KR100442014B1 - 자동개표 시스템에서의 투표용지 인식 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동개표 시스템의 투표용지 인식 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 투표용지에 대한 기준 서식 및 기준 기표 날인 이미지를 기저장하는 단계와; 투표용지를 스캐닝하여 투표용지 이미지를 생성하고 외부 여백 및 잡음 이미지를 제거하며, 유효 이미지 영역을 추출하는 단계와; 기저장된 기준 서식과 유효 이미지 영역 내의 서식을 비교하여 일치하지 않으면 무효 처리하며, 일치하면 유효 이미지 영역으로부터 투표 과정에서 기입된 추가 기입 이미지만을 추출하는 단계와; 추가 기입 이미지로부터 기표 날인 이미지를 추출하여 기준 기표 날인 이미지와 크기 및 모양이 일치하지 않으면 투표용지를 무효 처리하며, 크기 및 모양이 일치하면 추가 기입 이미지에 다른 기표 날인 이미지를 검출하는 단계와; 다른 기표 날인 이미지가 검출되면 무효 처리하며, 다른 기표 날인 이미지가 검출되지 않으면 기표 날인된 위치에 대응하는 후보자가 존재하는지를 검출하는 단계 및; 후보자 존재하지 않으면 무효 처리하며, 후보자가 존재하면 후보자에 대해 득표 처리하는 단계를 포함하는 자동개표 시스템에서의 투표용지 인식 방법을 제공한다. 따라서, 이러한 본 발명에 따르면 신속하고 정확한 투표용지의 인식이 가능한 효과가 있으며, 개표 신뢰성을 높이는 효과가 있다.

Description

자동개표 시스템에서의 투표용지 인식 방법{METHOD FOR DISTINGUISHING BALLOT-PAPER IN AUTOMATIC BALLOT-COUNTING SYSTEM}

본 발명은 자동개표 시스템에서의 투표용지 인식 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동개표 시스템을 적용하고 인식률을 향상시켜 신속하고 정확한 개표 처리가 가능하도록 하는 자동개표 시스템에서의 투표용지 인식 방법에 관한 것이다.

일반적으로 정부나 지방자치단체에서 실시하는 투표에 있어서, 투표 결과를 집계하기 위한 개표 과정은 통상적으로 다수의 인력에 의한 수작업으로 진행되기 때문에 많은 인력과 시간이 소요되는 상황이다.

따라서, 이러한 종래의 수작업에 의한 개표 방법을 획기적으로 개선하기 위하여 투표 용지에 대한 자동 인식 및 분류가 가능하여 개표 작업을 신속히 처리할 수 있는 자동개표 시스템의 개발이 요구되고 있다.

이러한 자동개표 시스템에서 가장 중요한 점은 투표용지의 기표상태에 대한 정확한 인식 및 그에 따른 개표의 신뢰성이다. 즉, 자동개표 시스템에서 기표상태에 대한 인식률이 저하되면, 그 만큼 수개표 작업에 의해 처리해야하는 투표용지의 수가 늘어나게 되어 그 만큼 개표 처리시간이 길어지는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 자동개표 시스템에서는 정확한 투표용지 인식 방법과 그에 따른 신뢰성이 보장되어야 한다.

따라서 본 발명은 상기한 점에 착안하여 안출한 것으로, 자동개표 시스템에서 발생 가능한 다양한 형태의 기표상태에 대해서 정확한 인식이 가능하도록 하여 투표용지의 인식율을 극대화할 수 있는 자동개표 시스템에서의 투표용지 인식 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 투표용지의 기표 상태를 자동으로 인식하여 개표 작업을 수행하는 자동개표 시스템의 투표용지 인식 방법에 있어서, 기표되지 않은 투표용지에 대한 기준 서식 및 기준 기표 날인 이미지를 기저장하는 제 1 단계; 상기 투표용지를 스캐닝하여 투표용지 이미지를 생성하고 외부 여백 및 잡음 이미지를 제거하며, 상기 투표용지 내의 인쇄영역만으로 구성된 유효 이미지 영역을 추출하는 제 2 단계; 상기 기저장된 기준 서식과 상기 유효 이미지 영역 내의 서식을 비교하여 일치하지 않으면 상기 투표용지를 무효 처리하며, 상기 각 서식이 일치하면 상기 유효 이미지 영역으로부터 상기 서식 이미지를 제외한 투표 과정에서 기입된 추가 기입 이미지만을 추출하는 제 3 단계; 상기 추가 기입 이미지로부터 기표 날인 이미지를 추출하여 상기 기준 기표 날인 이미지와 크기 및 모양이 일치하지 않으면 상기 투표용지를 무효 처리하며, 상기 크기 및 모양이 일치하면 상기 추가 기입 이미지에 다른 기표 날인 이미지를 검출하는 제 4 단계; 상기 다른 기표 날인 이미지가 검출되면 상기 투표용지를 무효 처리하며, 상기 다른 기표 날인 이미지가 검출되지 않으면 상기 기표 날인된 위치에 대응하는 후보자가 존재하는지를 검출하는 제 5 단계; 및, 상기 후보자 존재하지 않으면 상기 투표용지를 무효 처리하며, 상기 후보자가 존재하면 상기 후보자에 대해 득표 처리하는 제 6 단계를 포함하는 자동개표 시스템에서의 투표용지 인식 방법을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 투표용지 인식 방법을 적용하기에 적합한 자동개표 시스템의 구성을 도시한 기능블록도.

도 2a 및 2b는 도 1에 도시된 메모리부에 기저장되는 기준 이미지를 예시적으로 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 자동개표 시스템에서의 투표용지 인식 과정을 도시한 플로우차트.

도 4a 내지 4d는 본 발명에 따른 투표용지 인식 과정에서 유효 처리되는 투표용지를 예시적으로 도시한 도면.

도 5a 내지 5d는 본 발명에 따른 투표용지 인식 과정에서 무효 처리되는 투표용지를 예시적으로 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 용지 적재부 20 : 용지 이송부

30 : 인식부 40 : 메모리부

50 : 분류/적재부

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 투표용지 인식 방법을 적용하기에 적합한 자동개표 시스템의 기본적인 구성만을 도시한 기능블록도로서, 용지 적재부(10), 용지 이송부(20), 인식부(30), 메모리부(40) 및 분류/적재부(50)를 포함하여 구성된다.

동도면을 참조하여 각각의 구성수단에 대해 설명하면, 용지 적재부(10)는 미개표된 다수의 투표용지를 적재하기 위한 수단이며, 용지 이송부(20)는 용지 적재부(10)에 적재된 투표용지를 하나씩 순차적으로 추출하여 이송하는 수단을 의미한다. 일반적인 자동개표 시스템에서는 용지 추출수단과 투표용지를 이동시키기 위한 롤러 및 롤러를 구동하기 위한 모터 등을 포함하여 상술한 용지 이송부(20)를 구성하지만, 본 실시예에서는 설명의 편의상 하나의 구성수단으로 통합하여 도시하였다.

인식부(30)는 용지 이송부(20)를 통해 이송된 투표용지의 기표 상태를 인식하기 위한 수단으로서, 일종의 영상인식 모듈로 구성된다. 또한, 이 인식부(30)는 투표용지의 기표상태를 식별할 수 있는 식별 알고리즘을 프로그램 형태로 내장하여 투표용지를 이미지 형태로 인식하고 후술하는 메모리부(40)에 저장된 각종 기준 이미지와 비교함으로써, 투표용지에 대한 기표상태를 인식하게 된다. 그리고, 인식부 (30)는 그 인식 결과에 대응하는 분류 제어신호를 발생하여 용지 이송부(20)에 제공함으로써 개표된 투표용지가 분류/적재부(50)에 각 득표자(후보자)별로 분류 적재되도록 한다. 즉, 상술한 용지 이송부(20)는 개표된 투표용지를 인식부(30)로부터 제공된 제어신호에 의거하여 분류/적재부(40)에 분류 적재하게 된다.

메모리부(40)는 상술한 바와 같이 인식부(30)가 투표용지의 기표 상태를 인식하기 위해 필요한 각종 기준 이미지(서식 이미지 및 기표 날인 이미지 포함)를 기저장하게 되는데, 도 2a 및 2b는 이러한 메모리부(40)에 저장되는 기준 이미지를 예시적으로 도시한 도면이다. 여기서, 도 2a는 기표되지 않은 초기 상태의 투표용지에 대한 서식 이미지를 도시한 도면이며, 도 2b는 투표용지의 기표란에 기입되는 기표 날인 이미지를 도시한 도면이다. 또한, 메모리부(40)는 필요에 따라 도 2a에 도시된 바와 같은 투표용지의 위원장 란에 기입되는 위원장 날인에 대한 기준 이미지를 추가로 기저장할 수 있다.

한편, 분류/적재부(50)는 각 후보자별로 구분된 다수의 적재 영역과 기표 상태에 대한 정상적인 식별이 불가능한 무효 투표용지를 적재하기 위한 무효 투표용지 영역으로 구성되어 상술한 용지 이송부(20)가 각각의 투표용지를 인식부(30)로부터의 제어신호에 의거하여 분류 적재할 수 있도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 자동개표 시스템에서의 투표용지 인식 과정을 도시한 플로우차트로서, 동도면을 참조하여 그 일련의 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 용지 적재부(10)에 다수의 투표용지가 적재된 상태에서 사용자의 조작에 의해 자동개표가 실행되면(단계 S301), 용지 이송부(20)는 용지 적재부(10)에 적재된 다수의 투표용지를 순차적으로 추출하여 소정의 위치로 이동시키게 된다(단계 S303).

이때 식별부(30)는 내장된 식별 알고리즘을 이용하여 이송된 투표용지의 기표 상태를 식별하게 되는데, 먼저 내부의 인식 모듈을 통해 투표용지의 이미지를 스캐닝하여 투표용지에 대한 이미지를 생성한다(단계 S305). 그리고, 생성된 투표용지의 이미지로부터 외부 여백 및 스캐닝 과정에서 발생한 불필요한 잡음 데이터(점 또는 선 등) 등을 제거하고, 다시 실제 인식과정에 필요한 유효 이미지 영역, 즉 투표용지 내의 인쇄영역만으로 구성된 유효 이미지 영역만을 추출하게 된다(단계 S307).

이러한 각각의 과정을 거쳐 기표상태를 인식하기 위한 유효 이미지 영역이 추출되면, 식별부(30)는 메모리부(40)에 기저장된 기준 서식 이미지, 즉 기표되지 않은 투표용지에 대한 기준 이미지를 독출하여 상술한 단계(S307)에서 추출된 유효 이미지 영역 내의 서식과 비교하고(단계 S309), 그 비교 결과에 따라 이송된 투표용지가 정상적인 투표용지인 지의 여부를 판단하게 된다(단계 S311).

그리고, 그 판단 결과가 정상적인 투표용지가 아닌 것으로 판단되면, 인식부 (30)는 해당 투표용지를 무효 처리하고 그에 상응하는 무효 분류신호를 발생하여 용지 이송부(20)에 제공한다(단계 S313). 따라서, 용지 이송부(20)는 이 무효 분류신호에 의거하여 해당 투표용지를 분류/적재부(50)의 무효 용지 적재영역으로 이송하여 적재하게 된다(단계 S315).

이와는 달리, 상술한 단계(S313)에서의 판단 결과, 정상적인 투표용지로 판단되면 인식부(30)는 다시 유효 이미지 영역으로부터 서식 데이터 부분을 제외한투표 과정에서 새로 기입된 이미지, 즉 추가 기입 이미지만을 추출한다(단계 S317). 그리고, 이 추가 기입 이미지로부터 위원장 날인 이미지가 존재하는 지의 여부(단계 S319) 및 기표란 이외의 영역에 표기된 다른 이미지(문자 또는 기호)가 기설정된 허용 크기 이상으로 존재하는 지의 여부를 검출한다(단계 S321).

만일, 위원장 날인이 존재하지 않거나 기표란 이외에 표기된 이미지가 허용 크기 이상일 경우에는 해당 투표용지를 무효 처리하여 상술한 단계(S313) 이후의 과정을 수행한다.

이와는 달리, 위원장 날인이 존재하고 기표란 이외에 표기된 이미지가 허용 크기 미만인 경우에 인식부(30)는 기표 날인에 대한 인식과정을 수행한다. 먼저, 상술한 단계(S317)에서 추출된 추가 기입 이미지로부터 기표 날인 이미지를 검출하여 메모리부(40)에 기저장된 기표 날인 이미지와 그 크기 및 모양이 서로 일치하는 지를 판단한다(단계 S323). 이때, 인식부(30)는 그 판단 결과에 따른 일치 정도를 소정의 수치로 환산하고, 그 환산된 수치가 소정 기준치 미만일 경우에 해당 투표용지에 대한 기표상태를 무효 처리하여 상술한 단계(S313) 이후의 과정을 수행하게 되며, 이와는 달리 상호 일치 정도가 소정 기준치 이상일 경우에는 다시 다중 기표 여부를 판단하게 된다(단계 S325). 즉, 기표 날인이 추가 기입 이미지 내에서 복수개 존재하는 지를 검출하게 된다.

만일, 복수개의 기표 날인이 존재하면 이 투표용지를 무효 처리하여 단계 (S313) 이후의 과정을 수행하게 된다. 이와는 달리, 기표 날인이 하나만 존재하는 경우에는 기표 날인된 위치를 판별하고, 판별된 위치에 대응하는 후보자가 존재하는 지를 검출한다(단계 S327). 이때, 기표 날인된 위치에 대응하는 후보자 존재하지 않을 경우에는 투표용지를 무효 처리하며, 기표 날인된 위치에 대응하는 후보자 존재하는 경우에는 해당 후보자에 대한 득표로 판단하여 유효 처리하고 그에 상응하는 분류신호를 용지 이송부(20)로 제공한다(단계 S329).

따라서, 용지 이송부(20)는 이 분류 제어신호에 의거하여 현재 이송중인 투표용지를 분류/적재부(50)에 구성된 다수의 적재 영역중 해당 후보자의 분류영역에 적재하게 된다(단계 331).

이상과 같이, 자동개표 시스템에서는 이러한 각각의 과정을 반복 수행함으로써 용지 적재부(10)에 적재된 모든 투표용지에 대한 인식 과정을 진행하게 되고, 그 인식 결과에 따른 무효 투표용지 및 유효 투표용지에 대한 분류가 가능하게 된다.

한편, 상술한 도 3에 도시된 본 발명에 따른 투표용지 인식 과정을 통해서 유효 처리되는 투표용지와 무효 처리되는 투표용지를 다양한 예를 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 이하에서 설명되는 유효 투표용지와 무효 투표용지에 대한 판별 기준은 프로그램 형태의 인식 알고리즘으로 구성되어 인식부(30) 내에 내장된다.

도 4a 내지 4d는 인식부(30)에 의해 유효 처리되는 각각의 투표용지를 예로 도시한 도면이다. 먼저, 도 4a는 하나의 기표란에 정상적으로 기표 날인된 투표용지를 도시한 도면으로서 인식부(30)에서 기표 상태를 인식하기에 가장 용이한 투표용지를 예시적으로 도시한 도면이다.

그리고, 도 4b는 하나의 기표란에 정확히 기표 날인되어 있지만, 날인된 기표 상태가 일부 불분명한 상태를 예시적으로 도시한 도면으로서, 이러한 경우에 인식부(30)는 상술한 단계(S323)에서 판단된 기표 날인의 일치 정도가 소정의 기준치 이상인 동시에 어느 후보자에게 기표되었는지가 판단 가능하면 유효 처리하게 된다.

도 4c는 기표 날인의 식별 여부는 불분명하나 기표 날인의 내부가 메워진 상태를 도시한 도면으로서, 기표 날인의 크기가 메모리부(40)에 저장된 기준 기표 날인 이미지의 크기와 일치하여 정상적인 기표 용구에 의해 날인된 것으로 판단되면, 유효 투표용지로 처리하게 된다. 그리고, 도 4d는 정상적으로 날인된 기표 문양이 투표용지를 접는 과정에서 전사된 상태를 도시한 도면으로, 정상적인 날인(날인 원본)이 분명하여 식별이 가능한 반면, 전사된 날인은 불분명하여 정상적인 식별이 불가능한 경우에 유효 처리한다.

또한, 본 발명에 따른 투표용지 인식 방법에서는 상술한 각각의 경우 외에도 정상적인 기표 날인이 존재하는 동시에 기표 용구가 아닌 투표자의 손에 의해 오염되어 입력된 이미지가 존재하는 경우에도 해당 투표용지를 유효 처리하게 된다.

한편, 도 5a 내지 5d는 인식부(30)에서 무효 처리하는 투표용지의 상태를 예시적으로 도시한 도면으로서, 도 5a는 하나의 후보자 란에 다수개의 기표 날인이 존재하는 경우이며, 도 5b 내지 5d는 특정 후보자 기표란의 접선 또는 구분선상에 기표 날인된 경우이다. 이러한 도 5a 내지 5d와 같은 기표 상태에 대해서 현재 선거관리위원회의 규정에는 기표된 후보자의 식별이 가능하기 때문에 유효 처리하지만, 본 발명에 따른 투표용지 인식 방법에서 이러한 투표용지를 무효 처리하는 것은 기표 상태가 부정확한 투표용지에 대해서 개표인에 의한 수개표 작업 및 재확인을 요구하여 자동개표 시스템의 신뢰성을 향상시키기 위함이다.

그리고, 본 발명에 따른 투표용지 인식 방법에서는 상술한 도 5a 내지 5d에 도시된 투표용지 외에도 투표용지 자체가 훼손되어 서식에 대한 식별이 불가능하거나 다수의 후보자 기표란에 동시에 기표된 경우, 또 두 후보자 기표란의 구분선상에 기표한 경우, 기표 용구를 사용하지 않고 다른 수단으로 기표한 경우, 기표 날인 이외의 표기가 기준치 이상의 크기로 표기된 경우에도 상술한 각각의 단계(S321 내지 S327)에서 무효 처리함으로써, 자동개표 시스템의 신뢰성을 보다 더 향상시키게 된다.

한편, 상술한 실시예와 도면은 본 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술 범위를 한정하고자 하는 목적이 아니며, 또한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 범주 내에서 다양하게 치환, 변형 및 변경이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 자동개표 시스템의 투표용지 인식 과정에서 발생 가능한 다양한 형태의 기표상태를 식별할 수 있게 됨으로써 신속하고 정확한 투표용지의 인식이 가능한 효과가 있으며, 그에 따른 자동개표 시스템의 신뢰성을 높이는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 투표용지의 기표 상태를 자동으로 인식하여 개표 작업을 수행하는 자동개표 시스템의 투표용지 인식 방법에 있어서,

   기표되지 않은 투표용지에 대한 기준 서식 이미지, 기준 기표 날인 이미지 및 기준 위원장 날인 이미지를 기저장하는 제 1 단계;

   상기 투표용지를 스캐닝하여 투표용지 이미지를 생성하고 외부 여백 및 잡음 이미지를 제거하며, 상기 투표용지 내의 인쇄영역만으로 구성된 유효 이미지 영역을 추출하는 제 2 단계;

   상기 기준 서식 이미지와 상기 유효 이미지 영역 내의 서식 이미지를 비교하여, 서로 일치하지 않으면 상기 투표용지를 무효 처리하며 상기 각 서식 이미지가 일치하면 상기 유효 이미지 영역으로부터 상기 서식 이미지를 제외한 투표 과정에서 기입된 추가 기입 이미지만을 추출하는 제 3 단계;

   상기 추가 기입 이미지로부터 위원장 날인 이미지를 추출하여 상기 기준 위원장 날인 이미지와 동일한 형태의 위원장 날인 이미지가 존재하는 지를 판단하여 상기 위원장 날인 이미지가 존재하지 않으면 상기 투표용지를 무효처리하고, 상기 위원장 날인 이미지가 존재하면 상기 기준 서식 이미지로부터 기표날인 이미지를 추출하여 상기 기준 기표 날인 이미지와 크기 및 모양을 비교하고, 상기 각 이미지의 크기 및 모양이 서로 일치하지 않으면 상기 투표용지를 무효 처리하며, 상기 크기 및 모양이 일치하면 상기 추가 기입 이미지 내에 다른 기표 날인 이미지가 존재하는지를 검출하는 제 4 단계;

   상기 다른 기표 날인 이미지가 검출되면 상기 투표용지를 무효 처리하며, 상기 다른 기표 날인 이미지가 검출되지 않으면 상기 기표 날인된 위치에 대응하는 후보자가 존재하는지를 검출하는 제 5 단계;

   상기 후보자 존재하지 않으면 상기 투표용지를 무효 처리하며, 상기 후보자가 존재하면 상기 후보자에 대해 득표 처리하는 제 6 단계를 포함하는 자동개표 시스템에서의 투표용지 인식 방법.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 3 단계는,

   상기 추출된 추가 기입 이미지로부터 상기 투표용지의 기표란 이외의 영역에 표기된 이미지가 검출되면, 상기 검출된 이미지의 크기가 기설정된 허용 크기를 초과하는지를 판단하여 상기 허용 크기를 초과하는 경우에 상기 투표용지를 무효 처리하는 과정을 더 포함하는 자동개표 시스템에서의 투표용지 인식 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 4 단계는, 상기 추출된 기표 날인 이미지와 상기 기준 기표 날인 이미지의 크기 및 모양이 일치하는지를 비교하는 과정에서,

   상기 각 기표 날인 이미지의 크기 및 모양에 대한 일치 정도를 수치로 환산하고 상기 환산된 수치가 소정의 기준치 미만일 경우에 상기 투표용지를 무효 처리하며, 상기 소정 기준치 이상이면 상기 각 기표 날인 이미지가 일치하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 자동개표 시스템에서의 투표용지 인식 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 각 단계에서 상기 투표용지가 무효 처리되면, 상기 투표용지를 무효 투표용지 분류영역에 분류하여 적재하는 과정을 더 포함하는 자동개표 시스템에서의 투표용지 인식 방법.
6. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 6 단계는,

   상기 후보자에 대해 득표 처리된 투표용지를 상기 후보자에 대응하는 분류영역에 적재하는 과정을 더 포함하는 자동개표 시스템에서의 투표용지 인식 방법.