены полости рта.
[0087] На ФИГ. 11 представлена иллюстративная схема, описывающая изменение местоположения устройства 10 для гигиены полости рта на основе изменения вектора положения между устройством 10 для гигиены полости рта и опорным объектом в соответствии с различными вариантами осуществления. В иллюстративном варианте осуществления, первый вектор 904А положения определяется процессором 102 устройства 150 пользователя, который указывает расстояние и/или угол между устройством 10 для гигиены полости рта и опорным объектом, таким как нос 810 пользователя. Специалисты обычной квалификации в данной области техники поймут, что можно использовать любой другой опорный объект, включая в качестве неограничивающих примеров, глаза 808, рот 812, шею 804, туловище 806 или любую другую черту пользователя или фона, или любое их сочетание.
[0088] Первый вектор 904А положения, в одном из вариантов осуществления, содержит информацию о позиционировании устройства 10 для гигиены полости рта по отношению к носу 810 пользователя на первом изображении 900. Во втором изображении 950 положение устройства 10 для гигиены полости рта изменилось, и информация о новом положении устройства 10 для гигиены полости рта по отношению к носу 810 пользователя входит во второй вектор 904B положения Каждый из векторов 904A и 904B положения анализируется пользовательским устройством 150 и относительное движение устройства 10 для гигиены полости рта определяется на основании изменения положения и времени изменения векторов 904A и 904B положения. Можно использовать различные методы для оценки движения между последовательными изображениями 900 и 950 с использованием векторов положения, таких как векторы 904A и 904B положения, включая, но не ограничиваясь 3DRS и Оптическим потоком. Специалисты обычной квалификации в данной области техники поймут, что может использоваться любая техника извлечения движения, и при этом вышеупомянутые являются просто иллюстративными.
ImDiff
[0089] На ФИГ. 12 представлена иллюстративная схема, описывающая изменение местоположения устройства 10 для гигиены полости рта на основе изменения в центре формы захваченного изображения в соответствии с различными вариантами осуществления. В одном из иллюстративных вариантов осуществления, извлечение движения выполняется с использованием методов вычисления абсолютной разницы между кадрами. Например, разностное двоичное изображениевычисляется с использованием Уравнения 3:
Уравнение 3
ImCurrent
ImPrevious
ImCurrent
ImPrevious
ImCurrent
ImPrevious
[0090] В уравнении 3,  соответствует текущему изображению и соответствует предыдущему изображению. Например,  может соответствовать изображению 950 на ФИГ. 9B, захваченному камерой 602 устройства 150 пользователя, тогда как может соответствовать изображению 900 на ФИГ. 9A. Разница между  и  принимается за абсолютное значение. Кроме того, в уравнении 3, Порог соответствует переменной, которая может быть установлена пользователем, работающим с пользовательским устройством 150 или он может быть задан пользовательским устройством 150. Например, Порог может соответствовать уровню шума, связанному с камерой 602 и/или фоновой среды.
ImCurrent
ImPrevious
ProjX
ProjY
ProjX
ImDiff
ProjY
ImDiff
ProjX
ProjY
ImDiff
ProjX,
ProjY
[0091] В одном из вариантов осуществления разница между и  из Уравнения 3 проектируется на ось x и ось y плоскости изображения, приводя к формированию двух сигналов и .  в одном из вариантов осуществления определяется как сумма  по оси y изображения для всех значений, тогда как  определяется как сумма  по оси x изображения для всех значений. Затем извлекается максимальное значение для  и  и, в одном из вариантов осуществления, используется как «центр формы» движения. Например, первый центр формы 906А может быть представлен центром формы между устройством 10 для гигиены полости рта и носом 810 на изображении 900, тогда как второй центр формы 906В может представлять собой центр формы между устройством 10 для гигиены полости рта и носом 810 на изображении 950. В одном из вариантов осуществления каждый центр формы 906A и 906B вычисляется на основе  между этим конкретным изображением и его предыдущим изображением. Таким образом, центр формы 906B, например, может быть вычислен на основе максимального значения как так и  для изображений 900 и 950. В одном из вариантов осуществления разница между последовательными центрами формы используется для определения движения устройства 10 для гигиены полости рта. Например, разность между центрами формы 906A и 906B можно использовать для определения движения устройства 10 для гигиены полости рта.
[0092] В ответ на извлечения характеристик движения в одном примерном варианте осуществления выполняется анализ движения пользователя. Анализируя и характеризуя движение пользователя, необработанные сигналы движения (например, данные, собранные через одну или несколько камер 602 и/или датчик(и) 32) могут быть преобразованы в различные признаки движения, такие как частота движения, амплитуда движения и/или траектории движения.
[0093] В одном из вариантов осуществления анализ выполняется путем предварительной обработки собранных данных. Например, чтобы выделить информацию в пределах собранных данных, соответствующую движению устройства пользователя (например, устройства 10 для гигиены полости рта) можно использовать различные методы сокращения данных, и эта информация может быть объединена в один новый компонент движения. Различные методы сокращения данных включают в качестве неограничивающих примеров метод главных компонент (ʺPCAʺ), анализ независимых компонентов (ʺICAʺ), применение фильтра низких/высоких частот, или любой другой метод сокращения, или любое их сочетание. Например, фильтр низких частот с отсечкой 4 Гц может использоваться для удаления нежелательных высокочастотных данных.
[0094] В другом варианте осуществления анализ включает в себя представление частотной характеристики. В одном из вариантов осуществления частота движения извлекается с помощью анализа Фурье для определения доминирующей частоты движения посредством обнаружения максимальной амплитуды. Например, компоненты движения могут заключаться в рамку с помощью окна Хеннинга, а затем отправлены на БПФ, где доминирующие частоты могут быть извлечены с помощью индекса амплитуды максимальной частоты. В одном из вариантов осуществления частотная характеристика включает в себя получение частоты движения из полученных данных путем извлечения экстремумов (например, минимумов и/или максимумов) или количества переходов через нуль из компонентов движения. Кроме того, как обсуждалось ранее, в одном из вариантов осуществления амплитудная характеристика представляется с использованием любого подходящего метода.
[0095] В одном из иллюстративных вариантов осуществления нет необходимости в методах сокращения данных. Здесь характеристики движения (например, амплитудные характеристики и/или частотные характеристики) получают с использованием одного или более дополнительных методов. Например, характеристики движения по оси x и/или оси y могут быть объединены. В качестве другого примера можно использовать линейную комбинацию характеристик движения по оси x и/или оси. В еще одном примере, могут использоваться характеристики, соответствующие самой сильной частотной составляющей по отношению к амплитудной составляющей. Еще в одном примере, могут быть использованы характеристики, соответствующие частотной составляющей, которая наиболее близка к целевой частоте. Специалисты обычной квалификации в данной области техники поймут, что использование «х-направления» и «y- направления» является просто иллюстративным, и вместо этого можно использовать любые два направления (например, направление x и y, направление x и z, направление y и z). Кроме того, специалисты обычной квалификации в данной области техники поймут, что целевая частота и/или самая сильная частотная составляющая может соответствовать любой частотной составляющей в частотном спектре системы и может быть выбрана до реализации и/или изменена при выполнении анализа данных.
[0096] На ФИГ. 13 представлена иллюстративная схема различных пользовательских интерфейсов в соответствии с различными вариантами осуществления, отображающая различную графику, содержащую обратную связь, предоставляемую пользователю, работающему с устройством 10 для гигиены полости рта, или пользовательским устройством 150. Например, если определено, что пользователь слишком быстро чистит зубы, дисплей 604 устройства 150 пользователя может представить сообщение 1002 обратной связи с пользователем. В качестве другого примера, если определено, что пользователь чистит зубы слишком медленно, дисплей 604 устройства 150 пользователя может предоставить пользовательское сообщение 1004, предлагающее пользователю ускорить работу. В качестве еще одного примера, если определено, что пользователь правильно чистит зубы, тогда дисплей 604 устройства 150 пользователя может представить сообщение 1006 обратной связи. Как еще один пример, если определено, что пользователь чистит часть зубов, которые уже были почищены, или он слишком долго чистит определенную область, дисплей 604 устройства 150 пользователя может представлять пользователю сообщение 1008 обратной связи, предлагающее пользователю изменить положение его чистки.
[0097] На ФИГ. 14 представлена иллюстративная блок-схема процесса 1100 в соответствии с различными вариантами осуществления. Процесс 1100 начинается с этапа 1102. На этапе 1102 данные собирают от одной или нескольких камер, расположенных на пользовательском устройстве. Например, камера 602 устройства 150 пользователя может захватывать одно или несколько изображений и/или видео пользователя, чистящего свои зубы с помощью устройства 10 для гигиены полости рта. В качестве другого примера данные могут быть собраны с использованием датчика изображения КМОП или CDD, а также, или в дополнение, 3D системой камер. Кроме того, в одном из вариантов осуществления собранные данные содержат данные, полученные из одного или нескольких захваченных изображений/видеороликов и одного или нескольких датчиков, таких как датчик (датчики) 32 (например, датчик Холла, датчик силы и/или акселерометр) устройства 10 для гигиены полости рта. Например, устройство 150 пользователя может захватывать видео пользователя, используя устройство 10 для гигиены полости рта, а также получать данные от датчика(ов) 32.
[0098] Скорость приема камеры 602, в одном из вариантов осуществления, позволяет извлекать соответствующую информацию о движении. Например, частота движения и/или амплитуда движения извлекаются из изображений, снятых камерой 602. В одном из вариантов осуществления скорость приема камеры 602 устанавливается как минимум в два раза выше ожидаемой максимальной частоты движения. Например, если ожидаемая частота движения составляет 10 Гц, скорость приема составит 20 Гц.
[0099] В одном из иллюстративных вариантов осуществления, возникает дополнительный этап (не показан) предварительной обработки собранных данных. Этот необязательный этап может быть по существу аналогичен этапам 504 процесса 500. Например, предварительная обработка собранных данных может уменьшить размер изображения в четыре раза (4) для уменьшения относительно больших изображений, снятых камерой 602.
[0100] В другом примерном варианте осуществления, может происходить уменьшение видеоканала для видеоизображений, снятых камерой 602 устройства 150 пользователя. Например, каналы сигналов красного, зеленого и синего, захваченного видео, могут быть преобразованы в один канал сигнала яркости с использованием Уравнения 4:
Уравнение 4
[0101] В Уравнении 4, Y - один канал сигнала яркости, R - канал сигнала красного, G - канал сигнала зеленого и B - канал сигнала синего. Специалисты обычной квалификации в данной области техники поймут, что коэффициенты для каждого из каналов сигналов красного, зеленого и синего могут быть изменены соответствующим образом в зависимости от желаемых настроек, и использование коэффициентов в уравнении 4 является лишь примерным.
[0102] В качестве другого примера, любой входной канал видео, захваченного камерой 602, может быть объединен с использованием любой линейной или нелинейной комбинации входных каналов. В качестве еще одного другого примера, можно использовать только один видеоканал, такой как видеоканал зеленого сигнала. В этом конкретном сценарии можно использовать видеоканал зеленого сигнала, поскольку он обычно включает в себя большую часть энергии видеосигнала.
[0103] На этапе 110 определяется представляющая интерес область. Представляющая интерес область представляет собой область или часть изображения пользователя, на которую будет нацелен соответствующий анализ движения. Например, пользователь, чистящий зубы, будет содержать представляющую интерес область 820, соответствующую области, окружающей и включающей в себя его рот. Для других видов активности, таких как бритье, уход за волосами, очистки межзубных промежутков нитью и т. д., представляющая интерес область 820 может изменяться соответственно так, чтобы включать в себя часть(и) изображения пользователя, которые содержат намеченные области, где будет происходить движение.
[0104] Для определения представляющей интерес области можно использовать различные методы. Например, представляющая интерес область может быть задана пользователем и/или пользовательским устройством, или представляющая интерес область может быть выбрана пользователем. В одном из вариантов осуществления представляющая интерес область определяется автоматически на основе обнаружения признака. Например, лицо пользователя и грудь могут быть обнаружены с помощью детектора лица Виолы-Джонса или SMD в сочетании с Уравнением 2. В качестве другого примера можно использовать методы вычитания фона для определения представляющей интерес области, а также трехмерное моделирование и/или извлечение физических маркеров.
[0105] На этапе 1106 движение устройства извлекается с использованием представляющей интерес области, как определено на этапе 1104. Извлечение движения устройства может быть выполнено с использованием различных методов. В одном из вариантов осуществления методы оценки движения используются для извлечения движения. Например, векторы движения извлекаются с использованием оценки движения между последовательными изображениями (например, с использованием методов 3DRS и/или Оптического потока). В одном из вариантов осуществления для извлечения используется движения отслеживание объектов. Например, движение извлекается путем отслеживания реального или виртуального объекта (например, устройства 10 для гигиены полости рта), или относительного расстояния между объектом и опорной точкой (например, вектор между устройством 10 для гигиены полости рта и носом 810 пользователя). В еще одном варианте осуществления, для извлечения движения используется вычисления абсолютной разницы между кадрами. Здесь вычисляется двоичное разностное изображение между первым изображением и вторым изображением, а затем определяется максимальное значение по каждой оси изображения и используется в качестве центра формы для движения. Различные центры формы затем используются в последовательных изображениях для определения движения.
[0106] На этапе 1108 извлеченное движение анализируется и разлагается на различные компоненты, такие как частота движения, амплитуда движения и/или траектория движения. В одном из вариантов осуществления для сокращения данных используется предварительная обработка. Например, для удаления нерелевантной или ненужной информации к данным могут применяться PCA, ICA или полосовой фильтр. В одном из вариантов осуществления для извлечения частоты движения представляется частотная характеристика. Например, частота движения может быть извлечена с использованием анализа Фурье для определения доминирующей частоты движения и/или путем извлечения экстремумов или переходов через нуль в компонентах движения. В одном из вариантов осуществления для извлечения амплитуды движения представляется амплитудная характеристика. Например, для извлечения амплитуды движения можно использовать расстояние между последовательными экстремумами, доминирующую частоту в представлении Фурье и/или огибающую компонентов движения.
[0107] На этапе 1110 обратная связь предоставляется пользователю на основе анализа, выполненного на этапе 1108. В одном из вариантов осуществления характеристики движения сравниваются с целевым движением, сохраненном на пользовательском устройстве. Например, заданное целевое движение пользователя, чистящего зубы, может храниться в системе 1044 хранения данных или в памяти 106 на устройстве 150 пользователя. После того, как движение устройства пользователя (например, устройства 10 для гигиены полости рта) будет извлечено, его можно проанализировать, сравнив его с заданным целевым движением. Результаты этого анализа могут быть представлены пользователю на дисплее 604 устройства 150 пользователя, чтобы пользователь мог изменить свое движение с тем, чтобы оно соответствовало заданному целевому движению. Например, дисплей 604 может представлять пользовательские интерфейсы 1002, 1004, 1006 или 1008, показанные на Фиг. 11 или пользовательские интерфейсы 200, 300, 300' и/или 400.
[0108] В одном из вариантов осуществления характеристики движения используются для вычисления оценки, представленной пользователю либо в режиме реального времени, либо после того, как движение выполнено. Например, как видно на ФИГ. 4, пользовательский интерфейс 400 включает в себя различные балльные оценки пользователя для сеансов чистки. Балльные оценки вычисляются и могут быть представлены пользователю, чтобы он мог видеть дни или время, когда его чистка была хорошей или плохой. В качестве другого примера пользователю могут быть представлены пользовательские интерфейсы 300 или 300', которые могут позволить пользователю видеть в режиме реального времени, насколько хорошо он соблюдает указания, в окне 310 целевой чистки. Если их чистка слишком слабая (например, пользовательский интерфейс 300), пользователь может изменить свою чистку, чтобы увеличить давление и/или частоту, тогда как если их чистка слишком сильная (например, пользовательский интерфейс 300'), пользователь может изменить свою чистку, чтобы уменьшить давление или частоту.
[0109] В формуле изобретения, любые ссылочные позиции, размещенные в скобках, не следует толковать, как ограничивающее требование. Слово «содержит» или «включает в себя» не исключает наличия элементов или этапов, отличных от тех, что перечислены в пункте формулы изобретения. В пункте формулы изобретения на устройство, в котором перечислено несколько средств, несколько из этих средств могут быть осуществлены посредством одного и того же элемента аппаратного обеспечения. Указание элемента в единственном числе не исключает присутствия множества таких элементов. Тот факт, что определенные элементы перечислены во взаимно отличных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что эти элементы не могут использоваться в сочетании.
[0110] Хотя изобретение было описано подробно с целью иллюстрации, основанное на том, что в настоящее время считается наиболее практичными и предпочтительными вариантами осуществления, следует понимать, что такие подробности приводятся исключительно для этой цели и что изобретение не ограничивается описанными вариантами осуществления, но, но, напротив, предназначен для охвата модификаций и эквивалентных компоновок, которые находятся в пределах сущности и объема прилагаемой формулы изобретения. Например, следует понимать, что настоящее изобретение предполагает, что, по мере возможности, один или несколько признаков любого варианта осуществления могут быть объединены с одним или несколькими признаками любого другого варианта осуществления.