一亿张纸质选票和 bug 频发的扫描仪，将左右美国大选？

大数据文摘授权转载自HyperAI超神经

2020 年美国大选选举日投票正式启动。各州投票站已于美东时间 11 月 3 日晚 6 点依次关闭，对应北京时间 11 月 4 日上午 7 点。

一边是两位 70 多岁的候选人各地奔波，冲刺拉票；另一边，是热情高涨的选民，纷纷摩拳擦掌，参与到这场大选决战中。

以往的大选日当天晚上，选票结果便会出炉。但今年由于投票人数激增、邮寄投票截至日期不同等种种原因，让今年的选情也更为复杂。

目前，大选进入正式开票阶段，多个「摇摆州」的选票仍在紧张统计中……

在选举日到来之前，很多地方已经开始提前投票。据最新数据显示，各州已收到提前选票近 9330 万张，超过了上个选举年总投票数的 ⅔，目前还有近 3200 万张邮寄选票，尚未寄达投票站。

大多数选举专家认为，今年美国大选将有 1.5-1.6 亿张选票。

据美国媒体报道，半数以上的选民选择手工填写纸质选票，然后由光学扫描仪，扫描统计，其余选民将通过机器投票。

邮寄到投票站的纸质选票，还需要工作人员一一拆封

也就是说，有 1 亿多张纸质选票，将在各地投票站中被清点和统计。这些数以亿计的纸质选票，光是体积就足够庞大，而要一张一张地处理这些纸质选票，更是一项浩大的工程。

为了加快统计速度，近年来很多州、县都已开始采用光学扫描仪进行选票统计。

上文提到，目前美国大选投票方式，主要有纸质选票和电子投票两种。

电子投票机一直受到各种质疑，曾发生过一家不知名的技术公司 Shadow 为爱荷华州的民主党开发了一款用于统计票数的 App。没想到，在选举之夜发生了技术故障，导致推迟了一周才核对完票数。

除了临时故障以外，黑客入侵、数据安全等原因，也成为了电子投票或手机投票没有大规模推行的原因。

所以，纸质投票仍被认为是最安全的投票方式，因此大部分选民依然通过纸质选票的方式进行投票。

选民将纸质投票投入邮筒

然而，纸质投票带来的第一个问题就是：如何提高统计效率？光学扫描仪成为解决这一问题的首选工具。

据美国皮尤研究中心（Pew Research Center）分析，有将近一半的美国注册选民，其所在司法管辖区采用了光学扫描仪作为投票系统。

米黄色地区，为采用光学扫描仪统计选票，占比超过半数

此外还有电子投票、和人工计数

采用光学扫描仪的地区，看重的是其统计速度和成本更低的优势。但是这一方法也存在着缺陷。

由于光学扫描仪受到其使用算法的鲁棒性的限制，加之设计不良且未经校准的机器可能会无意中误计或将选票作废，因此会导致错误的统计结果，而这些情况并不容易被察觉。

今年的纸质投票卡样例（不同地区有细微差异）

光学扫描仪通常根据标记区域（比如椭圆形）中黑色和白色的像素数量（dark and light pixels ）来确定该标记是否为投票，一般来说系统所使用的算法对标记的形状和黑色像素都很敏感。

然而，各地投票站的工作人员们，还是发现了光学扫描系统中的数百个漏洞，这些漏洞通常是由于以下原因造成的：

将选票倒置放进扫描仪；扫描仪同时通过多张选票；传感器损坏、卡纸或过热、打印与编程不一致、编程错误等。即使采用率最高的光学扫描仪，也受到不少质疑。

过去的大选中，都曾因光学扫描仪出现失误而造成选票的误算。

2000 年总统大选：加州奥兰治县的光学扫描仪因「不明原因」，未能清点 400 多张选票；佛罗里达州数万张选票，由于扫描失败没有被统计，大约有 31775 名选民的选票被忽略、未读取；

2004 年总统大选：加州纳帕县因法律规定，对选票中的 1% 进行人工审计时，发现红杉公司生产的扫描仪，在一些用凝胶墨水标记的选票上出现了错误。而生产商对此表示，这些仪器只能读取碳墨水，不能读取其它墨水笔迹；

选票（ballot）像涂答题卡一样，将候选人对应标记区域涂黑

扫描仪则通过数字成像技术来识别标记

2008 年总统大选：哥伦比亚特区选举中，红杉公司光学扫描仪进行统计时，一个有故障的墨盒导致选票结果被复制到多场竞选中。

当然，有些情况也不能全怪扫描仪，选民自身原因也会造成一些误统计。

一些选民在投票时，不认真阅读说明，操作不规范，比如标记区域本该涂黑，却被他们涂成星星、圆圈或叉，甚至有人填错之后试图用胶带或其它方式来修改，这些都导致「答案」不能被正确识别、读取。

但不管怎么说，这些错误都让光学扫描仪的公信力被质疑，生产厂商自然难辞其咎，但是事情也并不是那么简单。

2008 年大选之后，当事光学扫描仪的制造商红杉公司，在回应有关误算选票信息时表示：「数据或内部事件日志中，没有发现可以确定导致或促成了该问题的异常或违规行为。」

红杉随后还发布了一份报告，将问题归咎于人为错误，排除了硬件和软件故障的可能性，并声称公司没有办法追踪扫描机器的问题。

哥伦比亚特区议会最终决定，要求红杉公司提交投票系统的源代码，以便进行更彻底的调查，红杉公司对此表示反对。

红杉公司回应光学扫描仪失误的报告中否认连连

最终，红杉公司将错误归咎于从单个墨盒上传信息的问题。而哥伦比亚特区议会方面则表示偶然的错误和异常不可避免，今后出现这些问题时，最好的方法是进行仔细，公开和独立的调查，并采用新的协议来确保将来不会发生更大的故障。

其它光学扫描仪的设备制造商，也同样出现过失误，其中 Diebold 公司虽然接受调查，但拒绝公布结果，称其为专有信息。

由此看来，光学扫描仪的问题溯源路上可谓障碍重重。今年的大选，不知道这些设备面对 1 亿的纸质选票，会不会又出什么 bug 呢？

不知道今年大选还会带来什么惊喜？

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