光學(xué)掃描式讀票機(jī)（Optical Scan）
原理：通過光學(xué)傳感器掃描選票上的標(biāo)記（如鉛筆填涂、墨水筆勾選），利用圖像識(shí)別技術(shù)判斷選民選擇。
特點(diǎn)：
成本較低，兼容紙質(zhì)選票，適合大規(guī)模選舉。
需選票格式標(biāo)準(zhǔn)化（如固定位置的填涂框）。
應(yīng)用場(chǎng)景：美國(guó)大選、印度議會(huì)選舉等大規(guī)模紙質(zhì)選票選舉。
核心硬件架構(gòu)：光學(xué)識(shí)別的物理基礎(chǔ)
光學(xué)掃描式讀票機(jī)的硬件系統(tǒng)主要由以下部分構(gòu)成，共同實(shí)現(xiàn)選票標(biāo)記的捕捉與轉(zhuǎn)換：
硬件組件 功能描述
光源模塊 - 通常采用 LED 光源（如紅光、紅外光），均勻照射選票表面，確保標(biāo)記區(qū)域反光差異明顯。
- 部分設(shè)備配備多波長(zhǎng)光源，適應(yīng)不同墨水（如熒光墨水）的識(shí)別需求。
圖像傳感器 - 多為 CCD（電荷耦合器件）或 CMOS 圖像傳感器，分辨率通常在 300-600dpi，確保捕捉填涂細(xì)節(jié)（如鉛筆濃度、墨水邊緣）。
- 掃描速度可達(dá)每秒 10-30 張選票，滿足大規(guī)模選舉效率需求。
光學(xué)透鏡組 - 聚焦光線至傳感器，校正圖像畸變，確保標(biāo)記位置映射到像素坐標(biāo)。
傳動(dòng)機(jī)構(gòu) - 通過滾輪或傳送帶勻速輸送選票，避免掃描時(shí)抖動(dòng)導(dǎo)致圖像模糊。
信號(hào)處理電路 - 將傳感器捕捉的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像數(shù)據(jù)（如 RGB 或灰度值），為后續(xù)算法處理做準(zhǔn)備。
特征提取與判斷：識(shí)別選民的選擇意圖
根據(jù)選票標(biāo)記類型（填涂、勾選、手寫符號(hào)等），算法采用不同的特征提取策略：
（1）填涂標(biāo)記識(shí)別（常見場(chǎng)景）
面積占比法：計(jì)算填涂框內(nèi)黑色像素占比，超過閾值（如 30%-50%）則判定為有效選擇。
例：選民使用 2B 鉛筆填涂候選人 A 的方框，掃描后該區(qū)域黑色像素占比達(dá) 45%，算法判定為有效投票。
邊緣檢測(cè)法：通過 Canny 或 Sobel 算子檢測(cè)填涂區(qū)域的邊緣輪廓，與標(biāo)準(zhǔn)填涂形狀（如矩形、圓形）比對(duì)，排除不規(guī)則標(biāo)記（如筆尖打滑形成的短線）。
濃度梯度分析：填涂越均勻的區(qū)域，灰度值分布越集中，算法可通過統(tǒng)計(jì)像素灰度方差來區(qū)分 “認(rèn)真填涂” 與 “輕微觸碰”。
（2）勾選或手寫符號(hào)識(shí)別
形態(tài)學(xué)分析：通過膨脹、腐蝕等形態(tài)學(xué)運(yùn)算，將勾選符號(hào)（√）或手寫標(biāo)記（如 “○”）轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)形狀，再與預(yù)設(shè)模板匹配。
方向特征提?。簩?duì)于斜線標(biāo)記（如 “/”），計(jì)算像素分布的梯度方向，判斷是否符合 “勾選” 的典型角度（如 45° 或 135°）。
（3）異常標(biāo)記檢測(cè)
多選判定：同一候選區(qū)域內(nèi)檢測(cè)到多個(gè)標(biāo)記（如同時(shí)填涂?jī)蓚€(gè)候選人框），或單票標(biāo)記數(shù)超過規(guī)定（如總統(tǒng)選舉多選 1 人），則判定為無效票。
空白票識(shí)別：所有候選區(qū)域標(biāo)記面積均低于閾值，判定為未投票。
4. 結(jié)果驗(yàn)證與輸出：確保計(jì)數(shù)準(zhǔn)確性
重復(fù)校驗(yàn)：對(duì)關(guān)鍵標(biāo)記區(qū)域進(jìn)行多次掃描（如兩次獨(dú)立圖像采集），結(jié)果一致才確認(rèn)有效。
人工復(fù)核接口：對(duì)算法判定存疑的選票（如填涂面積接近閾值、標(biāo)記形狀模糊），生成圖像供選舉工作人員人工審核（如美國(guó)部分州要求對(duì) “爭(zhēng)議票” 進(jìn)行人工查驗(yàn)）。
數(shù)據(jù)輸出：將識(shí)別結(jié)果轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（如候選人 ID、得票數(shù)），同步至中央數(shù)據(jù)庫(kù)或打印紙質(zhì)統(tǒng)計(jì)表。
系統(tǒng)介紹：
投票選舉系統(tǒng)（掃描儀版）與電子投票箱計(jì)票原理一致，具有更輕便、靈活的特點(diǎn)。適用于小型選舉會(huì)議、分團(tuán)選舉或其他投票地點(diǎn)不集中的場(chǎng)景。
民主選舉，特別是無記名投票，一般要具有機(jī)密性、性、可靠性、準(zhǔn)確性、實(shí)用性和易操作性。
在企事業(yè)單位中，民主選舉需要處理大量的數(shù)據(jù)。如果用人工去處理，不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且難以做好真實(shí)、公平，這些工作的成果也缺乏說服力。
如果采用高速掃描儀智能識(shí)別來讀卡，然后配合能對(duì)數(shù)據(jù)作分析處理的投票選舉統(tǒng)計(jì)軟件，組成民主投票選舉系統(tǒng)，不僅能大大降低統(tǒng)計(jì)得票數(shù)和有效票據(jù)的工作量，省時(shí)省力、快速準(zhǔn)確，還能夠消除投票人的思想顧慮，和減少其它不必要的人為因素干擾，使選舉符合公平、公正、公開的標(biāo)準(zhǔn)。
采用高速掃描儀讀選票的方式?，F(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)閱讀，多種選票混讀。使用方便、識(shí)別準(zhǔn)確，準(zhǔn)確率，無誤差。閱讀、統(tǒng)計(jì)速度快。 在軟件讀卡過程中，可以根據(jù)用戶的設(shè)定設(shè)置為多選無效、不選棄票等選項(xiàng),自動(dòng)統(tǒng)計(jì)總票數(shù)多少、有效票多少?？筛鶕?jù)用戶需求定義涂卡圖像的識(shí)別如“√”、“O”。
