生物特征识别的家居安防专利技术

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技术发展状况分析

1技术构成分析

生物特征识别技术是利用人体的固有生物特征信息进行身份的验证识别，通常使用的人体特征信息包括如指纹信息、人脸信息、声音中的声纹信息等等。在智能家居安防领域，生物特性识别技术由于其相较传统的识别技术具有不可替代的唯一性、任意时间地点的随用性、不会遗忘以及识别率较高等优点，得到了智能安防领域中各企业和机构的关注。并且智能安防技术伴随物联网技术和智能终端的普及应用和技术更新，在智能家居领域有了进一步的突破，具体体现在可以根据用户的多样化安防需求制定个性化的家居安防功能，以及可以将功能各异的安防设备综合集成于一个系统，实现适用性更广的家居安防功能。因此，生物特征识别技术以其较高的安全防护性能，便捷高效的使用手段以及广泛的应用场景等优点，很好地契合了家居安防环境的需求。基于生物特征识别的家居安防技术按照其具体识别对象可主要划分为三个分支：基于行为特征识别的家居安防、基于形态特征识别的家居安防以及基于组合特征识别的家居安防，其详细划分如表1所示。安防专利申请数量所占比例最大，这是因为基于形态特征的生物识别技术起步相对较早，例如其中的人脸识别技术和指纹识别技术相对较为成熟，后期有大量专利文献对其家居应用场景和具体实现方式进行了不断的优化和改进。同时，随着基于行为特征识别和组合特征识别的家居安防技术的逐渐发展，其专利申请量在近年来呈现逐年上升的趋势。2018年以后的专利申请限于专利公开的时效性虽尚未完全公开，但是按照基于生物识别的家居安防技术的发展趋势，预计2018年以后的专利申请数量整体还会有所增长。

2专利申请现状

图2显示了自2002以来基于生物特征识别的家居安防技术在全球范围的专利申请量逐年分布趋势。根据图中的趋势可以看出，基于生物特征识别的家居安防技术在2002~2011年间仍处于技术的起步阶段，此时国外出现了萌芽和发展，但其专利申请量还不成规模，与此同时国内的专利申请相对而言数量更少。从2011年起，专利申请迈入了快速发展的阶段，2013~2016年间全球和国内的专利申请量都呈现出持续、快速的增长趋势，反映出家居安防在世界范围的专利布局愈发的激烈。而国外的专利申请量从2016年起出现下降的趋势，此时国内专利申请量依然持续快速地增长，这在一定程度上体现出基于生物特征识别的家居安防技术在国外已日渐趋于成熟，但在国内市场还具有很大的活力，仍然是相关企业及机构的研究热点。

3重要申请人

对全球范围内基于生物特征识别的家居安防专利主要申请人进行统计，得到专利申请数量排行前15的申请人如图3所示。从图3可以看出，排行靠前的申请人为生物特征识别领域的知名企业或其自身为家居或安防公司。如珠海格力、美的、vivint、海康威视等公司为这个领域的主要申请人，并且公司之间的专利申请量差距不太明显，各个公司的专利申请数量不是很大，一定程度上说明在基于生物特征识别的家居安防领域申请人较为分散。

技术发展脉络与重点专利分析

基于生物特征识别的家居安防技术从发展萌芽到现今，其技术已经趋于成熟。通过梳理该领域的专利申请文献，可获得如图4的技术发展路线图。基于生物特征识别的家居安防技术大致经历了三个发展阶段，分别为起步阶段、发展阶段和继续发展阶段。第一阶段（2011年以前）是起步阶段，这一阶段国内外专利申请量均较少，大多为基于形态特征识别的家居安防技术，且安防功能较为单一。例如US20080005578A1利用指纹识别或人脸识别技术对用户身份进行验证，并可用于家庭安全系统；CN101673422A能够通过语音识别作为开门密码实现门禁的开启。这一阶段基于生物形态特征匹配识别的家居安防技术在国外整体起步较早，并且在家居安防领域中门禁控制的发展也相对较早，但其更多仅限于进出口控制中。第二阶段（2011~2016年）是发展阶段，这一阶段国内的专利申请数量有了大幅的增加，国外的专利数量也出现了陡增的趋势。这一阶段申请人基于三类不同的生物特征识别技术在出入口控制、入侵报警、视频监控等安防方向均申请了大量的家居安防专利，出现了多样化安防的特点。如WO2015175670A1可以利用指纹、虹膜、视网膜、人脸、掌纹、人声和心率的一种或多种的组合进行家庭访问的身份辨识，实现多元化出入口控制；CN103281223A不仅能够利用人脸、语音以及指纹生物特征对人体身份进行识别，还可以提取语音中的命令以响应控制命令，还能在生物特征识别失败后实现智能报警。随着安防技术的发展，这阶段中基于行为特征识别的家居安防技术开始增加，同时基于组合特征识别的家居安防技术在这一阶段被提出的占比也逐渐加重。第三阶段（2016年至今）是继续发展阶段，该阶段国外专利申请量有所下滑，但国内专利申请量仍然较大。在智能家居和物联网的发展下，这阶段的专利申请更多倾向于将用于家居安防的生物特征识别技术与智能家居中的环境监测、家电设备控制等子系统结合，实现了家居安防技术的综合化和多元化。如CN108614509A能够在安防摄像头进行人脸识别实现住户判断和安全监控后，还能智能实现家居设备的联动控制；CN105629936A能够通过地板内嵌入的识别控制系统探测人体在智能地板上的行为状态，从而实现人体行为的识别分析以及智能监控报警，还能根据识别模块辨别的人体身份以实现智能控制。这一阶段的大量专利融合了行为识别、语音识别以进行入侵检测、老幼智能监护、智能呼救、智能安防控制等功能，同时与智能家居控制技术相结合，实现了安防技术的便捷化和高效化。并且随着神经网络和人工智能的发展，这一阶段的生物特征识别的家居安防技术也更加侧重于生物特征识别算法的准确性，从而提高家居安防的安防力度。由于在这一阶段传统的生物特征识别技术已趋于成熟，加之智能家居领域的不断发展创新，使得基于生物特征识别的家居安防技术不断出现新花样。

结语

本文对基于生物特征识别的家居安防专利技术分支以及各技术分支的发展趋势进行了梳理，同时对其技术演进脉络与重点专利进行了分析，为了解基于生物特征识别的家居安防技术的基本发展态势，制定各方决策提供了有效手段。

作者：龙云璐 汪婷静 单位：《中国科技信息》杂志微智库成员