機械計數(shù)讀票機(Mechanical)
原理:通過機械結(jié)構(gòu)(如齒輪、杠桿)統(tǒng)計選票數(shù)量,常見于早期手動投票機。
特點:
無需電力,成本極低,但效率低、易出錯,已逐漸被淘汰。
特征提取與判斷:識別選民的選擇意圖
根據(jù)選票標(biāo)記類型(填涂、勾選、手寫符號等),算法采用不同的特征提取策略:
(1)填涂標(biāo)記識別(常見場景)
面積占比法:計算填涂框內(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 45%,算法判定為有效投票。
邊緣檢測法:通過 Canny 或 Sobel 算子檢測填涂區(qū)域的邊緣輪廓,與標(biāo)準(zhǔn)填涂形狀(如矩形、圓形)比對,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)計像素灰度方差來區(qū)分 “認真填涂” 與 “輕微觸碰”。
(2)勾選或手寫符號識別
形態(tài)學(xué)分析:通過膨脹、腐蝕等形態(tài)學(xué)運算,將勾選符號(√)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τ谛本€標(biāo)記(如 “/”),計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
多選判定:同一候選區(qū)域內(nèi)檢測到多個標(biāo)記(如同時填涂兩個候選人框),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)果驗證與輸出:確保計數(shù)準(zhǔn)確性
重復(fù)校驗:對關(guān)鍵標(biāo)記區(qū)域進行多次掃描(如兩次獨立圖像采集),結(jié)果一致才確認有效。
人工復(fù)核接口:對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(如美國部分州要求對 “爭議票” 進行人工查驗)。
數(shù)據(jù)輸出:將識別結(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)庫或打印紙質(zhì)統(tǒng)計表。
典型技術(shù)挑戰(zhàn)與解決方案
挑戰(zhàn)場景 技術(shù)應(yīng)對措施
不同墨水的反光差異 - 采用多光譜光源(如紅光 + 紅外光),針對不同墨水(鉛筆、藍黑墨水、熒光筆)調(diào)整檢測波長。
- 機器學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練:用歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練分類器,區(qū)分不同墨水材質(zhì)的標(biāo)記。
選票折疊或污漬干擾 - 圖像修復(fù)算法:通過插值法填充折疊造成的圖像缺失區(qū)域。
- 污漬識別模型:用深度學(xué)習(xí)區(qū)分 “人為標(biāo)記” 與 “自然污漬”(如咖啡漬形狀通常更不規(guī)則)。
非標(biāo)準(zhǔn)填涂(如超框、輕描) - 彈性閾值設(shè)定:根據(jù)填涂中心位置,允許標(biāo)記超出框線一定范圍(如框線外 5 像素內(nèi)仍算有效)。
- 概率化判定:結(jié)合填涂位置、面積、濃度等多維度特征,給出 “有效概率”(如 80% 概率為有效標(biāo)記),而非非黑即白的判斷。
選票格式變更(如新版選票) - 動態(tài)模板配置:允許管理員導(dǎo)入新選票模板,自動更新 ROI 區(qū)域坐標(biāo)與標(biāo)記規(guī)則,無需修改底層算法。
系統(tǒng)介紹:
投票選舉系統(tǒng)(掃描儀版)與電子投票箱計票原理一致,具有更輕便、靈活的特點。適用于小型選舉會議、分團選舉或其他投票地點不集中的場景。
民主選舉,特別是無記名投票,一般要具有機密性、性、可靠性、準(zhǔn)確性、實用性和易操作性。
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,不但費時費力,而且難以做好真實、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別來讀卡,然后配合能對數(shù)據(jù)作分析處理的投票選舉統(tǒng)計軟件,組成民主投票選舉系統(tǒng),不僅能大大降低統(tǒng)計得票數(shù)和有效票據(jù)的工作量,省時省力、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。現(xiàn)場聯(lián)機閱讀,多種選票混讀。使用方便、識別準(zhǔn)確,準(zhǔn)確率,無誤差。閱讀、統(tǒng)計速度快。 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,自動統(tǒng)計總票數(shù)多少、有效票多少??筛鶕?jù)用戶需求定義涂卡圖像的識別如“√”、“O”。