涉及計(jì)算機(jī)圖形的發(fā)明專利保護(hù)客體的研究

穆 瀅，戴 雷，李婉怡，馬麗莉，羅 坤，張琳琳，裴素英

（國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局 專利審查協(xié)作北京中心，北京 100190）

1 涉及計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的專利申請概況

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)狹義上是一種研究基于物理定律、經(jīng)驗(yàn)方法以及認(rèn)知原理，使用各種數(shù)學(xué)算法處理二維或三維圖形數(shù)據(jù)，生成可視數(shù)據(jù)表現(xiàn)的科學(xué)。由于其具有可視性，因此與電視、圖像等技術(shù)領(lǐng)域密切相關(guān)，電視節(jié)目中大量使用的虛擬圖文技術(shù)，例如3D臺標(biāo)、3D節(jié)目logo、晚會片頭特效、新聞節(jié)目片頭特效、體育比賽慢動作回放過渡特效、虛擬天氣預(yù)報(bào)、立體圖形效果廣告等，都是基于計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。但圖形和圖像概念之間是有區(qū)別的，圖形通常由點(diǎn)、線、面、體等幾何元素和灰度、色彩等非幾何屬性組成。即圖形既含有非幾何屬性，也含有幾何屬性，或者說更強(qiáng)調(diào)場景的幾何表示。而圖像通常由攝像機(jī)等設(shè)備進(jìn)行采集，具備灰度或色度等非幾何屬性，一般不具有幾何屬性。

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)發(fā)展的一個主要目的就是利用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生令人賞心悅目的真實(shí)感圖形。為此，必須建立圖形所描述的場景的幾何表示，再用某種光照模型，計(jì)算在假想的光源、紋理、材質(zhì)屬性下的光照效果。其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與加工（如產(chǎn)品制造、建筑設(shè)計(jì)、服裝設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的模型設(shè)計(jì)與顯示、性能分析及計(jì)算等），數(shù)據(jù)可視化（如醫(yī)學(xué)圖像處理，氣象、地質(zhì)、財(cái)經(jīng)和電磁等的計(jì)算機(jī)可視化），計(jì)算機(jī)動畫、廣告及娛樂（如虛擬圖文節(jié)目制作、過程控制、電子游戲等），虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（如虛擬演播室、虛擬醫(yī)療、虛擬作戰(zhàn)訓(xùn)練等）。由于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在這些領(lǐng)域的成功運(yùn)用，帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，因此越來越多的發(fā)明專利申請涉及與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)相關(guān)的技術(shù)。

本文為了獲知涉及計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的專利申請概況，對涉及該技術(shù)的中國專利申請進(jìn)行了初步統(tǒng)計(jì)分析，獲得如圖1所示的2003～2011年涉及計(jì)算機(jī)圖形的中國專利申請數(shù)量趨勢圖，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)所使用的數(shù)據(jù)庫為S系統(tǒng)的CNABS數(shù)據(jù)庫和CPRSABS數(shù)據(jù)庫，其中涉及向中國國家知識產(chǎn)權(quán)局直接提交以及通過PCT專利合作條約進(jìn)入中國國家階段的專利申請。

由圖1可知，在2003—2009年期間，申請數(shù)量呈現(xiàn)逐年遞增趨勢，且國內(nèi)申請人的數(shù)量大幅度增長。圖中顯示2010年和2011年相關(guān)專利申請的數(shù)量比前一年度有一定減少，這是由于2010—2011年間大部分專利申請還沒有被公開，目前還不能從專利數(shù)據(jù)庫中獲得全部申請數(shù)據(jù)所致。可以看出隨著計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)在國內(nèi)的廣泛應(yīng)用，相關(guān)的國內(nèi)申請也呈逐年遞增的趨勢。

值得關(guān)注的是，在這些與計(jì)算機(jī)圖形有關(guān)的發(fā)明專利申請中，涉及專利權(quán)保護(hù)客體問題的案件占39.3%；在已經(jīng)結(jié)案的案件中，涉及使用專利權(quán)保護(hù)客體法條進(jìn)行評述的案件占23.3%；由于審查過程中使用涉及專利權(quán)保護(hù)客體法條進(jìn)行評述而導(dǎo)致視撤或駁回的案件占8.67%。可見在此類申請中，涉及專利權(quán)保護(hù)客體問題的案件占有相當(dāng)?shù)谋壤?/p>

由于計(jì)算機(jī)圖形自身具有區(qū)別于圖像的幾何屬性的特點(diǎn)，因此申請人撰寫這些權(quán)利要求時往往僅涉及對構(gòu)成圖形的點(diǎn)、線、面、體等幾何元素的算法，沒有和具體技術(shù)領(lǐng)域相結(jié)合。單純的涉及幾何元素的算法的方案所解決的問題、采用的手段以及獲得的效果都是非技術(shù)性的，屬于一種單純的數(shù)學(xué)運(yùn)算方法。而單純的數(shù)學(xué)運(yùn)算方法是《專利審查指南2010》（以下簡稱《指南》）中明確排除的可授權(quán)客體。因此，對涉及客體問題的計(jì)算機(jī)圖形相關(guān)的典型案件進(jìn)行深入的分析和討論是必要的。

2 對相關(guān)法律法規(guī)的理解

針對計(jì)算機(jī)圖形相關(guān)專利申請的客體審查，適用率最高的法條集中在專利法第二十五條第一款第（二）項(xiàng)的智力活動的規(guī)則和方法的認(rèn)定以及專利法第二條第二款的發(fā)明的定義上。

專利法為專利權(quán)人提供的權(quán)利是禁止未經(jīng)專利權(quán)人許可而進(jìn)行對其專利產(chǎn)品的制造、使用、銷售、進(jìn)口之類的生產(chǎn)經(jīng)營活動，而不是用來禁錮人的思想或者思維活動。智力活動的規(guī)則和方法是指導(dǎo)人們進(jìn)行思維、表述、判斷和記憶的規(guī)則和方法。由于其沒有采用技術(shù)手段或者利用自然規(guī)律，也未解決技術(shù)問題和產(chǎn)生技術(shù)效果，因而不構(gòu)成技術(shù)方案[1]，本質(zhì)上屬于人的思維活動，因此不能被授予專利權(quán)。

《指南》第二部分第一章第4.2節(jié)規(guī)定，在判斷涉及智力活動的規(guī)則和方法的專利申請要求保護(hù)的主題是否屬于可授予專利權(quán)的客體時，如果一項(xiàng)權(quán)利要求在對其進(jìn)行限定的全部內(nèi)容中既包含智力活動的規(guī)則和方法的內(nèi)容，又包含技術(shù)特征，則該權(quán)利要求整體而言并不是一種智力活動的規(guī)則和方法，不應(yīng)當(dāng)依據(jù)專利法第二十五條排除其獲得專利權(quán)的可能性[1]。對于這類申請還需判斷其是否符合專利法第二條第二款所規(guī)定的發(fā)明定義。

專利法第二條第二款對發(fā)明專利給出了明確的定義，即發(fā)明是對產(chǎn)品、方法或者其改進(jìn)所提出的新的技術(shù)方案，《指南》對技術(shù)方案也給出了明確的定義：技術(shù)方案是對要解決的技術(shù)問題所采取的利用了自然規(guī)律的技術(shù)手段的集合[1]。在判斷方案是否屬于技術(shù)方案時，除了判斷方案中是否包含技術(shù)特征外，還需要進(jìn)一步判斷這些技術(shù)特征對于所要解決的問題和效果能否起作用，以及進(jìn)一步判斷所要解決的問題和效果是否是技術(shù)問題和技術(shù)效果。對于涉及算法的發(fā)明，還應(yīng)從權(quán)利要求出發(fā)，判斷其是否應(yīng)用到了某一技術(shù)領(lǐng)域，并形成了在該技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)基于該算法的解決方案，以及基于該算法的解決方案是否采用了技術(shù)手段，解決了該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)問題，獲得了相應(yīng)的技術(shù)效果。

以下針對實(shí)際審查中的計(jì)算機(jī)圖形相關(guān)的典型案例，對涉及客體問題的認(rèn)定、法條的運(yùn)用進(jìn)行了分析，并對權(quán)利要求的撰寫和修改給出了一定的建議。

3 案例分析

【案例1】（涉及專利法第二十五條第一款第（二）項(xiàng)）：

相關(guān)權(quán)利要求如下：一種用以提高圖形系統(tǒng)中直線生成效率的基于附屬平行六面體空間的面心立方網(wǎng)格直線生成方法，該方法包括，以菱形十二面體為體素的面心立方網(wǎng)格三維空間中，在三維方形網(wǎng)格的Bresenham方法的基礎(chǔ)上，利用附屬平行六面體空間的平行六面體與面心立方網(wǎng)格空間的體素之間的一一對應(yīng)關(guān)系生成面心立方網(wǎng)格直線，其步驟為：1）建立離散面心立方網(wǎng)格空間的附屬平行六面體空間；2）分析面心立方網(wǎng)格空間體素及其對應(yīng)的附屬平行六面體之間的鄰接關(guān)系；3）選取與平行六面體起點(diǎn)（x1，y1，z1）對應(yīng)的菱形十二面體為當(dāng)前體素；4）采用三維方形網(wǎng)格直線生成Bresenham方法，在平行六面體空間決定下一步所選取的平行六面體；5）根據(jù)當(dāng)前平行六面體和選取的下一個平行六面體的相鄰關(guān)系、當(dāng)前體素和下一個體素的相鄰關(guān)系，決定是否需要增加體素并選取合適的體素；6）若還沒到達(dá)終點(diǎn)（x2，y2，z2），則返回4），否則方法結(jié)束。

分析案例1的權(quán)利要求可知，該權(quán)利要求除主題名稱以外，對其起限定作用的全部內(nèi)容均是利用純數(shù)學(xué)算法計(jì)算起始點(diǎn)到終止點(diǎn)之間的各直線上的體素坐標(biāo)，獲得的效果僅僅在于由三維空間中的一系列點(diǎn)構(gòu)成的直線坐標(biāo)，解決的問題是如何生成三維空間中的三維直線，其所解決的問題、采用的手段以及獲得的效果都是非技術(shù)性的，屬于一種單純的數(shù)學(xué)運(yùn)算方法，其算法過程中也未包括符合自然規(guī)律的技術(shù)手段，因此屬于一種智力活動的規(guī)則與方法，屬于專利法第二十五條第一款第（二）項(xiàng)規(guī)定的不授予專利權(quán)的客體。

本案啟示：申請人在撰寫與圖形學(xué)相關(guān)的專利申請的權(quán)利要求時，要避免將其撰寫為單純的圖形學(xué)的運(yùn)算方法，不僅要在主題名稱中體現(xiàn)出其具體的技術(shù)領(lǐng)域（如圖形渲染、印刷、顯示等），還應(yīng)將其中的運(yùn)算對象與實(shí)際的技術(shù)領(lǐng)域中的物理量（如反射率、光照、顏色等）相關(guān)聯(lián)。需要強(qiáng)調(diào)的是，申請人在撰寫申請文件時就應(yīng)注意避免出現(xiàn)客體缺陷，至少應(yīng)在說明書中詳細(xì)描述相關(guān)技術(shù)內(nèi)容，從而為權(quán)利要求的進(jìn)一步修改提供依據(jù)。

【案例2】（涉及專利法第二條第二款）：

相關(guān)權(quán)利要求如下：一種在三角網(wǎng)格曲面上檢測臍點(diǎn)的方法，其特征在于，步驟包括：步驟1：輸入具有對象形狀數(shù)據(jù)信息，并對具有對象形狀數(shù)據(jù)信息的三角網(wǎng)格曲面進(jìn)行預(yù)處理，創(chuàng)建三角網(wǎng)格的翼邊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，按照三角網(wǎng)格的拓?fù)溧徑雨P(guān)系組織成數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)；步驟2：根據(jù)三角網(wǎng)格每個頂點(diǎn)的相鄰點(diǎn)、相鄰邊和相鄰面信息，求出每個頂點(diǎn)對應(yīng)的法向，主方向與主曲率；步驟3：對三角網(wǎng)格的每個三角形選擇一個原點(diǎn)，將所在三角形平面作為xy面，建立三角形局部直角坐標(biāo)系；步驟4：對三角形每個頂點(diǎn)，以對應(yīng)兩個主方向及法向建立局部直角坐標(biāo)系，所述局部直角坐標(biāo)系是蒙日（Monge）坐標(biāo)系……步驟9：利用解坐標(biāo)線性插值三角形的三個頂點(diǎn)，插值點(diǎn)即為三角網(wǎng)格曲面上的臍點(diǎn)，輸出并存儲臍點(diǎn)坐標(biāo)，顯示臍點(diǎn)。

該權(quán)利要求中給出了特征“……輸入具有對象形狀數(shù)據(jù)信息……”、“……輸出并存儲臍點(diǎn)坐標(biāo)，顯示臍點(diǎn)”，其中前者是為后續(xù)算法提供數(shù)據(jù)源，后者是將算法結(jié)果輸出并顯示，而數(shù)據(jù)的輸入、輸出、顯示為本領(lǐng)域在處理數(shù)據(jù)前后應(yīng)采用的公知步驟，它們未對解決的問題和實(shí)現(xiàn)的效果起作用。除此以外，創(chuàng)建三角網(wǎng)格的翼邊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算各個頂點(diǎn)的法向、主方向與主曲率、對三角形的每個頂點(diǎn)建立蒙日坐標(biāo)系、將每個頂點(diǎn)在其蒙日坐標(biāo)系下的形狀算子在三角形局部坐標(biāo)系下局部參數(shù)化等步驟，實(shí)質(zhì)上是采用了一系列的數(shù)學(xué)手段，所解決的問題本質(zhì)上是一個數(shù)學(xué)優(yōu)化問題，不是技術(shù)問題，采用的手段是優(yōu)化過程中的數(shù)學(xué)手段，也不是技術(shù)手段，其所要實(shí)現(xiàn)的效果也不是技術(shù)效果。因而該權(quán)利要求不符合專利法第二條第二款的規(guī)定。

本案啟示：權(quán)利要求在對其進(jìn)行限定的全部內(nèi)容中既包含智力活動的規(guī)則和方法的內(nèi)容，又包含技術(shù)特征的，則該權(quán)利要求就整體而言并不是一種智力活動的規(guī)則和方法，但不屬于智力活動的規(guī)則和方法并不意味著其一定滿足專利保護(hù)客體的要求。并非權(quán)利要求中的任何技術(shù)特征均能構(gòu)成解決技術(shù)問題并取得相應(yīng)技術(shù)效果的技術(shù)手段，還需要進(jìn)一步判斷這些技術(shù)特征對于所要解決的問題和效果能否起作用，以及進(jìn)一步判斷所要解決的問題和效果是否是技術(shù)問題和技術(shù)效果，即判斷是否符合發(fā)明的定義。只有采用的技術(shù)手段解決了發(fā)明所要解決的技術(shù)問題并產(chǎn)生相應(yīng)技術(shù)效果才構(gòu)成技術(shù)方案，才屬于專利法保護(hù)的客體。

【案例3】（涉及專利法第二十五條第一款第（二）項(xiàng)，修改后授權(quán)）：

相關(guān)權(quán)利要求如下：一種利用開放曲線和臨近的閉合曲線構(gòu)建新的閉合曲線的方法，包括以下步驟：1）定位開放曲線的首段和末段三次貝塞爾曲線；2）定位開放曲線與臨近的閉合曲線首末交點(diǎn)并修改開放曲線：基于開放曲線的首段和末段三次貝塞爾曲線的控制點(diǎn)定位與閉合曲線的首末交點(diǎn)，并通過修改首段和末段三次貝塞爾曲線以實(shí)現(xiàn)整個開放曲線的修改；3）構(gòu)建兩條新的閉合曲線：利用開放曲線的首段和末段三次貝塞爾曲線與閉合曲線的首末交點(diǎn)構(gòu)成兩條新的閉合曲線。

一通時的審查結(jié)論：權(quán)利要求請求保護(hù)一種利用開放曲線和臨近的閉合曲線構(gòu)建新的閉合曲線的方法，其內(nèi)容僅僅涉及單純的數(shù)學(xué)算法，利用曲線之間的交點(diǎn)構(gòu)成新的閉合曲線，屬于專利法第二十五條第一款第（二）項(xiàng)所述的智力活動的規(guī)則和方法的范圍，因此不能被授予專利權(quán)。

一通答復(fù)修改后的權(quán)利要求：一種包裝陷印中利用開放曲線和臨近的閉合曲線構(gòu)建新的閉合曲線的方法，所述的閉合曲線所圍成的區(qū)域?yàn)榘b陷印區(qū)域，所述的開放曲線為用戶在包裝陷印區(qū)域周圍所畫的一條與閉合曲線相交或不相交的非閉合曲線，該方法包括以下步驟：1）定位開放曲線的首段和末段三次貝塞爾曲線……3）構(gòu)建兩條新的閉合曲線：利用開放曲線的首段和末段三次貝塞爾曲線與閉合曲線的首末交點(diǎn)構(gòu)成兩條新的閉合曲線。

后續(xù)審查：審查員接受了申請人的針對客體問題的修改，最終本申請被授權(quán)。

本案啟示：如果權(quán)利要求單純涉及計(jì)算機(jī)圖形的建模、繪圖、曲面分割、曲線線段的計(jì)算等方法，沒有涉及具體的技術(shù)領(lǐng)域，那么其屬于一種單純的數(shù)學(xué)計(jì)算方法，僅僅涉及智力活動的規(guī)則和方法，不屬于專利權(quán)保護(hù)客體。但是如果該申請的說明書中記載有該方法應(yīng)用的具體技術(shù)領(lǐng)域，且計(jì)算方法的過程中的各計(jì)算對象，輸入輸出變量，數(shù)據(jù)，信息等具有的明確的物理含義，則可以依據(jù)說明書的記載，通過修改權(quán)利要求來克服客體問題，進(jìn)而達(dá)到授予專利權(quán)的目的。例如在本案中，修改后的權(quán)利要求加入具體的技術(shù)領(lǐng)域“包裝陷印”，將計(jì)算過程中的“閉合曲線所圍成的區(qū)域”賦予“包裝陷印區(qū)域”的技術(shù)屬性，將“開放曲線”賦予“用戶在包裝陷印區(qū)域周圍所畫的一條與閉合曲線相交或不相交的非閉合曲線”的技術(shù)屬性，那么該權(quán)利要求就屬于能夠授予專利權(quán)的客體了。也就是說對于涉及計(jì)算機(jī)圖形的申請需要在權(quán)利要求中明確其所應(yīng)用的具體技術(shù)領(lǐng)域，體現(xiàn)出采用所述方案解決了該技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)問題并獲得了技術(shù)效果[2-3]。

4 總結(jié)

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)具有該學(xué)科自身的特點(diǎn)，由此產(chǎn)生了與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)有關(guān)的發(fā)明專利申請中涉及專利法保護(hù)客體的問題。本文通過對涉及不同專利法保護(hù)客體法條的典型案例的對比分析，提出了此類專利申請的權(quán)利要求撰寫時應(yīng)符合的專利法的相關(guān)規(guī)定，以及為了獲得穩(wěn)定且適當(dāng)?shù)膶＠麢?quán)，對此類專利申請的權(quán)利要求修改方式的建議，供需要撰寫和修改該類專利申請的申請人進(jìn)行參考，也可為涉及電視、圖形圖像等相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠暾埼募淖珜懞托薷奶峁┙梃b。

[1]中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局.專利審查指南（2010）[EB/OL].[2012-08-02].http://219.239.26.3/download/9684714/36892187/3/pdf/20/202/1293923383572_714/sczn2010.pdf.

[2]中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局.審查操作規(guī)程（2011）[EB/OL].[2012-08-02].http://www.sipo.gov.cn/mtjj/2011/201104/t20110413_597578.html.

[3]尹新天.中國專利法詳解[M].北京：知識產(chǎn)權(quán)出版社，2011.