一种刷牙评价方法

摘要

本发明公开一种刷牙评价方法及系统，该方法包括：S1、采集置于智能牙刷中的三轴加速度计输出的三轴加速度信号和三轴陀螺仪输出的三轴角速度信号；S2、使用定长窗口分割法将采集的采样数据分割为多个时间窗口数据；S3、计算各时间窗口数据的三轴加速度数据的均值、合加速度数据的方差值、合角速度数据的方差值和三轴角速度数据的方差值；并对计算得到的采样数据的四元数进行姿态解算得到相对欧拉角；S4、根据步骤S3的计算结果得到刷牙时长、刷牙覆盖率和刷牙正姿率；S5、将刷牙时长、刷牙覆盖率与刷牙正姿率分别乘以各自的权重后相加得到刷牙评价结果；本发明可对刷牙时长、刷牙覆盖率与刷牙正姿率进行综合分析得出量化的刷牙评价结果。

权利要求

1.一种刷牙评价方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、采集置于智能牙刷中的三轴加速度计输出的三轴加速度信号和三轴陀螺仪输出的三轴角速度信号作为采样数据；

S2、使用定长窗口分割法将采集的采样数据分割为多个时间窗口数据；

S3、计算各时间窗口数据的三轴加速度数据的均值、合加速度数据的方差值、合角速度数据的方差值和三轴角速度数据的方差值；并计算采样数据的四元数，对四元数进行姿态解算得到相对欧拉角；

S4、根据各时间窗口数据的合加速度数据的方差值和合角速度数据的方差值得到刷牙时长；根据各时间窗口数据的三轴加速度数据的均值和相对欧拉角得到刷牙覆盖率；根据各时间窗口数据的三轴角速度数据的方差值得到刷牙正姿率；

S5、将刷牙时长、刷牙覆盖率与刷牙正姿率分别乘以各自对应的权重后相加，得到刷牙评价结果。

2.根据权利要求1所述的刷牙评价方法，其特征在于，步骤S1还包括：使用移动平均滤波算法对采样数据进行滤波。

3.根据权利要求1所述的刷牙评价方法，其特征在于，步骤S4中，根据各时间窗口数据的合加速度数据的方差值和合角速度数据的方差值得到刷牙时长进一步包括：将各时间窗口数据的合加速度数据的方差值和合角速度数据的方差值与设定的刷牙动作经验阈值比较以进行刷牙动作判定，将判定为刷牙动作的时间窗口数据的时间窗口长度的总和作为刷牙时间。

4.根据权利要求3所述的刷牙评价方法，其特征在于，步骤S4中，根据各时间窗口数据的三轴加速度数据的均值和相对欧拉角得到刷牙覆盖率进一步包括：根据X轴和Y轴加速度均值绝对值大小的比较，将牙齿区域分为咬合面区域和非咬合面区域；

根据Y轴加速度均值的正负，将咬合面牙齿区域分为上咬合面区域和下咬合面区域；结合相对欧拉角的大小，将上咬合面区域进一步分为左上咬合面分区、右上咬合面分区，将下咬合面区域进一步分为左下咬合面分区和右下咬合面分区；

根据Y轴加速度均值的正负以及其与非咬合面经验阈值的比较，将非咬合面牙齿区域分为非咬合面上牙区域和非咬合面下牙区域；根据X轴加速度均值的正负，将非咬合面上牙区域分为非咬合面上牙外侧区域和非咬合面上牙内侧区域，将非咬合面下牙区域分为非咬合面下牙外侧区域和非咬合面下牙内侧区域；

结合相对欧拉角大小，将非咬合面上牙外侧区域进一步分为左上外侧分区、中上外侧分区和右上外侧分区；将非咬合面上牙内侧区域进一步分为左上内侧分区、中上内侧分区和右上内侧分区；将非咬合面下牙外侧区域进一步分为左下外侧分区、中下外侧分区和右下外侧分区；将非咬合面下牙内侧区域进一步分为左下内侧分区、中下内侧分区和右下内侧分区；

对每个时间窗口数据的三轴加速度数据的均值和相对欧拉角进行上述比较判定得到各时间窗口数据对应的分区：统计各分区对应的时间窗口数据的时间窗口长度的总和作为各分区的覆盖率，将各分区的覆盖率相加得到刷牙覆盖率。

5.根据权利要求4所述的刷牙评价方法，其特征在于，步骤S4中，根据各时间窗口数据的三轴角速度数据的方差值得到刷牙正姿率进一步包括：对判定为刷牙动作且对应的牙齿区域为应拂刷牙齿区域的时间窗口数据进行如下判定：若该时间窗口数据的Z轴角速度数据的方差值达到设定的拂刷经验阈值并且分别大于X、Y轴角速度数据的方差值时，判定该时间窗口数据为拂刷动作的时间窗口数据；

统计各应拂刷牙齿区域对应的时间窗口数据的时间窗口长度的总和作为各应拂刷牙齿区域的正姿率，将各应拂刷牙齿区域的正姿率相加得到刷牙正姿率。

6.根据权利要求5所述的刷牙评价方法，其特征在于，所述应拂刷牙齿区域包括：左下外侧分区、中下外侧分区、右下外侧分区、右下内侧分区、左下内侧分区、左上外侧分区、中上外侧分区、右上外侧分区、左上内侧分区和右上内侧分区。

7.根据权利要求1所述的刷牙评价方法，其特征在于，步骤S5中，在将刷牙时长、刷牙覆盖率与刷牙正姿率分别乘以各自对应的权重后相加，得到刷牙评价结果之前还包括：判断刷牙时长是否大于180秒，若是则将刷牙时长设为180秒。

8.根据权利要求1所述的刷牙评价方法，其特征在于，该方法还包括：

S6、通过语音或图像反馈刷牙时长、刷牙覆盖率、刷牙正姿率和刷牙评价结果。

说明书

一种刷牙评价方法

技术领域

[0001] 本发明涉及口腔健康技术领域。更具体地，涉及一种刷牙评价方法及系统。

背景技术

[0002] 研究调查显示，在国内35-44岁成人牙周健康率仅为14.5％，人们的口腔健康意识远落后于发达国家，而85％的龋齿和牙周病可通过有效刷牙避免。

[0003] 目前，中华口腔医学会推荐的规范化刷牙方法是水平颤动拂刷法(简化为拂刷法)，拂刷法是一种能有效清除龈沟内牙菌斑的刷牙方法；拂刷就是轻轻地擦过，掌握这种刷牙方法，能够帮助清除各个牙面的牙菌斑，同时能有效地去除牙颈部及龈沟内的牙菌斑；具体操作要领为：①手持牙刷刷柄，先将刷头放置于口腔内一侧的后牙牙颈部，刷毛与牙面大约呈45°角，刷毛指向牙根方向(上颌牙向上，下颌牙向下)，轻微加压，使刷毛部分进入牙龈沟内，部分置于牙龈上；②以2～3颗牙为一组开始刷牙，用短距离水平颤动的往返动作在同一个部位至少刷3-5次，然后将牙刷向牙冠方向转动，继续拂刷牙齿的唇(颊)舌(腭)面；
③刷完第一个部位之后，将牙刷移至下一组2～3颗牙的位置重新放置，注意与第一个部位保持有重叠的区域，继续进行下一个部位的刷牙；④刷上前牙舌面时，将刷头竖放在牙面上，使前部刷毛接触龈缘，自上而下拂刷。刷下前牙舌面时，自下而上拂刷；⑤刷咬合面时，刷毛指向咬合面，稍用力作前后短距离来回刷。

[0004] 经科研机构进行的刷牙研究发现，国人在刷牙的时候存在三大问题，导致牙不但刷不干净，更会损害牙齿和牙龈；一是刷牙的时间不够，导致无法完全清除牙齿上的牙菌斑；二是刷牙的区域不够完全(如人的牙齿内侧很容易被忽略)，导致某些牙齿没有刷到；三是刷牙动作的不规范(如采用横刷法或纵刷法，而不是拂刷法)，导致牙龈和牙齿受损。

[0005] 经科研机构进行的刷牙研究及牙菌斑观察，研发了可以跟刷的有效刷牙教程，将3分钟刷牙时间进行了量化，根据牙菌斑积累及清除的难易程度，设置了每个牙面需要刷多少时间，刷多少下，用什么方法刷。跟刷这套有效刷牙教程，经过科学严谨的临床验证，证明对牙菌斑清除效率有显著的提升。

[0006] 现阶段，智能刷牙产品已经成为口腔保健的一个重要应用，市场上的一些产品，基于传感器数据，以评分的形式对用户的刷牙效果进行反馈；然而这些评分规则有些仅是和刷牙时间相关，有些是仅依靠区域识别，并没有将有效刷牙方法列为一个评估指导，在全面性和合理性上均有所不足。

[0007] 因此，需要提供一种从刷牙时长、动作的正确性和刷牙区域的覆盖程度这三个维度入手，对刷牙的质量进行量化评价的刷牙评价方法及系统。

发明内容

[0008] 本发明的目的在于提供一种刷牙评价方法及系统，可从刷牙时长、动作的正确性和刷牙区域的覆盖程度这三个维度入手，对刷牙的质量进行量化评价，并将评价结果反馈给用户。

[0009] 为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

[0010] 一种刷牙评价方法，包括如下步骤：

[0011] S1、采集置于智能牙刷中的三轴加速度计输出的三轴加速度信号和三轴陀螺仪输出的三轴角速度信号作为采样数据；

[0012] S2、使用定长窗口分割法将采集的采样数据分割为多个时间窗口数据；

[0013] S3、计算各时间窗口数据的三轴加速度数据的均值、合加速度数据的方差值、合角速度数据的方差值和三轴角速度数据的方差值；并计算采样数据的四元数，对四元数进行姿态解算得到相对欧拉角；

[0014] S4、根据各时间窗口数据的合加速度数据的方差值和合角速度数据的方差值得到刷牙时长；根据各时间窗口数据的三轴加速度数据的均值和相对欧拉角得到刷牙覆盖率；根据各时间窗口数据的三轴角速度数据的方差值得到刷牙正姿率；

[0015] S5、将刷牙时长、刷牙覆盖率与刷牙正姿率分别乘以各自对应的权重后相加，得到刷牙评价结果。

[0016] 优选地，步骤S1还包括：使用移动平均滤波算法对采样数据进行滤波。

[0017] 优选地，步骤S4中，根据各时间窗口数据的合加速度数据的方差值和合角速度数据的方差值得到刷牙时长进一步包括：

[0018] 将各时间窗口数据的合加速度数据的方差值和合角速度数据的方差值与设定的刷牙动作经验阈值比较以进行刷牙动作判定，将判定为刷牙动作的时间窗口数据的时间窗口长度的总和作为刷牙时间。

[0019] 优选地，步骤S4中，根据各时间窗口数据的三轴加速度数据的均值和相对欧拉角得到刷牙覆盖率进一步包括：

[0020] 根据X轴和Y轴加速度均值绝对值大小的比较，将牙齿区域分为咬合面区域和非咬合面区域；

[0021] 根据Y轴加速度均值的正负，将咬合面牙齿区域分为上咬合面区域和下咬合面区域；结合相对欧拉角的大小，将上咬合面区域进一步分为左上咬合面分区、右上咬合面分区，将下咬合面区域进一步分为左下咬合面分区和右下咬合面分区；

[0022] 根据Y轴加速度均值的正负以及其与非咬合面经验阈值的比较，将非咬合面牙齿区域分为非咬合面上牙区域和非咬合面下牙区域；根据X轴加速度均值的正负，将非咬合面上牙区域分为非咬合面上牙外侧区域和非咬合面上牙内侧区域，将非咬合面下牙区域分为非咬合面下牙外侧区域和非咬合面下牙内侧区域；

[0023] 结合相对欧拉角大小，将非咬合面上牙外侧区域进一步分为左上外侧分区、中上外侧分区和右上外侧分区；将非咬合面上牙内侧区域进一步分为左上内侧分区、中上内侧分区和右上内侧分区；将非咬合面下牙外侧区域进一步分为左下外侧分区、中下外侧分区和右下外侧分区；将非咬合面下牙内侧区域进一步分为左下内侧分区、中下内侧分区和右下内侧分区；

[0024] 对每个时间窗口数据的三轴加速度数据的均值和相对欧拉角进行上述比较判定得到各时间窗口数据对应的分区：

[0025] 统计各分区对应的时间窗口数据的时间窗口长度的总和作为各分区的覆盖率，将各分区的覆盖率相加得到刷牙覆盖率。

[0026] 优选地，根据各时间窗口数据的三轴角速度数据的方差值得到刷牙正姿率进一步包括：

[0027] 对判定为刷牙动作且对应的牙齿区域为应拂刷牙齿区域的的时间窗口数据进行如下判定：若该时间窗口数据的Z轴角速度数据的方差值达到设定的拂刷经验阈值并且分别大于X、Y轴角速度数据的方差值时，判定该时间窗口数据为拂刷动作的时间窗口数据；

[0028] 统计各应拂刷牙齿区域对应的时间窗口数据的时间窗口长度的总和作为各应拂刷牙齿区域的正姿率，将各应拂刷牙齿区域的正姿率相加得到刷牙正姿率。

[0029] 优选地，所述应拂刷牙齿区域包括：左下外侧分区、中下外侧分区、右下外侧分区、右下内侧分区、左下内侧分区、左上外侧分区、中上外侧分区、右上外侧分区、左上内侧分区和右上内侧分区。

[0030] 优选地，步骤S5中，在将刷牙时长、刷牙覆盖率与刷牙正姿率分别乘以各自对应的权重后相加，得到刷牙评价结果之前还包括：

[0031] 判断刷牙时长是否大于180秒，若是则将刷牙时长设为180秒。

[0032] 优选地，该方法还包括：

[0033] S6、通过语音或图像反馈刷牙时长、刷牙覆盖率、刷牙正姿率和刷牙评价结果。

[0034] 一种执行上述刷牙评价方法的刷牙评价系统，包括执行步骤S1的智能牙刷和与所述智能牙刷无线连接的执行步骤S2-S5的智能终端。

[0035] 优选地，所述智能终端还通过语音或图像反馈刷牙时长、刷牙覆盖率、刷牙正姿率和刷牙评价结果。

[0036] 本发明的有益效果如下：

[0037] 本发明所述技术方案可从刷牙时长、动作的正确性和刷牙区域的覆盖程度三个方面进行综合分析，从而对刷牙的质量进行量化评价，并将评价结果即时反馈给用户。

附图说明

[0038] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

[0039] 图1示出刷牙评价方法的流程图。

[0040] 图2示出计算刷牙时间流程图。

[0041] 图3示出三轴加速度计轴向示意图。

[0042] 图4示出识别不同牙齿分区的流程图。

[0043] 图5示出成人牙齿分面、分区示意图。

[0044] 图6示出识别拂刷的流程图。

具体实施方式

[0045] 为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

[0046] 如图1所示，本发明公开的一种刷牙评价方法包括如下步骤：

[0047] 一种刷牙评价方法，包括如下步骤：

[0048] S1、采集置于智能牙刷(包括智能牙刷的相关产品)中的三轴加速度计输出的三轴加速度信号和三轴陀螺仪输出的三轴角速度信号作为采样数据，使用移动平均滤波算法对采样数据进行滤波；

[0049] S2、使用定长窗口分割法将采集的采样数据分割为多个时间窗口数据；

[0050] S3、计算各时间窗口数据的三轴加速度数据的均值、合加速度数据的方差值、合角速度数据的方差值和三轴角速度数据的方差值；并计算采样数据的四元数，对四元数进行姿态解算得到相对欧拉角；

[0051] S4、根据各时间窗口数据的合加速度数据的方差值和合角速度数据的方差值得到刷牙时长；根据各时间窗口数据的三轴加速度数据的均值和相对欧拉角得到刷牙覆盖率；根据各时间窗口数据的三轴角速度数据的方差值得到刷牙正姿率；

[0052] S5、判断刷牙时长是否大于180秒，若是则将刷牙时长设为180秒，之后将刷牙时长、刷牙覆盖率与刷牙正姿率分别乘以各自对应的权重后相加，得到刷牙评价结果；

[0053] S6、通过语音或图像反馈刷牙时长、刷牙覆盖率、刷牙正姿率和刷牙评价结果。

[0054] 其中，

[0055] 步骤S4中，

[0056] 根据各时间窗口数据的合加速度数据的方差值和合角速度数据的方差值得到刷牙时长进一步包括：

[0057] 将各时间窗口数据的合加速度数据的方差值和合角速度数据的方差值与设定的刷牙动作经验阈值比较以进行刷牙动作判定，将判定为刷牙动作的时间窗口数据的时间窗口长度的总和作为刷牙时间。

[0058] 根据各时间窗口数据的三轴加速度数据的均值和相对欧拉角得到刷牙覆盖率进一步包括：

[0059] 根据X轴和Y轴加速度均值绝对值大小的比较，将牙齿区域分为咬合面区域和非咬合面区域；

[0060] 根据Y轴加速度均值的正负，将咬合面牙齿区域分为上咬合面区域和下咬合面区域；结合相对欧拉角的大小，将上咬合面区域进一步分为左上咬合面分区、右上咬合面分区，将下咬合面区域进一步分为左下咬合面分区和右下咬合面分区；

[0061] 根据Y轴加速度均值的正负以及其与非咬合面经验阈值的比较，将非咬合面牙齿区域分为非咬合面上牙区域和非咬合面下牙区域；根据X轴加速度均值的正负，将非咬合面上牙区域分为非咬合面上牙外侧区域和非咬合面上牙内侧区域，将非咬合面下牙区域分为非咬合面下牙外侧区域和非咬合面下牙内侧区域；

[0062] 结合相对欧拉角大小，将非咬合面上牙外侧区域进一步分为左上外侧分区、中上外侧分区和右上外侧分区；将非咬合面上牙内侧区域进一步分为左上内侧分区、中上内侧分区和右上内侧分区；将非咬合面下牙外侧区域进一步分为左下外侧分区、中下外侧分区和右下外侧分区；将非咬合面下牙内侧区域进一步分为左下内侧分区、中下内侧分区和右下内侧分区；

[0063] 对每个时间窗口数据的三轴加速度数据的均值和相对欧拉角进行上述比较判定得到各时间窗口数据对应的分区：

[0064] 统计各分区对应的时间窗口数据的时间窗口长度的总和作为各分区的覆盖率，将各分区的覆盖率相加得到刷牙覆盖率。

[0065] 根据各时间窗口数据的三轴角速度数据的方差值得到刷牙正姿率进一步包括：

[0066] 对判定为刷牙动作且对应的牙齿区域为应拂刷牙齿区域的的时间窗口数据进行如下判定：若该时间窗口数据的Z轴角速度数据的方差值达到设定的拂刷经验阈值并且分别大于X、Y轴角速度数据的方差值时，判定该时间窗口数据为拂刷动作的时间窗口数据；

[0067] 统计各应拂刷牙齿区域对应的时间窗口数据的时间窗口长度的总和作为各应拂刷牙齿区域的正姿率，将各应拂刷牙齿区域的正姿率相加得到刷牙正姿率。

[0068] 应拂刷牙齿区域包括：左下外侧分区、中下外侧分区、右下外侧分区、右下内侧分区、左下内侧分区、左上外侧分区、中上外侧分区、右上外侧分区、左上内侧分区和右上内侧分区。

[0069] 上述刷牙评价方法从另一方面可分为四个步骤：计算刷牙时长并乘以刷牙时长权重α得出刷牙时长总得分、计算刷牙覆盖率并乘以刷牙覆盖率权重β得出刷牙覆盖率总得分、计算刷牙正姿率并乘以刷牙正姿率权重γ得出刷牙正姿率总得分，其中α+β+γ＝100，最后将刷牙时长总得分、刷牙覆盖率总得分和刷牙正姿率总得分相加得到刷牙总得分。

[0070] 其中，

[0071] 如图2所示，计算刷牙时长并乘以刷牙时长权重α得出刷牙时长总得分进一步包括：

[0072] 采集置于智能牙刷中的三轴加速度计输出的三轴加速度信号和三轴陀螺仪输出的三轴角速度信号作为采样数据，采样数据包括第i个采样点的三轴加速度信号ax(i)、ay(i)、az(i)和三轴角速度信号ωx(i)、ωy(i)、ωz(i)，轴向信息如图3所示；之后使用n阶移动平均滤波算法对采样数据进行滤波，消除噪声影响；以n＝5，输出信号ax(i)为例，移动平均滤波公式为:

[0073] 使用定长窗口分割法将采集的采样数据分割为多个时间窗口数据，每个时间窗口数据包含N个采样点的采样数据(例如，时间窗口1秒，采样频率为10Hz，则每个时间窗口数据包含10个采样点的采样数据)；

[0074] 计算各时间窗口数据的合加速度数据的方差值和合角速度数据的方差值，时间窗口数据的合加速度数据为 时间窗口数据的合角速度数据为：时 间窗 口 数 据 的 合 加 速 度数 据 的 方 差 值 为
其中时间窗口数据的合加速度数据的均值 时间窗口
数据的合角速度数据的方差值为 其中时间窗口数据的合角速度数
据的均值

[0075] 将各时间窗口数据的合加速度数据的方差值和合角速度数据的方差值与设定的刷牙动作经验阈值比较以进行刷牙动作判定，排除掉静止和乱晃动作，将判定为刷牙动作的时间窗口数据的时间窗口长度的总和作为刷牙时长。

[0076] 在得到刷牙时长后，判断刷牙时长是否大于180秒(3分钟)，若是则将刷牙时长设为180秒，若刷牙时长满180秒，刷牙时长得分为刷牙时长权重α；若刷牙时长未满180秒，例如刷了A秒(A<180)，则刷牙时长总得分为 (A/180)×α。

[0077] 如图4所示，计算刷牙覆盖率并乘以刷牙覆盖率权重β得出刷牙覆盖率总得分进一步包括：

[0078] 采集置于智能牙刷中的三轴加速度计输出的三轴加速度信号和三轴陀螺仪输出的三轴角速度信号作为采样数据，采样数据包括第i个采样点的三轴加速度信号ax(i)、ay(i)、az(i)和三轴角速度信号ωx(i)、ωy(i)、ωz(i)，轴向信息如图3所示；之后使用n阶移动平均滤波算法对采样数据进行滤波，消除噪声影响；以n＝5，输出信号ax(i)为例，移动平均滤波公式为:

[0079] 使用定长窗口分割法将采集的采样数据分割为多个时间窗口数据，每个时间窗口数据包含N个采样点的采样数据(例如，时间窗口1秒，采样频率为10Hz，则每个时间窗口数据包含10个采样点的采样数据)；

[0080] 计算各时间窗口数据的三轴加速度数据的均值，X轴加速度均值为Y轴加速度均值为 Z轴加速度均值为

[0081] 计算采样数据的四元数，对四元数进行姿态解算得到相对欧拉角；

[0082] 根据X轴和Y轴加速度均值绝对值大小的比较，将牙齿区域分为咬合面和区域非咬合面区域；

[0083] 根据Y轴加速度均值的正负，将咬合面牙齿区域分为上咬合面区域和下咬合面区域；结合相对欧拉角的大小，将上咬合面区域进一步分为左上咬合面分区、右上咬合面分区，将下咬合面区域进一步分为左下咬合面分区和右下咬合面分区；

[0084] 根据Y轴加速度均值的正负以及其与非咬合面经验阈值的比较，将非咬合面牙齿区域(共12个分区)分为非咬合面上牙区域和非咬合面下牙区域；根据X轴加速度均值的正负，将非咬合面上牙区域分为非咬合面上牙外侧区域和非咬合面上牙内侧区域，将非咬合面下牙区域分为非咬合面下牙外侧区域和非咬合面下牙内侧区域；

[0085] 结合相对欧拉角大小，将非咬合面上牙外侧区域进一步分为左上外侧分区、中上外侧分区和右上外侧分区；将非咬合面上牙内侧区域进一步分为左上内侧分区、中上内侧分区和右上内侧分区；将非咬合面下牙外侧区域进一步分为左下外侧分区、中下外侧分区和右下外侧分区；将非咬合面下牙内侧区域进一步分为左下内侧分区、中下内侧分区和右下内侧分区；

[0086] 对每个时间窗口数据的三轴加速度数据的均值和相对欧拉角进行上述比较判定得到各时间窗口数据对应的分区：

[0087] 统计各分区对应的时间窗口数据的时间窗口长度的总和作为各分区的覆盖率，将各分区的覆盖率相加得到刷牙覆盖率。

[0088] 如图5和表一所示，识别区域为16个分区，每个分区都有其对应的刷牙时间，每个分区覆盖率占比为(1/16)*100％＝6.25％。若某一分区对应的时间为ti`秒，则该分区每刷一秒所占的覆盖率为(6.25/ti`)×100％；按照上述规则，可计算出刷牙结束后的总覆盖率则刷牙覆盖率总得分为B×β。

[0089] 表一：成人牙齿位置分面、分区说明

[0090]

[0091]

[0092] 如图6所示，计算刷牙正姿率并乘以刷牙正姿率权重γ得出刷牙正姿率总得分进一步包括：

[0093] 采集置于智能牙刷中的三轴加速度计输出的三轴加速度信号和三轴陀螺仪输出的三轴角速度信号作为采样数据，采样数据包括第i个采样点的三轴加速度信号ax(i)、ay(i)、az(i)和三轴角速度信号ωx(i)、ωy(i)、ωz(i)，轴向信息如图3所示；之后使用n阶移动平均滤波算法对采样数据进行滤波，消除噪声影响；以n＝5，输出信号ax(i)为例，移动平均滤波公式为:

[0094] 使用定长窗口分割法将采集的采样数据分割为多个时间窗口数据，每个时间窗口数据包含N个采样点的采样数据(例如，时间窗口1秒，采样频率为10Hz，则每个时间窗口数据包含10个采样点的采样数据)；

[0095] 计算各时间窗口数据的合加速度数据的方差值、合角速度数据的方差值和三轴角速度数据的方差值，时间窗口数据的合加速度数据为 时间窗口数据的合角速度数据为： 时间窗口数据的合加速度数
据的方差值为 其中时间窗口数据的合加速度数据的均值
时间窗口数据的合角速度数据的方差值为 其中时间
窗口数据的合角速度数据的均值 X轴角速度数据的方差值为
其中 Y轴角速度数据的方差值为
其中 Z轴角速度数据的方差值为
其中

[0096] 将各时间窗口数据的合加速度数据的方差值和合角速度数据的方差值与设定的刷牙动作经验阈值比较以进行刷牙动作判定，排除掉静止和乱晃动作；

[0097] 对判定为刷牙动作且对应的牙齿区域为应拂刷牙齿区域的时间窗口数据进行如下判定：拂刷动作Z轴角速度数据有明显的变化，所以若该时间窗口数据的Z轴角速度数据的方差值达到设定的拂刷经验阈值并且分别大于X轴角速度数据的方差值和Y轴角速度数据的方差值时，判定该时间窗口数据为拂刷动作的时间窗口数据；

[0098] 统计各应拂刷牙齿区域对应的时间窗口数据的时间窗口长度的总和作为各应拂刷牙齿区域的正姿率，将各应拂刷牙齿区域的正姿率相加得到刷牙正姿率。

[0099] 如表二所示，应拂刷牙齿区域共有10个，每个分区刷牙正姿率占比为 (1/10)*100％＝10％；若其对应的拂刷时间为tj秒，则该区域每刷一秒的正姿率占比为(10/tj)*
100％；按照上述规则，可计算出刷牙结束后的总正姿率 则刷牙正姿率
总得分为C×γ。

[0100] 表二 刷牙覆盖率和正姿率占比说明

[0101] 分区 分区时长(s) 每秒覆盖率占比(％) 拂刷 每秒正姿率占比(％) 左下外侧分区 12 0.52 是 0.83中下外侧分区 9 0.69 是 1.11
右下外侧分区 12 0.52 是 0.83
右下内侧分区 18 0.35 是 0.56
中下内侧分区 9 0.69 否 ——
左下内侧分区 18 0.35 是 0.56
左上外侧分区 12 0.52 是 0.83
中上外侧分区 9 0.69 是 1.11
右上外侧分区 12 0.52 是 0.83
右上内侧分区 18 0.35 是 0.56
中上内侧分区 9 0.69 否 ——
左上内侧分区 18 0.35 是 0.56
左上咬合面分区 6 1.04 否 ——
左下咬合面分区 6 1.04 否 ——
右下咬合面分区 6 1.04 否 ——
右上咬合面分区 6 1.04 否 ——

[0102] 最终的刷牙总得分为:brushing_score＝(A/180)*α+B×β+C×γ。

[0103] 本发明中的各阈值的具体数值取决于不同厂家不同型号的传感器(传感器包括三轴加速度计和三轴陀螺仪)，每个型号的传感器的值域和精度都不一样，导致了不能给出一个普遍适用所有传感器的阈值。阈值的确定方法可以如下：选定好传感器和相应的配套硬件之后，由牙医专业人士在实验中多次统计得出。

[0104] 本发明还公开了一种执行上述刷牙评价方法的刷牙评价系统，包括执行步骤S1的智能牙刷和与智能牙刷无线连接的执行步骤S2-S6的智能终端，无线连接可为蓝牙或WIFI直连等，智能终端可为智能手机或平板电脑等。

[0105] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。