專利名稱：基于圖像符號識別的電子票箱的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及用于投放選票，并提供自動分選信息的電子票箱。
背景技術：
目前，處理大量選票卡類信息多采用光學標記閱讀機(OMR)，它能識別填涂在規(guī)定格式選票上的標記，利用光電變換原理對填涂在選票上的內容進行高速采集，然后進入計算機處理。但這類光學標記閱讀機在使用中存在以下問題1、對于選票紙張和印刷質量要求太高，限制太多。如套印誤差和剪切誤差必須分別控制在0.1mm和0.2mm以內。
2、對使用者涂寫要求太高，限制太多。如需要用專用鉛筆涂滿長方條，不得涂出長方條外，整張選票涂寫要深淺一致等。
3、由于使用時不容易做到上述兩點，致使很難保證統(tǒng)計沒有誤差。
4、機械傳動機構復雜。
此外，一般選票中除了印刷有候選人姓名之外，有一欄是手工填寫“另選他人”欄目，對于填入的姓名，已有的處理方式由于不是采用基于圖像的符號識別技術，因此只能把這些填寫有另選他人姓名的選票單獨拿出來人工進行統(tǒng)計。
在公開號為CN1179583A的發(fā)明專利申請說明書中、公開了一種圖像掃描式自動選票機，是采用接觸式傳感器(CIS)技術對圖像進行線掃描。但其復雜的傳動、導軌等機械裝置導致使用壽命降低，維護量大，設備一致性差。其中的傳動裝置不僅不能做到正確區(qū)分有效、無效票，而且對于紙質較硬的選票在傳送過程中會折壞選票。
發(fā)明內容
本實用新型所要解決的技術問題是避免上述現(xiàn)有技術中所存在的不足之處，提供一種使用條件簡單、實際準確率高、符合人們使用習慣、使用方便的基于圖像符號識別的電子票箱，通過對電子票箱中攝像頭所獲取的圖像信息進行文字符號處理及兩維圖像快速處理，能夠對“√、×、○、●、\、/”及各種手寫符號的選票信息作出快速、準確的統(tǒng)計，解決現(xiàn)有OMR產品存在的不足。
本實用新型解決技術問題所采用的技術方案是本實用新型的結構特點是設置箱體，所述箱體的上部為圖像獲取單元，箱體的下部為票倉單元；
所述圖像獲取單元由直立的透明票夾分設為左右對稱的兩間采像室，所述透明票夾由處在兩側的平光鏡構成，采像室內設置平面鏡，平面鏡與所述透明票夾的平面呈45°，通過所述平面鏡對選票成像的攝像頭設置在與所述透明票夾平面相互垂直的箱體側壁上；光源位于平面鏡的背部，在所述透明票夾兩側邊與攝像頭所在的箱體側壁之間，存在有光通道；所述票倉單元以透明票夾所處位置為中心，呈左右分設為有效票區(qū)和無效票區(qū)，所述有效票區(qū)和無效票區(qū)以可在兩票區(qū)之間擺動的分票板分隔，分票板承接在透明票夾的下方，其底部是以轉軸支承的“人”字選票導向槽，“人”字選票導向槽的兩側板分別指向有效票區(qū)和無效票區(qū)。
本實用新型的結構特點也在于在所述圖像獲取單元的箱體內側采用對光具有漫反射能力表面層。
所述分票板由選票水平擋板和選票導向槽組成，兩部分可采用分離設計，也可采用兩部分結合成一體的整體設計。前者結構簡單，后者可提高選票分選速度。
攝像頭首先以低分辨率模式觀察選票在透明票夾中是否到位，繼而轉為以高分辨率模式采集選票信息。經(jīng)系統(tǒng)確認選票為有效或者無效后，系統(tǒng)發(fā)出相應控制信號，使分票板向一側擺動，分票板擺過，透明票夾中的選票落下，落下的選票經(jīng)分票板上的“人”字選票導向槽對應滑入有效票區(qū)或無效票區(qū)。與此同時，系統(tǒng)通過局域網(wǎng)將由攝像頭獲取的選票信息傳送給主機處理統(tǒng)計，自動獲得結果。
本實用新型是以攝像頭將選票作為整幅圖像進行采集，再由系統(tǒng)通過算法定位、分割、按照文字的識別方法，識別出“√、×、○、●、\、/”及各種手寫符號。然后，根據(jù)識別結果判斷該選票是否有效，反饋相應信號控制分票板的擺過，將選票分類到相應票倉中，同時通過局域網(wǎng)將該數(shù)據(jù)發(fā)送給主機集中存儲處理。
與已有技術中相比，本實用新型有益效果體現(xiàn)在1、本實用新型采用非接觸式CMOS圖像傳感器技術，可進行二維文字、條碼、特殊符號等自動識別。本實用新型電子票箱還可以自動提取另選他人名單。
2、本實用新型對于選票紙張和印刷質量，如套印誤差、剪切誤差等，基本沒有要求。已有OMR中選票的套印誤差和剪切誤差必須分別控制在0.1mm和0.2mm以內，精度要求苛刻；3、本實用新型使投票人對于選票的涂寫非常方便，不限制專用鉛筆，不必涂滿長方條，也可涂出長方條外，整張選票涂寫不必深淺一致等。使用者可以采用手工選票一樣的寫票方式；4、本實用新型由于采用選票整張圖像采集和處理，省去了復雜的高精度機械裝置，走紙傳動機構簡化很多，維護工作量大大減少，提高了設備的使用壽命；
圖1為本實用新型主視結構示意圖。
圖2為本實用新型光路示意圖。
圖3為本實用新型內部結構示意圖。
圖4為本實用新型分票板結構示意圖。
圖5為本實用新型圖像獲取單元立體結構示意圖。
圖6為本實用新型電路框圖。
圖中標號1平光鏡、2采像室、3平面鏡、4選票、5攝像頭、6箱體側壁、7光源、8光通道、9有效票區(qū)、10無效票區(qū)、11分票板、12水平擋板、13轉軸、14選票導向槽。
參見圖1，設置箱體，箱體的上部為圖像獲取單元，箱體的下部為票倉單元；如圖1、圖2和圖3所示，圖像獲取單元由直立的透明票夾分設為左右對稱的兩間采像室2，透明票夾是由處在兩側的平光鏡1構成，采像室2內設置平面鏡3，平面鏡3與平光鏡1的平面呈45°，通過平面鏡3對選票4成像的攝像頭5設置在與平光鏡1的平面相互垂直的箱體內側壁6上；光源7位于平面鏡3的背部，在透明票夾的兩側邊與攝像頭5所在的箱體內側壁6之間，存在有光通道8；參見圖1、圖3和圖4，票倉單元以透明票夾的所處位置為中心，呈左右分設為有效票區(qū)9和無效票區(qū)10，有效票區(qū)9和無效票區(qū)10以可在兩票區(qū)之間擺動的分票板11分隔，分票板11以其頂部選票水平擋板12承接在透明票夾的下方，分票板11的底部是以轉軸3支承的“人”字選票導向槽14，“人”字選票導向槽14的兩側板分別指向有效票區(qū)9和無效票區(qū)10。
本實施例中，光源7采用高頻日光燈，頻率≥15KHZ，由光源7提供光照。如果使用工頻日光燈，則采集的圖像會明暗不均，不利于對圖像進行識別。
攝像頭5采集選票信息。采用雙采像室，可以保證無論投入的選票朝向如何，都能順利采集。
圖1、圖2和圖5所示，為了選票4在攝像頭5中成像清晰，透明票夾中的選票4要接受到一定強度的光照，并且要求整張選票的光照均勻，不能出現(xiàn)選票上光照過強或者不足的情況。若是由光源直接為選票投照，則會導致選票局部出現(xiàn)強光，無法采集有效圖像信息。圖中所示，將光源7設置在平面鏡3的背部，并非是在平面鏡3的正面或側面，并且在圖像獲取單元的箱體內側采用對光具有漫反射能力表面層，即可達到光照均勻的要求。
由于箱體內部空間的限制，如果攝像頭5與選票4的距離過近，雖然可以得到較好的圖像，但是只要選票4有微小的偏移，采集到的圖像就會產生明顯的失真，不利于圖像快速、正確識別。本實施例中，通過平面鏡3的設置，可以有效增大光路，有效避免圖像失真。
分票板的兩部分可采用分離和一體兩種設計方式。在分離設計中，選票水平擋板12可采用兩種方式驅動電磁式和電機式。采用電磁式驅動，機構中的電磁吸合裝置在吸合過程中會產生規(guī)律性的聲響并且震動較大，不適合在某些選舉場合進行使用。同時，電磁吸合裝置對電流的穩(wěn)定性要求較高，不利于長時間使用。步進電機驅動可實現(xiàn)快速、精確地定位。另外，由于選票水平擋板12被單獨驅動，在選票4滑落出透明票夾后即可投入下一張選票，提高了效率。本實施例中采用一體式設計，在分票板旋轉的同時，其頂部水平擋板12偏離對透明票夾中選票的承接，使選票滑出透明票夾。
本實施例中，選票是依靠自身的重力沿分票板滑落，對于選票的紙質硬度沒有要求。具體將分票板設置為導槽形式，更有利于選票沿導槽準確滑落在對應的選票區(qū)中。
考慮到通常的有效票數(shù)量超出無效票數(shù)量，可以設置有效票區(qū)的容積大于無效票區(qū)，充分利用票箱內的有限空間。具體實施中，相應的系統(tǒng)設置還包括有信息處理單元及控制單元，由攝像頭獲取的關于選票的圖像信息，被傳送至信息處理系統(tǒng)，經(jīng)識別，由控制單元控制，使步進電機發(fā)出驅動，經(jīng)傳動使分票板擺動，選票分選到有效票區(qū)或無效票區(qū)中。
信息處理單元和控制單元的設置該單元由1臺X86架構的微型計算機及識別軟件構成，負責對選票圖像數(shù)據(jù)進行識別、判斷、存儲、統(tǒng)計，通過局域網(wǎng)把選票信息上傳至服務器匯總，同時負責發(fā)送消息給單片機完成相關操作。在選票投入速度過快，透明票夾中出現(xiàn)多張選票重疊時，該單元也對其進行識別并報警。
控制單元協(xié)調其它各單元之間的操作，并向用戶提供信息反饋。其原理示意如圖6所示圖6所示，按鈕A1為復位按鈕。按鈕A2作調試、自檢、糾錯等使用。狀態(tài)指示燈Z5作顯示內部工作狀態(tài)、報警等使用。
電子票箱中單片機工作流程0、交流220V電源從插座CZ1送入。
1、單片機初始化(寄存器、端口置初值、開中斷等)。
2、關閉指示燈Z3、Z4，點亮指示燈Z5。
3、控制蜂鳴器Y1響一聲。
4、等待電源開關K1閉合。
5、指示燈Z3、Z4開始交替閃動綠燈。
6、繼電器J1吸合，給微機和日光燈D1、D2供電。
7、同步電機復位，先旋轉到限位光電耦合器處，再旋轉到初始工作位置。
8、如果接收到微機通過串口發(fā)送的消息MW1
8.1、控制指示燈Z3、Z4開始亮綠燈。
8.2、轉如入步驟12。
9、如果電源開關K1連續(xù)斷開、閉合3次以上9.1、控制繼電器J1斷開，強行關機。
9.2、關閉指示燈Z3、Z4。
9.3、等待電源開關K1斷開。
9.4、轉入步驟1。
10、如果超時，則指示燈Z3、Z4快速交替閃動綠燈，控制蜂鳴器Y1開始連續(xù)響十聲。
11、轉入步驟8。
12、如果接收到微機發(fā)送的消息MW2，控制指示燈Z3、Z4開始同時閃動綠燈。
13、如果接收到微機發(fā)送的消息MW1，控制指示燈Z3、Z4開始亮綠燈。
14、如果接收到微機發(fā)送的消息MW3或MW414.1、控制指示燈Z3、Z4開始同時閃動綠燈。
14.2、通過串口向微機發(fā)送消息MD2，轉動步進電機控制選票分票板的位置，控制放下選票。
14.3、如果接收到微機發(fā)送的消息MW5。
14.3.1、延時一會兒，轉動步進電機，控制分票板的下部分放垂直。
14.3.2、延時一會兒，轉動步進電機控制分票板的上部分擋住選票下放位置。
14.3.3、通過串口向微機發(fā)送消息MD1，表示可以再接收選票。
14.4、如果超時，控制蜂鳴器開始連續(xù)響三聲，提示選票卡住。
14.5、如果電源開關斷開，轉入步驟15。
14.6.、轉入步驟14.3。
15、如果電源開關斷開15.1、通過串口向微機發(fā)送消息MD3，通知微機關機。
15.2、如果測(測試串口)到微機斷電或超時15.2.1、控制繼電器J1斷開，強行關機。
15.2.2、關閉指示燈Z3、Z4。
15.2.3、如果電源開關閉合，等待5秒鐘。
15.2.4、轉入步驟1。
15.3、轉入步驟15.2。
16、轉入步驟12。
電子票箱中微機流程
0、微機供電。
1、自動啟動電子票箱應用程序。
2、從本機或通過局網(wǎng)從主機獲取選票格式信息。
3、通過串口向單片機發(fā)送消息MW1，表示微機應用程序準備好接收投票。
4、等待選票投入玻璃倉。
5、通過串口向單片機發(fā)送消息MW2，表示有選票投入。
6、如果選票在玻璃倉中到位，轉入步驟8；7、如果選票沒到位又被取出7.1、通過串口向單片機發(fā)送消息MW1。
7.2、轉入步驟4。
8、讀入圖像，進行識別和判斷8.1、如果又投入另一張選票，則語音報警，提示將新選票取出。轉入步驟6。
8.2、如果是有效票，則通過串口向單片機發(fā)送消息MW3。
8.3.、如果是無效票，則通過串口向單片機發(fā)送消息MW4。
8.4、如果選票格式不符，則語音報警，并發(fā)送消息MW4。
8.5、通過局網(wǎng)向系統(tǒng)主機發(fā)送選票數(shù)據(jù)。
9、等待單片機通過串口發(fā)送的消息MD29.1、如果接收到消息MD2，轉入步驟10。
9.2、如果超時，則語音報警，提示單片機工作不正常。
9.3、轉入步驟9.1。
10、通過圖像判定玻璃倉中選票是否完全落下，如果完全落下10.1、通過串口向單片機發(fā)送消息MW5。
10.2、轉入步驟14。
11、如果玻璃倉中選票沒完全落下又投入新選票，語音報警，提示將新選票取出。
12、如果超時，語音報警，提示選票卡住。
13、轉入步驟10。
14、如果接收到單片機通過串口發(fā)送的消息MD114.1、通過串口向單片機發(fā)送消息MW1。
14.2、轉入步驟4。
15、如果超時，語音報警，提示單片機工作不正常。
16、轉入步驟14。
權利要求1.基于圖像符號識別的電子票箱，其特征是設置箱體，箱體的上部為圖像獲取單元，箱體的下部為票倉單元；所述圖像獲取單元由直立的透明票夾分設為左右對稱的兩間采像室(2)，所述透明票夾由處在兩側的平光鏡(1)構成，采像室(2)內設置平面鏡(3)，平面鏡(3)與所述平光鏡(1)的平面呈45°，通過所述平面鏡(3)對選票(4)成像的攝像頭(5)設置在與所述平光鏡(1)的平面相互垂直的箱體內側壁(6)上；光源(7)位于平面鏡(3)的背部，在所述透明票夾兩側邊與攝像頭所在的箱體側壁之間，存在有光通道(8)；所述票倉單元以透明票夾所處位置為中心，呈左右分設為有效票區(qū)(9)和無效票區(qū)(10)，所述有效票區(qū)(9)和無效票區(qū)(10)以可在兩票區(qū)之間擺動的分票板(11)分隔，分票板(11)以其頂部水平擋板(12)承接在透明票夾的下方，分票板(11)的底部是以轉軸(13)支承的“人”字選票導向槽(14)，“人”字選票導向槽(14)的兩側板分別指向有效票區(qū)(9)和無效票區(qū)(10)。
2.根據(jù)權利要求1所述的電子票箱，其特征是在所述圖像獲取單元的箱體內側采用對光具有漫反射能力表面層。
3.根據(jù)權利要求1所述的電子票箱，其特征是所述分票板(11)中的水平擋板(12)和選票導向槽(14)為整體式結構。
4.根據(jù)權利要求1所述的電子票箱，其特征是所述分票板(11)中的水平擋板(12)和選票導向槽(14)為分體式設置。
專利摘要基于圖像符號識別的電子票箱，其特征是設置箱體，箱體的上部為圖像獲取單元，箱體的下部為票倉單元；圖像獲取單元由直立的透明票夾分設為左右對稱的兩間采像室，票倉單元以透明票夾所處位置為中心，呈左右分設為有效票區(qū)和無效票區(qū)，兩票區(qū)之間以可擺動的分票板分隔。本實用新型使用條件簡單、實際準確率高、符合人們使用習慣。通過對攝像頭所獲取的圖像信息進行文字符號處理及兩維圖像快速處理可以對“√、×、○、●、\、/”以及各種手寫符號的選票信息作出快速、準確的統(tǒng)計。廣泛適用于社會調查、各類普查、各種證券、彩票處理等。
文檔編號G07C13/00GK2874635SQ20062006978
公開日2007年2月28日 申請日期2006年2月28日 優(yōu)先權日2006年2月28日
發(fā)明者吳建國, 劉蘇南, 夏承寶, 胡以桃, 吳海輝, 樊慶林, 王虎, 趙照 申請人:吳建國