基於行動影像標籤的飲食管理系統之可行性分析 - 政大學術集成

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(1)國立政治大學資訊科學系研究所碩士學位論文. 基於行動影像標籤的飲食管理系統之可行性分. 立. 政治大析. ‧. ‧ 國. 學. An Evaluation of Mobile Personal Dietary Management Application Based On Photograph Annotation. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 指導教授：郭正佩博士研究生：何浩瑋撰. 中華民國一百零四年七月.

(2) 謝誌. 『旅行的目的，是為了回家』。書寫至此，已入尾聲，握有生命主導權，暢快無比；為了感謝生命之美好，特別以這句話做為謝誌的開始。碩士生涯對我而言，是段大開大闔的歲月，原以為人生可以風調雨順，沒想到困難重重，我以為我幾乎無法觸碰到遠方；撰寫論文的過程像是修行。碩三時努力爭取去矽谷實習，行走美西不同城市，. 政治大回台後雖也不曾忘記自己要做的課題，但滑壘未果，繼續奮戰。幸好，立. 觀察城市的夢想與文化，而那樣的衝擊也一直在我腦海中揮之不去，. ‧ 國. 學. 固執的只把一條路傻傻的走，走久了卻也發現柳暗花明的處所，那曾經在緊要關頭將我猛然拉起的關鍵畫面仍鮮明，最後仍在畢業允許期. ‧. 限裡完成。首先要感謝郭正佩老師讓我看到世界的美好、黃健峰老師. y. Nat. io. sit. 總在我徬徨時指點迷津、廖峻鋒老師的肯定及建議、劉昭麟老師的學. er. 者風範、韓助教在行政上的協助，書寫的漫漫長路，謝謝一路上支持. al. n. v i n 我的朋友，阿丁、敦維、阿觀、小幽、紫含、曉琪、喬比、禹欣、阿 Ch engchi U. 娟、大白、函函、甄甄姐、邱邱姐，垃圾話很多的心靈雞湯兼好飯友們，小班、海弟、肉，對我照顧有加的可愛室友們，雅茜、怡緻、褘涵、弟弟(Dd the cat)；以及耐心讀完初稿並賦與我論文新契機的鐵人哥、感謝柏諺學長、俊輝、梳雲、怡婷、小 A 的幫助；受試者 Irene、純純、哲白、奕勳對系統的厚愛與體貼。以及口試前給我寶貴意見及支持的榮格、阿冏、nia 姨及黃媽媽。在此獻上最誠摯的敬意給陪我堅持到最後的父母，總是在我最失落的時候給我鼓勵，無怨無悔的照顧及付出，以及我的家人，三代同 ii.

(3) 堂的家庭，給我許多力量。感謝在生活中觀照我、陪我走過許多重大時刻的訓練專員啤啤，因為妳每一刻彌足珍貴的關愛與堅持，成為我的精神支柱，讓我有更多智慧與勇氣看見自己、努力奮鬥。論文寫作的過程中，時常有低潮的浪席捲心頭；而在今年夏天的午後，完成讓自己覺得不錯的結果；如果旅行的目的是為了回家，我想我已經裝了滿滿的行囊，回到自己內心的家。. 何浩瑋. 立. 政治大中華民國一○四年七月. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. iii. i n U. v.

(4) 基於行動影像標籤的飲食管理系統之可行性分析. 摘要. 生活於手機相機普及的今日，人們逐漸依賴隨手可得的行動裝置記錄生活，影像記錄儼然成為今日人們記錄生活的方式之一。本研究致力於改善個體攝取多樣性飲食，提供使用者個人化之飲食管理系統，讓使用者在利用影像記錄飲食之時，. 政治大論，我們以影像後設資料的運用，增加自我效能，提供使用者方便的飲食記錄方立改變自身的多樣性飲食攝取行為，讓個體更為健康。透過健康控制與社會認知理. ‧ 國. 學. 式、以及更能掌握自身的營養狀況，讓使用者在記錄飲食的同時，還能改變自身飲食攝取行為，更能作為未來回憶飲食狀況之線索。在實驗設計上，我們邀請 6. ‧. 位受試者使用本研究所開發的飲食管理系統，利用兩週的時間真實模擬生活中的. y. Nat. io. sit. 飲食記錄環境。我們分析使用者實驗前後的自我效能問卷，以及所記錄的飲食記. er. 錄作為評估依據。實驗結果顯示，我們的系統能夠提升個體自我效能外，還能夠. al. n. v i n 改變個體的飲食攝取行為。因此本研究有效促進自我效能感協助使用者在記錄生 Ch engchi U 活，讓個體飲食更加健康。. 關鍵字：個人生命記憶典藏、影像後設資料、健康控制、社會認知理論、飲食管. iv.

(5) An Evaluation of Mobile Personal Dietary Management Application Based On Photograph Annotation. Abstract In these days, as the popularity of smart phone grows, people tend to rely on mobile devices to record their lives. Digital photograph has become one of the ways people. 治政 dietary management system, allowing users not only use 大photos to record their life, 立 but also change their behavior to keep users in good health. Based on health control. recording their daily lives. This research is aimed at providing users with personalized. ‧ 國. 學. and social cognitive theory, this application utilizes the metadata of the images to enhance self-efficacy, to provide users an easier way to record their dietary and take. ‧. better control of their own health. Furthermore, the data of the application allows. sit. y. Nat. users to recall the dietary and thus improves users’ dietary habits. For the experimental design, 6 subjects were invited to use rthis dietary management. io. n. al. er. application, to record their daily dietary in two weeks. The subjects were asked to use. Ch. i n U. v. the system, and answer a questionnaire related to the self-efficiency of their adequate. engchi. dietary after using the application. Experimental results shows that this system not only helps users enhance individual self-efficacy in dietary but also change their dietary habit to achieve the goal of balanced dietary and in good health.. Keywords: Personal Archiving, Metadata-Based Imagination, Healthy Locus of Control, Social Cognitive Theory, Dietary Management, UserLog. v.

(6) 目錄第一章、緒論 .......................................................................................................... - 1 1.1 研究背景 .........................................................................................................- 1 1.1.1 完全記憶的數位時代 ............................................................................ - 1 1.1.2 記錄載具與行為的轉變 ........................................................................ - 3 1.2 研究目的 .......................................................................................................- 3 第二章、文獻探討 ....................................................................................................... 5 2.1 飲食記錄 ............................................................................................................. 5. 政治大. 2.1.1 飲食記錄數位化 ......................................................................................... 5. 立. 2.1.2 影像飲食管理 ............................................................................................. 8. ‧ 國. 學. 2.1.3 自我監測的飲食管理系統 ......................................................................... 9 2.1.4 現有飲食管理方法綜合比較 ................................................................... 14. ‧. 2.1.5 小結 ........................................................................................................... 16 2.2 健康信念模式與社會認知理論 ....................................................................... 17. y. Nat. sit. 2.2.1 自我控制論述 ........................................................................................... 18. er. io. 2.2.2 健康信念模式 ........................................................................................... 19. al. n. v i n Ch 2.2.4 小結 ........................................................................................................... 21 engchi U 2.2.3 社會認知理論 ........................................................................................... 20. 2.3 影像內容與檢索機制 ....................................................................................... 22 2.2.1 基於內容之影像檢索 ............................................................................... 22 2.2.2 基於後設資料之影像檢索 ....................................................................... 23 2.2.3 小結 ........................................................................................................... 24 2.4 文獻探討總結 ................................................................................................... 25 第三章、研究方法 ..................................................................................................... 26 3.1 促進飲食多樣性攝取系統 ............................................................................... 26 3.2 場景說明 ........................................................................................................... 27 3.2.1 系統介面說明 ........................................................................................... 29 3.3 系統架構 ........................................................................................................... 32 vi.

(7) 3.4 飲食多樣性系統 ............................................................................................... 34 3.5 系統資料來源 ................................................................................................... 35 3.5.1 餐廳資料來源 ........................................................................................... 35 3.5.2 餐點資料來源 ........................................................................................... 35 3.5.3 食材對應六大營養類別資料來源 ........................................................... 35 第四章、研究評估 ..................................................................................................... 37 4.1 實驗說明與流程 ............................................................................................... 37 4.2 實驗對象 ........................................................................................................... 38 4.3 研究限制 ........................................................................................................... 38 4.4 實驗環境 ........................................................................................................... 38. 政治大. 4.5 評估方法 ........................................................................................................... 39. 立. 第五章、結果討論 ..................................................................................................... 40. ‧ 國. 學. 5.1 自我效能評估 ................................................................................................... 40 5.1.1 整體自我效能評估 ................................................................................... 40. ‧. 5.1.2 自我效能細項評估 ................................................................................... 41. y. Nat. 5.2 飲食行為趨勢 ................................................................................................... 43. io. sit. 5.3 飲食行為群體結果分析 ................................................................................... 45. n. al. er. 5.3.1 穩定攝取型 ............................................................................................... 45. i n U. v. 5.3.2 攝取成長型 ............................................................................................... 50. Ch. engchi. 5.4 綜合討論 ........................................................................................................... 54 第六章、結論與未來展望 ......................................................................................... 55 參考文獻 ..................................................................................................................... 57 附錄一 ......................................................................................................................... 65 附錄二 ......................................................................................................................... 62 附錄三 ......................................................................................................................... 65. vii.

(8) 圖目錄圖 1、記憶延伸機 MEMEX.................................................................................... - 2 圖 2、營養素分析圖..................................................................................................... 6 圖 3、營養記錄查詢..................................................................................................... 6 圖 4、飲食營養狀況視覺化......................................................................................... 8 圖 5、飲食營養狀況視覺化......................................................................................... 9 圖 6、YUMLOG 系統介面 ........................................................................................... 11 圖 7、TIME TO EAT 系統介面 ..................................................................................... 12. 政治大圖 9、社會認知理論之理論架構圖........................................................................... 21 立圖 10、 PAIRS 影像註釋流程 ................................................................................... 24 圖 8、SAPOFITNESS 系統介面 .................................................................................... 13. I. ‧ 國. 學. 圖 11、促進飲食多樣性攝取概念圖 ......................................................................... 27 圖 12、系統操作流程................................................................................................. 28. ‧. 圖 13、歷史紀錄選擇器圖 14、打開定位服務通知圖 15、選擇所在的餐廳 29. sit. y. 圖 18、欲進食餐點 ....... 30. 圖 20、文字選取 ............................................................... 31. io. 31 a l圖 22、營養累積回饋圖 ............................................. v i 圖 23、當月營養累積狀況圖C 24、每月飲食影像記錄n圖 25、每餐的飲食影像32 hengchi U 圖 26、本研究系統架構............................................................................................. 33. n. 圖 21、註釋完成圖. 圖 17、呈現當日累積營養. er. 圖 19、拍攝影像. Nat. 圖 16、選擇所在餐廳. 圖 27、營養攝取製圖流程......................................................................................... 34 圖 27、全部受試者的平均攝取類別趨勢................................................................. 45 圖 28、USER C 每日類別攝取趨勢 ........................................................................... 46 圖 29、USER D 每日類別攝取趨勢 ............................................................................ 47 圖 30、USER E 每日類別攝取趨勢 ............................................................................ 47 圖 31、類別攝取平均趨勢圖-穩定型 ....................................................................... 48 圖 32、USER A 每日類別攝取趨勢 ........................................................................... 51 圖 33、USER F 每日類別攝取趨勢 ............................................................................ 52 圖 34、類別攝取平均趨勢圖-成長型 ....................................................................... 52 viii.

(9) 表目錄表 1、主動攝取健康飲食文獻綜合比較 ................................................................................ 14 表 2、手機應用程式綜合比較 .................................................................................................... 15 表 3、六大類細項 ............................................................................................................................ 36 表 4、實驗說明與流程 .................................................................................................................. 37 表 5、受試者記錄筆數 .................................................................................................................. 40 表 6、整體效能評估 ....................................................................................................................... 41 表 7、『我盡量每天飲食多樣化』成對樣本 T 檢定 .......................................................... 41. 治政表 9、『就算忙碌，我每天吃一份蔬菜』成對樣本 T大檢定 ........................................... 42 立表 10、『就算忙碌，我每天吃一份水果』成對樣本 T 檢定 ......................................... 42 表 8、『我至少每天喝一杯牛奶的量』成對樣本 T 檢定 ................................................ 42. ‧ 國. 學. 表 11、『如果我上一餐少蔬果，我會在下一餐補齊』成對樣本 T 檢定 ................ 43. ‧. 表 12、受試者 C 部分飲食日誌 ................................................................................................ 55 表 13、受試者 D 部分飲食日誌 ................................................................................................ 56. y. Nat. 表 14、受試者 E 部分飲食日誌 ................................................................................................. 57. sit. io. 表 15、受試者 A 部分飲食日誌 ................................................................................................ 60. n. al. er. 表 16、受試者 F 部分飲食日誌 ................................................................................................. 60. Ch. engchi. ix. i n U. v.

(10) 第一章、緒論 1.1 研究背景隨著文明社會的進程，低活動量與飲食精緻化已然成為大多數民眾的生活常態，高脂、高糖、低纖維的精緻食品是造成許多慢性病的因素；根據行政院衛生署「國民營養健康狀況變遷調查」(NAHSIT) 的統計[1]，台灣人十大死亡原因中有一半以上直接或間接和飲食有關；飲食相關的文獻如雨後春筍的出現，而飲食. 政治大. 管理最重要的目的，就是為了個體健康。. 立. 為了達到自身飲食健康，『飲食多樣性』(Dietary Variety)是各國飲食的建議. ‧ 國. 學. 原則，因為滿足營養與保健需要多種必須營養素，並不能由單一營養素所提供。. ‧. 因此無論是美國的『飲食金字塔指南』(Food Guide Pyramid)、或是我國的『每日飲食指南』都將常用食物分類，並宣導攝取各類食物。美國國家癌症研究所，危. sit. y. Nat. io. er. 險因素監測首席 Kerb Smith 更進一步針對飲食多樣性表示：『每日攝取各大類. al. 食物，更能解釋飲食品質』。但是飲食多樣性為飲食管理後的『結果』，而很難. n. v i n Ch 由個體意識並『自發性』攝取一餐中最欠缺的營養素。由飲食引發的食源性疾病 engchi U 在工商業蓬勃發展的今日特別明顯；我們如何因應科技載具，改變自身飲食習慣，進而促進個體長期健康，是身處在這個世代的人們，無可避免的課題。. 1.1.1 完全記憶的數位時代. 1.

(11) 最早的生命記錄相關科技研究可以追溯到西元1945年，美國科學家Vannevar Bush 提出一種用來幫助人類記錄的機器「記憶延伸機 Memex」(圖1)。它是一台記錄人類個人資料與通訊記錄的設備，可以靈巧且快速的儲存與讀取資料 [2]。. 立. 政治大. y. ‧. ‧ 國. 學. Nat. n. Ch. engchi. er. io. al. 資料來源：[2]. sit. 圖 1、記憶延伸機 MEMEX. i n U. v. 幾十年後由於電腦的發展與硬體的普及，微軟首席的研究員 Gordon Bell 決定嘗試製造出第一台記憶延伸機，儲存一個人一生中的所有訊息。此外，他更提出了「完全記憶」( Total Recall )這個概念，記錄自己的一切，如書籍、照片、信件、音樂、美食、帳單等等，然而這並非要讓我們直接回顧一生的生命記錄資料，而是當需要用到時，它就將會在那。所有的生命記錄可以依照時間、地點或其他線索，自動的儲存、索引、整理排序、相互參照等，讓人們易於檢索和篩選所要的電子記憶 [2]。在這場數位革命裡，隨著記錄行為的轉變，大多數的人們正藉由智慧型觸控手機的拍照功能，將片段的生命足跡一點一滴的保存下來。 2.

(12) 1.1.2 記錄載具與行為的轉變. 隨著手機照相的品質大大改善，隨手拍照記錄生活已是現代習以為常的事情，甚至早已融入在我們的生活周遭。許多人使用相機手機照片分享更勝於單眼相機的原因在於，智慧型手機應用程式的選擇多，讓分享照片這件事情更加容易，除此之外，在影像的處理上也是幾乎無範圍限制的實現 [3]。由於消費型數位攝影裝置不停的蔓延與擴散，人們少了傳統底片相機的束縛，. 政治大. 而記憶卡與硬碟等等的儲存設備的價格也越來越親近人們可以負擔的價格；影像. 立. 記錄生活的方式，早已和我們密不可分。又因為 Instragram 的興起，讓手機拍照. ‧ 國. 學. 記錄生活更加普及且無遠弗屆。個體的生活點滴，得以輕鬆利用數位影像，保留. ‧. 下來。影像註釋隨著影像記錄因應而生，透過影像註釋，我們得以能夠組織與管. sit. y. Nat. 理影像記錄；本研究探討行動影像標籤作為飲食管理系統的可行性分析，在影像. io. al. n. 理的差別。. er. 記錄生活的世代，管理個人飲食健康，並且研究有無使用本系統，對長期健康管. Ch. engchi. i n U. v. 1.2 研究目的本研究企圖探討影像註釋在飲食管理上的可行性，並且研究目前飲食管理的脈絡與發展，提出基於影像後設資料的飲食管理系統，應用健康信念、認知心理學，能夠改變使用者行為，藉由科技的輔佐，使得多樣性攝取更加容易，個體更能夠達到健康健康的目的。因此本研究目的歸納如下：. 3.

(13) 1. 建立一個基於影像後設資料的飲食管理系統，應用社會認知理論、健康信念，驗證其可行性，提供飲食管理者文字記錄之外的選擇。 2. 提出能讓使用者『主動』攝取飲食多樣性的方法，讓使用者能夠更加理解自身的飲食習慣，以促進個體長期健康。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 4. i n U. v.

(14) 第二章、文獻探討 2.1 飲食記錄傳統在營養學記錄食品記錄的方法，是利用24小時回想( recall )和食物頻率問卷做評估，完全依賴人力做事。個案記錄需要將飲食記錄，記錄上飲食記錄單或記錄本上，但是手動記錄所有餐點的詳細信息是一個乏味的任務，很難讓人持續堅持下去，我們有需要透過科技來記錄飲食[4]。. 治政因此在2012年成功大學醫學院醫生楊宜青等人進一步提出改進傳統的飲食大立. 記錄方式[5]，透過行動裝置及無線網路記錄使用者活動路徑，並且進行健康評. ‧ 國. 學. 估，進行個案熱量計算，並用手機的照相與影像擷取功能，隨時記錄使用者所有. ‧. 飲食內容，再經由專業營養師做營養成分及進食分配做分析。透過無線網路，將. sit. y. Nat. 分析診斷之配套建議回傳給個案，利用智慧型手機等行動裝置，搭配適當的數位. n. al. er. io. 內容，讓使用者能夠進行飲食管理記錄與建議；也暗示飲食記錄數位化的到來。. 2.1.1 飲食記錄數位化. Ch. engchi. i n U. v. 在2010年學者Atsushi Fujaii等人，依據日本當地的每日攝取標準，利用文字記錄與索引的方式進行飲食記錄(圖4)，使用者可以手動記錄今天的烹飪記錄，並且以日曆的方式提供使用者查詢(圖5)，方便使用者查看在某個時間點的營養記錄 [6]。. 5.

(15) 學. ‧ 國. 立. 政治大圖 2、營養素分析圖. ‧. 資料來源：[6]. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. 圖 3、營養記錄查詢資料來源：[6]. 6. v.

(16) Atsushi Fujaii 提出使用文字記錄飲食，透過建立食譜索引系統與食材的分類的方式，計算出個人精確的營養攝取，並且研究結果顯示其系統整體的滿意度比一般現行系統的分數都還要高。雖然文字記錄能夠精確的計算出個人營養攝取狀況，但是 Aizawa 在 2013 的多媒體飲食記錄研究中，建議使用影像記錄飲食的方式來評估營養成分，表示圖像比起文字描述擁有更豐富的信息[7]，人們可以用食物圖像記錄自己每天的食物攝取量，而影像飲食記錄最一開始是以圖像辨識作為基礎[8]。在2001年Pishva Davar等學者提出以機器視覺為基礎的資金登記法. 治政大 (Cash-Register System )分析顏色形狀與大小提出麵包辨識系統[9]， 2010 年立. Hajime Hoashi 等學者使用85種不同種類的飲食影像作影像分類[10]，他們針對. ‧ 國. 學. 每個分類挑出一百張照片放進 MLK-SVM 模組中進行訓練，以訓練後的模組為. ‧. 基礎進行影像辨識的工作，他們從中挖掘各個類別中特別有效的特徵值並提高這. sit. y. Nat. 些特徵值的權重以獲得較高的準確度，能夠辨識73種不同的麵包並且其精準度達. n. al. er. io. 到 96%，他們使用的是特殊拍攝的資料，使飲食影像的背景能夠統一，因此將. i n U. v. 飲食與背景區分出來便容易許多。同樣在2010年，學者 S. Yang 提出的美國速. Ch. engchi. 食影像辨識系統 [11]，提出飲食的影像辨識重點在於其影像的空間分布，此系統將影像特徵值另用像素 (Pixel)分割並分類的方式計算來辨識飲食影像。由於識別圖像中的食物是困難的，而不同的食物有相似的視覺外觀(如咖哩與濃湯)將會使影像辨識更加的具有挑戰性，在 2013 年 Ye He 等學者提出利用飲食上下文信息的方式，藉由餐點裡，食物與食物之間的共存性，來減少食品影像的歧義度 [12]，借此提高食品的辨識精準度，也藉由這樣的上下文飲食資訊的方式提高約莫10%的食品影像分類精準度。但這裡，還只是停留在辨識，在下一小節中，我們將介紹飲食管理。 7.

(17) 2.1.2 影像飲食管理在 2010 年，日本東京大學 Kiyoharu Aizawa 團隊，進一步從影像辨識延伸出個人飲食影像記錄系統，依據美國 USAD 飲食指標 [13]，提出可視化的個人化影像飲食記錄，使用影像記錄與管理的研究開始萌芽 [7]。此系統允許使用者一次上傳多張照片，不需要事先剔除與飲食不相關的圖片改由系統進行偵測，使用者也可以選擇剔除認為並非食物的照片避免造成系統的困惑，進而提升系統的準確度。而系統同時也會增加特徵值，並且透過輔助向量機( Support Vector Machine )來提高精準度，並提供日曆化的查詢方式，讓個人飲食記錄能夠更方便. 治政大的查詢(圖6)。但也由於上傳的照片背景不一，以及拍攝情境與手法各不相同，立. 導致去背的困難，因此精準度偏低。. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. 圖 4、飲食營養狀況視覺化資料來源：[7]. 8. v.

(18) 在2014年Aizawa 團隊改善Food Log，提出利用貝斯框架( Bayesian framework )，利用個人的飲食傾向改善圖形辨識，系統可供個人或專家更正辨識後結果，在依據每個用戶的資料為基礎(圖7)，利用個人過去的飲食記錄來讓辨識系統更精確，實驗結果顯示在飲食均衡的評估中，對於記錄200張照片以上的兩個人有著顯著的變化，平均絕對誤差從 0.69 降低到 0.28，而100 張照片以上的兩個人從 0.59 降到 0.48，也是第一個利用計算個人的偏好來提升系統的分析效能。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學圖 5、飲食營養狀況視覺化. y. n. al. er. io. sit. Nat. 資料來源：[8]. Ch. e. 2.1.3 自我監測的飲食管理系統 n g c h. i. i n U. v. 同樣是上傳飲食影像的飲食記錄與管理，在2011年 Noronha 提出不同的角度進行飲食管理，Noronha等學者發展了PlateMate[13]，認為影像辨識有其局限性，而飲食記錄若是要記錄到食材的內容資訊，費時費力，於是提供一個『工作流程』，藉由上傳自己的飲食照片到PlateMate雲端系統，以人類組織結構的分工作為發想起點，把大問題(照片裡的食物有著不同食材)變成可管理(分辨不同食材)、審核(個別食材資訊)的小問題，然後發包給貢獻者，驗證和結合結果。如此透過群眾外包( CloudSourcing )的方式自動協調沒經過培訓的眾人，讓大家來估 9.

(19) 計飲食，以得到個人的飲食攝取狀況，研究結果顯示 PlateMate 幾乎和受過訓練的營養師一樣準確並且比傳統的自我報告( Self-reporting )更容易使用，提供飲食另一種管理思維。在2008年的L Zepeda的飲食研究中，提出飲食記錄所帶來的警惕性與影響力，比起飲食的營養成分分析來的有效 [14]，而陸續亦有相關的研究提到飲食警惕性的重要，例如在2010年的人格與心理學公報( Personality and Social Psychology Bulletin ) 中，Quinn表明，相對於直接回應誘惑(控制自發性的衝動)，改善不良的習慣更有效的方法是透過自發性的嚴格監視[15]、2012的飲食營養學期刊. 治政大《Journal of the Academy of Nutrition and Dietetics》研究亦有相關證明 [16]。而立. 在飲食管理的文獻中，也有不少利用基於自我監測的方式，提出另一個角度，進. ‧. ‧ 國. 學. 行飲食管理。. 在2014 年東京大學 Toshiki Takeuchi 等學者同樣使用群眾外包，但是用更. sit. y. Nat. 進一步以提升個人記錄意願的角度，提出社會化多媒體系統 Yumlog [17]，. n. al. er. io. Toshiki 等學者奠基於心理學的期待同化心理( Expectation Assimilation)，利用社. i n U. v. 群媒體的分享飲食圖片，讓在同一個社群平台的人互相評估對方的飲食還有健康. Ch. engchi. 指數，藉由他人的評價來促進個人健康飲食，研究結果顯示，透過跟他人展示，說明自身擁有健康的飲食，用受試者往往會吃更多被評為健康的食物、進而促進個人攝取的健康。. 10.

(20) 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. al. Ch. engchi. y. sit. io. 資料來源：[17]. er. Nat. 圖 6、Yumlog 系統介面. i n U. v. 而同樣是以促進個人動力為基礎的文獻還有在 2009 年 Patrik 等學者所發表的期刊論文[18]，以簡訊(Short Message Service: text)或是多媒體訊息(Multimedia Message Service)干預控制飲食並予以控制，利用每個月的體重控制文宣、還有街道針對個人的健康顧問電話，進行飲食減重的控制、讓成年人能主動的控制自身熱量。在2010年康乃爾大學Pollak等人發表的系統Time to eat[19]，每個孩子都有自己的虛擬寵物，受測的孩子被要求上傳自己的飲食照片，寵物會透過營養學家的分析結果，發送健康飲食的郵件來提醒、告知使用者自身的健康狀況，並給予評 11.

(21) 分，藉由此遊戲，讓孩子建立練健康飲食概念的遊戲、訓練健康飲食的認知，主動促進個體健康。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學資料來源：[19]. n. al. er. io. sit. y. Nat. 圖 7、Time to Eat 系統介面. Ch. engchi. i n U. v. 在 2011 年，Lopes 等人發表 SapoFitness 系統[20]，目的是讓用戶保持自身的飲食攝入量以及日常運動量的每日健康日誌，計算個人的能量攝取與卡洛裡是否均衡，沒有的話則會送出提醒訊息告訴使用者。讓用戶產生減輕重量的動機。. 12.

(22) 立. 政治大. ‧ 國. 學. 圖 8、SapoFitness 系統介面資料來源：[20]. ‧ y. Nat. io. sit. 無論是 PlateMate 系統或是 Yumlog 系統，皆提出良好的方式利用社群平. er. 台的方式讓使用者能夠藉由社群的力量，闡明健康的重要，也揭示飲食記錄的發. al. n. v i n 展已經逐漸有跳脫『系統準確性』框架的跡象；而從Yumlog (2014) 的發展，揭 Ch engchi U. 示過去影像記錄辨識的過往與局限性、認為『主動性』飲食成為飲食管理之趨勢。在主動性攝取飲食的文獻，都使用不同的面相，提出方法促進個人的健康攝取，無論是利用醫學期刊的研究—透過SMS得以讓成人得以掌握自身熱量的過度與不足、或是康乃爾大學的研究—透過遊戲(Time-to-eat)讓孩子可以從遊戲中獲得飲食的回饋，都能達到個人飲食管理的目的；但由於請專家給予回饋與輔導，耗力費時，能服務的對象亦有限，因此過幾年後SapoFitness被發表，SapoFitness 利用個人主動註記食材、份量的前提下，系統自動化計算個人的熱量消耗，並且利用監測系統回饋給使用者過度或是不足的地方；而在2014東京大學的學者提出 13.

(23) Yumlog系統，從另外一個觀點促進個人飲食健康—心理學的期望同化 ( Expectation Assimilation)，透過社群網路，展現自身健康飲食，而影響他人也慾望能夠擁有健康飲食的方式；無論SapoFitness 抑或Yumlog在促進個人飲食健康攝取上都有良好的研究結果。雖然SapoFitness提出的主動攝取促進方法，解決了專家輔導耗時費力的問題，也同時保有個人的隱私，但是要逐一輸入餐點細節(食材與份量)，依舊是一件麻煩的事情；而Yumlog提出的期望同化固然是良好的觀點來解決飲食促進問題，但是由於飲食本身具有隱私性，並非每個使用者都能接受，因此這樣的方法有其局限性。. 立. 政治大. 促進個人主動攝取健康飲食綜合比較. V. V. V. V. X. X. X. V. 不空開. 不公開. 不公開. sit. X 公開. er. al. X. y. V. io. 4.飲食資料隱私. V. Nat. 佐. Yumlog. ‧ 國. 3.系統半自動輔. SapoFitness. ‧. 2.專家干預. Time-to-eat. 學. 1.促進個人飲食. 簡訊干預實驗. n. 表 1、主動攝取健康飲食文獻綜合比較. i n C 資料來源：本研究整理 hengchi U. v. 2.1.4 現有飲食管理方法綜合比較飲食管理的方式，除了傳統的紙本記錄、在過去文獻中可見的數位化的飲食管理系統之外，坊間也出了不少以地點為基礎的飲食記錄系統，例如 FoodSpotting 或者是 Evernote Food 等。Evernote Food 是一款以飲食照片為基礎的個人日誌，人們只要拿起手機，就可以針對所在地，選擇在地化的餐廳與食物，並記錄美食，甚至還可以當做日記軟體使用。而 FoodSpotting 是美食社群的應用程式，使用者. 14.

(24) 透過它得以拍攝照片，註記所在的餐廳，並且透過社群網路的分享得以查詢所在地附近的美食，其受歡迎的程度甚至大於 Evernote Food。除了以地點為基礎的飲食記錄系統，還有記錄美酒的應用程式，例如丹麥 Vivino 公司出的葡萄酒識別軟體(Vivino)，就以生活結合酒類記錄的方式，除了幫助使用者更了解所喝下去的葡萄酒之外，也更進一步的記錄喝下肚的酒纇。另外有別於飲食記錄系統，還有一些提供個人健身與體重管理的軟體，例如 iFitness 以及 MyFitnessPal 等。這些軟體與飲食記錄軟體的服務對象略有不同，透過使用者的飲食記錄來計算飲食是否過量、體重的變化狀況。例如，iFitness 提供每日記錄自己所吃下的熱量，. 治政大MyFitnessPal 更進一步提並且可以觀看一段時間內，所吃下的卡洛里及變化；立. 供食品資料庫以計算營養素、提供營養素攝取追蹤記錄、並且依據輸入的食品記. ‧ 國. 學. 錄，計算熱量。以下將上述所提到的行動載具應用程式做綜合比較。. ‧. Nat. 1.影像記錄生活 2.回顧過去記錄之. al. n. ting V. 影像、標. Vivino. Food. Ch V. sit. Evernote. iFitness. MyFitnessPal. er. io. FoodSpo. y. 手機應用程式綜合比較. V. engchi. i n U. v. X. X. 影像、標籤. 影像、文字. 文字. 文字. 呈現方式. 籤. 3.提供記錄分析圖. X. X. V. V. V. 4.飲食多樣性分析. X. X. X. X. V. 5.提供在地化服務. V. V. V. X. X. 6. 社群網路分享. V. V. V. X. V. 表 2、手機應用程式綜合比較資料來源：本研究整理. 15.

(25) 在用影像記錄生活的應用程式中，這類型的應用程式皆能讓使用者記下自身的生活歷程，但是對於大多數的使用者而言，在手機上輸入文字，是一件耗時費力的事情，如果能透過點選的方式，註記所在地及餐廳及餐點名稱，也較能為大眾接受，亦能有效的省去時間。以 FoodSpoting 為例，我們能透過點選餐廳與餐點名稱的方式，來記錄每一次的飲食，這種作法的確提高了使用者記錄飲食的意願，但隨著健康飲食意識的崛起，健康飲食的觀念日益備受重視，這類型的程式在飲食管理上，並未有良好的促進自動解決多樣性飲食的方式。. 立. 2.1.5 小結. 政治大. ‧ 國. 學 ‧. 由於科技的興起以及個體健康越來越被重視，無論是心理學領域、營養學. sit. y. Nat. 領域或者是資訊科學領域皆不難看到飲食管理的研究論文，飲食管理的演變過程，. io. al. er. 從傳統的紙本記錄開始、逐漸演變為數位飲食管理，而後有文獻探討多媒體在飲. n. 食管理之中的影響與脈絡，飲食管理轉變為使用圖像之飲食記錄；Aizawa團隊更. Ch. engchi. i n U. v. 建議使用影像記錄飲食，而J. Noronha卻表示影像辨識有其局限性；因此，我們卻也能在同一個時間軸下，看到由另一個角度看待飲食管理的文獻脈絡-『主動攝取健康飲食』。綜合主動性攝取健康飲食之文獻，簡訊干預實驗以及Time-to-eat，但是需要專家的輔佐，能服務的對象有限、成本也高，SapoFitness提出解套方式，讓系統能輔助使用者記錄自身飲食，同時保有飲食資料之隱私，但是記錄方式依舊需要使用者自動輸入餐點細節，Yumlog 透過將自身飲食公開到社群網路上的方式，. 16.

(26) 促進飲食管理的方法，但是由於飲食資料具有隱私性，不為注重飲食隱私飲食的使用者所接受，仍有其局限性。因此本研究提出基於影像後設資，兼具影私性與便利性的飲食管理系統，應用健康控制模式(Health Belief Model, HBM)及社會認知理論，達到飲食管理的目的。健康信念模式是指個體為維持或促進健康，達到自我滿足、自我實現而採取的行為與信念，因為人們具有『使有效的動機』，這是一個普遍存在的內因性需求，想去控制外在的環境，若個人感受到自己可以執行控制，就會產生有能力的感覺(Sense of Competencies)，而這樣的能力感能是個人自我強度的總指標，藉. 治政大由個體對自身營養狀態的掌握、控制能力的提升，促進個人攝取多樣性飲食。在立下面的小節裡，我們將介紹健康控制模式及社會認知理論。. ‧. ‧ 國. 學. 2.2 健康信念模式與社會認知理論. sit. y. Nat. n. al. er. io. 隨著晚期現代社會的來臨，『健康生活的形態可以預防疾病、新營養食品時. i n U. v. 代誕生、作自己身體健康的主人』等訴求，已然穿透醫療機構的界線，而在影像. Ch. engchi. 媒體與報刊雜誌中大量複製刊載[21]。從醫療網路對健康促進、健康意識中的廣告行銷，我們的社會建構成自我促進健康的新藍圖。醫療與科技的進展，無疑的促使人們平均壽命延長，但也使人們面臨多變得生活與健康風險。食源性疾病在文明社會的盛行率，正可以說明風險因素對於人類健康的潛在威脅，人們又如何透過自主、控制的方式，取得個人對身體變化的控制權，以維持個人的認同感，在控制效能的內涵下，促進個體長期健康。美國著名心理學家 Bandura 在 1997 年，首次提出自我效能(self-efficacy)，並將自我效能加入社會認知了理論結構 (Social Congnitive Theory, SCT)[22]。Bandura 強調自我效能代表個體在行動的可 17.

(27) 能性、及自覺在特殊情況下，克服現實的困難和障礙，有足夠的信念完成某依任務，因此，自我效能可視為個體對行動付出的主觀評估，決定個人的行為動機的重要因素。. 2.2.1 自我控制論述在 1959 年 White 提出『使有效(達到目的)的動機』，說明個人具有一種普遍存在的[23]、內因性的需求想去控制外在的環境，若是個人感受到自己可以執行控制，就會產生有能力的感覺(Sense of Competencies)，而這樣的能力敢是個人. 治政大『自我強度』的總指標。Rotter(1996)從行為學習觀點指出，個體在一邊的情境立. 下，會透過學習歷程，使自己經由預期自己的行為是否可以改變外在情境，而與. ‧ 國. 學. 外在環境互動；另一方面，改變環境所獲得的價值會強化個體在類似的情況下，. ‧. 是否再產生類似行為以改變外界。Rotter 認為個人的『預期』、及行為的『強化. n. al. er. io. 期望』，期內容分別為『內控』與『外控』。. sit. y. Nat. 價值』兩個變項的交互作用，使個人逐漸學習依套反應模式，發展出『概括性的. i n U. v. 另外，Banduara 提出『自我功效』的概念，主要看法為：. Ch. engchi. 1. 自我功效為一種特殊的個人信念，相信個體的能力可以表現出某類的行為，因而導致某種結果[22]。 2. 自我功效指向一種個人能力的信念，相信個人對影響他們生活的事件可以產生控制[24]。 3. 自我功效是個人能力的信念，相信個人可以啟動動機、認知資源與行動過程，而對作業要求產生控制[25]。. 由以上相關文獻說明，個人的信念控制範疇是多重面相的，而掌握個體的控 18.

(28) 制信念，往往是個人能力感展示的一種指標。本研究將以均衡飲食的健康控制信念為探討主題，以科技的介入，產生相對明顯的自我覺知及控制感。本研究以兩種健康行為科學理論來提升自我效能、影響個人行為與決策，以促進個體健康；這兩種健康行為科學理論是健康信念模式(Health Belief Model, HBM)以及社會認知理論(Social Cognitive Therory, SCT)，分別針對個人及互動層面作為介入點。. 2.2.2 健康信念模式. 立. 政治大. 健康信念模式(Health Belief Model, HBM)發展於 1950 年代早期，是健康行. ‧ 國. 學. 為科學理論較早發展的理論之一，廣泛運用於公共健康的範疇上。健康信念模式. ‧. 以心理學作為基礎，強調價值期待理論(Expectancy Value Theory)，即個案對疾. n. al. er. io. 昇個人對疾病的知覺性，進而提高行為改變的動力。. sit. y. Nat. 病預防而主動採納預防性的健康行為[26]。因此，健康控制信念的核心概念是提. i n U. v. 運用健康信念探討飲食行為的相關研究有 2003 年 Abodd 等人針對 28 名大. Ch. engchi. 學職員進行為期 8 週的新血管疾病營養教育介入計畫，並以健康控制模式為架構；結果顯示，職場員工在介入後的營養知識有顯著的改善，飲食行為改變上，亦有顯著降低飲食的總熱量、脂肪攝取量的現象。在 1996 年 Chew 等人以健康控制信念作為理論架構，針對 300 個成年人進行 TV-program 計畫，目的為提升成人對健康飲食的行為動機及增進知識。結果顯示，無論年齡、教育程度，此計畫顯著提昇成年人對健康飲食的行為動機、知識。另外在 2009 年，Peng 等學者以電腦遊戲-RightWay Caf’e 的方式作為介入，結合社會認知理論及健康控制信念的運用，顯著提昇年輕成年人對體重管理的營 19.

(29) 養知識、自我技能，並增加對健康飲食的自覺利益性(perceived benefits)。. 2.2.3 社會認知理論. 社會認知理論著重人際層面，強調個人行為是藉由社會互動、他人經驗的模仿而成，因此在健康行為的研究上，社會認知理論是針對提高行為能力而建立的理論模式，社會認知理論是源於 Miller 與 Dollard 在 1942 年提出的社會學習理論，強調個人透過觀察以及模仿而發展出的。在 1997 年 Bandura 針對社會學習理論. 治政大 SLT)。而後 Bandura 針進行擴充，而發展出社會學習理論(Social learning Throry, 立對個人行為意象，例如：自我效能、控制等因素，將社會學習理論，改名為社會. ‧ 國. 學. 認知理論(Social Cognitive Therory, SCT)。關於社會認知理論的架構請見圖。. ‧. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 20. i n U. v.

(30) 圖 9、社會認知理論之理論架構圖資料來源：[22]. Clark&Dodge 認為，增進自我效能是啟動和維持行為改變的決定因素；而社會控制理論最強而有力的變項為：自我效能。社會控制理論廣泛運用於預測或改變飲食行為的研究上，並且適合用於個人或社區的營養教育應用。在 2007 年 Anderson 等學者探討社會認知理論架構的組成變相對成人食物消費及其營養攝取的預測能力，透過 14 家購物場所，針對 712 位消費者進行問卷. 治政大訪談．測量變相分為兩大部分，一為社會認知理論的結構式問卷(變相包含: 自立. 我效能、自我控制、社會支持及結果期望)，二為飲食調查，以消費者的購物清. ‧ 國. 學. 單、飲食頻率來評估飲食脂肪、膳食纖維以及蔬菜水果的攝取。結果顯示：社會. ‧. 認知理論針對飲食脂肪、膳食纖維及蔬菜水果的預測解釋力為 35%、52%、59%。. sit. y. Nat. 而消費者的年齡、性別、社會經濟狀況和社會認知理論的社會支持、自我效能、. n. al. er. io. 自我控制、結果期望皆能有效預測飲食行為，其中又以自我控制的預測效力最高。. Ch. engchi. i n U. v. 2.2.4 小結綜合以上，增進自我效能是啟動和維持特定行為的決定因素，社會認知理論最強而有力的變項即為自我效能。而個人自我效能的判斷，並不在於具備什麼技巧，而是他們所擁有的技巧使得個體得以「判斷」或「相信」自己能做什麼，來應付外在的環境壓力或生活事件的要求。但是在這些干預的實驗中，僅一般信息被教導，並不傳達個人特徵，例如個人的單獨物理屬性的訊息，並大多數的營養教育課程強調適時性知識。若是要針 21.

(31) 對個人的物理屬性被個別教導，則耗時費力成本可觀。為了解決這樣的問題，本研究提出半自動的個人影像註釋方式，針對個人的飲食記錄，增強個體自我效能，提高自身對營養並且讓個人方便管理。. 2.3 影像內容描述與檢索機制個人影像檢索機制主要可以分為兩種方法—基於內容之圖像檢索(Content-Based Image Retrieval, CBIR)、基於後設資料之圖像檢索(Metadata-Based Image Retrieval, MBIR)。. 政治大. 學. ‧ 國. 立. 2.3.1 基於內容之影像檢索. ‧. 基於內容之圖像檢索(CBIR)是對影像中的顏色、形狀、紋理等圖像的特徵作. sit. y. Nat. 為分析依據。對於影像擷取低階特徵後，利用影像處理演算法來達到影像內容的. n. al. er. io. 比對分析。其中比較知名的演算法有1999年，David Lowe 的尺度不變特徵轉換. i n U. v. (Scale-invariant Feature Transform, SIFT)、在2006年Herbert Bay 等學者所發表的. Ch. engchi. 加速穩健特徵(Speeded Up Robost Features, SURF)，他們的演算法能夠在不斷增加的電腦設備下，達到快速、精準的匹配，進而達到影像索引的需求。而在個人影像的檢索機制上主要見於人臉辨識領域，目前已經可以精準的分別不同人的臉孔，並且辨識度很高。例如以生活記錄典藏與社交聞名的臉書(Facebook)以及個人影像管理軟體(Apple iPhoto)，都將人臉辨識納入主要的檢索機制中。雖然如此，但除了人臉辨識之外的多數基於內容之圖像檢索之應用仍有其局限性，達不到足夠的精準度來滿足實際索引的需求。. 22.

(32) 2.3.2 基於後設資料之影像檢索. 基於後設資料之圖像檢索(MBIR)為針對圖像內容所加上的文字作為篩選的依據，利用這些影像在拍照後自動及手動產生的影像內容描述資料，結合資料庫系統以篩選內容，達到影像檢索的需求。過去大量的影像資源缺乏足夠的描述資訊，無法有系統得找到所需的資源，因此後設資料內容決定數位影像是否更有效率的組織、搜尋、存取及詮釋。後設資料針對不同的應用設計相對應的結構與方式，是非常重要的。因此有不少描述數位內容的標準與機制，例如Exif、IPTC Core. 政治大. & Extensions、DIG35、Dublin Core、XMP以及MPEG-7等，都是在制定如何描述. 立. 多媒體內容，其中XMP和MPEG-7是奠基在可延伸標記式語言(XML)，擁有靈活. ‧ 國. 學. 得描述方式，也提供高階的語意描述機制。. ‧. sit. y. Nat. 但是在大部分的狀況下，MBIR的問題在於繁複的註釋程序；一些正在進行數位. io. al. er. 內容典藏的組織如國家地理協會( National Geographic Society )、或是國立故宮博. n. 物館( National Palace Museum )皆投入大量的時間和成本在註釋影像上，因為對. Ch. engchi. i n U. v. 照片進行手動註釋是相當辛苦的，因此東京大學的學者Kuo等人，設計了以 MPEG-7 為基礎的 DDDC 註釋架構[36-38]，來解決大部分個人數位影像中，語意標註的困難，在MPEG的標準下，不但可以描述影像，更是可以針對影音多媒體內容做描述，加上本身具有可擴充性，是為一套完整的多媒體內容描述機制。而在2012年學者Y Chen更針對學者PJ Kuo等的研究進行更進一步的使用性研究，建立iPARIS影像生活註釋系統， iPARIS為影像註釋管理系統，致力於讓使用者有良好的註釋體驗而設計[39]，提中此系統利用POI資料庫，推薦使用者註記列表，達到方便、效率的相片註釋，並且延伸時間空間的多媒體資訊內容；另外系. 23.

(33) 統是用使用性工程的方式，設計個人數位化系統之介面與流程。圖為Chen所提出的註釋流程，透過拍攝、註釋頁面之設計，使用可以在拍攝完影像設後，選擇地點或是物件，輕鬆完成註釋。. 立. 政治大. y. Nat. n. al. sit. 資料來源：[39]. er. io 2.2.3 小結. ‧. ‧ 國. 學圖 10、iPAIRS 影像註釋流程. Ch. engchi. i n U. v. Chen學者提出影像生活註釋系統iPARIS，對應用程式之介面與流程進行使用性工程之建構，以建議更好的行動註釋影像系統。夠透過方便註釋的方式，管理我們的生活影像記錄；由於飲食與我們的生活息息相關，飲食的歷史毫無疑問的屬於生活記錄的一環，因此本研究以 iPARIS為基礎作為延伸，以影像註釋作為飲食記錄的方式，利用註釋資料作為索引的依據，幫助我們記錄所食、在記錄的同時亦能促進個體健康。. 24.

(34) 2.4 文獻探討總結近幾年，飲食管理逐漸被人們重視，從傳統的紙本記錄逐漸演變為數位飲食記錄，而後有文獻探討多媒體在飲食管理中的影響與脈絡，逐漸演變為數位管理系統，而又因為圖像比起文字能傳達更多的訊息，飲食管理之潮流遂轉變為圖像飲食記錄，但卻落入追求準確度的迷思。近期的文獻顯示，自發性的飲食記錄是最有效的改善不良習慣的方法。而近年又有PlateMate、 Yumlog，揭示飲食記錄的發展已經逐漸有跳脫『系統準確性』. 治政大框架的跡象； Toshiki Takeuchi 等學者於 2014 直接指出過去影像記錄辨識的局立限性，認為『主動性』攝取健康飲食成為飲食管理之趨勢。. ‧ 國. 學. 審視飲食記錄最原始的目的—促進個體健康；但無論是傳統的技術框架、或. ‧. 者是透過社群的力量，解決技術的局限性、乃至增強自身攝取健康飲食的動力，. sit. y. Nat. 飲食多樣性始終是記錄後的分析結果，並不由使用者在記錄前就意識到並且主動. n. al. er. io. 攝取；即使有心想選擇在每一餐攝取當時最缺乏的營養，營養狀況的計算繁複與. i n U. v. 困難，主動攝取仍舊滯礙難行。並且飲食記錄本身有其隱私性，因此類似Yumlog. Ch. engchi. 或是PlateMate這樣空開的平台彰顯個人飲食記錄的方式，也不為注重飲食記錄飲食的使用者所接受。我們需要更具有個人隱私的方式來方便記錄自身飲食、解決飲食多樣性問題；並且促進個人達到健康飲食的目的。影像註釋就是一種方式，能夠讓我們擁有隱私之餘，利用影像進行生命記錄，並且透過影像與後設資料的應用，增加飲食日誌的回憶性、並且讓使用者在記錄時更為便利，使用者不必手動輸入餐點細節資訊，節省使用者時間；並在這樣的方法下，以社會認知理論以及健康信念作為增進自我效能的理論基礎，讓個體主動追求飲食多樣性。 25.

(35) 第三章、研究方法. 審視飲食記錄最原始的目的—促進個體健康。一般飲食管理所提供的方法大多僅能提供記錄，飲食多樣性始終是記錄後的分析結果，然而，若是能讓使用者主動攝取多樣性飲食，更能達到健康飲食之目的。因此，如何讓個體主動攝取健康飲食，又能夠藉由影像記錄的方式，傳達更多的訊息並降低飲食管理的負擔，將是本研究所要探討的議題。. 立. 政治大. 3.1 促進飲食多樣性攝取系統. ‧ 國. 學. 目前，廣泛被應用在健康領域的範疇上，『自我效能』幾乎已經在各個干預. ‧. 實驗中，被視為最強而有力的變項，但是在一般的干預實驗中，僅一般信息被教. y. Nat. io. sit. 導，並不傳達個人特徵，例如個人的單獨物理屬性的訊息，並大多數的營養教育. n. al. er. 課程強調適時性知識。若是要針對個人的物理屬性被個別教導，則耗時費力成本可觀。. Ch. engchi. i n U. v. 為了解決這樣的問題，本研究基於 iPARIS 影像註釋系統為基礎，設計出半自動個人影像註釋的飲食管理方式。本系統以健康控制模式以及社會認知理論為基礎，針對個體的飲食記錄，增強自我效能，藉由增加自我效能，提高對自身的營養狀況認知並且讓個人方便管理，達到多樣性飲食的目的。. 因此，我們提出以下兩點，來增加自我效能感： 1. 提高自我營養的掌握度 : 飲食前之圖像累積營養量、記錄後營養量回饋 2. 更方便的飲食管理 : 餐點資料的選取、影像細節之索引 26.

(36) 目的是讓此模型跳脫飲食多樣性攝取為飲食管理之結果，而是以飲食前呈現目前的飲食狀態的方式，讓個體更能掌握自身的飲食狀態。使用者可以在不同的地點條件下，在確定所在的餐廳時，依據每日的累積飲食，選擇餐點並記錄。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學 er. io. sit. y. Nat. al. n. v i n 圖 11、促進飲食多樣性攝取概念圖 Ch engchi U 資料來源：本研究整理. 3.2 場景說明基於促進飲食多樣性攝取的模型下，本研究實作 iPARIS-Healthy 的飲食管理系統，提供使用者實際操作使用，其操作流程如圖所示，系統情境使用狀況與說明如圖 12。. 27.

(37) 政治大. 立. ‧. ‧ 國. 學. Nat. y. 圖 12、系統操作流程. n. er. io. al. sit. 資料來源：本研究整理. Ch. engchi. i n U. v. 使先，使用者必須開啟定位功能，進入到系統頁面後，可以看到近期累積的營養攝取狀況，當使用者選擇所在的餐廳之後，系統會依據個別使用者的資訊以及所在地，自動整理出以下資訊： 1. 累積營養狀況圖：呈現使用者當日營養狀況累積，並透過營養類別選擇餐點 2. 餐點對應六大類別 : 將餐點依據六大類分類並列出提供使用者方便選取，以利使用者能夠用最輕鬆的方式完成影像註釋，並在記錄之後 : 3. 檢索記錄餐點：檢索該餐點所含的食材與類別 4. 回饋營養累積圖：依據檢索結果與當日記錄計算累積後，回饋給使用者 28.

(38) iPARIS-Helthy 也提供瀏覽的功能，我們希望使用者能夠透過瀏覽過去的紀錄以及查詢營養狀況，更加了解自身的飲食習慣。. 3.2.1 系統介面說明. 使用者小英為使用本研究系統的受試者，而且使用本系統記錄飲食一段時間，在打卡之前，系統會呈現飲食歷史紀錄的選擇器，我們可以在這裡瀏覽過去的歷史紀錄，並選擇性的觀看自身歷史紀錄後，我們得以從右上角的地點選單中，選擇所在地附近的餐廳(如圖 15)。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. 圖 13、歷史紀錄選擇器. Ch. engchi. i n U. 圖 14、打開定位服務通知. v. 圖 15、選擇所在的餐廳. 資料來源：本系統截圖. 在選擇餐廳之後，系統呈現當天的累積營養狀況，並且依據餐廳內的菜單，依據餐點的食材內容，將菜單分為六大類別，例如魯肉飯便當有肉、飯，則魯肉飯便 29.

(39) 當會同時在五榖根莖類以及豆蛋魚肉類中出現，在使用者點選圖上的類別後，顯示並呈現該餐廳所屬類別的菜單資訊。例如，使用者選了今天還沒攝取到的五榖根莖類，則菜單列表上會顯示在該餐廳的五榖根莖類餐點(圖18)。使用者小英可以選擇想要飲食的餐點，開始進行影像註釋記錄。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學 er. io. sit. y. Nat. a l 圖 17、呈現當日累積營養i v 圖 18、欲進食餐點 n Ch U engchi 資料來源：本系統截圖. n. 圖 16、選擇所在餐廳. 在選取餐點之後，使用者可以拍下這一餐的飲食，並點擊影像進行註釋(圖21)。. 30.

(40) 立. 政治大圖 20、文字選取. 學. ‧ 國. 圖 19、拍攝影像. 資料來源：本系統截圖. ‧. 系統會根據所註釋的餐點，累積到營養份量內，並反饋給使用者(圖)。. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 圖 21、註釋完成圖. i n U. v. 圖 22、營養累積回饋圖. 資料來源：本系統截圖. 31.

(41) 在應用程式中，使用者可以打開飲食記錄系統查看自己在過去在一段特定時間內的飲食標準營養差異狀況，如圖 23 所示。為回顧、掌握飲食細節，小英可以根據系統的照片瀏覽來幫助個人更了解自身的攝取實際狀況，在系統中，飲食照片已經依據不同月份分類，方便藉此檢視自己在某月的飲食影像記錄、查看這段期間的飲食。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. 圖 23、當月營養累積狀況. Ch. engchi. i n U. 圖 24、每月飲食影像記錄. v. 圖 25、每餐的飲食影像. 資料來源：本系統截圖. 3.3 系統架構系統實作分為伺服器端、促進飲食多樣性攝取系統以及飲食影像註釋系統 (圖 26)。使用者可以在個人的行動裝置上拍攝照片並註釋，完成照片記錄後，回傳累積之營養攝取圖給使用者；在使用者與系統互動下，掌握自身飲食狀況。 32.

(42) 餐廳資料阿寬羊肉爐. 好媽媽廚房. 羊肉爐、蝦仁炒飯、 …... 蛋餅、豆漿、 …... 飲食影像記錄手機應用程式. 餐點資訊. …... 位置資訊. 餐點檢索系統蝦仁炒飯. 長糯米、蔥、豬肉... 飯、蝦仁、 …... 使用者記錄與資料. …... 飲食記錄. 食材列表. 油飯. 食材類別對應資料. 長糯米、稻米、自來米..... 土雞蛋、機能蛋、紅面番. 餐點、記錄時間. ID、性別、年齡. 政治大. ‧. 圖像資訊. 類別列表. 伺服器端. 立. …... ‧ 國. 蛋豆魚肉. 個人資料. 學. 五穀根莖. 個人飲食記錄. 促進飲食多樣性攝取系統. er. io. sit. y. Nat. n. a l 圖 26、本研究系統架構 i v n Ch U 資料來源：本研究整理 engchi. 本研究開發環境可以分為伺服器端與手機應用程式端，其中伺服器是以 Mac mini OS X 10.9.3 作為開發平台，手機應用程式平台是 iosa7.1.1，網頁應用框架是 Django、食材資料庫為 Mongodb、資料庫對應系統為 Python、手機應用程式使用語言為 Object-C。. 33.

(43) 3.4 飲食多樣性系統為了計算與呈現可視化標準飲食營養差異圖，我們引入了供給率(式一)的概念在系統中，依據台灣本地的每日標準攝取量為標準計算六大類個別的供給率作為標準的營養攝取量；將使用者記錄的餐點除以每日標準所需攝取量。供給率＝(. 實際攝取量. ) × 100%. 標準攝取量. (式一、供給率). 在本研究中的每日標準所需攝取量以衛生署所提供的六類分類為評估基礎，. 政治大種子類。在衛生署公布的每日飲食指南中，標示有國人每天應該攝取的營養份量，立可以細分為全穀根莖、豆魚肉蛋類、低脂乳品類、蔬菜類、水果類、油脂與堅果. ‧ 國. 學. 除此之外，衛生署更進一步的指出年齡與運動強度每日所花費的熱量，及在固定的消耗熱量中所對應攝取的六大類需求量表；本實驗將這些衛生署提供的建議數. ‧. 據，建構個人化模組的每日標準所需攝取量，傳入使用者年齡、性別以及活動強. y. Nat. io. sit. 度即可輸出相對應的六大類需求量。例如，25 歲的女性運動量適中，每天應該. er. 攝取的奶類 2 份，則若當天攝取 1 份，則奶類攝取為 50%。有了各個類別的供給. al. n. v i n 率之後，本研究透過 Google Chart C hAPI 進行六大類別標準營養素攝取的可視化繪 engchi U 製，其可視化製圖流程如下。. 當日六大類攝取量六大類標準. 供給率計算. 攝取量. 圖 27、營養攝取製圖流程資料來源：本研究整理 34. Google.

(44) 將使用者真正食物的食材與個人標準攝取量作為供給率的輸入，經過供給率的計算後，得出六大類的比例，再利用 Google 提供的 API 繪製標準攝取差異雷達圖。. 3.5 系統資料來源本研究小節的系統資料來源介紹，分為三部分，個別是餐廳資料、餐點資料、以及食材對應營養類別的資料。. 3.5.1 餐廳資料來源. 立. 政治大. 本研究的餐廳資料是在實驗前事先蒐集在政大附近的店家，並手動建立的餐. ‧ 國. 學. 廳名稱與菜單資訊，在本次的實驗中蒐集了 32 家餐廳資訊。. ‧ sit. y. Nat. 3.5.2 餐點資料來源. io. al. er. 本研究依據不同餐廳的餐點，手動建立每家餐廳的實際餐點內容與份量，共. n. 計 733 筆餐點資訊；其中，資料庫對應系統以餐點全名作為輸入，輸出為該餐點所包含的食材與重量。. Ch. engchi. i n U. v. 3.5.3 食材對應六大營養類別資料來源食材對應對應資料的來源我們採用行政院衛生署衛生福利部食品藥物管理署於 2013所公布的資基本成分表之分類為基礎，登錄食物品相包括榖物類、澱粉類、蛋類、堅果及種子類、水果類、蔬菜類、豆類、等等十二大主類，此成分表提供了類別與相對應的食材的。而衛生署每日指南分為六大類：五榖根莖類、豆蛋魚肉類、蔬菜類、水果類、堅果油脂類、乳類。其中蔬菜類(156)、水果類(30)、乳品類(66)與六大類相符，本研究將榖物類、澱粉類放入全穀根莖的類別中，而. 35.

(45) 蛋類、豆類、肉類、放入豆魚肉蛋類，而將低脂乳品類歸類為乳類。表一列出六大類別之相關訊息。. 六大分類. 營養素. 描述. 豆魚肉蛋類. 蛋白質. 構成身體器官、促進身體發展. 豆、魚、肉、蛋. 463. 乳類. 鈣. 幫助骨骼及牙齒的生長. 牛奶、起司. 66. 全穀根莖類. 醣類. 產生能量. 米、麵食. 136. 蔬菜類. 維生素、礦物質. 維持新陳代謝、調節身體機能. 鮮豔蔬菜. 155. 水果類. 維生素、礦物質. 維持新陳代謝、調節身體機能. 蘋果、橘子、柳丁. 30. 油脂類堅果及種. 脂肪. 器官的保護層、能量來源. 堅果、豬油、牛油. 71. 政治大. ‧. ‧ 國. 學表 3、六大類細項. Nat. io. sit. y. 資料來源：本研究整理. n. al. er. 子類. 立. 食物範例. Ch. engchi. 36. i n U. v. 食材數.

(46) 第四章、研究評估 4.1 實驗說明與流程實驗流程共分為前測、正式實驗、與後測。前測為針對現有飲食記錄經驗之使用者進行評量，並填寫個人資料，並給予使用者十分鐘左右的系統彈性操作時間，摸索系統並提出問與回答，接著在正式實驗中，受試者將進行兩週的系統測試，並於實驗結束後，填寫後測評估，實驗流程如表所示。. 立. 向受試者說明本研究目的、填寫個人資料，介紹實驗流程與進行簡單的系. ‧. 統流程介紹與操作、安裝系統。研究給予受試者擁有十分鐘的系統. y. 安裝系統. io. sit. 15 分鐘. 10 分鐘. 填寫個人資料、前測問卷. Nat. 前測. 內容. 學. 10 分鐘. 項目. 彈性操作時間，摸索系統、提出問系統彈性操作. n. al. Ch. 答。. er. 時間. ‧ 國. 實驗步驟. 治政實驗說明與流程大. i n U. v. 到指定的店家用餐，記錄共 14 天，. e n g 請使用者盡量記錄每一餐的飲食。 chi. 正式實驗. 兩週. 實際操作. 實驗完成. 30 分鐘. 後測問卷. 請受試者填寫系統後測問卷。根據實驗完成後的使用日誌(user. 歸納與分. log)，以及兩份的量表問卷，進行量. 質化與量化分析. 化分析。最後綜合討論使用日誌與量. 析結果. 化數據，提出受試結果。表 4、實驗說明與流程資料來源：本研究整理. 37.

(47) 本研究實驗經以訪談法與評估量表進行。在本實驗問卷部分，問卷內容設計分為三個部分，各為受試者基本資料、前測問卷、後測問卷。詳細問卷內容如附件。. 4.2 實驗對象正式實驗共計 6 名受試者，主要活動範圍在政治大學附近，女性 5 名，男性 1 名，年齡介於 21 至 29 歲之間，平均年齡為 22.3，受試者對飲食管理有興趣並且經常外食。. 4.3 研究限制. 立. 政治大. 為模擬資料庫健全的狀況，使用者被限制實驗期間內，只能去有餐點資料的餐廳. ‧ 國. 學. 用餐，也由於資料庫的緣故，受試對象主要以生活在政大附近為主，受訪者的年齡分布主要還是偏重大學生這個年齡層。而願意對飲食健康管理有興趣、願意提. ‧. 供個人飲食資料，門檻有一定的難度，導致受訪者的樣本不多。也由於無法確切得知實驗前使用者的攝取狀況，因此我們讓使用者以回想的方式作為飲食前的粗. Nat. n. al. er. io. sit. y. 估基準，也許這不是最好的方式，但是卻能提供給我們粗略的資訊。. 4.4 實驗環境. Ch. engchi. i n U. v. 本研究的實驗環境為使用者飲食所在地，且該空間為能接收行動網路或具有無線網路的空間。本系統是基於 iOS 系統進行開發，因此實驗儀器為 iphone 5s，容量為 16GB 或 32GB，螢幕大小為 4 吋，解析度為 326ppi，具有 800 萬畫素的攝影鏡頭、電子指南針、定位系統、具有行動上網能力，作業系統則為 iOS 7、 iOS8 。. 38.

(48) 4.5 評估方法實驗邀請受測者進行兩週的手機應用程式系統測試，本研究評估之目標為：自我效能、飲食行為，在自我效能方面，我們會透過問卷的方式對整體與細節進行評估，而飲食行為，我們將以受試者在進行實驗前的飲食狀態，以及實驗中的飲食歷程來進行評估。兩項評估目標之細項說明如下：. 1. 自我效能：評估實驗前後，對自身營養狀況的自我效能是否有提昇。我們使. 治政大用成對樣本統計 T 檢定，藉由李克特量表 5 分制問卷進行分析，最高分為 5 立. 分(非常有信心)、最低分為 1 分(非常沒有信心)；問卷主要分為兩部分，第一. ‧ 國. 學. 部分為整體評估，主要探討使用者在實驗前後，對整體之自我效能是否有提. ‧. 昇，設計的題目為”盡量每天飲食多樣性”。第二部分為細項評估，探討使用. sit. y. Nat. 者在實驗前後，對於六大類別攝取以及營養補償的自我效能之差異。. n. al. er. io. 2. 實際行為的改變：根據調查問卷，以受試前兩週的飲食狀況調查為基礎，針. i n U. v. 對使用者日誌(userlog)的記錄歷程變化，作為飲食行為改變的評估。. Ch. engchi. 39.

(49) 第五章、結果討論在實驗期間(兩週)，本研究總共蒐集323筆記錄資料，大多數的使用者幾乎三餐都會記錄、記錄數平均達4筆左右，但其中，使用者B記錄的筆數太少、並且因期末考的緣故中斷實驗，導致該使用者的資料，難以作為研究探討；因此在評估探討中，我們僅以使用者A、C、D、E、F的資料為主。. User B. User C. User D. User E. User F. 69. 15. 55. 63. 67. 54. 4.928. 1.071. 3.928. 4.500. 4.785. 3.857. ‧ 國. 平均. 立. User A. 學. 總共. 政治大. 受試者之記錄筆數. ‧. 表 5、受試者記錄筆數. n. al. er. io. sit. y. Nat 5.1 自我效能評估. Ch. engchi. i n U. v. 可用性評估是欲得知使用 iPARIS-Healthy 前後的自我效能差異，此部份將透過李克特量表(Liker)五點尺度法來衡量，範圍從 1 至 5，並從自信的程度給予不同的分數，最低 1 分，最高 5 分。量表題目是根據飲食管理之實際使用經驗設計，共兩份問卷，分別為『前測問卷』、『後測問卷』。. 5.1.1 整體自我效能評估. 40.

(50) 在量表問卷中的整體效能評估是以目『我盡量每天飲食多樣化』作為整體評估的對象，在題目『我盡量每天飲食多樣化』中對使用系統前後的兩者差異性比較如表 6 (單位：人)。. 我盡量每天飲食多樣化非常有信心. 有信心. 普通. 沒信心. 非常沒信心. 實驗前. 0. 1. 4. 0. 0. 實驗後. 3. 0. 0. 0 治政表 6、整體效能評估大 2. 立. ‧ 國. 學. 而我們亦將表 6 的資料作為統計資料來源，進行成對樣本統計 T 檢定，結果如. ‧. 表 7。從統計表中得知，在 5%的信賴水準之下，在實驗前後達到統計的顯著差. al. er. io. sit. y. Nat. 異( P – value = 0.031 < 0.05)，亦即使用者的滿意度有明顯的提升。. iv n U 標準差. n. 表 7、『我盡量每天飲食多樣化』成對樣本 T 檢定. Ch. e n g個數 chi. 配對變數. 平均分數. 實驗前. 3.2. 5. 0.4472. 實驗後. 4.6. 5. 0.5477. 顯著性. 0.00231**. *表示為 < 0.05 之顯著差異 **表示為 < 0.01 之顯著差異. 5.1.2 自我效能細項評估探討使用者在實驗前後，對於六大類別攝取的差異以及營養補償的認知，細項評估有以下內容: 41.

(51) M1 : 我至少每天喝一杯牛奶的量 M2 : 就算忙碌，我每天吃一份蔬菜 M3 : 就算忙碌，我每天吃一份水果 M4 : 如果我上一餐少蔬果，我會在下一餐補足. 表 8、『我至少每天喝一杯牛奶的量』成對樣本 T 檢定配對變數. 平均分數. 個數. 標準差. 實驗前. 2.4. 5. 0.8944. 立4. 實驗後. 政治大 5 0.707. 顯著性. 0. 0174*. ‧ 國. 學. *表示為 < 0.05 之顯著差異 **表示為 < 0.01 之顯著差異. ‧. 實驗前實驗後. sit. y. n. a2.4 l C h. 個數. 標準差. 顯著性. er. 平均分數. io. 配對變數. Nat. 表 9、『就算忙碌，我每天吃一份蔬菜』成對樣本 T 檢定. 5. engchi. 4.4. 5. iv 1.1407 n U. 0. 0015**. 0.547. *表示為 < 0.05 之顯著差異 **表示為 < 0.01 之顯著差異表 10、『就算忙碌，我每天吃一份水果』成對樣本 T 檢定配對變數. 平均分數. 個數. 標準差. 實驗前. 2.4. 5. 1.14. 顯著性. 0. 0106* 實驗後. 4.2. 5. 42. 0.83.

(52) *表示為 < 0.05 之顯著差異 **表示為 < 0.01 之顯著差異. 表 11、『如果我上一餐少蔬果，我會在下一餐補齊』成對樣本 T 檢定配對變數. 平均分數. 個數. 標準差. 實驗前. 2.6. 5. 1.14. 顯著性. 0. 0054** 4.8. 實驗後. 5. 0.4472. 政治大. *表示為 < 0.05 之顯著差異 **表示為 < 0.01 之顯著差異. 立. ‧ 國. 學. 從成對樣本 T 檢定的角度而言，在 M1 到 M4 的自我效能細項檢定中，每一個檢測的項目在 5%的信賴水準之下，皆有達到統計顯著性；亦即系統除了整體自我. ‧. 效能明顯提升之外，更深入讓每一個營養攝取環節都達到自我效能顯著。. n. er. io. sit. y. Nat 5.2 飲食行為趨勢a l. Ch. engchi. i n U. v. 飲食行為趨勢之基礎，是根據調查問卷，以受試前兩週的飲食狀況調查作為比較對象，針對使用者日誌(userlog)的記錄歷程變化，作為飲食行為改變的趨勢探討；比較基準為使用者在實驗前的飲食狀況，但由於我們無從得知使用者在實驗前的飲食狀況，因此我們採用填寫問卷、並回想過去兩週的飲食攝取狀況的方式(如附錄二)作為實驗前的估計；也許這不是最好的方式，但至少能夠為我們提供一些粗淺的資訊。我們的計算方式如下：. 六大類每日平均攝取量= (一週六大類的攝取量之加總) / (一週天數) 43.

(53) 例如使用者 C 的填答內容如下：. 【飲食行為】請您稍微回憶過去(實驗前)兩星期內，選出一個最貼近您的飲食狀況打 V。從不. 很少. 偶爾. 經常. 總是. 每週. 每週. 每週. 每週. 每週. 0天. 1-2 天. 3天. 4-5 天. 6-7 天. 1. 每天吃全榖根莖類. . . . . . 2. 每天吃奶類. . . . . . . . . . . . . . 3. 每天吃蔬菜. 立. 4. 每天吃水果 6. 每天吃豆蛋魚肉類. . . . . . . 學. ‧ 國. 5. 每天吃堅果油脂類. 政  治 大   . ‧ sit. y. Nat. 使用者 C 的六大類每日平均攝取量則為(7+2+7+2+7+5)/7，計算後結果為 4.2857。. n. al. er. io. 而在使用者 C 的每日平均攝取趨勢圖中，我們將以 4.2857 作為 C 的評估基準。. i n U. v. 我們將每位受試者在這兩週的平均飲食攝取類別數整理成趨勢圖，如圖 27。. Ch. engchi. 44.