生物特征識(shí)別的家居安防專(zhuān)利技術(shù)

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技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r分析

1技術(shù)構(gòu)成分析

生物特征識(shí)別技術(shù)是利用人體的固有生物特征信息進(jìn)行身份的驗(yàn)證識(shí)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(shí)別技術(shù)由于其相較傳統(tǒng)的識(shí)別技術(shù)具有不可替代的唯一性、任意時(shí)間地點(diǎn)的隨用性、不會(huì)遺忘以及識(shí)別率較高等優(yōu)點(diǎn)，得到了智能安防領(lǐng)域中各企業(yè)和機(jī)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(jìn)一步的突破，具體體現(xiàn)在可以根據(jù)用戶(hù)的多樣化安防需求制定個(gè)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(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)適用性更廣的家居安防功能。因此，生物特征識(shí)別技術(shù)以其較高的安全防護(hù)性能，便捷高效的使用手段以及廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景等優(yōu)點(diǎn)，很好地契合了家居安防環(huán)境的需求。基于生物特征識(shí)別的家居安防技術(shù)按照其具體識(shí)別對(duì)象可主要?jiǎng)澐譃槿齻€(gè)分支：基于行為特征識(shí)別的家居安防、基于形態(tài)特征識(shí)別的家居安防以及基于組合特征識(shí)別的家居安防，其詳細(xì)劃分如表1所示。安防專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量所占比例最大，這是因?yàn)榛谛螒B(tài)特征的生物識(shí)別技術(shù)起步相對(duì)較早，例如其中的人臉識(shí)別技術(shù)和指紋識(shí)別技術(shù)相對(duì)較為成熟，后期有大量專(zhuān)利文獻(xiàn)對(duì)其家居應(yīng)用場(chǎng)景和具體實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行了不斷的優(yōu)化和改進(jìn)。同時(shí)，隨著基于行為特征識(shí)別和組合特征識(shí)別的家居安防技術(shù)的逐漸發(fā)展，其專(zhuān)利申請(qǐng)量在近年來(lái)呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)。2018年以后的專(zhuān)利申請(qǐng)限于專(zhuān)利公開(kāi)的時(shí)效性雖尚未完全公開(kāi)，但是按照基于生物識(shí)別的家居安防技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，預(yù)計(jì)2018年以后的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量整體還會(huì)有所增長(zhǎng)。

2專(zhuān)利申請(qǐng)現(xiàn)狀

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

3重要申請(qǐng)人

對(duì)全球范圍內(nèi)基于生物特征識(shí)別的家居安防專(zhuān)利主要申請(qǐng)人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量排行前15的申請(qǐng)人如圖3所示。從圖3可以看出，排行靠前的申請(qǐng)人為生物特征識(shí)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(gè)領(lǐng)域的主要申請(qǐng)人，并且公司之間的專(zhuān)利申請(qǐng)量差距不太明顯，各個(gè)公司的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量不是很大，一定程度上說(shuō)明在基于生物特征識(shí)別的家居安防領(lǐng)域申請(qǐng)人較為分散。

技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)與重點(diǎn)專(zhuān)利分析

基于生物特征識(shí)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(guò)梳理該領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)文獻(xiàn)，可獲得如圖4的技術(shù)發(fā)展路線圖。基于生物特征識(shí)別的家居安防技術(shù)大致經(jīng)歷了三個(gè)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(guó)內(nèi)外專(zhuān)利申請(qǐng)量均較少，大多為基于形態(tài)特征識(shí)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(shí)別或人臉識(shí)別技術(shù)對(duì)用戶(hù)身份進(jìn)行驗(yàn)證，并可用于家庭安全系統(tǒng)；CN101673422A能夠通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別作為開(kāi)門(mén)密碼實(shí)現(xiàn)門(mén)禁的開(kāi)啟。這一階段基于生物形態(tài)特征匹配識(shí)別的家居安防技術(shù)在國(guó)外整體起步較早，并且在家居安防領(lǐng)域中門(mén)禁控制的發(fā)展也相對(duì)較早，但其更多僅限于進(jìn)出口控制中。第二階段（2011~2016年）是發(fā)展階段，這一階段國(guó)內(nèi)的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量有了大幅的增加，國(guó)外的專(zhuān)利數(shù)量也出現(xiàn)了陡增的趨勢(shì)。這一階段申請(qǐng)人基于三類(lèi)不同的生物特征識(shí)別技術(shù)在出入口控制、入侵報(bào)警、視頻監(jiān)控等安防方向均申請(qǐng)了大量的家居安防專(zhuān)利，出現(xiàn)了多樣化安防的特點(diǎn)。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(jìn)行家庭訪問(wèn)的身份辨識(shí)，實(shí)現(xiàn)多元化出入口控制；CN103281223A不僅能夠利用人臉、語(yǔ)音以及指紋生物特征對(duì)人體身份進(jìn)行識(shí)別，還可以提取語(yǔ)音中的命令以響應(yīng)控制命令，還能在生物特征識(shí)別失敗后實(shí)現(xiàn)智能報(bào)警。隨著安防技術(shù)的發(fā)展，這階段中基于行為特征識(shí)別的家居安防技術(shù)開(kāi)始增加，同時(shí)基于組合特征識(shí)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(guó)外專(zhuān)利申請(qǐng)量有所下滑，但國(guó)內(nèi)專(zhuān)利申請(qǐng)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(zhuān)利申請(qǐng)更多傾向于將用于家居安防的生物特征識(shí)別技術(shù)與智能家居中的環(huán)境監(jiān)測(cè)、家電設(shè)備控制等子系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)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(jìn)行人臉識(shí)別實(shí)現(xiàn)住戶(hù)判斷和安全監(jiān)控后，還能智能實(shí)現(xiàn)家居設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制；CN105629936A能夠通過(guò)地板內(nèi)嵌入的識(shí)別控制系統(tǒng)探測(cè)人體在智能地板上的行為狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)人體行為的識(shí)別分析以及智能監(jiān)控報(bào)警，還能根據(jù)識(shí)別模塊辨別的人體身份以實(shí)現(xiàn)智能控制。這一階段的大量專(zhuān)利融合了行為識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別以進(jìn)行入侵檢測(cè)、老幼智能監(jiān)護(hù)、智能呼救、智能安防控制等功能，同時(shí)與智能家居控制技術(shù)相結(jié)合，實(shí)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(shí)別的家居安防技術(shù)也更加側(cè)重于生物特征識(shí)別算法的準(zhǔn)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(shí)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(shí)別的家居安防技術(shù)不斷出現(xiàn)新花樣。

結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)基于生物特征識(shí)別的家居安防專(zhuān)利技術(shù)分支以及各技術(shù)分支的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了梳理，同時(shí)對(duì)其技術(shù)演進(jìn)脈絡(luò)與重點(diǎn)專(zhuān)利進(jìn)行了分析，為了解基于生物特征識(shí)別的家居安防技術(shù)的基本發(fā)展態(tài)勢(shì)，制定各方?jīng)Q策提供了有效手段。

作者：龍?jiān)畦?汪婷靜 單位：《中國(guó)科技信息》雜志微智庫(kù)成員