智能电视语音识别技术专利分析

秦洪花，赵霞

智能电视语音识别技术专利分析

秦洪花，赵霞

（青岛市科学技术信息研究所，山东青岛266003）

语音交互是智能电视人机交互的重要发展方向，已成为国内外智能电视相关企业、机构创新竞争的重点。重点研究语音识别交互技术的国内外专利情况，对技术总体发展趋势、国家分布、专利权人、重点发明人等进行分析，以期对国内企业知识产权决策提供支撑。

智能电视；语音交互；语音识别；国际专利；中国专利；专利分析

【本文献信息】秦洪花，赵霞.智能电视语音识别技术专利分析［J］.电视技术，2015，39（10）.

智能电视作为家庭娱乐的中心，正逐步成为计算机、手机之外的第三种信息访问沟通平台，是未来彩电行业产业结构调整和转型升级的主要方向［1］。在智能电视各项关键技术中，人机交互技术是制约电视智能化发展和普及的重要瓶颈，已成为国际国内智能电视相关企业、机构创新竞争的重点，成为智能电视专利布局的重要方向［2-3］。

语音交互是目前最被业界看好的人机交互方式之一，微软、苹果、IBM等国际巨头争相投以巨资进行研发，三星、松下、创维、长虹、TCL等多个品牌所销售的智能电视均已植入了语音识别功能，语音识别功能对智能电视多样性产生了重大影响［4-5］。本文重点研究了语音识别交互技术的国内外专利情况，对技术总体发展趋势、国家分布、专利权人、重点发明人等进行分析，以期对国内企业知识产权决策提供支撑。

1　数据与方法

本文的专利文献数据主要来自汤森路透的Thomson Innovation德温特专利数据库和国家知识产权局中外专利数据库，数据统计截止日期为2014年4月1日，检索结果为全球共1 555项专利族和599件中国专利，利用TDA等专利分析软件对这些专利进行分析。

2　全球专利分析

2.1全球语音识别交互技术进入第二技术成长期

全球语音识别交互技术从20世纪70年代初开始出现首件专利申请以来，经历了20世纪80年代的技术孕育期、1996—2000年的第一技术成长期和2001—2009年的技术瓶颈期。2010年起，产业技术出现新的突破，厂商对于市场价值有了新的认知，竞相投入技术研发，专利申请量与专利权人数急速上升，语音识别交互技术进入第二技术成长期（见图1）。

2.2语音控制及语音输入/输出是语音交互的研究热点

语音输入/输出、语音数据处理系统、语音软件产品、语音分析系统、语音识别、语音控制是智能电视语音交互的几大关键技术。从各项关键技术的发展趋势来看，除语音识别及语音分析技术专利申请量持续下滑外，语音输入/输出、语音数据处理、语音软件产品、语音控制技术的专利申请量处于明显增长态势。从语音交互技术热点迁移图中可以看出（见图2），语音控制技术成为智能电视语音交互的研究热点，其次是语音输入/输出的研究。

图1　语音识别交互技术生命周期图

图2　语音交互技术热点迁移图

2.3美国、日本、中国和韩国是主要技术产出国家

美国、日本、中国和韩国的专利量各占全球专利总量的37.7%、24.5%、13.3%、13.0%，其他国家合计占11.6%。美国起步最早，20世纪70年代即开始专利申请，2000年后专利增长迅速，目前仍处快速增长态势，其发展重点是语音输入/输出、语音数据处理系统及语音软件产品开发。日本于20世纪90年代起开始该领域的技术探索，2000—2007年期间专利产出量较大，与美国申请量相当，但2008年以后，专利量开始迅速减少，呈现下滑趋势。日本的研发重点是语音输入/输出、语音数据处理系统。中国和韩国涉足时间较晚，2000年前后开始该领域的专利申请，2010年后专利快速增长，年度申请量已超过日本。韩国侧重于语音输入/输出、语音分析系统的研究，中国的研发重点在于语音输入/输出、语音控制技术。

2.4重点企业集中于美国、日本和韩国，微软居全球首位

表1显示，微软公司以80项专利申请位居全球首位，其后依次是松下（68项）、三星（64项）和索尼（46项）。在排名前25位公司中，日本公司数量及专利申请量占全球近四成比例。我国长虹、TCL、康佳、海尔分列全球第18位、20位、21位、24位。

表1　语音交互全球专利申请人排名

从表2显示的主要申请人概况来看，三星、LG近3年的申请量占申请总量的比例较大（分别占55%、41%），远远超过了微软、索尼和松下，说明这2家公司在近3年来技术发展较快，企业正在崛起。日本松下近3年专利产出乏力，濒临衰退。

表2　语音识别交互技术主要申请人概况

微软于1999年首次进行专利申请，主要产出期间在2003—2006年，2004年达最高记录（16件），其他年均在5件以下，近几年的年均申请量维持在3～4项，未出现明显增长。专利技术主要集中于语音输入/输出，语音软件产品和语音数据处理系统。形成了以邓立博士和宋歌平博士为核心成员的两个研发团队，团队主要成员概况见表3。

表3　微软公司语音研究团队主要成员概况

2.5重要发明人主要分布于微软、三星、松下等公司

语音交互技术发明人主要分布于微软、船井电机、三星、韩国电子通信硏究院、松下等公司，主要发明人情况见表4。

表4　语音识别交互技术主要发明人概况

2.6重要专利主要被美国掌握，其次是日本和法国

根据Innography专利强度统计的全球20项重点专利中有16项来自美国，主要来自微软、英特尔、IBM、惠普、美国电话电报公司等；其次是来自日本三星、索尼公司，及法国公司Thomson专利授权公司和阿尔卡特朗讯。全球前10项重点专利见表5。

3　中国专利分析

3.1中国语音识别交互技术快速发展

中国语音识别相关技术20世纪90年代中期开始萌芽，经历2000—2007年间的缓慢增长阶段后，于2008年起开始出现较快增长。目前专利增长率还比较低，尚处于技术成长期（见图3）。

3.2国内技术实力还较为薄弱，广东申请量居全国首位

国内申请人的申请量占中国专利的67.4%，主要由TCL（24件）、长虹（22件）、康佳（18件）、海尔（14件）、海信（13件）、创维（12件）等公司申请。按专利数量排名依次为广东（141件）、山东（39件）、北京（33件）、四川（29件）、天津（28件）、上海（23件）、江苏（19件）、浙江（18件）、台湾（18件）、福建（14件），广东省以23.7%独占鳌头。山东占中国专利总量的6.5%，排名国内第二位。

表5　语音识别交互技术领域全球重要专利

图3　语音交互中国专利申请量及增长率年度分布（截图）

3.3国外来华申请不足中国专利量的四成，主要来自日本、美国、韩国和荷兰

日本、美国、韩国和荷兰的申请量，分别占国外申请量的31.4%、25.8%、18.0%、8.8%。来华公司主要有三星（44件）、微软（20件）、索尼（18件）、飞利浦（17件）、松下（15件）、LG（9件）等，三星公司的申请量居各公司首位，微软公司授权数量（11件）最多。

4　结语

纵观全球，智能电视语音识别技术进入快速发展期，新技术不断涌现，全球专利申请量持续快速增长。我国相比国外起步晚，虽近几年专利增长迅速，与美国、日本的专利数量差距在缩小，但仍存在核心技术掌握不足，企业总体技术实力薄弱，国际专利数量偏少等系列问题。国内企业应充分利用国外技术尚未大量进入中国市场这一有利条件，抓紧进行新技术研发，加快国内外市场的专利布局，力争在这场全球电视产业革命中赢得先机。

［1］高峰.智能电视规范概述［J］.电视技术，2014，38（13）：75-78.

［2］王兴.浅析智能电视专利中的人机交互技术［J］.集成电路应用，2012（10）：14-15.

［3］马亚飞，邓忠平，黄华松，等.基于智能语音的人机交互方案设计与实现［J］.广播电视信息，2014（1）：67-69.

［4］杨碧玲.手势和语音识别——智能家电人机交互新趋势［J］.集成电路应用，2013（3）：32-35.

［5］余华，王治平，赵力.语音信号中情感特征的分析和识别［J］.电声技术，2004，28（3）：30-34.

Patent Analysis on Speech Recognition Technology of Smart TV

QIN Honghua，ZHAO Xia
（Qingdao Institute of Scientific&Technical Information，Shandong Qingdao 266003，China）

As the important way to human computer interaction of smart TV，voice interaction has become the focus of innovation and competition for related businesses and organizations of smart TV.The profile of domestic and foreign patents of speech recognition technology in smart TV are analyzed and studied from aspects of overall development trends，technical outputs countries geographic distributions，key technology fields，patent applicants and key inventors and so on.It aims to help enterprises to enhance their intellectual property awareness and provide support for intellectual property decisions.

smart TV；voice interaction；speech recognition；international patents；chinese patents；patent analysis

TN949.2

A

10.16280/j.videoe.2015.10.013

秦洪花（1973—），女，副研究员，主要从事科技情报研究和专利分析工作；

许盈

2014-12-29

青岛市2013年度专利分析研究专项（2013Z-08）

赵霞（1966—），女，副研究员，主要从事科技情报研究和专利分析工作。