智能安防技術領域專利分析

胡曉敏 向麗君 高 勇 劉曉紅

（1.天津市知識產權保護中心，天津 300384；2.力量知識產權（天津）有限公司，天津 300308）

0 引言

傳統安防依賴于人力防護模式，依靠人力和固定的監控設備進行巡邏、安檢、監視，存在成本高、人員有限、信息獲取不及時和難以應對突發事件等問題。隨著城市信息化應用水平不斷提升，智慧城市應運而生，21世紀的今天，人們向往更舒適、更安全和更便捷的家居生活。以云計算、大數據、第五代移動通信技術、物聯網、智慧網絡及機器人等為代表的新技術的推廣使用，帶動著各個領域的革新，安防領域也不例外，發展出了智能安防技術［1-2］。

從數碼監控時代開始，安防行業駛入發展快車道，行業技術體系經歷了數字化、網絡化、高清智能化等發展階段［3］。智能安防是通過人工智能技術與安防軟硬件的結合，實現事前預防、事中預警、事后追查的防護模式，能夠對信息數據進行學習、模擬、判別、處理。智能安防主要應用在平安城市、智慧交通、智慧樓宇、金融、能源等領域［4］，涉及視頻監控系統、巡更系統、門禁系統、停車場管理系統、無線對講系統、人臉識別系統、入侵報警系統、消防系統廣播等方面。

智能安防技術包括前端智能采集、后端存儲處理和智能分析管理平臺，其中前端智能采集包括監控和智能安防硬件，后端存儲處理包括算法、芯片和智能安防軟件，智能分析管理平臺包括智能安防系統和智能安防終端應用。近年來，智能安防產業發展迅猛，旺盛的市場需求必將推進技術的發展，公安、交通、樓宇等領域都迫切需要技術和產品的升級［5］。

1 研究對象和方法

專利文獻具有巨大的科研價值，對于大多數企業而言，識別出不同領域內的核心專利、關鍵技術、新興技術具有重要的戰略意義［6］。基于此，本研究利用PatSnap 數據庫對涉及智能安防產業及相關技術的全球專利申請進行檢索，結合PatSnap、Excel等工具，經過數據去噪處理和查全/查準率驗證，對數據進行規范化處理和標引處理后，對我國智能安防領域專利發展趨勢、重點技術領域、地域分布等方面的情況進行分析。統計范圍為截至2022 年12月31日前公開的專利數據。

2 專利情況分析

2.1 專利申請趨勢

2003—2022 年我國智能安防產業領域專利申請量和申請人數量趨勢如圖1 所示，考慮專利數據的完整性和專利信息披露的滯后性，2022 年之后的數據趨勢不做分析。由圖1 可知，國內涉及智能安防相關的專利申請趨勢大致可分為3 個階段。

圖1 2003—2022年我國智能安防產業領域專利申請量和申請人數量趨勢

第一階段為2007 年之前。這一階段隨著通信技術、計算機網絡的迅速發展，專利申請數量和申請人數量均呈緩慢但穩定增長的態勢，即我國智能安防相關技術開始萌芽發展。2005 年我國開始實行“3111”工程，即全國城市報警與監控系統建設工程，實現視頻安防監控對城市主要街道、人群集聚場所、公共場合和道路、公共交通系統等公共區域的基本覆蓋［7］，受此影響，相關專利申請量有明顯小幅上升。

第二階段為2008—2014 年。這一階段專利申請數量和申請人數量均有明顯增長，增速相對穩定，專利申請量和申請人數量增速基本一致，說明該階段相關企業數量規模與該領域的創新實力較為匹配，專利數量增幅明顯，處于技術穩定發展期。在該階段，基于視頻對象檢測、跟蹤、識別等理論算法的不斷成熟與完善，申請人開始將計算機視覺算法與智能安防系統相結合，使智能安防系統能夠實現對特定目標的自動檢測、跟蹤與行為識別。

第三階段為2015 年至今。這一階段專利數量和申請人數量急劇增加，并保持了較高的增速。進入2011 年以來，房地產行業快速發展，同時國家層面制定了一系列與安防相關的政策，智能安防行業受此影響，在2015 年開始進入了高速發展期。可以看到，該階段專利申請數量增幅超過了申請人數量的增幅，說明越來越多的申請人已經在智能安防技術的研究上發力，開始注重技術創新與技術保護，創新規模不斷增大。

2.2 各省市專利申請分布

我國智能安防產業領域專利數量前10 名省市如圖2 所示。廣東、北京、江蘇、浙江、上海申請量最多，是我國智能安防專利的核心地區，其申請量總和約占全國總申請量的五分之三。其中，廣東以20.95%的占比位列第一，其專利申請主要集中于計算機終端、指紋、視頻監控、身份驗證等技術主題。可以看出，在智能安防領域，經濟發達地區的專利數量較多且較為集中，各省市發展較為不平衡。在傳統安防行業發展地域代表性的基礎上，當前我國智能安防產業已形成新的三大產業集群：以電子智能安防產品企業聚集為主要特征的“珠三角”地區（廣州）、以高新技術和外資企業聚集為主要特征的“長三角”地區（上海、浙江、江蘇）和以集成應用、軟件、服務企業聚集為主要特征的“環渤海”地區（北京、天津、遼寧），三大產業集群產品方面的優勢領域各有不同，占據了我國安防產業約三分之二的市場份額。

圖2 我國智能安防產業領域專利數量前10名省市

2.3 專利保護范圍及專利質量

我國智能安防產業各專利類型數量見表1。可以看出，智能安防領域的專利申請以發明專利為主，占比為65.89%，發明專利的權利穩定性更好、保護客體范圍更全，在保護申請人權益方面發揮著主體作用；實用新型專利也占一定比例，為32.27%，同時還存在有少量外觀設計專利，這兩類專利主要涉及到智能安防相關產品結構和外觀的改進，對保護申請人權益同樣發揮著不可忽視的作用。

表1 我國智能安防產業各專利類型數量

專利權利要求的數量在一定程度上能夠從宏觀體現專利的保護范圍，專利保護范圍越大，間接說明專利的質量相對較高。隨著智能安防領域進入高速發展期，企業對專利的需求已從過去的簡單地追求專利數量轉變為更加注重專利的質量，越來越關注專利撰寫，尤其是權利要求的布局、獨立權利要求項的數量和總權利要求的數量。我國智能安防產業各專利類型的權利要求數量見表2，可以看出，所有專利的權利要求項數大多集中于10 項以內，且數量為10 項的專利數量占比較高，這一方面和我國專利申請費“一件專利申請的權利要求數量超過10 項的，應當繳納權利要求附加費”的規定有關，另一方面也說明申請人對于專利質量即專利保護范圍更加注重。此外，本領域實用新型專利的權利要求數量在5 至7 項分布較多，也有相當占比的授權發明和發明申請的權利要求數量大于5 項。此外，經過對各類型申請人的權利要求數量分析，可知企業類型的申請（專利權）人，僅有1 項權利要求的占2.32%，而院校/研究所類型的申請（專利權）人，僅有1 項權利要求的占5.93%，說明在智能安防領域，企業更注重專利的保護價值。

表2 我國智能安防產業各專利類型的權利要求數量 單位：項

2.4 主要技術發展趨勢

通過對我國近20 年智能安防產業相關專利分析可知，發現對電視監控、信息識別、異常報警相關的研究比較集中，涉及的IPC 分類號有H04N7 電視系統、G06K9 識別模式的方法或裝置、H04N5 電視系統的零部件，以及G08B13 夜盜、偷竊或入侵者報警器等，在近20 年的專利申請中占比分別為15.24%、14.99%、7.75%和4.16%，是近20 年該領域的技術研發熱點，其發展趨勢如圖3所示。可以看出，我國智能安防產業相關技術分支專利申請量從2008 年后整體呈明顯上升趨勢，其中H04N7 電視系統相關技術、G06K9 識別模式的方法或裝置、H04L29 數字信息傳輸裝置設備電路和系統、G07C9 獨個輸入口或輸出口登記器等分支在2014 年后增速再次提升。2017 年，G06K9識別模式的方法或裝置專利量超過了H04N7 電視系統相關技術，說明信息識別相關技術已成為智能安防產業研發的新的熱點領域。由圖3 還可看出，G07C9 獨個輸入口或輸出口登記器、H04L29 數字信息傳輸裝置設備電路和系統、G06F21 防止未授權行為的保護計算機程序或數據的安全裝置、G08B13 夜盜、偷竊或入侵者報警器等分支的專利申請量或增速在2019 年均有不同程度的下跌，隨后在2020 年后再次迎來增長，這是由于2020 年我國國務院、工信部、廣電總局、住建部等相關部門發布了多項與智能安防、智能家居、物聯網相關的政策，一定程度上刺激了智能安防產業相關技術的快速發展。

圖3 2003—2022年我國智能安防產業主要技術發展趨勢

2.5 重點申請人分析

我國智能安防領域專利申請前10 位申請人見表3。國家電網、OPPO、華為、大華、騰訊、中興、海康威視、平安科技、三星、維沃科技等，都是具有基礎研發能力的企業，產品線涉及智能安防設備和智能安防軟件。

表3 我國智能安防產業重點申請人

主要申請人專利技術領域分布如圖4所示。可以看出，國家電網在電視系統方向上專利較為集中，OPPO、華為、平安科技在識別模式方向上的專利較為集中，OPPO、華為、三星在排名前10 的技術分支中均有布局。在前10位申請人中，國內公司的申請人占比90%，說明我國在智能安防領域產業起步雖然較晚，但是國內企業擁有核心技術，在國內市場后勁較足。海康威視、浙江大華在專利技術領域上的分布情況相似，是智能安防產業最具有代表性的企業。此外，OPPO、華為、中興、三星、維沃等通訊、通信類企業憑借原有的通信技術基礎優勢，結合新建立的智能家居生態鏈，在智能安防方向的發展也值得關注，其專利布局成績也非常突出，主要涉及識別方法及裝置、監視系統、圖像采集、身份驗證、攝像機等技術領域。

圖4 主要申請人專利技術領域分布

2.6 重要專利分析

被引用次數前10 位的專利見表4。被引用次數較多，可以間接說明該專利已廣泛應用并被多人借鑒，這些專利更具影響力并代表著該技術領域的核心創新技術。被引用次數前10 位的專利技術中，明顯涉及智能家居領域技術的有7 項，且被引用次數最多的“基于物聯網及安卓系統的智能家居系統及控制方法”公開號CN102882752A，當前申請人是天津銳網科技股份有限公司，也是涉及智能家居的技術方向。智能家居涉及無線智能傳感器、智能網關、攝像監控、智能門鎖、遠程報警等方面，與智能安防在技術上有很多交集。安防系統是智能家居中的重要組成部分，兩者是互相關聯、互相促進的兩個領域。被引用次數前10 位的專利技術涉及遠程監控報警、語音識別、家用機器人、車輛控制、家電控制等方面，這些均是智能家居和智能安防的共通技術，這些共通技術均可為實現智能化安全防范和智能家居生活提供良好的技術基礎。

表4 被引用次數前10位的專利

3 結論

本研究通過對我國智能安防領域的專利信息進行統計分析，可以看出，我國智能安防相關專利布局已形成一定規模，但在個別技術領域，如算法、芯片、智能安防軟件等方面專利數量較少、專利質量還有待提升。可以通過重點遴選智能安防產業鏈相關優質企業，有針對性地開展高價值專利培育工作，完善專利布局，形成全方位保護。同時，智能安防領域核心技術主要涉及基于深度學習的前端智能采集和后端存儲處理，其中前端智能采集偏重于監控和攝錄，后端存儲處理偏重于算法，而高校、科研院所在這方面的研究更加系統和深入，例如清華大學、天津大學、北京郵電大學等。企業可以加強與高校合作和交流，在構建智能安防系統時充分學習，必要時可以進行共同研發，推進產學研深度融合和技術發展。此外，還可以建立智能安防知識產權聯盟，制定智能安防產業高價值專利評價指標，對高價值專利進行篩選和識別，擴充智能安防專利池，實現專利的交叉許可，或者相互優惠地使用彼此的專利技術，幫助企業快速發展，提高企業競爭力。