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(guò)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。
選票預(yù)處理：通過(guò)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(guò) 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(wú)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(guò)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）。
全流程質(zhì)量控制節(jié)點(diǎn)
階段 具體措施
選舉前 - 模擬測(cè)試：用至少 1000 張包含各類邊緣場(chǎng)景的模擬選票（如重度折疊票、墨水滲透票、輕微填涂票）進(jìn)行壓力測(cè)試，識(shí)別錯(cuò)誤率需＜0.01% 方可上線。
- 第三方認(rèn)證：通過(guò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（如美國(guó) FEC 的投票系統(tǒng)認(rèn)證、ISO 25010 軟件質(zhì)量模型）的合規(guī)性審計(jì)。
選舉中 - 實(shí)時(shí)異常報(bào)警：當(dāng)連續(xù) 5 張選票出現(xiàn) “多選” 或 “空白票” 比例超過(guò)歷史均值 2 倍時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)暫停并提示工作人員檢查（如巴西大選讀票機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控 dashboard）。
- 雙人員工值守：每臺(tái)讀票機(jī)需 2 名選舉工作人員同時(shí)在場(chǎng)，一人操作、一人復(fù)核，避免單人誤操作。
選舉后 - 人工抽樣審計(jì)：按選區(qū)隨機(jī)抽取 5%-10% 的紙質(zhì)選票與掃描數(shù)據(jù)比對(duì)，誤差率超過(guò) 0.5% 時(shí)啟動(dòng)全量重新計(jì)票（如 2020 年美國(guó)亞利桑那州審計(jì)中，人工復(fù)核 5000 張選票，機(jī)器計(jì)數(shù)準(zhǔn)確率為 99.87%）。
- 審計(jì)日志留存：記錄每臺(tái)讀票機(jī)的開機(jī)時(shí)間、掃描張數(shù)、異常處理記錄等，保存至少 22 個(gè)月（符合美國(guó) HAVA 法案要求）。
爭(zhēng)議票處理機(jī)制
可視化復(fù)核界面：讀票機(jī)軟件提供選票圖像放大、灰度值可視化工具（如用熱力圖顯示填涂濃度），工作人員可手動(dòng)標(biāo)記 “有效”“無(wú)效” 或 “待確認(rèn)”（如加拿大聯(lián)邦選舉中，人工復(fù)核團(tuán)隊(duì)通過(guò)專用軟件處理爭(zhēng)議票）。
多輪仲裁流程：對(duì)人工復(fù)核仍存爭(zhēng)議的選票（如填涂面積剛好卡在閾值邊緣），由選區(qū)選舉委員會(huì) 3 名成員投票決定，需至少 2 票同意方可判定有效性。
