接觸式讀票機(jī)(Contact-based)
原理:通過物理接觸(如金屬觸點(diǎn))檢測(cè)選票上的導(dǎo)電標(biāo)記(如特殊墨水填涂),形成電路導(dǎo)通來識(shí)別選擇。
特點(diǎn):
識(shí)別速度快,但對(duì)選票材質(zhì)和標(biāo)記墨水要求高。
易受污漬、折疊影響,應(yīng)用場(chǎng)景較窄。
機(jī)械計(jì)數(shù)讀票機(jī)(Mechanical)
原理:通過機(jī)械結(jié)構(gòu)(如齒輪、杠桿)統(tǒng)計(jì)選票數(shù)量,常見于早期手動(dòng)投票機(jī)。
特點(diǎn):
無需電力,成本極低,但效率低、易出錯(cuò),已逐漸被淘汰。
標(biāo)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(jī)內(nèi)置選票格式模板,通過檢測(cè)預(yù)設(shè)的定位點(diǎn)(如角點(diǎn)、條形碼)確定候選人選項(xiàng)框、政黨符號(hào)等區(qū)域的坐標(biāo)范圍。
興趣區(qū)域(ROI)劃分:將選票圖像分割為多個(gè)獨(dú)立 ROI(如每個(gè)候選人對(duì)應(yīng)一個(gè)矩形區(qū)域),減少全局分析的計(jì)算量。
示例:美國(guó)大選使用的 “蝶形選票”(Butterfly Ballot)中,讀票機(jī)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?qū)е抡`判。
選票預(yù)處理:通過紅外光源掃描選票,生成灰度圖像,同時(shí)檢測(cè)選票邊緣的定位孔(registration holes)以校準(zhǔn)位置。
區(qū)域劃分:根據(jù)選票模板,將圖像劃分為總統(tǒng)候選人區(qū)、參議員區(qū)、公投議題區(qū)等獨(dú)立 ROI。
填涂分析:對(duì)每個(gè)候選人對(duì)應(yīng)的橢圓填涂框,計(jì)算黑色像素占比,超過 35% 則判定為有效投票。
異常標(biāo)記處理:若同一總統(tǒng)候選人區(qū)檢測(cè)到 2 個(gè)及以上有效填涂,系統(tǒng)標(biāo)記為 “多選票”(overvote),該區(qū)域投票無效。
數(shù)據(jù)同步:每臺(tái)讀票機(jī)實(shí)時(shí)將計(jì)數(shù)結(jié)果通過加密網(wǎng)絡(luò)傳輸至選區(qū)服務(wù)器,同時(shí)保存原始圖像供事后審計(jì)(如 2020 年佐治亞州重新計(jì)票時(shí),人工核對(duì)了掃描圖像與紙質(zhì)選票)。