電子觸摸屏讀票機(Electronic Touchscreen)
原理:選民直接在觸摸屏上選擇候選人,機器實時記錄數(shù)據(jù)并生成電子選票。
特點:
操作直觀,減少人工誤差,但依賴電力和系統(tǒng)穩(wěn)定性。
存在黑客攻擊或系統(tǒng)故障風險,需配合紙質備份(如 “選民驗證紙質審計軌跡” VVPAT)。
應用場景:美國部分州、巴西等電子化選舉場景。
標記區(qū)域定位:鎖定選票上的有效選擇區(qū)
模板匹配:讀票機內置選票格式模板,通過檢測預設的定位點(如角點、條形碼)確定候選人選項框、政黨符號等區(qū)域的坐標范圍。
興趣區(qū)域(ROI)劃分:將選票圖像分割為多個獨立 ROI(如每個候選人對應一個矩形區(qū)域),減少全局分析的計算量。
示例:美國大選使用的 “蝶形選票”(Butterfly Ballot)中,讀票機通過模板定位左右兩列候選人姓名旁的填涂框,避免因選民誤填相鄰區(qū)域導致誤判。
特征提取與判斷:識別選民的選擇意圖
根據(jù)選票標記類型(填涂、勾選、手寫符號等),算法采用不同的特征提取策略:
(1)填涂標記識別(常見場景)
面積占比法:計算填涂框內黑色像素占比,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,與標準填涂形狀(如矩形、圓形)比對,排除不規(guī)則標記(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)學分析:通過膨脹、腐蝕等形態(tài)學運算,將勾選符號(√)或手寫標記(如 “○”)轉換為標準形狀,再與預設模板匹配。
方向特征提?。簩τ谛本€標記(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)異常標記檢測
多選判定:同一候選區(qū)域內檢測到多個標記(如同時填涂兩個候選人框),或單票標記數(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)域標記面積均低于閾值,判定為未投票。
4. 結果驗證與輸出:確保計數(shù)準確性
重復校驗:對關鍵標記區(qū)域進行多次掃描(如兩次獨立圖像采集),結果一致才確認有效。
人工復核接口:對算法判定存疑的選票(如填涂面積接近閾值、標記形狀模糊),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:將識別結果轉換為結構化數(shù)據(jù)(如候選人 ID、得票數(shù)),同步至中央數(shù)據(jù)庫或打印紙質統(tǒng)計表。
系統(tǒng)構成:
1、配接主機四核2G以上、筆記本或臺式機操作系統(tǒng) Windows xp、windos7、Windows 10等。
2、高速文檔掃描儀1臺
3、機讀選票:可以是紅、藍、綠、黃等底色或普通打印機紙。
4、現(xiàn)場選票激光打印機。
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