【征文计划】让AI Glasses帮你实现食物热量可视化

56 阅读6分钟

一、创意背景

在当下快节奏的生活状态下,人们对健康管理需求日益增长,同时对于身材管理的人群也是不在少数。基于女生人群不是还衍生出个名词叫“幻胖”,其实就是对身材管理的焦虑造成的。

如何快速获取食物的热量信息成为了减脂人群及健身爱好者的目标追求。日常我们一般依赖一些APP自带的查询工具,又或是关注某个健康博主,每天打卡他的分享内容,但转头就会忘记,存在操作繁琐、数据滞后等问题。

在AI盛行的当下,又有AI Glasses产品的横空出世,不禁让我萌生出一个奇思妙想,能否将食物热量直接投射到用户的眼镜里,实时的查看每个食物的热量值呢?从而引申出我的技术方案,通过AI眼镜+图像识别+AR投射,实现“所见即所得”的热量可视化:用户只需用眼镜拍摄食物,系统即可实时识别并投射热量数据至视野中,辅助用户做出科学饮食决策。

目标用户:健身人群、减脂需求者及注重饮食健康的普通用户。

二、技术实现整体架构

系统采用端侧识别+云侧校验的混合架构,核心流程如下:

  1. 图像采集:AI眼镜摄像头拍摄食物图像;

  2. 端侧预处理:在眼镜本地进行初步图像裁剪与特征提取;

  3. 云侧识别:上传至云端AI模型进行精确分类与热量计算;

  4. AR投射:将结果通过AR技术叠加至用户视野;

  5. 语音交互:支持语音查询历史记录或调整投射样式。

三、关键代码实现步骤

  1. 图像采集与传输

前提:通过CXR-M SDK连接AI眼镜摄像头,并监听图像帧数据。

代码功能:捕获图像并触发云端识别请求。

// 使用CXR-M SDK的CameraService获取图像流
public class FoodCameraService extends Service {
    private CameraDevice mCameraDevice;
    private ExecutorService mExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();

    @Override
    public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
        openCamera(); // 初始化摄像头
        return START_STICKY;
    }

    private void openCamera() {
        CameraManager manager = (CameraManager) getSystemService(CAMERA_SERVICE);
        try {
            manager.openCamera("0", mCameraCallback, mExecutor); // "0"为默认摄像头ID
        } catch (CameraAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    private CameraDevice.StateCallback mCameraCallback = new CameraDevice.StateCallback() {
        @Override
        public void onOpened(@NonNull CameraDevice camera) {
            mCameraDevice = camera;
            startCapture(); // 摄像头就绪后开始捕获
        }
    };

    private void startCapture() {
        // 此处省略CaptureRequest配置代码,实际需设置JPEG输出格式
        // 捕获到图像后通过CXR-M SDK的UploadService上传至云端
        mCameraDevice.createCaptureSession(Arrays.asList(getOutputSurface()), 
            new CameraCaptureSession.StateCallback() {
                @Override
                public void onConfigured(@NonNull CameraCaptureSession session) {
                    session.capture(buildCaptureRequest(), null, null);
                }
            }, null);
    }
}

技术亮点:

  • 通过CameraManager动态管理摄像头资源,兼容不同设备;
  • 使用单独线程(ExecutorService)处理图像流,避免阻塞主线程。

  1. 云端热量识别

前提:图像上传至云端后,调用AI模型进行分类与热量计算。

代码功能:接收云端返回的JSON数据并解析。

# 云端AI服务示例(Flask框架)
from flask import Flask, request, jsonify
import tensorflow as tf

app = Flask(__name__)
model = tf.keras.models.load_model('food_calorie_model.h5')  # 加载预训练模型

@app.route('/api/recognize', methods=['POST'])
def recognize_food():
    file = request.files['image']
    img_bytes = file.read()
    img = tf.image.decode_jpeg(img_bytes, channels=3)
    img = tf.image.resize(img, [224, 224]) / 255.0  # 预处理
    pred = model.predict(tf.expand_dims(img, axis=0))
    label = ["apple", "banana", "rice"][tf.argmax(pred)]  # 简化示例
    calories = {"apple": 95, "banana": 105, "rice": 200}[label]  # 热量数据库
    return jsonify({"food": label, "calories": calories})

技术亮点:

  • 使用TensorFlow轻量级模型,适配云端推理;
  • 返回结构化JSON,便于端侧解析。

  1. AR热量投射

前提:通过CXR-M SDK的AR功能将热量数据叠加至视野。

代码功能:在眼镜屏幕固定位置渲染文本。

// AR投射服务(基于CXR-M SDK的ARCore集成)
public class CalorieARRenderer implements GLSurfaceView.Renderer {
    private String mCalorieText = "0 kcal";

    public void updateCalorie(String text) {
        mCalorieText = text; // 由云端回调更新
    }

    @Override
    public void onDrawFrame(GL10 gl) {
        // 简化示例:实际需使用ARCore的Anchor定位
        gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
        gl.glLoadIdentity();
        gl.glOrthof(0, 1, 0, 1, -1, 1); // 设置2D正交投影
        drawText(gl, mCalorieText, 0.5f, 0.9f); // 在屏幕上方居中显示
    }

    private void drawText(GL10 gl, String text, float x, float y) {
        // 实际需集成FreeType库或使用CXR-M SDK的文本渲染API
        // 此处省略字体加载与纹理绘制代码
    }
}

技术亮点:

  • 通过GLSurfaceView.Renderer实现低延迟渲染;

  • 固定坐标投射,避免遮挡食物主体。

本方案的技术实现围绕“端云协同+硬件融合+场景适配”三大核心,解决了“实时识别”与“无感交互”的关键问题:

  1. 端云协同架构:端侧通过CXR-M SDK完成摄像头图像采集与初步预处理(如裁剪、降噪、特征提取),减少云端数据传输量并降低延迟;云端依托轻量级AI模型(基于TensorFlow Lite优化,适配移动端推理)实现高精度食物识别,结合预构建的食物热量数据库输出准确热量值。这种架构既保证了端侧的实时性(预处理在本地完成,无需等待云端响应),又通过云端模型解决了端侧算力不足的问题,实现“速度+精度”的平衡。
  2. 硬件深度融合:基于Rokid CXR-M SDK,系统实现了摄像头-AI识别-AR投射的全链路打通——摄像头采集的图像直接传输至端侧预处理模块,无需第三方APP中转;AR模块通过SDK的ARCore接口,将热量数据以“悬浮窗”形式投射至眼镜视野的右上角区域(避开食物主体,不遮挡视线),延迟控制在500ms以内,真正实现“所见即所得”。
  3. 场景化适配:针对不同用户需求,系统预留了灵活的扩展接口——例如,健身人群可自定义“热量阈值提醒”(当食物热量超过设定值时,AR窗口变为红色警示);糖尿病患者可关联“碳水化合物数据库”,同步显示“碳水含量”;普通用户则支持“历史记录查询”(通过语音指令调取近7天的饮食热量统计)。这些适配让技术从“通用功能”变为“个性化工具”。

四、结语:技术的温度在于“融入生活”

本方案的本质,是用AI技术“放大”眼镜的价值——它不是一款“额外的工具”,而是眼镜本身的“功能延伸”:就像眼镜帮人看清世界,AI帮人“看清”食物的热量。从技术层面看,端云协同、硬件融合、场景适配解决了“好不好用”的问题;从生活质量看,AI让健康管理从“刻意为之”变成“自然发生”,真正实现了“科技服务于人”的初衷。

未来,随着模型的迭代(如支持“菜品组合识别”,例如“番茄炒蛋+米饭”的整体热量计算)与多模态交互的完善(如语音指令“这个蛋糕的热量是多少?”直接触发识别),系统将更贴近用户的真实需求——但无论如何进化,核心始终是:让技术“隐于无形”,让健康“触手可及”。