智能安防技术领域专利分析

胡晓敏 向丽君 高 勇 刘晓红

（1.天津市知识产权保护中心，天津 300384；2.力量知识产权（天津）有限公司，天津 300308）

0 引言

传统安防依赖于人力防护模式，依靠人力和固定的监控设备进行巡逻、安检、监视，存在成本高、人员有限、信息获取不及时和难以应对突发事件等问题。随着城市信息化应用水平不断提升，智慧城市应运而生，21世纪的今天，人们向往更舒适、更安全和更便捷的家居生活。以云计算、大数据、第五代移动通信技术、物联网、智慧网络及机器人等为代表的新技术的推广使用，带动着各个领域的革新，安防领域也不例外，发展出了智能安防技术［1-2］。

从数码监控时代开始，安防行业驶入发展快车道，行业技术体系经历了数字化、网络化、高清智能化等发展阶段［3］。智能安防是通过人工智能技术与安防软硬件的结合，实现事前预防、事中预警、事后追查的防护模式，能够对信息数据进行学习、模拟、判别、处理。智能安防主要应用在平安城市、智慧交通、智慧楼宇、金融、能源等领域［4］，涉及视频监控系统、巡更系统、门禁系统、停车场管理系统、无线对讲系统、人脸识别系统、入侵报警系统、消防系统广播等方面。

智能安防技术包括前端智能采集、后端存储处理和智能分析管理平台，其中前端智能采集包括监控和智能安防硬件，后端存储处理包括算法、芯片和智能安防软件，智能分析管理平台包括智能安防系统和智能安防终端应用。近年来，智能安防产业发展迅猛，旺盛的市场需求必将推进技术的发展，公安、交通、楼宇等领域都迫切需要技术和产品的升级［5］。

1 研究对象和方法

专利文献具有巨大的科研价值，对于大多数企业而言，识别出不同领域内的核心专利、关键技术、新兴技术具有重要的战略意义［6］。基于此，本研究利用PatSnap 数据库对涉及智能安防产业及相关技术的全球专利申请进行检索，结合PatSnap、Excel等工具，经过数据去噪处理和查全/查准率验证，对数据进行规范化处理和标引处理后，对我国智能安防领域专利发展趋势、重点技术领域、地域分布等方面的情况进行分析。统计范围为截至2022 年12月31日前公开的专利数据。

2 专利情况分析

2.1 专利申请趋势

2003—2022 年我国智能安防产业领域专利申请量和申请人数量趋势如图1 所示，考虑专利数据的完整性和专利信息披露的滞后性，2022 年之后的数据趋势不做分析。由图1 可知，国内涉及智能安防相关的专利申请趋势大致可分为3 个阶段。

图1 2003—2022年我国智能安防产业领域专利申请量和申请人数量趋势

第一阶段为2007 年之前。这一阶段随着通信技术、计算机网络的迅速发展，专利申请数量和申请人数量均呈缓慢但稳定增长的态势，即我国智能安防相关技术开始萌芽发展。2005 年我国开始实行“3111”工程，即全国城市报警与监控系统建设工程，实现视频安防监控对城市主要街道、人群集聚场所、公共场合和道路、公共交通系统等公共区域的基本覆盖［7］，受此影响，相关专利申请量有明显小幅上升。

第二阶段为2008—2014 年。这一阶段专利申请数量和申请人数量均有明显增长，增速相对稳定，专利申请量和申请人数量增速基本一致，说明该阶段相关企业数量规模与该领域的创新实力较为匹配，专利数量增幅明显，处于技术稳定发展期。在该阶段，基于视频对象检测、跟踪、识别等理论算法的不断成熟与完善，申请人开始将计算机视觉算法与智能安防系统相结合，使智能安防系统能够实现对特定目标的自动检测、跟踪与行为识别。

第三阶段为2015 年至今。这一阶段专利数量和申请人数量急剧增加，并保持了较高的增速。进入2011 年以来，房地产行业快速发展，同时国家层面制定了一系列与安防相关的政策，智能安防行业受此影响，在2015 年开始进入了高速发展期。可以看到，该阶段专利申请数量增幅超过了申请人数量的增幅，说明越来越多的申请人已经在智能安防技术的研究上发力，开始注重技术创新与技术保护，创新规模不断增大。

2.2 各省市专利申请分布

我国智能安防产业领域专利数量前10 名省市如图2 所示。广东、北京、江苏、浙江、上海申请量最多，是我国智能安防专利的核心地区，其申请量总和约占全国总申请量的五分之三。其中，广东以20.95%的占比位列第一，其专利申请主要集中于计算机终端、指纹、视频监控、身份验证等技术主题。可以看出，在智能安防领域，经济发达地区的专利数量较多且较为集中，各省市发展较为不平衡。在传统安防行业发展地域代表性的基础上，当前我国智能安防产业已形成新的三大产业集群：以电子智能安防产品企业聚集为主要特征的“珠三角”地区（广州）、以高新技术和外资企业聚集为主要特征的“长三角”地区（上海、浙江、江苏）和以集成应用、软件、服务企业聚集为主要特征的“环渤海”地区（北京、天津、辽宁），三大产业集群产品方面的优势领域各有不同，占据了我国安防产业约三分之二的市场份额。

图2 我国智能安防产业领域专利数量前10名省市

2.3 专利保护范围及专利质量

我国智能安防产业各专利类型数量见表1。可以看出，智能安防领域的专利申请以发明专利为主，占比为65.89%，发明专利的权利稳定性更好、保护客体范围更全，在保护申请人权益方面发挥着主体作用；实用新型专利也占一定比例，为32.27%，同时还存在有少量外观设计专利，这两类专利主要涉及到智能安防相关产品结构和外观的改进，对保护申请人权益同样发挥着不可忽视的作用。

表1 我国智能安防产业各专利类型数量

专利权利要求的数量在一定程度上能够从宏观体现专利的保护范围，专利保护范围越大，间接说明专利的质量相对较高。随着智能安防领域进入高速发展期，企业对专利的需求已从过去的简单地追求专利数量转变为更加注重专利的质量，越来越关注专利撰写，尤其是权利要求的布局、独立权利要求项的数量和总权利要求的数量。我国智能安防产业各专利类型的权利要求数量见表2，可以看出，所有专利的权利要求项数大多集中于10 项以内，且数量为10 项的专利数量占比较高，这一方面和我国专利申请费“一件专利申请的权利要求数量超过10 项的，应当缴纳权利要求附加费”的规定有关，另一方面也说明申请人对于专利质量即专利保护范围更加注重。此外，本领域实用新型专利的权利要求数量在5 至7 项分布较多，也有相当占比的授权发明和发明申请的权利要求数量大于5 项。此外，经过对各类型申请人的权利要求数量分析，可知企业类型的申请（专利权）人，仅有1 项权利要求的占2.32%，而院校/研究所类型的申请（专利权）人，仅有1 项权利要求的占5.93%，说明在智能安防领域，企业更注重专利的保护价值。

表2 我国智能安防产业各专利类型的权利要求数量 单位：项

2.4 主要技术发展趋势

通过对我国近20 年智能安防产业相关专利分析可知，发现对电视监控、信息识别、异常报警相关的研究比较集中，涉及的IPC 分类号有H04N7 电视系统、G06K9 识别模式的方法或装置、H04N5 电视系统的零部件，以及G08B13 夜盗、偷窃或入侵者报警器等，在近20 年的专利申请中占比分别为15.24%、14.99%、7.75%和4.16%，是近20 年该领域的技术研发热点，其发展趋势如图3所示。可以看出，我国智能安防产业相关技术分支专利申请量从2008 年后整体呈明显上升趋势，其中H04N7 电视系统相关技术、G06K9 识别模式的方法或装置、H04L29 数字信息传输装置设备电路和系统、G07C9 独个输入口或输出口登记器等分支在2014 年后增速再次提升。2017 年，G06K9识别模式的方法或装置专利量超过了H04N7 电视系统相关技术，说明信息识别相关技术已成为智能安防产业研发的新的热点领域。由图3 还可看出，G07C9 独个输入口或输出口登记器、H04L29 数字信息传输装置设备电路和系统、G06F21 防止未授权行为的保护计算机程序或数据的安全装置、G08B13 夜盗、偷窃或入侵者报警器等分支的专利申请量或增速在2019 年均有不同程度的下跌，随后在2020 年后再次迎来增长，这是由于2020 年我国国务院、工信部、广电总局、住建部等相关部门发布了多项与智能安防、智能家居、物联网相关的政策，一定程度上刺激了智能安防产业相关技术的快速发展。

图3 2003—2022年我国智能安防产业主要技术发展趋势

2.5 重点申请人分析

我国智能安防领域专利申请前10 位申请人见表3。国家电网、OPPO、华为、大华、腾讯、中兴、海康威视、平安科技、三星、维沃科技等，都是具有基础研发能力的企业，产品线涉及智能安防设备和智能安防软件。

表3 我国智能安防产业重点申请人

主要申请人专利技术领域分布如图4所示。可以看出，国家电网在电视系统方向上专利较为集中，OPPO、华为、平安科技在识别模式方向上的专利较为集中，OPPO、华为、三星在排名前10 的技术分支中均有布局。在前10位申请人中，国内公司的申请人占比90%，说明我国在智能安防领域产业起步虽然较晚，但是国内企业拥有核心技术，在国内市场后劲较足。海康威视、浙江大华在专利技术领域上的分布情况相似，是智能安防产业最具有代表性的企业。此外，OPPO、华为、中兴、三星、维沃等通讯、通信类企业凭借原有的通信技术基础优势，结合新建立的智能家居生态链，在智能安防方向的发展也值得关注，其专利布局成绩也非常突出，主要涉及识别方法及装置、监视系统、图像采集、身份验证、摄像机等技术领域。

图4 主要申请人专利技术领域分布

2.6 重要专利分析

被引用次数前10 位的专利见表4。被引用次数较多，可以间接说明该专利已广泛应用并被多人借鉴，这些专利更具影响力并代表着该技术领域的核心创新技术。被引用次数前10 位的专利技术中，明显涉及智能家居领域技术的有7 项，且被引用次数最多的“基于物联网及安卓系统的智能家居系统及控制方法”公开号CN102882752A，当前申请人是天津锐网科技股份有限公司，也是涉及智能家居的技术方向。智能家居涉及无线智能传感器、智能网关、摄像监控、智能门锁、远程报警等方面，与智能安防在技术上有很多交集。安防系统是智能家居中的重要组成部分，两者是互相关联、互相促进的两个领域。被引用次数前10 位的专利技术涉及远程监控报警、语音识别、家用机器人、车辆控制、家电控制等方面，这些均是智能家居和智能安防的共通技术，这些共通技术均可为实现智能化安全防范和智能家居生活提供良好的技术基础。

表4 被引用次数前10位的专利

3 结论

本研究通过对我国智能安防领域的专利信息进行统计分析，可以看出，我国智能安防相关专利布局已形成一定规模，但在个别技术领域，如算法、芯片、智能安防软件等方面专利数量较少、专利质量还有待提升。可以通过重点遴选智能安防产业链相关优质企业，有针对性地开展高价值专利培育工作，完善专利布局，形成全方位保护。同时，智能安防领域核心技术主要涉及基于深度学习的前端智能采集和后端存储处理，其中前端智能采集偏重于监控和摄录，后端存储处理偏重于算法，而高校、科研院所在这方面的研究更加系统和深入，例如清华大学、天津大学、北京邮电大学等。企业可以加强与高校合作和交流，在构建智能安防系统时充分学习，必要时可以进行共同研发，推进产学研深度融合和技术发展。此外，还可以建立智能安防知识产权联盟，制定智能安防产业高价值专利评价指标，对高价值专利进行筛选和识别，扩充智能安防专利池，实现专利的交叉许可，或者相互优惠地使用彼此的专利技术，帮助企业快速发展，提高企业竞争力。