[发明专利]一种基于BP神经网络的营养配平方法、装置及计算机设备

说明书

本发明涉及饮食健康技术领域，公开了一种基于BP神经网络的营养配平方法、装置及计算机设备，其方法是在获取待配平食谱和营养配平目标向量后，先结合食物与营养素的已知包含关系创建一个包含有输入层、隐藏层和输出层的BP神经网络，以便用隐藏节点的节点值来作为关联食物的且可基于BP神经网络的梯度下降法进行调整的配餐重量值，然后将所述营养配平目标向量导入所述BP神经网络中，得到完成训练的新BP神经网络，最后从所述新BP神经网络中提取得到所述待配平食谱的营养配平结果，如此不但无需人为配平，大幅提高效率，缩短配平所需时间，还可得到最接近营养配平目标的营养配平结果，使配平结果具有高精准度和所有营养素均平衡的特点。

技术领域

本发明属于饮食健康技术领域，具体地涉及一种基于BP神经网络的营养配平方法、装置及计算机设备。

背景技术

人体每日的活动需要消耗各种营养素，每种营养素都有它的特殊生理功能，都是人体正常代谢活动所不可缺少的物质。为了保证人群及个体安全地摄入各种营养素，避免出现营养过剩抑或营养不良的状况，中国营养协会提出了适用于各类人群的膳食营养素参考摄入量(Dietary Reference Intakes，DRIs)。

由于人体对营养素需求最终都是通过饮食来获得，因此随着人们的生活水平提高，越来越多的群体和个人在关注膳食营养的合理性，以此期望拥有更加健康的体魄。近年来，各行各业的信息化水平不断提高，营养领域也开始不断寻求信息化和智能化的解决方案。智慧膳食营养配平方法是通过将先进的信息化技术应用到膳食营养领域，使得个人或群体能够快速地找到膳食营养的配平及优化方案。

膳食营养配平及优化应用集中发展于2010年前后，主要应用于医院场景和幼儿园场景，其中，在医院场景可帮助医院的营养科科室医生为病人进行专业化和符合个人生理特征的配餐，而在幼儿园场景可帮助学校为幼儿进行科学配餐，以便符合国家保育的要求。

然而，截止到目前为止，绝大部分的膳食营养配平及优化方式还停留在手动进行营养素调整或者用常规软件算法针对单一营养素进行调整的阶段，前者方式依赖于专业性较强的人为配平，存在效率低、配平结果较为主观和粗放以及精准度较低的问题，而后者方式则很难保证所有营养素的平衡。

发明内容

为了解决现有膳食营养配平及优化方式所存在效率低、精准度低和所有营养素难平衡的问题，本发明目的在于提供一种基于BP神经网络的营养配平方法、装置、计算机设备及计算机可读存储介质，不但无需人为配平，大幅提高效率，缩短配平所需时间，还可得到最接近营养配平目标的营养配平结果，使配平结果具有高精准度和所有营养素均平衡的特点。

第一方面，本发明提供了一种基于BP神经网络的营养配平方法，包括：

获取待配平食谱和营养配平目标向量，其中，所述待配平食谱记录有M种食物，所述营养配平目标向量记录有N种营养素的目标含量值，M表示不小于2的正整数，N表示不小于2的正整数；

根据所述待配平食谱和所述营养配平目标向量，创建包含有输入层、隐藏层和输出层的反向传播BP神经网络，其中，所述隐藏层包含有与所述M种食物一一对应的M个隐藏节点，所述输出层包含有与所述N种营养素一一对应的N个输出节点，所述M个隐藏节点与所述N个输出节点根据食物与营养素的已知包含关系进行如下方式的多对多连接：若与某个隐藏节点对应的食物包含有与某个输出节点对应的营养素，则建立所述某个隐藏节点与所述某个输出节点的连接关系，反之则不建立；

将所述营养配平目标向量导入所述BP神经网络中，得到完成训练的新BP神经网络，其中，所述BP神经网络的训练过程包括有如下步骤S31～S33：

S31.按照如下公式计算得到输出向量: