每個特徵貼片對應到查詢指紋時擁有的旋轉角度與對應點座標一樣要進行合成 的操作，圖 4-37 為特徵貼片旋轉角度合成流程圖。首先計算所有專家標記的旋轉 角度平均，並求出此平均角度與各個標記的旋轉角度之間的角度差距。若是所有標 記的旋轉角度總數大於 2 組，則以平均角度點為中心前後延伸角度門檻值作為範圍，
判斷是否有標記的旋轉角度落於範圍之外。若有旋轉角度位於範圍外則剔除離平均 角度最遠的 1 組後再進行一輪特徵貼片旋轉角度合成操作。直到所有旋轉角度都落 於範圍內或是剩餘 2 組標記的旋轉角度才輸出最終的平均角度作為合成的新角度。
輸入所有的特徵貼 片旋轉角度
計算平均旋轉角度
計算各旋轉角度與 平均角度的差距
若總角度大於2組則 判斷是否有位於門
檻範圍外的角度
輸出合成的新對應 座標點 剔除差距最遠
的旋轉角度 貼片旋轉角度合成
是
否
圖 4-37、特徵貼片旋轉角度合成流程圖。
假設有 N 位專家進行標記，這樣一來每個有效特徵將會得到 N 組特徵貼片旋轉 角度i，i1, 2,....,N，經過合成後會得到新角度new，詳細的特徵貼片旋轉角度合 成操作如下：
Step 1 計算所有特徵貼片旋轉角度的平均如公式(4-4)，可得平均座標Avg。
1 N
i Avg
i N
………..…………..(4-4)Step 2 計算各旋轉角度i與平均角度Avg之間的角度誤差(Angle Error，AE)，如公式 (4-5)所示。
i i Avg
AE ……….………..(4-5)
Step 3 若是標記的旋轉角度總數大於 2 組則檢驗是否有角度落在平均座標點的角度 門檻(Angle Error Threshold，AEth)範圍外，若成立執行 Step 4，若不成立則 執行 Step 5。圖 4-38 為平均角度的角度門檻範圍示意圖。
Step 4 若有旋轉角度落在平均座標點的距離門檻範圍外，則刪除 AE 最大的旋轉角 度並將剩餘旋轉角度重新執行一輪特徵貼片旋轉角度合成操作。圖 4-39 為 剔除範圍外最遠點後重新計算平均座標，可以使新平均座標更接近多數專家 的判斷位置。
Step 5 最終輸出平均角度Avg作為合成座標點new。
AEth AEth
Avg圖 4-38，平均角度的角度門檻範圍。
AEth AEth Avg
AEth AEth
Avg
圖 4-39、剔除範圍外最遠角度，重新計算平均角度。
對應點座標與特徵貼片旋轉角度使用這樣的合成方式並不只限於 3 位專家標記 的答案進行合成，而是 2 人以上皆可，因只剩 2 位專家的數據時只能取平均，而無 法觸發合成的篩選機制。參與標記標準答案的專家人數越多所得到的答案越是穩定，
在合成過程中會逐漸排除掉少數較極端的答案，並降低人為疏失所產生的誤差，使 最終輸出的合成答案落在大多數專家所標記答案的區域。
第5章 實驗設計與結果分析
實驗設備 5.1
本論文的 Patch-Whole 相關性演算法及標準答案製作實現於個人電腦平台 (Personal Computer，PC)，所有程式皆以 C 語言進行開發。而在製作標準答案的輔 助工具有使用到 QT 開發環境。平台配備如下表 5-1 所示，而圖 5-1、電腦平台與 指紋感測器。圖 5-1 為所開發使用的電腦平台與指紋感測器。
表 5-1、個人電腦平台規格。
系統配備 規格資訊
Vendor Model
CPU
ASUS BM6675 Intel i7-3770 3.4GHz
RAM DDR3 8GB
OS Microsoft Window 7 x64
圖 5-1、電腦平台與指紋感測器。
使用的指紋感測器來擷取影像，型號為 SF105 的電容式感測晶片，擷取指紋圖 大小為 160 x 160 像素，圖像解析度 508 DPI，感測器晶片尺寸大小為 8mm x 8mm，
讀取每張指紋圖時間為 0.03 秒，規格資訊整理如下表 5-2，擷取指紋軟體介面如圖 5-2 所示。
表 5-2、指紋感測器規格。
感測器配備 規格資訊
型號 圖片大小
解析度
SF105 160 x 160 pixels
508 DPI
感測器大小 8mm x 8mm
讀取時間 0.03 sec.
圖 5-2、指紋感測器擷取軟體介面。
指紋資料庫 5.2
指紋資料庫為使用 SF105 的感測器自行拍攝所建立的資料庫。每一回合拍攝，
紀錄每個人的 10 隻手指各 12 張指紋影像，12 張影像具有不同的旋轉角度，旋轉範 圍為 0 到 360 度，如圖 5-3 為一回合拍攝中的 12 張不同旋轉角度的指紋影像。
圖 5-3、一回合拍攝中 12 張不同角度的指紋影像。
5.2.1 指紋命名規則
所拍攝的指紋影像須遵循特定的命名格式，如圖 5-4 所示，需紀錄使用的感測 器型號；拍攝指紋人員的名字代號；當前拍攝第幾回合；拍攝條件紀錄，圖 5-4 命 名範例為旋轉 360 度拍攝 12 張影像；所拍攝的手指編號，手指編號的順序如圖 5-5，
雙手平放掌心向下，由左至右從 0 開始編號；最後是拍攝的影像編號，如拍攝 12 張，影像編號則在 01-12 之間。
SF105-Alex-1-R360C12-0-01
感測器型號 人名 第幾回合 Rotation 360度
Capture
12張 手指編號 影像編號
圖 5-4、指紋檔案命名規則。
0
第1回合 第2回合 Capture 24張 三位專家透過輔助軟體 FingerprintGTMarker 進行標記，再將三位專家所標記的答案 合成為新的標準答案。如圖 5-8 為以手指編號 4、影像編號 05 為參考指紋的一套標