趙 洋，黃 菲，姜 娜，郝庭基，楊 棟

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局 專利審查協(xié)作北京中心，北京 100190）

數(shù)字家庭融合家庭控制網(wǎng)絡(luò)和多媒體信息網(wǎng)絡(luò)于一體，實(shí)現(xiàn)娛樂、通信、家電、安保、水電氣熱等設(shè)備的互聯(lián)和管理，與外部網(wǎng)絡(luò)相通，支持用戶方便快捷、隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)控制與信息分享[1]。數(shù)字家庭也稱為智能家居（Smart-Home），美國(guó)首先出現(xiàn)了真正意義上的智能型建筑，揭開了全世界爭(zhēng)相建造智能家居的序幕。在我國(guó)香港和臺(tái)灣地區(qū)，數(shù)字家庭又被稱為數(shù)碼家庭、數(shù)碼家居。數(shù)字家庭還被稱為家庭自動(dòng)化（Home Automation）、電子家庭（Electronic Home、E-home）等。

數(shù)字家庭產(chǎn)業(yè)是工業(yè)和信息化部“十二五”期間重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，隨著我國(guó)中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化小組的成立，建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)提升至國(guó)家戰(zhàn)略層面，寬帶網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已全面啟動(dòng)，智能電視等適應(yīng)數(shù)字家庭需求的各類數(shù)字化智能終端產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，這些都將極大促進(jìn)數(shù)字家庭技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

數(shù)字家庭技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)明專利申請(qǐng)量呈現(xiàn)了較快增長(zhǎng)，本文通過(guò)對(duì)數(shù)字家庭領(lǐng)域的發(fā)明專利申請(qǐng)進(jìn)行檢索和統(tǒng)計(jì)分析，得出該領(lǐng)域發(fā)明專利申請(qǐng)分布情況和發(fā)展趨勢(shì)，供相關(guān)領(lǐng)域的企業(yè)參考。

1 研究方法和數(shù)據(jù)說(shuō)明

本文以CNABS專利摘要檢索數(shù)據(jù)庫(kù)公開的文獻(xiàn)為基礎(chǔ)，采用國(guó)際專利分類IPC對(duì)數(shù)字家庭領(lǐng)域的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)分析。采用CNABS數(shù)據(jù)庫(kù)是基于其分類號(hào)和關(guān)鍵詞經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)加工，不易遺漏文獻(xiàn)。由于數(shù)字家庭領(lǐng)域涉及技術(shù)較多，比如網(wǎng)關(guān)、機(jī)頂盒、協(xié)議棧等，在IPC中的分類號(hào)不唯一，故在檢索過(guò)程中以分類號(hào)與關(guān)鍵詞相結(jié)合進(jìn)行，具體涉及的IPC分類號(hào)有 H04L12/28、H04L29/06、H04L12/66、H04L29/08、H04L12/24、H04N7/173和H04N7/26等；具體采用的中文關(guān)鍵詞有數(shù)字家庭、智能家居、電子家庭、網(wǎng)關(guān)、機(jī)頂盒、網(wǎng)絡(luò)、協(xié)議棧、信息管理、控制、分享、交換、備份、共享等，英文關(guān)鍵詞有digital home、digital family、smart home、electronic home、home automation、set-top box、graphical user interface、digital TV、gateway、network 和shar+等。

2 發(fā)明專利申請(qǐng)總體分析

在CNABS檢索得到的1 094篇文獻(xiàn)中（檢索統(tǒng)計(jì)日為2014年3月8日，不含外觀設(shè)計(jì)專利），發(fā)明專利（含申請(qǐng)公開）為622篇，多于實(shí)用新型專利的472篇，其中實(shí)用新型專利占全部文獻(xiàn)的43.14%，占已授權(quán)發(fā)明專利和實(shí)用新型專利的78.15%，已授權(quán)的發(fā)明專利為132篇，占全部文獻(xiàn)的12.06%，占發(fā)明專利（含申請(qǐng)公開）文獻(xiàn)的21.22%?？梢娫谝咽跈?quán)專利中，絕大多數(shù)是技術(shù)含量較低、保護(hù)期限較短的實(shí)用新型專利，技術(shù)含量較高、保護(hù)期限較長(zhǎng)的發(fā)明專利無(wú)論數(shù)量還是比例都處于較低水平。當(dāng)然不排除2012—2013年的申請(qǐng)仍有部分處于未決法律狀態(tài)中，使得統(tǒng)計(jì)存在一定的誤差。另外檢索發(fā)現(xiàn)將關(guān)鍵詞限定在基本索引中會(huì)引入不少與數(shù)字家庭領(lǐng)域無(wú)關(guān)或不密切的文獻(xiàn)，為了盡可能減少此類噪聲影響，檢索中關(guān)鍵詞更多限定在標(biāo)題索引中。

從圖1繪制的2002—2013年專利申請(qǐng)量變化趨勢(shì)圖可知，在中國(guó)的發(fā)明專利申請(qǐng)中，在2002—2009年數(shù)字家庭方面申請(qǐng)量較低，從2010年開始申請(qǐng)量有了較大的提升，數(shù)量穩(wěn)定在100～120件之間，其中2013年的數(shù)據(jù)由于部分?jǐn)?shù)據(jù)未公開存在遺漏。

圖1 2002—2013年專利申

從圖2可知，目前我國(guó)數(shù)字家庭發(fā)明專利申請(qǐng)的申請(qǐng)人主要集中在高校和企業(yè)中，高校主要有中山大學(xué)、華南理工大學(xué)和中山大學(xué)深圳研究院，企業(yè)主要有海爾、TCL、華為、中興等高新技術(shù)企業(yè)；在對(duì)申請(qǐng)人進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，中山大學(xué)對(duì)數(shù)字家庭研究較深，其申請(qǐng)量遙遙領(lǐng)先于其他申請(qǐng)人，在數(shù)字家庭領(lǐng)域的發(fā)明專利申請(qǐng)數(shù)量達(dá)到了148件。

圖2 主要申請(qǐng)人申請(qǐng)量分布

圖3是數(shù)字家庭領(lǐng)域中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)量前十強(qiáng)的申請(qǐng)人，中山大學(xué)占據(jù)了58%的份額；青島海爾、TCL、華南理工大學(xué)、中山大學(xué)深圳研究院分別為15件左右的申請(qǐng)量，占比在5%～7%；華為、中興、廣東中大訊通、國(guó)家電網(wǎng)公司和中山愛科數(shù)字家庭分別為10件左右的申請(qǐng)量，占比在3%～4%。

中山大學(xué)之所以在數(shù)字家庭領(lǐng)域的發(fā)明專利申請(qǐng)量中占據(jù)一枝獨(dú)秀的地位，究其原因，與其長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)數(shù)字家庭的投入和付出密不可分，也與國(guó)家各部門的支持息息相關(guān)。早在2009年經(jīng)工業(yè)和信息化部批準(zhǔn)，由中山大學(xué)和廣州市番禺區(qū)聯(lián)合創(chuàng)建了國(guó)家數(shù)字家庭應(yīng)用示范產(chǎn)業(yè)基地；2011年由TCL集團(tuán)、中山大學(xué)聯(lián)合組建的國(guó)家數(shù)字家庭工程技術(shù)研究中心啟動(dòng)；2012年國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專文批復(fù)同意中山大學(xué)及廣州市番禺區(qū)建立國(guó)家專利產(chǎn)業(yè)化（廣州數(shù)字家庭）試點(diǎn)基地；此外中山大學(xué)還設(shè)有數(shù)字家庭教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。到目前為止，中山大學(xué)已獲得授權(quán)的發(fā)明專利為23件，集中在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、遙控系統(tǒng)、機(jī)頂盒、遠(yuǎn)程監(jiān)控和安防管理等方向。

圖3 主要申請(qǐng)人所占比例分

3 主要技術(shù)發(fā)明專利申請(qǐng)分析

筆者綜合技術(shù)優(yōu)勢(shì)、專利申請(qǐng)、市場(chǎng)需求等多種因素，選取家庭網(wǎng)關(guān)[2]、機(jī)頂盒[3]和安全防護(hù)[4]三個(gè)主要技術(shù)，對(duì)其發(fā)明專利申請(qǐng)狀況進(jìn)行分析。

3.1 家庭網(wǎng)關(guān)

家庭網(wǎng)關(guān)（Residential Gateway，RG），即實(shí)現(xiàn)數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的“家庭網(wǎng)絡(luò)中央控制器”。家庭網(wǎng)關(guān)占據(jù)了數(shù)字家庭的關(guān)鍵位置，是連接公網(wǎng)和家庭私網(wǎng)的關(guān)鍵部件，不但承擔(dān)家庭內(nèi)部對(duì)公網(wǎng)的訪問(wèn)和交互，還許可用戶從公網(wǎng)上對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)和控制，以及家庭內(nèi)部設(shè)備的互聯(lián)等操作。

國(guó)內(nèi)對(duì)數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān)的關(guān)注比較高，檢索截至日之前公開的數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān)發(fā)明專利申請(qǐng)共有44件，但僅有6件獲得了發(fā)明專利權(quán)，其余案件或者被駁回或者處于未決的法律狀態(tài)。值得注意的是，除了高校和企業(yè)關(guān)注家庭網(wǎng)關(guān)之外，還有不少個(gè)人也非常關(guān)注，并積極申請(qǐng)了發(fā)明專利，這充分說(shuō)明了網(wǎng)關(guān)在數(shù)字家庭領(lǐng)域的重要性。具體數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 主要申請(qǐng)人的申請(qǐng)量分布

典型的數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān)授權(quán)發(fā)明專利有：CN100561990C公開的數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān)裝置及方法，采用FTTH接口模塊連接外部公共網(wǎng)絡(luò)，判斷外部公共網(wǎng)絡(luò)與家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，對(duì)家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部公共網(wǎng)絡(luò)之間的特殊數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)，避免數(shù)據(jù)阻塞；CN100586179C公開的智能家居網(wǎng)關(guān)呈現(xiàn)視頻控制方法及其系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集端采集PAL/NTSC制式的視頻模擬信號(hào)并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)H.264編碼器編碼成H.264格式的視頻數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)揭曨l解碼器，提高視頻數(shù)據(jù)壓縮率和傳輸速度。

3.2 機(jī)頂盒

機(jī)頂盒（Set-Top Box，STB），又稱數(shù)字視頻變換盒，是連接電視機(jī)與外部信號(hào)源的設(shè)備，用于轉(zhuǎn)換壓縮的數(shù)字信號(hào)；除了轉(zhuǎn)換為電視內(nèi)容外，還可以連接網(wǎng)絡(luò)，使用戶通過(guò)電視機(jī)欣賞網(wǎng)絡(luò)節(jié)目。

在公開的20件發(fā)明專利申請(qǐng)中，截至檢索統(tǒng)計(jì)日，僅有4件獲得了發(fā)明專利權(quán)，其余案件或者被駁回或者處于未決的法律狀態(tài)。在4件發(fā)明專利中，有3件為中山大學(xué)取得，另外1件發(fā)明專利為個(gè)人申請(qǐng)獲得。主要申請(qǐng)人分布如圖4所示。

典型的數(shù)字家庭機(jī)頂盒授權(quán)發(fā)明專利有：CN101282309B公開的基于雙向機(jī)頂盒的數(shù)字家庭短信發(fā)送系統(tǒng)，使用其包括的短信發(fā)送頻道客戶端的雙向機(jī)頂盒解析場(chǎng)景描述文件（SDF），在數(shù)字電視上提供客戶端界面；頻道后臺(tái)服務(wù)器通過(guò)分布式計(jì)算技術(shù)遠(yuǎn)程調(diào)用短信發(fā)送服務(wù)器的短信發(fā)送方法；短信發(fā)送服務(wù)器的短信發(fā)送模塊將用戶輸入的手機(jī)號(hào)碼和短信內(nèi)容轉(zhuǎn)換成PDU格式，通過(guò)JAVA串口向短信發(fā)送機(jī)發(fā)送短信發(fā)送指令，將數(shù)字家庭產(chǎn)業(yè)和短信業(yè)務(wù)結(jié)合；CN101847331B公開的基于雙向機(jī)頂盒的數(shù)字家庭教育系統(tǒng)，使用其包括的頻道后臺(tái)服務(wù)器解析雙向機(jī)頂盒送來(lái)的用戶請(qǐng)求數(shù)據(jù)，調(diào)用相應(yīng)模塊處理互動(dòng)教育請(qǐng)求、教育頻道請(qǐng)求，由教育提供服務(wù)端的相應(yīng)服務(wù)器提供互動(dòng)教育服務(wù)及頻道查詢、點(diǎn)播、定制服務(wù)，使用戶通過(guò)數(shù)字電視獲取教育相關(guān)業(yè)務(wù)。

圖4 主要申請(qǐng)人申請(qǐng)量分布

3.3 安全防護(hù)

由于數(shù)字家庭將計(jì)算機(jī)、家電設(shè)備、通信和多媒體等多領(lǐng)域內(nèi)容相融合，雖然在通信交互和數(shù)據(jù)共享上方便了用戶，但也有利于木馬病毒的傳播，以及信息的盜取，不利于版權(quán)的保護(hù)。因此數(shù)字家庭的安全防護(hù)十分重要，首先要確保只有合法用戶才可以訪問(wèn)家庭網(wǎng)絡(luò)，其次確保訪問(wèn)對(duì)象所在的平臺(tái)可信任。

檢索統(tǒng)計(jì)日之前公開的數(shù)字家庭安全防護(hù)方向的發(fā)明專利申請(qǐng)有20件，僅有2件獲得發(fā)明專利權(quán)，其余案件或者被駁回或者處于未決的法律狀態(tài)；2件發(fā)明專利中，1件為華為技術(shù)有限公司申請(qǐng)，另1件為中山大學(xué)申請(qǐng)。主要申請(qǐng)人分布如圖5所示。

圖5 主要申請(qǐng)人申請(qǐng)量分布

典型的數(shù)字家庭安全防護(hù)的授權(quán)發(fā)明專利有：CN100442738C公開的數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中的權(quán)限管理方法及家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置內(nèi)容權(quán)限控制表、家庭網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容訪問(wèn)控制列表、設(shè)備內(nèi)容訪問(wèn)控制列表，控制內(nèi)容在家庭域內(nèi)的權(quán)限、域外輸出權(quán)限以及用戶訪問(wèn)權(quán)限，滿足家庭網(wǎng)絡(luò)不同權(quán)限的需求；CN100469030C公開的用于數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的信息資源權(quán)限管理方法中，家庭網(wǎng)絡(luò)端具有家庭外部用戶的信息驗(yàn)證模塊、具有用戶使用權(quán)限數(shù)據(jù)的家庭網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)、加密模塊、發(fā)送模塊、權(quán)限聲明核對(duì)模塊，加密模塊與權(quán)限管理方法綜合非對(duì)稱式加密算法和對(duì)稱式加密算法設(shè)計(jì)，防范非家庭用戶非法獲取數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)內(nèi)信息、對(duì)各種信息的非法篡改，以及其他非法操作。

4 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)及給國(guó)內(nèi)企業(yè)的建議

4.1 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)數(shù)字家庭領(lǐng)域新近的研究熱點(diǎn)，在專利庫(kù)中進(jìn)行了相應(yīng)的檢索，以期獲知新技術(shù)的專利申請(qǐng)狀況。

1）基于圖像或動(dòng)作捕獲控制的數(shù)字家庭技術(shù)

除了常用的語(yǔ)音輸入、鍵盤輸入、觸摸輸入等手段實(shí)現(xiàn)控制功能外，基于圖像或動(dòng)作的輸入也逐漸成為實(shí)現(xiàn)控制的新的輸入手段；筆者使用關(guān)鍵詞圖像（image）、動(dòng)作（action）、眼神（eyesight/express+in eyes）、手勢(shì)（gesture）、表情（expression/facial）、捕獲（capture）結(jié)合數(shù)字家庭的表達(dá)在CNABS庫(kù)中檢索，結(jié)果為0篇；可見在基于圖像或動(dòng)作捕獲控制的數(shù)字家庭技術(shù)是近年來(lái)一個(gè)新的研究方向，因而還沒有相關(guān)的專利申請(qǐng)。

2）移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算與數(shù)字家庭的具體結(jié)合

雖然已經(jīng)有了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算與數(shù)字家庭結(jié)合的文獻(xiàn)，但解決具體結(jié)合的技術(shù)問(wèn)題的文獻(xiàn)，尤其是專利文獻(xiàn)比較稀少。

筆者使用關(guān)鍵詞手機(jī)APP（mobile app）、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)（mobile internet）、智能手機(jī)（smart phone）等關(guān)鍵詞結(jié)合數(shù)字家庭的表達(dá)在CNABS中檢索，得到4篇發(fā)明文獻(xiàn)和1篇實(shí)用新型文獻(xiàn)；使用云計(jì)算（cloud computing）、網(wǎng)格計(jì)算（grid computing）、云服務(wù)（cloud service）、云技術(shù)（cloud technology）、移動(dòng)辦公（mobile office）等關(guān)鍵詞結(jié)合數(shù)字家庭的表達(dá)在CNABS中檢索，得到9篇發(fā)明文獻(xiàn)和5篇實(shí)用新型文獻(xiàn)；查閱上述文獻(xiàn)，僅僅提及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算可應(yīng)用于數(shù)字家庭上，并未深入研究具體結(jié)合的技術(shù)問(wèn)題及解決方法。

4.2 針對(duì)國(guó)內(nèi)高校及企業(yè)的建議

1）搶占專利高地

數(shù)字家庭技術(shù)仍處于發(fā)展階段，及時(shí)追蹤技術(shù)發(fā)展、掌握國(guó)內(nèi)外專利狀況、開拓創(chuàng)新思路，對(duì)于有價(jià)值的研究方向，采取合理的專利策略布局，及時(shí)搶占專利高地，在相關(guān)領(lǐng)域的專利池中占據(jù)自己的一席之地，在日后可能出現(xiàn)的專利戰(zhàn)中處于有利地位。由于專利保護(hù)受地域限制，對(duì)于有價(jià)值的基礎(chǔ)性專利，不僅要搶占國(guó)內(nèi)專利的高地，同時(shí)還要搶占?xì)W美等國(guó)家或地區(qū)的專利高地，在國(guó)際舞臺(tái)上形成核心競(jìng)爭(zhēng)力，贏得話語(yǔ)權(quán)。

2）加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研的合作

通過(guò)上述分析，以中山大學(xué)為代表的高校在該領(lǐng)域開展了很多研究，而企業(yè)與高校聯(lián)合研究、企業(yè)單獨(dú)研究申請(qǐng)的專利數(shù)目較少。高校關(guān)注新興技術(shù)，企業(yè)注重市場(chǎng)應(yīng)用，若企業(yè)與高校聯(lián)合，開發(fā)出受市場(chǎng)歡迎的核心技術(shù)，可以彌補(bǔ)自身不足，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

5 結(jié)語(yǔ)

近幾年來(lái)，數(shù)字家庭發(fā)展迅速，眾多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也逐步進(jìn)入該領(lǐng)域，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)越來(lái)越激烈。國(guó)內(nèi)企業(yè)要從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益出發(fā)，重視基礎(chǔ)研究，開展與高校的聯(lián)合開發(fā)，注重知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，合理運(yùn)用專利工具，占據(jù)有利地位。

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