臺灣博碩士論文加值系統

隨著科技的發展，電子紙技術已從原來的黑白電子紙轉變成具色彩顯示功能之彩色電子紙，搶攻教育、兒童繪本市場。本研究首先透過相關文獻的蒐集，找出影響彩色電子紙影像品質的重要因子，包括色溫、對比、亮度及色飽和度等四個因子。之後再利用田口方法 (Taguchi Method) 進行實驗設計，考量雜訊因子及選擇L27(313)內部直交表，並以望大品質特性進行田口實驗。本研究招募20位受試者進行人因實驗，並於實驗後填寫整體知覺影像品質、自然度、喜好度、舒適度問卷，透過軟體計算求出其各平均值及 S/N 比，並找出其顯著因子及貢獻度，最後求出最佳的參數組合。
S/N比的實驗結果指出，在整體知覺影像品質、喜好度、舒適度問卷下，色溫(3500K)、 對比(14.025)、亮度(22.03cd/m^2)、色飽和度(17.55%)為最佳參數組合。在自然度問卷中，色溫(5000K)、 對比(14.025)、亮度(22.03cd/m^2)、色飽和度(17.55%)為最佳參數組合。交叉分析結果指出色溫(3500K)、 對比(14.025)、亮度(22.03cd/m^2)、色飽和度(17.55%)為最佳參數組合。在未來產品設計上可將本研究的結果納入考量，以提升消費者購買彩色電子紙之意願。
關鍵字：彩色電子紙、田口方法、參數設計、影像品質

ABSTRACT
With the advancement of technology, e-paper technology has evolved from black-and-white displays to color displays, targeting the educational and children's picture book markets. This study first collected relevant literature to identify key factors affecting the quality of color e-paper, including color temperature, contrast, brightness, and color saturation. Subsequently, the Taguchi Method was employed for experimental design, selecting an outer orthogonal array and an L27(313) inner orthogonal array, and conducting Taguchi experiments with "larger-is-better" quality characteristics.
The study recruited 20 participants for human factors experiments, who completed questionnaires on overall perceived image quality, naturalness, preference, and comfort after the experiment. Software was used to calculate the mean values and S/N ratios, identify significant factors and their contributions, and ultimately determine the optimal parameter combination.
The S/N ratio experiment results indicated that the optimal parameter combination for overall perceived image quality, preference, and comfort questionnaires was color temperature (3500K), contrast (14.025), brightness (22.03cd/m^2), and color saturation (25%). For the naturalness questionnaire, the optimal combination was color temperature (5000K), contrast (14.025), brightness (22.03cd/m^2), and color saturation (25%). Cross-analysis results showed that color temperature (3500K), contrast (14.025), brightness (22.03cd/m^2), and color saturation (25%) constituted the best parameter combination. Future product designs can consider these findings to enhance consumer willingness to purchase color e-paper.



Keywords：Color e-paper, Taguchi Method, Parameter Design, Image Quality

目錄
第一章、緒論 1
1.1研究背景 1
1.2研究動機 2
1.3研究目的 3
1.4研究流程 3
1.5研究限制 6
第二章、文獻探討 7
2.1彩色電子紙顯示技術與發展 7
2.1.1彩色電子紙種類 8
2.2田口品質工程 9
2.2.1田口參數設計概念 9
2.2.2選擇信號雜音比 11
2.2.3參數設計的程序步驟 12
2.2.4田口相關文獻 13
2.3影像品質因子 14
2.3.1色溫 14
2.3.2對比 15
2.3.3亮度 17
2.3.4色飽和度 17
2.4影像品質 18
2.4.1整體知覺影像品質 18
2.4.2自然度 19
2.4.3喜好度 19
2.4.4舒適度 20
第三章、研究方法 21
3.1 問題描述 21
3.2 田口參數設計 21
3.2.1 品質特性及 SN 比 21
3.2.2 控制因子及其水準 22
3.2.3 實驗設計 22
3.2.4. 各因子水準之設定 28
3.2.5 資料蒐集與分析 33
第四章、結果與討論 34
4.1平均值 34
4.1.1整體知覺影像品質的平均值ANOVA分析 34
4.1.2自然度的平均值ANOVA分析 37
4.1.3喜好度的平均值ANOVA分析 41
4.1.4舒適度的平均值ANOVA分析 44
4.2 S/N 48
4.2.1整體知覺影像品質的S/N比 48
4.2.2自然度的S/N比 52
4.2.3喜好度的S/N比 55
4.2.4舒適度的S/N比 58
4.3 交叉分析 62
4.4雜訊因子交叉分析 65
4.5信賴區間 68
4.6驗證實驗 70
4.7雜訊因子驗證實驗 74
4.8小結 78
第五章、結論與建議 81
5.1結論 81
5.1.1平均數 81
5.1.2 S/N比 82
5.1.3確認實驗 82
5.2 建議未來相關研究方向 83
參考文獻 84
附錄 88
【第一部份問卷—整體知覺影像品質進行主觀評量】 88
【第二部份問卷—自然度評量】 89
【第三部份問卷—喜好度評量】 90
【第四部份問卷—舒適度評量】 92

1.E-Ink 新聞(2019)永續生活無紙境。Reterieved from
https://esg.eink.com/tw/video/5j8j9uhx8sc
2.E-Ink 新聞(2019)E Ink元太科技實現彩色電子紙技術新突破宣佈彩色電子紙將進入電子書閱讀器與零售看板兩大應用領域。Reterieved from
https://tw.eink.com/news/detail/print-color
3.蘇朝墩(2002)，品質工程，中華民國品質學會。
4.林志昕(2018)，銅與鋁異種金屬銲接多重品質特性參數最佳化之研究，華梵大學，碩士論文
5.邱禹順(2017)，6061鋁合金銲接之多重品質特性參數最佳化，華梵大學，碩士論文
6.許美策(2019)，利用田口實驗設計方法最佳化台灣日式燻瓦灰漿之配比研究，國立台北科技大學，碩士論文
7.梁鈞傑(2023)，運用田口分析法最佳化電腦斷層腦血管攝影之影像品質，中臺科技大學，博士論文
8.許佳樺(2023)，運用田口方法與自製乳房假體評量電腦斷層影像品質之最小可分辨差異，中臺科技大學，碩士論文
9.潘俊光(2022)，運用田口最佳化法與自製頭部假體評量電腦斷層影像品質的最小可分辨差異，中國醫藥大學，碩士論文
10.許慧暄(2016)，3D電視影像品質之最佳參數設計，華梵大學，碩士論文
11.詹慶旋，(1991)，「建築光環境」，台北：淑馨出版社。
12.楊博緯(2021)，光源型式、對比及反射率對彩色電子紙主觀影像品質的影響，明志科技大學，碩士論文
13.許勝雄、彭游、吳水丕(2016)，人機境介面工適學設計-第五版，臺中：滄海書局出版。
14.楊創宇，(2022)，量子點增色膜運用至TFT LCD液晶顯示器提升色彩飽和度，國立高雄科技大學，碩士論文。
15.潘鈞允，(2015)，量子點增強膜應用在窄邊框液晶顯示器模組的色彩飽和度提升之研究，國立交通大學，碩士論文。
16.蔡政旻(2016)，影像知覺品質評量及眼動訊息之研究，國立雲林科技大學，博士論文
17.沈毓銓(1997)，影像色彩喜好之探討，影像處理及多媒體應用雜 誌，第八期，pp.43-46。
18.李厚強(2002)，人工光源之照度及色溫對視覺感知影響與照明方式調查研究-以住宅客廳為例，中原大學，碩士論文。
英文文獻
1.Alsin Trémeau and Christophe Charrier, (2000). Influence of Chromatic Changes on Changes on the Perception of Color Image Quality, Color research and application, 25, 200-213.
2.Bech, S., Hamberg, R., Nijenhuis, M., Teunissen, C., Looren de Jong, H., Houben, P., Prainanik, S.K. (1996). The rapid perceptual image description method (RaPID), SPIE 2657, 317-328.
3.Besuijen, K., and Spenkelink, G.P.J., (1998), Standardizing visual display quality, Displays, 19, 67-76.
4.Boucart, M., Dinon, J.F., Despretz, P., Desmettre, T., Hladiuk, K., Oliva, A., (2008). Recognition of facial emotion in low vision：a flexible usage of facial features, Vis. Neurosci, 25, 603-609.
5.Fedorovskaya, A. E., Ridder, de H., and Blommaert, J.J.F., (1997). Chroma variations and perceived quality of color images of natural scenes. Color Research and Application, 22(2), 96-110.
6.Huang, S.M., (2007). Legibility of small icons with color combinations in small displays. Percept. Mot. Ski. 103, 887-895.
7.Kim, D.Y., Kim, M.J., Sung, G., Sun, J.Y., (2019). Stretchable and reflective displays ； Materials, technologies and strategies, Nano Converg, 6, 21.
8.Lin, P.H. and Kuo W.H., (2011). Image quality of a mobile display under different illuminations. Perceptual and Motor Skills, 113, 1, 215-228.
9.Lakens, D (Lakens, Daniel) ; Fockenberg, DA (Fockenberg, Daniel A.) ; Lemmens, KPH (Lemmens, Karin P. H.) ; Ham, J (Ham, Jaap) ; Midden, CJH (Midden, Cees J. H.) (2013). Brightness differences influence the evaluation of affective pictures, Cognition & Emotion,27(,7),1225-1246.
10.Lin, C., (2005). Effects of screen luminance combination and text color on visual performance with TFT-LCD, Int. J. Ind. Ergon. 35, 229-235.
11.Lin, P.H., Patterson, P.(2012). Investigation of perceived image quality and colourfulness in mobile displays for different cultures, ambient illumination, and resolution.Taylor&Francis.55(.12),.1502-1512.
12.Ojanpaa, H., Nasanen, R., (2003). Effect of luminance and color contrast on the search of information on display devices. Displays 24, 167-178.
13.Revantino, Rizki A. Mangkuto , Adriana Enge , Filza Munira , F.X. Nugroho Soelami , Faridah(2018). The effects of illuminance, colour temperature, and colour rendering of various existing light-emitting diode lamps on subjective preference and performance in Indonesia. Journal of Building Engineering.
14.Rajae-Joordens, R., and Heynderickx, I., (2004). Effect of resolution, sharpness, contrast and luminance on depth impression and overall image quality for a 2D TV. Society for Information Display International Symposium Digest of Technical Papers. 35, 1370- 1373.
15.Shieh, K., Lin C., (2000). Effect of screen type ambient illumination, and color combination on VDT visual performance and subjective preference, Int. J. Ind. Ergon. 26, 527-536.
16.Sagawa, K., (1999). Visual Comfort to Colored Images Evaluated by Saturation Distribution, Color research and application, 5, 313-321.
17.Sagawa, K., and Shimizu, Y., (1995). Psychological evaluation on colored patterns: Effects of occupancy, number of colors and distribution of colored areas, J Col Sci
18.Wang, A., Chen, M., (2000). Effects of polarity and luminance contrast on visual performance and VDT display quality. Int. J. Ind. Ergon, 25, 415-421.
19.Xiaobin Zhang ,X., Bin Zuo ,B., Kendall Erskine ,K., Hu, T.(2016). Feeling light or dark? Emotions affect perception of brightness. Journal of Environmental Psychology,47,107-111.
20.Yendrikhovskij, S.N., Blommaert, F.J.J., Ridder, H., (1999). Color reproduction and the naturalness constraint, 24(1), 52-67.