基于外觀設計數字化全局信息拓撲性的專利檢索

王川 趙亮 張梅

摘 要 隨著外觀設計專利制度的發展，相應的檢索在諸多領域起到越來越重要的作用。在現有外觀設計專利數據模式下，研究者們付諸許多努力以期提高檢索效率，但卻已呈現邊際遞減效應。為了實現檢索效率的提高，本文認為可將數字化全局信息作為外觀設計專利數據基礎，配合以拓撲性為主的多種方式協同檢索，突破現有數據模式的局限性。

關鍵詞 外觀設計 檢索 效率 全局信息 數據

作者簡介：王川、趙亮、張梅，國家知識產權局專利局專利審查協作北京中心。

中圖分類號：D923.4 文獻標識碼：A DOI：10.19387/j.cnki.1009-0592.2018.09.344

一、引言

近年來，市場競爭已經逐漸呈現全球化態勢，通過知識產權形成國際市場核心競爭力已經成為共識 。伴隨著知識產權意識的提高，創新主體為了更充分全面地保護自己的權益，尋求外觀設計專利保護已然成為必備之選。外觀設計專利權評價報告的請求量呈指數型增長 （如圖1），從側面反映了上述現實。隨之而來的是對外觀設計專利檢索需求的不斷擴大，現有的檢索效率難以與之匹配，而且正是由于缺少有效檢索，造成外觀設計專利數據豐富，但是信息貧乏 的現狀。無論從孤立數據還是數據集合的角度，外觀設計專利數據共享給社會公眾的有價值信息非常有限，甚至由此會造成制度危機。

二、現有外觀設計專利檢索模式

（一）面向外觀設計專利內容的圖像檢索及局限性

現有外觀設計專利主要則采用圖像檢索的方式，該方式是通過提取圖像的底層特征，例如紋理、形狀、顏色等，然后利用底層特征在圖像與圖像之間進行相似度匹配 。

圖像檢索方式的主要特點是利用圖像本身包含的客觀底層特征，設計的相似性體現在特征相似性上，從而避免了人為主觀因素的介入，可以通過自動化檢索實現效率的提升。上述底層特征能相對較好的反映平面的圖案設計，所以圖像檢索在一定范圍內依然存在優勢。

但是，圖像中的眾多特征呈現交疊融合的狀態，這給精細化提取造成極大的困難。由于底層特征與高層語義之間存在“鴻溝”，使得檢索者對設計的認知與圖像提取的特征無法具有一致性，難以實現對于設計內容的精準檢索。另外，對立體的外觀設計而言，最為理想的檢索方式是從設計的整體提取相應的立體特征作為匹配基礎。所以，以平面視圖作為立體的外觀設計的表達載體，該數據模式的局限性將會更加凸顯。

（二）以外觀設計數字化結果為基礎對于檢索效率提高的分析

由于圖像數據模式存在局限性，特別是無法整體化表達立體的外觀設計，可以采用三維數字模型作為專利數據基礎，即立體的外觀設計數字化結果，實現專利數據的整體性。基于數字化結果的拓撲性 ，能夠較好彌合上述“鴻溝”，對外觀設計立體化特征進行檢索。

上述的數字化結果雖然強化了整體性，但還是難以完整的描述外觀設計內容，例如數據中僅提交了汽車的數字化結果，但缺少頂端線等關鍵特征，造成無法進一步提高檢索精度。雖然上述的關鍵特征線，可以在數字化結果中進行提取，但需要預先對模型進行校準和標準化，增加了自動化檢索的困難度。

在以現有數據模式作為檢索基礎的前提下，提高檢索效率的解決方案，往往伴隨著新的問題需要去應對，其投入已經呈現明顯的邊際遞減效應。所以從外觀專利數據的角度看，實現數據的全面性，才是突破制約外觀專利檢索效率瓶頸的重要途徑。

三、以數字化全局信息為基礎的外觀設計專利數據

通過對外觀設計專利檢索困境的分析，發現外觀設計檢索效果很大程度依賴檢索技術，但更取決于專利數據本身。檢索效率的提高受制于現有外觀專利數據的局限性，因此，對外觀專利數據的要求不應囿于固有模式。對于數據的全面性需求，將外觀設計的數字化全局信息作為數據基礎具有研究意義。

（一）概念的提出

本文所述的數字化全局信息包括外觀設計在數字化過程中創建結果和歷史，將上述信息集成后形成的專利數據。對于以產品為載體的設計而言，該數據模式已經包含設計數字化的全部信息，所以具有可預見的最優全面性。

（二）基于全局信息數據拓撲性的檢索

現有外觀設計數據A，B，C，用拓撲鄰接圖描述其鄰接關系G（V，E），其中數據中的邊界面集合V={f1，f2，…，fn}，邊界面的鄰接關系集合E={l1，l2，…，lm}。

外觀設計專利數據的拓撲關系構建過程如下：首先提取特征中所有邊界面，形成集合V={f1，f2，…，fn}，然后依次遍歷V集合中各邊界面，對特征中任意邊界面fi（1≤i≤n），若fi具有hi個鄰接面fi，k（1≤k≤hi，fi，k∈V），則在fi及其鄰接面fi，k之間建立鄰接關系ei，k，fi的所有鄰接關系構成集合Ei，各邊界面fi的鄰接關系集合Ei的并集E=E1∪E2∪…∪Ei∪…∪E n構成鄰接關系集E，邊界面集合V及鄰接關系集合E共同組成專利數據的拓撲關系G。

在數字化結果的基礎上，構建各數據拓撲關系，分別描述為GA，GB，GC。根據文獻 的公式計算GA與GB的拓撲結構相似程度用公式SA，B表示，則

通過實例比對證實包含數字化歷史的全局信息，有助于增強外觀設計的全面表達，利用全局信息數據的拓撲性，可以更為精準的提取外觀設計整體或者局部的特征，從而提高檢索效率。通過外觀設計拓撲性進行驗證，僅說明其是針對全局信息檢索的較優選擇方案，但并不排斥多種檢索方式相配合，相反，通過有效的充分協同，將可以提供更加高效的檢索模式。且本節中實例為外觀設計應用最為廣泛的數字化類型，其對驗證全局信息提高檢索效率具有較強的指示意義。

（三）數據的規則性要求

以數字化全局信息為基礎的外觀設計專利數據是一個復雜的參數體系，為了保證數據的規范性，需要對規則的設定加以討論。

首先，數據應當保證清楚，參考發明創造中技術方案的對于清楚要求 ，要求外觀設計數據的清楚，是指以無創造性的假象主體能按照該數據信息，無需再付出創造性勞動，就能夠實現該設計的再次產品化。這是專利數據包含創建歷史的規則性要求，是數據全面性的基礎。

為了實現規則的有效性，需要將上述要求與設計的保護相統一，在為獲取最優保護效果的驅動下，申請人將會尋求其間的平衡，即在實現申請利益的同時，對于數據清楚的要求也自然得到滿足。

其次，過于全面的數據內容也將影響檢索效率，除了滿足清楚的要求，還應盡可能實現數據的簡要。數據以表達設計要點的相關內容為主，其余現有設計部分的創建歷史則應簡要表達。

四、以數字化全局信息作為外觀設計專利申請公開內容的正當性理由

從提高外觀設計檢索效率的角度，通過增加數字化過程中創建歷史數據的公開，顯然有利于這一目標的實現。從某種程度上講，似乎已經有足夠的動因采用數字化全局信息作為外觀設計的數據模式，但這種直覺顯然會被質疑和挑戰。上文規則的正當性是有待商榷的，因為專利制度作為專利權人和社會公眾利益之間的平衡機制，在增加了公開義務前提下，其合理性也是我們不可回避，需要探討的內容。

有研究人員認為，專利制度帶來的信息公開與分享在實踐中能夠取得實際效果其實很小，并不能從專利信息中獲得有效知識 。專利權的取得以公開發明創造內容為前提，專利制度的一項重要原則就是，在專利權人享有壟斷權并獲得一定利益的同時，讓社會公眾獲取相應的知識，這也體現出法律保護與公開之間的關系。

具體到外觀設計專利而言，社會公眾根據其公開的信息，需要繼續投入創造性的付出才可以將外觀設計實施至產品。因為現有專利信息對于外觀設計的產品化過程還存在諸多知識空洞，外觀設計全局信息能夠彌補上述公開不充分造成的信息空白。在數字化制造已經實現自動化的前提下 ，根據上述全局信息，社會公眾可以輕易地將外觀設計產品化。增加全局信息作為外觀設計專利信息的基礎，將對現有數據內容的有益補充，實現專利數據的公開價值。通過增加外觀設計專利申請的公開內容，是將公眾與專利權人的利益再平衡，同時也是公開化保護這一制度原則的應有之義。

五、電子顯示外觀設計的數字化全局信息

伴隨著電子顯示技術的發展，外觀設計隨即延伸至虛擬世界。相較于實體的產品設計，電子顯示外觀設計視覺信息豐富，互動體驗的沉浸感強，這都是基于其動態、立體呈現的特點。在我國對圖形用戶界面保護的前提下，電子顯示外觀設計也是需要關注的方向。

（一）電子顯示外觀設計專利檢索及局限性

目前以視圖的方式表達電子顯示的外觀設計，僅能提交設計內容的關鍵幀，有限數量視圖無法實現對設計的全面表達。例如動態內容變化的時間間隔就無法表達，不過可以采用動態視頻的方式克服上述不足。但部分電子顯示外觀設計則具有一定規律的隨機性，現有的數據模式無法窮盡表達類似重要的設計內容。

針對電子顯示的外觀設計的檢索，也是依托圖像檢索技術得以實現的，具有圖像檢索類似的局限性。同時，由于數據模式的原因，更無法實現針對動態內容進行檢索。

（二）以數字化全局信息為基礎的電子顯示外觀設計專利數據

鑒于上述情況，對于電子顯示的外觀設計，其數字化全局信息還應當將相應的程序算法納入其中，這樣使檢索者在對電子顯示外觀設計進行檢索時，除了可以針對的數據化結果和歷史，還可以結合程序算法的拓撲性 同步進行。而且隨著電子顯示技術的發展，顯示形式會隨之變化，即使面向全息顯示技術，該專利數據模式依然具有適用性。

六、結語

本文通過提出數字化全局信息為基礎的外觀專利數據模式，結合拓撲性驗證其可實現檢索效率的提升，進而構建可供挖掘的開放型數據集合平臺。同時該理論具備一定的可拓展性，為技術的進步以及制度的發展預留了空間。但由于全局信息數據自身的復雜性，未來應在概念與理論的探討基礎上，針對技術實現的應用驗證以及多種檢索方式的協同，做進一步深入研究。

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