劉振宇 管泉 劉瑾 趙霞

（青島市科學(xué)技術(shù)信息研究所，山東 青島 266003）

中國(guó)智能電視姿勢(shì)識(shí)別專利分析

劉振宇 管泉 劉瑾 趙霞

（青島市科學(xué)技術(shù)信息研究所，山東 青島 266003）

綜合運(yùn)用Innography、TDA等多種分析工具，對(duì)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利信息分析系統(tǒng)（PIAS）中的應(yīng)用于智能電視的中國(guó)姿勢(shì)識(shí)別專利進(jìn)行趨勢(shì)及創(chuàng)新技術(shù)人才等研究分析。針對(duì)研究發(fā)現(xiàn)的中國(guó)智能電視姿勢(shì)識(shí)別技術(shù)正處于技術(shù)成長(zhǎng)期，國(guó)外企業(yè)領(lǐng)先，國(guó)內(nèi)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，創(chuàng)新人才和團(tuán)隊(duì)分散薄弱等情況，提出了針對(duì)性的建議。

智能電視；手勢(shì)識(shí)別；姿態(tài)識(shí)別；專利分析；PIAS

1 概述

姿勢(shì)識(shí)別技術(shù)是指運(yùn)用數(shù)學(xué)算法來(lái)分析外部攝像頭/傳感器捕獲的人體或身體各個(gè)部位的姿態(tài)或運(yùn)動(dòng)，結(jié)合使用的軟件環(huán)境，判斷姿態(tài)或動(dòng)作的操作意圖，并執(zhí)行對(duì)應(yīng)操作的技術(shù)[1]。姿態(tài)識(shí)別的對(duì)象是靜態(tài)系統(tǒng)，主要是識(shí)別人體整體或者某一部位的姿勢(shì)。根據(jù)識(shí)別對(duì)象的不同，可分為手形識(shí)別、體勢(shì)識(shí)別、頭部姿態(tài)識(shí)別等；動(dòng)作識(shí)別是識(shí)別人體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程，比如人體的動(dòng)作識(shí)別、步法識(shí)別以及手勢(shì)識(shí)別等[2]。

隨著計(jì)算機(jī)、傳感技術(shù)的發(fā)展，各類(lèi)電子產(chǎn)品不同程度地朝著智能化方向發(fā)展，而人們希望可以方便、自然地利用人類(lèi)熟知的方式使用電視，并能夠使電視準(zhǔn)確無(wú)誤地感知包括聲音、手勢(shì)/姿勢(shì)語(yǔ)言、面部表情等方式，實(shí)現(xiàn)虛擬的人機(jī)交互。

本文希望通過(guò)對(duì)中國(guó)智能電視的姿勢(shì)識(shí)別專利總體趨勢(shì)、創(chuàng)新人才等分析，為中國(guó)智能電視姿勢(shì)識(shí)別技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供參考借鑒。

2 中國(guó)智能電視姿勢(shì)識(shí)別專利利分析

中國(guó)智能電視姿勢(shì)識(shí)別專利在PIAS專利數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索，并利用TDA[3]、Thomson Innovation[4，5]、excel、Innography[6，7]等工具進(jìn)行專利分析。通過(guò)對(duì)檢索數(shù)據(jù)的清洗、申請(qǐng)人與發(fā)明人合并，至2014年4月底，中國(guó)智能電視姿勢(shì)識(shí)別相關(guān)專利數(shù)量1188件。

2.1 申請(qǐng)趨勢(shì)

由中國(guó)專利申請(qǐng)年度變化情況(圖1)可以看出，2000年前，中國(guó)姿勢(shì)識(shí)別專利技術(shù)處于萌芽期，隨著姿勢(shì)識(shí)別技術(shù)不斷創(chuàng)新和中國(guó)巨大市場(chǎng)的潛在需求，2000年至2011年，中國(guó)專利申請(qǐng)量呈現(xiàn)逐步增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)(因?qū)＠暾?qǐng)與公開(kāi)的年限要求，2011年后數(shù)據(jù)僅作參考)，現(xiàn)正處于高速成長(zhǎng)階段。

圖1 中國(guó)智能電視姿勢(shì)識(shí)別專利趨勢(shì)

2.2 技術(shù)領(lǐng)域

通過(guò)對(duì)中國(guó)智能電視姿勢(shì)識(shí)別專利超過(guò)20件的技術(shù)進(jìn)行研究，目前，中國(guó)智能電視姿勢(shì)識(shí)別專利技術(shù)主要集中在用于將所要處理的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成為計(jì)算機(jī)能夠處理的形式的輸入裝置和用于將數(shù)據(jù)從處理機(jī)傳送到輸出設(shè)備的輸出裝置(G06F3)、用于閱讀或識(shí)別印刷或書(shū)寫(xiě)字符或者用于識(shí)別圖形(G06K9)以及電視系統(tǒng)的零部件(H04N5)、可選的內(nèi)容分發(fā)如交互式電視，視頻點(diǎn)播(H04N21)等技術(shù)，專利數(shù)量超過(guò)了百件，其中G06F3技術(shù)以573件專利遙遙領(lǐng)先，其它技術(shù)則相對(duì)較弱。

2.3 申請(qǐng)人分析

在中國(guó)的前十名申請(qǐng)人中，外國(guó)公司占6家，依次為索尼、微軟、三星、諾基亞、LG、飛利浦，國(guó)內(nèi)公司4家，分別為T(mén)CL、康佳、長(zhǎng)虹、海信，但除了TCL位居第三外，國(guó)內(nèi)其他公司均靠后，海信名列第十位。表明國(guó)外公司占據(jù)優(yōu)勢(shì)，并紛紛搶占中國(guó)市場(chǎng)。

在中國(guó)的四家公司中，雖然康佳名列第二，但目前尚未生產(chǎn)姿勢(shì)識(shí)別的電視，但不排除康佳將進(jìn)行姿勢(shì)識(shí)別電視的戰(zhàn)略布局；長(zhǎng)虹推出了語(yǔ)音識(shí)別電視，支持姿勢(shì)識(shí)別技術(shù)，但在姿勢(shì)識(shí)別電視方面不具優(yōu)勢(shì)；而排名第一的TCL通過(guò)吸收借鑒其它姿勢(shì)識(shí)別技術(shù)，先后生產(chǎn)了多個(gè)系列的姿勢(shì)識(shí)別電視，占有一定的市場(chǎng)，具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，2014年6月，TCL宣布將推出基于Firefox OS操作系統(tǒng)的新一代智能電視；海信與eyeSight聯(lián)合開(kāi)發(fā)出新款的Android智能電視XT710，集合智能手勢(shì)操作，并與Flextronics聯(lián)合開(kāi)發(fā)全球首個(gè)針對(duì)智能電視深度定制的操作系統(tǒng)——海信AndroidTV Pro(“海安”)，支持語(yǔ)音、手勢(shì)、人臉識(shí)別，并推出基于該操作系統(tǒng)的四大系列智能電視。海信XT880的4K系列支持手勢(shì)識(shí)別、語(yǔ)音控制、人臉控制等多項(xiàng)功能，海信LED50EC660X3D智能3D電視支持語(yǔ)音控制以及手勢(shì)識(shí)別，占有一定市場(chǎng)份額。

2.4 申請(qǐng)地域分析

在所有姿勢(shì)識(shí)別相關(guān)中國(guó)專利中，近7成的中國(guó)專利申請(qǐng)來(lái)自國(guó)內(nèi)本土機(jī)構(gòu)。而國(guó)內(nèi)區(qū)域申請(qǐng)情況表明，國(guó)內(nèi)技術(shù)實(shí)力分散薄弱，國(guó)內(nèi)各省市技術(shù)研發(fā)排名中，廣東省以中國(guó)專利總量的20%領(lǐng)先，北京(13%)位列第二，之后為上海、江蘇、四川、山東、中國(guó)臺(tái)灣。

中國(guó)專利總量的32%來(lái)自國(guó)外機(jī)構(gòu)的申請(qǐng)，其中美國(guó)、日本占據(jù)國(guó)外在中國(guó)專利申請(qǐng)總量的72%，表明了兩國(guó)對(duì)中國(guó)市場(chǎng)十分看好，韓國(guó)以國(guó)外在中國(guó)專利申請(qǐng)總量的12.5%居第三。

2.5 重要專利

采用Proquest Dialog公司的Innography專利分析平臺(tái)，進(jìn)行重要專利篩選工作。Innography具有專利強(qiáng)度分析功能，其建立的專利指標(biāo)體系包括專利引證次數(shù)和被引次數(shù)、專利族數(shù)量、權(quán)利要求項(xiàng)數(shù)量、專利涉及訴訟案件數(shù)量及賠償金額、專利從申請(qǐng)到公開(kāi)的時(shí)間、專利年齡、專利異議和再審查、專利分類(lèi)等十幾個(gè)指標(biāo)，并賦予不同的權(quán)重計(jì)算而成。我們希望通過(guò)使用Innography的專利強(qiáng)度分析，可以從海量專利數(shù)據(jù)中尋找關(guān)鍵專利、核心專利。由于沒(méi)有專利強(qiáng)度為80-100%的較強(qiáng)技術(shù)專利，因此列出了專利強(qiáng)度為50-70%的技術(shù)專利，詳見(jiàn)表1。

表1 中國(guó)智能電視姿勢(shì)識(shí)別重要專利(強(qiáng)度為50-70%)

序號(hào) 公開(kāi)號(hào) 標(biāo)題 申請(qǐng)人 發(fā)明人3 CN10172 9808一種電視遙控方法及用該方法遙控操作電視機(jī)的系統(tǒng)邵詩(shī)強(qiáng)CN10146 5957 4 5 6 7一種虛擬三維場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)遙控互動(dòng)的系統(tǒng)CN10165 7825上海文廣新聞傳媒集團(tuán)應(yīng)旭峰劉建宏；吳曉東；周憶垚；尚峰；李輝石；范金慧；陳杰；顧禮華；高笑峰CN11653 39一種鼠標(biāo)指針定位裝置TCL集團(tuán)股份有限公司李樹(shù)人李樹(shù)人根據(jù)深度圖對(duì)人形進(jìn)行建模普萊姆傳感有限公司CN17582 05輕擊手勢(shì)微軟公司亞歷山大·什蓬特；塔米爾·貝利納；奧倫·莫爾；德米特里·賴斯；日瓦·亨德?tīng)?；杰弗里·達(dá)諾維茨；米歇爾·施皮格爾馬赫E·K·里馬斯－里比考司卡斯；J·W·佩蒂洛斯；L·B·基利；M·R·勒納；R·J·賈勒特；R·鄧肯；S·維基

2.6 申請(qǐng)人與發(fā)明人合作網(wǎng)絡(luò)分析

中國(guó)專利申請(qǐng)人合作關(guān)系分析表明，中國(guó)專利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)/個(gè)人注重專利保護(hù)，僅為申請(qǐng)機(jī)構(gòu)內(nèi)部研究團(tuán)隊(duì)/人員合作，沒(méi)有與其他機(jī)構(gòu)的合作關(guān)系。

2.7 主要發(fā)明人及其技術(shù)分析

中國(guó)涉及的智能電視姿勢(shì)識(shí)別專利主要機(jī)構(gòu)有TCL、康佳、長(zhǎng)虹、海信等公司。

2.7.1 TCL

TCL近三年研發(fā)人員情況見(jiàn)表2；主要研發(fā)團(tuán)隊(duì)有邵詩(shī)強(qiáng)團(tuán)隊(duì)以及盧偉超團(tuán)隊(duì)。由表2及研發(fā)團(tuán)隊(duì)可見(jiàn)，TCL正在加快姿勢(shì)識(shí)別技術(shù)的研發(fā)人員投入。

表2 TCL近三年姿勢(shì)識(shí)別研發(fā)人員變化情況

邵詩(shī)強(qiáng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)(圖2)：邵詩(shī)強(qiáng)為T(mén)CL集團(tuán)工業(yè)研究院H5TV項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，付東為T(mén)CL集團(tuán)工業(yè)研究院總監(jiān)。除了邵詩(shī)強(qiáng)、付東及劉紋高外，其余人員為近三年新加入研發(fā)人員，目前，該團(tuán)隊(duì)涉及的研究方向主要有二維姿勢(shì)跟蹤識(shí)別技術(shù)、三維手勢(shì)識(shí)別裝置和識(shí)別方法、手勢(shì)交互命令識(shí)別技術(shù)等。

盧偉超研發(fā)團(tuán)隊(duì)(圖3)：核心人員為盧偉超，其余人員均為近三年新增研發(fā)人員，該團(tuán)隊(duì)研究主要涉及人的姿態(tài)識(shí)別技術(shù)。

圖2 邵詩(shī)強(qiáng)姿勢(shì)識(shí)別研發(fā)團(tuán)隊(duì)(TCL)

圖3 盧偉超姿勢(shì)識(shí)別 研發(fā)團(tuán)隊(duì)(TCL)

2.7.2 康佳

陳大研發(fā)煒團(tuán)隊(duì)(圖4)：陳大煒，華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)博士，主要研究方向?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)、可視化仿真和交互設(shè)計(jì)等?，F(xiàn)為康佳集團(tuán)研究院游戲設(shè)計(jì)部門(mén)經(jīng)理，負(fù)責(zé)三維網(wǎng)絡(luò)游戲關(guān)鍵技術(shù)和新一代人機(jī)交互系統(tǒng)的研發(fā)工作。涉及的具體技術(shù)領(lǐng)域?yàn)槿藱C(jī)交互系統(tǒng)及其實(shí)時(shí)手勢(shì)跟蹤處理技術(shù)、基于深度圖像感應(yīng)的肢體動(dòng)作識(shí)別技術(shù)、非接觸式手勢(shì)控制設(shè)備及其鎖定和解鎖技術(shù)以及支持手勢(shì)遙控的電視機(jī)等。

榮瑋研發(fā)團(tuán)隊(duì)(圖5)：該團(tuán)隊(duì)以康佳研究所副所長(zhǎng)榮瑋為核心，主要研究手勢(shì)控制操作游戲技術(shù)和手勢(shì)手套識(shí)別控制技術(shù)等。

圖4 陳大煒姿勢(shì)識(shí)別研發(fā)團(tuán)隊(duì)(康佳)

圖5 榮瑋姿勢(shì)識(shí)別 研發(fā)團(tuán)隊(duì)(康佳)

2.7.3 長(zhǎng)虹

在姿勢(shì)識(shí)別技術(shù)研發(fā)能力較弱，主要有“智慧家庭”項(xiàng)目經(jīng)理劉柏良為主的團(tuán)隊(duì)(圖6)以及其他個(gè)人，涉及的研究有基于動(dòng)作識(shí)別的情景分享技術(shù)以及李平手勢(shì)控制電視技術(shù)、宋立立與賈匯東研究的仿3D手勢(shì)識(shí)別技術(shù)等。

圖6 劉柏良姿勢(shì)識(shí)別研發(fā)團(tuán)隊(duì)(長(zhǎng)虹)

2.7.4 海信

馬亮研發(fā)團(tuán)隊(duì)(圖7)是海信較早研究姿勢(shì)識(shí)別的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，近三年中，雖然劉衛(wèi)東和翁冬冬已不涉及該技術(shù)領(lǐng)域，但另有5名新人加入，表明該團(tuán)隊(duì)的研發(fā)實(shí)力正在不斷增強(qiáng)。

成剛研發(fā)團(tuán)隊(duì)(圖8)均為新增研發(fā)人員，主要研究基于表情控制的智能電視姿勢(shì)識(shí)別技術(shù)，包括一種智能電視的播放控制方法及裝置、一種智能電視的顯示控制方法及裝置以及終端的界面生成方法和裝置。

圖7 馬亮姿勢(shì)識(shí)別研發(fā)團(tuán)隊(duì)(海信)

圖8 成剛姿勢(shì)識(shí)別研發(fā)團(tuán)隊(duì)(海信)

3 結(jié)論及建議

通過(guò)上述專利分析以及產(chǎn)業(yè)情況研究分析，得到如下結(jié)論：

(1)中國(guó)智能電視姿勢(shì)識(shí)別技術(shù)正處于技術(shù)成長(zhǎng)期，技術(shù)發(fā)展不均衡。

從中國(guó)姿勢(shì)識(shí)別專利申請(qǐng)總體趨勢(shì)來(lái)看，智能電視姿勢(shì)識(shí)別技術(shù)最早出現(xiàn)在上世紀(jì)80年代，目前正處于技術(shù)成長(zhǎng)期，涉及的主要技術(shù)為計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的輸入輸出裝置、圖形識(shí)別以及交互電視及其零部件等技術(shù)，其它技術(shù)較薄弱。

(2)中國(guó)智能電視姿勢(shì)識(shí)別專利申請(qǐng)中國(guó)內(nèi)地占近七成，其中廣東省獨(dú)占鰲頭，北京位列第二。

近七成的中國(guó)專利申請(qǐng)來(lái)自國(guó)內(nèi)本土機(jī)構(gòu)，廣東省以中國(guó)專利總量的20%獨(dú)占鰲頭，北京以13%位列第二，之后為上海、江蘇、四川、山東等地。來(lái)自國(guó)外機(jī)構(gòu)的中國(guó)專利申請(qǐng)中，美國(guó)、日本仍獨(dú)占鰲頭，占國(guó)外在中國(guó)申請(qǐng)專利總量的72%，韓國(guó)則以12.5%居第三。

(3)國(guó)內(nèi)智能電視姿勢(shì)識(shí)別領(lǐng)銜企業(yè)有TCL、康佳、長(zhǎng)虹、海信等，但企業(yè)技術(shù)較弱，核心競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，主要是借力發(fā)展。

在中國(guó)申請(qǐng)的姿勢(shì)識(shí)別專利企業(yè)中，前十名依次為索尼、微軟、TCL、三星、諾基亞、LG、飛利浦、康佳、長(zhǎng)虹、海信。國(guó)內(nèi)姿勢(shì)識(shí)別相關(guān)企業(yè)主要有TCL、康佳、長(zhǎng)虹、海信，雖然有著一定的技術(shù)，但技術(shù)質(zhì)量不高，且轉(zhuǎn)化能力不強(qiáng)，總體上是合作發(fā)展模式。如康佳，雖然有相關(guān)專利技術(shù)，但仍未推出具有姿勢(shì)識(shí)別的智能電視；TCL、海信均通過(guò)吸收借鑒EyeSight等姿勢(shì)識(shí)別技術(shù)生產(chǎn)姿勢(shì)識(shí)別電視；海信與和Flextronics聯(lián)合開(kāi)發(fā)全球首個(gè)針對(duì)智能電視深度定制的操作系統(tǒng)——海信AndroidTV Pro(“海安”)。

(4)國(guó)內(nèi)智能電視姿勢(shì)識(shí)別專利主要發(fā)明人為吳冠廷、邵詩(shī)強(qiáng)、戴瓊海、王嘉、鮑東山等。

國(guó)內(nèi)主要發(fā)明人中，德信互動(dòng)科技(北京)有限公司的吳冠廷主要涉及的技術(shù)為體感換裝及手勢(shì)識(shí)別匹配，TCL的邵詩(shī)強(qiáng)主要涉及的技術(shù)為三維手勢(shì)識(shí)別、手勢(shì)的交互命令識(shí)別、手勢(shì)圖像的處理以及基于掌心測(cè)距的指尖檢測(cè)；清華大學(xué)的戴瓊海主要涉及的技術(shù)為三維模型的手勢(shì)跟蹤計(jì)算、基于多深度圖的非剛體三維重建、手勢(shì)識(shí)別控制；北京新岸線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司王嘉、鮑東山主要涉及的技術(shù)為體感交互、基于三維動(dòng)作的非接觸式操作、指點(diǎn)類(lèi)型的識(shí)別、種機(jī)器視覺(jué)的手寫(xiě)識(shí)別、三維顯示空間虛擬操作等。

依據(jù)以上研究結(jié)論，為促進(jìn)中國(guó)智能電視姿勢(shì)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，建議如下：

(1)進(jìn)一步優(yōu)化我國(guó)智能電視姿勢(shì)識(shí)別技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展環(huán)境

應(yīng)制定智能電視相關(guān)政策，通過(guò)政策的引導(dǎo)，制度的創(chuàng)新，逐步推動(dòng)建立政府為導(dǎo)向的產(chǎn)業(yè)投融資基金，發(fā)揮財(cái)政性資金對(duì)社會(huì)資本的帶動(dòng)作用，打造有利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的金融體系，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)智能電視姿勢(shì)識(shí)別相關(guān)核心技術(shù)、部件和設(shè)備等投入力度，支持產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新。

(2)加強(qiáng)智能電視姿勢(shì)識(shí)別技術(shù)創(chuàng)新人才培育工作

充分發(fā)揮高校、軟件園等科研機(jī)構(gòu)的人才技術(shù)優(yōu)勢(shì)，培育專門(mén)的姿勢(shì)識(shí)別技術(shù)人才，為智能電視姿勢(shì)識(shí)別技術(shù)研發(fā)增添新鮮血液。

(3)增強(qiáng)智能電視姿勢(shì)識(shí)別核心技術(shù)突破

加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)的投入，突破智能電視姿勢(shì)識(shí)別的核心關(guān)鍵技術(shù)，提高技術(shù)自主創(chuàng)新能力，掌握市場(chǎng)主動(dòng)權(quán)。增強(qiáng)智能電視姿勢(shì)識(shí)別技術(shù)的引進(jìn)合作。要積極加強(qiáng)與相關(guān)機(jī)構(gòu)人員的合作，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，彌補(bǔ)自身不足，可與Timothy Pryor、PrimeSense、Crunchfish、Brandfirst等具有較強(qiáng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的機(jī)構(gòu)合作，借鑒其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，突破技術(shù)限制。

(4)智能電視姿勢(shì)識(shí)別企業(yè)應(yīng)加快建設(shè)專用的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

精心推出適合智能電視姿勢(shì)識(shí)別的應(yīng)用程序App商店和OTT服務(wù)等，逐步建立強(qiáng)大的市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)和銷(xiāo)售網(wǎng)點(diǎn)，提高服務(wù)質(zhì)量與水平，提升姿勢(shì)識(shí)別智能電視的整體競(jìng)爭(zhēng)力。

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PatentAnalysis of Gesture Recognition for Smart TV of China

Liu Zhenyu Guan Quan Liu Jin Zhao Xia
(Qingdao Institute of Scientific and Technical Information,Qingdao 266000,Shandong)

Using the analysis tools,such as TDA，Innography etc,this paper analyzes and studies the profiles of gesture recognition patent for Smart TV based on PIAS.The research concludes that China's smart TV gesture recognition technology is in the growth period,foreign enterprises are leading,domestic enterprises core competitiveness is not strong,innovative talents and teams are weaked and scattered,etc.According to this situation,it puts forward the corresponding suggestions.

smart TV;gesture recognition;posture recognition;patent analysis;PIAS

TP29

A

：1008-66609(2015)04-0029-04

劉振宇，男，河北灤縣人，本科，工程師，研究方向：專利分析、情報(bào)研究等。

青島市知識(shí)產(chǎn)權(quán)局項(xiàng)目“智能電視產(chǎn)業(yè)專利分析”，項(xiàng)目編號(hào)：2013Z—08。