生物特征識別的家居安防專利技術(shù)

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技術(shù)發(fā)展狀況分析

1技術(shù)構(gòu)成分析

生物特征識別技術(shù)是利用人體的固有生物特征信息進行身份的驗證識別，通常使用的人體特征信息包括如指紋信息、人臉信息、聲音中的聲紋信息等等。在智能家居安防領(lǐng)域，生物特性識別技術(shù)由于其相較傳統(tǒng)的識別技術(shù)具有不可替代的唯一性、任意時間地點的隨用性、不會遺忘以及識別率較高等優(yōu)點，得到了智能安防領(lǐng)域中各企業(yè)和機構(gòu)的關(guān)注。并且智能安防技術(shù)伴隨物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能終端的普及應(yīng)用和技術(shù)更新，在智能家居領(lǐng)域有了進一步的突破，具體體現(xiàn)在可以根據(jù)用戶的多樣化安防需求制定個性化的家居安防功能，以及可以將功能各異的安防設(shè)備綜合集成于一個系統(tǒng)，實現(xiàn)適用性更廣的家居安防功能。因此，生物特征識別技術(shù)以其較高的安全防護性能，便捷高效的使用手段以及廣泛的應(yīng)用場景等優(yōu)點，很好地契合了家居安防環(huán)境的需求?；谏锾卣髯R別的家居安防技術(shù)按照其具體識別對象可主要劃分為三個分支：基于行為特征識別的家居安防、基于形態(tài)特征識別的家居安防以及基于組合特征識別的家居安防，其詳細劃分如表1所示。安防專利申請數(shù)量所占比例最大，這是因為基于形態(tài)特征的生物識別技術(shù)起步相對較早，例如其中的人臉識別技術(shù)和指紋識別技術(shù)相對較為成熟，后期有大量專利文獻對其家居應(yīng)用場景和具體實現(xiàn)方式進行了不斷的優(yōu)化和改進。同時，隨著基于行為特征識別和組合特征識別的家居安防技術(shù)的逐漸發(fā)展，其專利申請量在近年來呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。2018年以后的專利申請限于專利公開的時效性雖尚未完全公開，但是按照基于生物識別的家居安防技術(shù)的發(fā)展趨勢，預(yù)計2018年以后的專利申請數(shù)量整體還會有所增長。

2專利申請現(xiàn)狀

圖2顯示了自2002以來基于生物特征識別的家居安防技術(shù)在全球范圍的專利申請量逐年分布趨勢。根據(jù)圖中的趨勢可以看出，基于生物特征識別的家居安防技術(shù)在2002~2011年間仍處于技術(shù)的起步階段，此時國外出現(xiàn)了萌芽和發(fā)展，但其專利申請量還不成規(guī)模，與此同時國內(nèi)的專利申請相對而言數(shù)量更少。從2011年起，專利申請邁入了快速發(fā)展的階段，2013~2016年間全球和國內(nèi)的專利申請量都呈現(xiàn)出持續(xù)、快速的增長趨勢，反映出家居安防在世界范圍的專利布局愈發(fā)的激烈。而國外的專利申請量從2016年起出現(xiàn)下降的趨勢，此時國內(nèi)專利申請量依然持續(xù)快速地增長，這在一定程度上體現(xiàn)出基于生物特征識別的家居安防技術(shù)在國外已日漸趨于成熟，但在國內(nèi)市場還具有很大的活力，仍然是相關(guān)企業(yè)及機構(gòu)的研究熱點。

3重要申請人

對全球范圍內(nèi)基于生物特征識別的家居安防專利主要申請人進行統(tǒng)計，得到專利申請數(shù)量排行前15的申請人如圖3所示。從圖3可以看出，排行靠前的申請人為生物特征識別領(lǐng)域的知名企業(yè)或其自身為家居或安防公司。如珠海格力、美的、vivint、?？低暤裙緸檫@個領(lǐng)域的主要申請人，并且公司之間的專利申請量差距不太明顯，各個公司的專利申請數(shù)量不是很大，一定程度上說明在基于生物特征識別的家居安防領(lǐng)域申請人較為分散。

技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)與重點專利分析

基于生物特征識別的家居安防技術(shù)從發(fā)展萌芽到現(xiàn)今，其技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。通過梳理該領(lǐng)域的專利申請文獻，可獲得如圖4的技術(shù)發(fā)展路線圖?；谏锾卣髯R別的家居安防技術(shù)大致經(jīng)歷了三個發(fā)展階段，分別為起步階段、發(fā)展階段和繼續(xù)發(fā)展階段。第一階段（2011年以前）是起步階段，這一階段國內(nèi)外專利申請量均較少，大多為基于形態(tài)特征識別的家居安防技術(shù)，且安防功能較為單一。例如US20080005578A1利用指紋識別或人臉識別技術(shù)對用戶身份進行驗證，并可用于家庭安全系統(tǒng)；CN101673422A能夠通過語音識別作為開門密碼實現(xiàn)門禁的開啟。這一階段基于生物形態(tài)特征匹配識別的家居安防技術(shù)在國外整體起步較早，并且在家居安防領(lǐng)域中門禁控制的發(fā)展也相對較早，但其更多僅限于進出口控制中。第二階段（2011~2016年）是發(fā)展階段，這一階段國內(nèi)的專利申請數(shù)量有了大幅的增加，國外的專利數(shù)量也出現(xiàn)了陡增的趨勢。這一階段申請人基于三類不同的生物特征識別技術(shù)在出入口控制、入侵報警、視頻監(jiān)控等安防方向均申請了大量的家居安防專利，出現(xiàn)了多樣化安防的特點。如WO2015175670A1可以利用指紋、虹膜、視網(wǎng)膜、人臉、掌紋、人聲和心率的一種或多種的組合進行家庭訪問的身份辨識，實現(xiàn)多元化出入口控制；CN103281223A不僅能夠利用人臉、語音以及指紋生物特征對人體身份進行識別，還可以提取語音中的命令以響應(yīng)控制命令，還能在生物特征識別失敗后實現(xiàn)智能報警。隨著安防技術(shù)的發(fā)展，這階段中基于行為特征識別的家居安防技術(shù)開始增加，同時基于組合特征識別的家居安防技術(shù)在這一階段被提出的占比也逐漸加重。第三階段（2016年至今）是繼續(xù)發(fā)展階段，該階段國外專利申請量有所下滑，但國內(nèi)專利申請量仍然較大。在智能家居和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展下，這階段的專利申請更多傾向于將用于家居安防的生物特征識別技術(shù)與智能家居中的環(huán)境監(jiān)測、家電設(shè)備控制等子系統(tǒng)結(jié)合，實現(xiàn)了家居安防技術(shù)的綜合化和多元化。如CN108614509A能夠在安防攝像頭進行人臉識別實現(xiàn)住戶判斷和安全監(jiān)控后，還能智能實現(xiàn)家居設(shè)備的聯(lián)動控制；CN105629936A能夠通過地板內(nèi)嵌入的識別控制系統(tǒng)探測人體在智能地板上的行為狀態(tài)，從而實現(xiàn)人體行為的識別分析以及智能監(jiān)控報警，還能根據(jù)識別模塊辨別的人體身份以實現(xiàn)智能控制。這一階段的大量專利融合了行為識別、語音識別以進行入侵檢測、老幼智能監(jiān)護、智能呼救、智能安防控制等功能，同時與智能家居控制技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)了安防技術(shù)的便捷化和高效化。并且隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和人工智能的發(fā)展，這一階段的生物特征識別的家居安防技術(shù)也更加側(cè)重于生物特征識別算法的準確性，從而提高家居安防的安防力度。由于在這一階段傳統(tǒng)的生物特征識別技術(shù)已趨于成熟，加之智能家居領(lǐng)域的不斷發(fā)展創(chuàng)新，使得基于生物特征識別的家居安防技術(shù)不斷出現(xiàn)新花樣。

結(jié)語

本文對基于生物特征識別的家居安防專利技術(shù)分支以及各技術(shù)分支的發(fā)展趨勢進行了梳理，同時對其技術(shù)演進脈絡(luò)與重點專利進行了分析，為了解基于生物特征識別的家居安防技術(shù)的基本發(fā)展態(tài)勢，制定各方?jīng)Q策提供了有效手段。

作者：龍云璐 汪婷靜 單位：《中國科技信息》雜志微智庫成員