[发明专利]一种基于多目标需求相似性的家庭饮食推荐方法及设备

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~R_n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，d_t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d_t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d_t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r_i，根据食物r_i是否满足家庭需求获得需求列表t_i，t_i以（1,0,0,……）^T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t_i，获得需求集SetT={r_i，t_i}；对于需求集SetT的每个需求t_i，使用TF-IDF算法计算需求t_i的权重w_i，根据w_i的值，获得食物r_i所能满足的前m个需求；得到食物模型R=Top（t_i，w_i）；

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。