HTML5關鍵技術專利態勢研究

李國紅　中國信息通信研究院技術與標準研究所知識產權中心高級工程師李文宇　中國信息通信研究院技術與標準研究所知識產權中心主任張俊霞　中國信息通信研究院技術與標準研究所知識產權中心副主任

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HTML5關鍵技術專利態勢研究

李國紅中國信息通信研究院技術與標準研究所知識產權中心高級工程師
李文宇中國信息通信研究院技術與標準研究所知識產權中心主任
張俊霞中國信息通信研究院技術與標準研究所知識產權中心副主任

摘要以HTML5為代表的新一代Web技術是移動互聯網發展的重要方向，當前全球科技巨頭都積極布局HTML5技術。本文在闡述HTML5關鍵技術的國內外專利總體態勢的基礎上，對HTML5新特性各技術分支下的專利布局和方案進行了研究，特別以谷歌和三星公司為例對互聯網和通信企業在基于HTML5技術Web應用領域的知識產權現狀進行了分析。可為國內企業在下一代Web應用的研發和核心技術布局上提供參考。

關鍵詞HTML5專利分析瀏覽器內核應用功能增強系統功能調用

1　引言

隨著下一代Web技術的發展，HTML5已成為實現移動互聯網應用的主要發展方向。HTML5是互聯網超文本標記語言（HTML）的第五代修訂版，其在HTML4標準框架之上對網頁的內容編排和展現做了進一步的增強，極大提升了Web在語義化、交互能力、終端資源調用和多媒體等方面的能力，促使Web成為標準化、全功能的應用承載平臺。

HTML5的新特性為互聯網應用帶來了全新的用戶體驗，代表了新一代Web技術的發展方向，當前全球科技巨頭均開展創新研究，積極布局HTML5技術。本文對HTML5新特性的國內外專利申請態勢進行了總體分析，重點對其中的面向應用的功能增強、系統功能調用和瀏覽器內核3個關鍵技術分支的專利申請和布局情況進行了深入研究，梳理了互聯網和智能終端企業的專利申請現狀和布局特點，通過本文的闡述，希望為國內企業了解和掌握HTML5知識產權現狀，在下一代Web應用的研發方向和核心技術布局策略上提供有益的參考。

2　國內外HTML5標準關鍵技術專利概況

HTML5是W3C在2007年成立的新工作組開發的新一代HTML標準，該標準在2014年10月28日已成為該組織的正式推薦標準（W3C Recommendation），但從對HTML5相關技術的專利分析看到，HTML5關鍵技術的專利布局在2007年前即已開始，近年來更是發展迅猛。

2.1國外HTML5標準及瀏覽器相關專利概況

國外HTML5相關技術研究起步早，2011—2013年為該技術的高速發展期，歐美日韓在2006年即有超過100項的專利輸出，在2006—2015年10年間HTML5相關專利達到2475項（其中多件同族專利合并為1項）；與國外相比，國內在HTML5技術上的研究較晚，近年專利申請量呈階梯式跨越，在2006—2008年國內尚處于研究起步階段，而從2009年開始專利申請數量快速增長，特別是2010—2012年間，專利年申請增長率達到100%（見圖1）。

圖1　HTML5關鍵技術專利年度申請量趨勢

國外HTML5相關專利申請人比較分散，相關專利分布在上百家申請人中，單獨企業申請量占比最高為6%，前10名申請人專利總和占總申請量的24%（見圖2）。在各申請人中，互聯網巨頭微軟、谷歌、IBM、雅虎、蘋果和Facebook等公司為專利申請較多的企業，從專利申請人分布看到，國外對HTML5技術開展研究的企業包括了互聯網、終端和芯片3類公司，除了互聯網領域巨頭企業（如微軟、谷歌、IBM）外，三星等通信終端企業也在瀏覽器領域積極研究和布局，芯片企業（如高通和英特爾）在網頁瀏覽領域也有一定的積累。值得關注的是，中國互聯網企業騰訊、奇虎，終端企業華為、中興亦在下一代Web技術領域積極開展海外布局，在申請量上亦占有較高的份額。

圖2　國外HTML5相關專利申請人分布

總體來看，歐美日韓對HTML5相關技術的研究可以追溯到早期HTML1.0出現之后，近10年來已積累了較多的專利，參與的企業分散，包括了互聯網、終端和芯片企業，但傳統的互聯網巨頭企業仍為該領域的領先公司，我國互聯網和終端企業在該領域積極投入研究，在申請量份額上已進入前列。

2.2國內HTML5標準及瀏覽器相關專利概況

國內企業在HTML5和瀏覽器領域積極跟進，形成以奇虎、騰訊和百度等互聯網龍頭企業為主，眾多企業跟隨的局面。在國內申請人中，以奇虎、騰訊為代表的國內互聯網企業和以華為、中興為代表的終端企業積極開展下一代Web技術的研究，國內企業申請量占總申請量的74%；國外來華企業，如微軟、谷歌、英特爾和三星等申請占比為15%；此外，國內大學和科研院所占比為8%，個人申請占3%（見圖3）。

在HTML5的5個技術分支中，瀏覽器內核相關的專利仍是申請量最高的分支，從2009年起開始快速增長，專利申請量一直領先于其他技術分支，2012和2013年更是增長比例明顯；從HTML5其他各個分支技術的申請趨勢看，面向應用的功能增強技術分支一直呈現高速增長的態勢，并在2013年達到高峰，這說明國內企業在基于HTML5的Web應用方面最為看重，將持續發力展開研究；系統能力調用技術是HTML5功能應用開發支撐技術，其專利申請量緊隨在瀏覽器內核和面向應用的功能增強兩類分支技術之后；語義化解析和富媒體支持技術與網頁內容展現相關，其自2012年開始明顯增長，反映出國內申請人對HTML5新特性積極跟隨的研究趨勢（見圖4）。

總體來看，國內近年來對HTML5關鍵技術和瀏覽器內核進行了積極的研究，國內企業已成為該領域的研究主力，各技術分支發展相對均衡，瀏覽器內核、面向應用的功能增強和系統能力調用最為引人關注。

3 HTML5重點技術分支國內專利分析

HTML5標準新特性中多線程并發、離線數據存儲及緩存、網頁套接字和跨域資源共享這些面向應用的功能增強技術以及系統能力調用技術與未來移動互聯網中Web應用開發的關系最為密切。此外，瀏覽器內核是前端頁面展示和交互的核心引擎，屬于Web應用開發的核心技術，本章將重點對上述3個技術分支的國內專利布局情況進行分析。

3.1網頁功能增強技術大力提升瀏覽器應用承載能力

圖3　國內HTML5專利申請人占比情況

圖4　國內HTML5各技術分支專利申請趨勢

HTML5標準的目標是構建以HTML5為核心的新一代Web應用平臺，為此HTML5不斷進行功能增強，Web Workers技術支持多線程的Web操作（以往只能單線程運行），其可以將資源消耗較大的操作放到后臺執行，提高Web應用的響應速度，降低終端資源消耗；離線緩存和增強本地存儲將Web應用相關的資源文件緩存或保存到本地，為開發離線的移動Web應用奠定了基礎；HTML5中的Web Sockets在Web應用前端和后端之間打開連接端口，實現雙向的實時數據推送；此外，跨域資源共享突破以往Web應用無法跨域名訪問其他Web應用的限制，增強了Web應用服務之間的交互能力。

通過專利研究發現，在各項技術中，多線程并發技術研究最早，離線存儲和基于網頁套接字通信技術專利輸出最多，跨域資源共享研究漸被關注。國內涉及瀏覽器應用功能增強的相關專利從2009年開始呈直線上升（見圖5），近年來年平均增長率超過73%。對比各項技術專利出現時間及申請情況發現，多線程并發技術相對于其他分支研究起步較早，在2006年才出現了相關專利；離線存儲和網頁套接字通信是專利輸出量最多的兩個分支，其中離線存儲技術從2010年專利申請量開始迅速增長，目前仍處于活躍狀態，網頁套接字相關專利從2009年開始出現，近年來成為研究的熱點；跨域請求與資源共享技術在2013年開始有增長的趨勢，反映出Web技術在跨域資源共享與調度方面被國內企業重視并探索用于開發Web應用。

圖5　功能增強各分支相關技術年度申請概況

在該領域專利主要申請人中，互聯網公司過半數，大部分公司具有自己的瀏覽器產品。如騰訊、奇虎和百度分別具有QQ、360和百度瀏覽器；微軟和谷歌分別具有IE和Chrome瀏覽器。互聯網企業在專利布局上各有側重，如騰訊和百度公司主要側重基于離線存儲技術的瀏覽器應用方案布局，而奇虎公司專利集中在基于網頁套接字技術實現瀏覽器數據同步。國外互聯網公司在華布局則較為全面，涵蓋了增強瀏覽器功能的幾個相關技術的方案。

3.2豐富的應用程序接口為移動Web應用提供技術支撐

HTML5納入一系列Device API接口提升了Web應用對終端設備的訪問和調用能力，包括文件、終端系統信息、日歷、通信錄、觸摸、通訊、多媒體捕捉等API。其中，文件API改善了基于瀏覽器的Web應用程序處理文件上傳的方式，使文件直接拖放上傳和顯示上傳進度并允許瀏覽器訪問和管理本地文件系統，借助文件API接口可以實現以前無法實現的本地圖片預覽功能；終端系統信息API管理設備信息，可以獲取手機設備、系統、網絡等信息；多媒體捕捉API管理設備的麥克風操作，用于音頻的錄制、播放和管理設備的攝像頭，在網頁上進行拍照、攝像操作。W3C組織還制定了Geolocation API標準，使基于位置的Web應用能夠訪問移動設備的地理位置信息。

專利文獻中涉及文件系統管理和系統信息獲取技術等支撐類系統調用方案最多，基于多媒體捕捉和位置API的Web應用開發是近年的熱點。開放的應用程序接口（API）為瀏覽器調用文件信息、終端信息、多媒體數據、通信錄等移動設備擴展資源提供了技術上的支撐。目前，涉及文件信息調用專利的數量最多，占該分支相關專利的20%（見圖6）。該部分專利涉及網頁內多元素拖動、跨域拖動、本地圖片傳輸、拖拽操作、跨頁面調整對象位置和通過瀏覽器上傳附件等多項方案，全面提升了瀏覽器文件處理的可視性和互動性體驗；終端系統信息調用專利方案（占16%）通過API實時捕獲操作系統的關鍵行為、獲取網頁地址時間參數信息、獲取CPU硬件資源進行網頁數據解析和畫面的渲染等；近年來，基于設備API接口捕獲多媒體信息和調用終端定位信息在瀏覽器中顯示多媒體音視頻和位置服務的應用成為熱點，相關專利占比較高。

圖6　系統能力調用API相關專利分布占比

3.3國內企業在瀏覽器內核技術上取得進展

瀏覽器內核是Web運行環境的核心，包括了渲染引擎和Java Script引擎兩部分，渲染引擎負責獲取網頁的內容、整理訊息并負責網頁顯示；Java Script引擎實現Java Script腳本的邏輯執行。近年瀏覽器內核相關技術受到國內企業的廣泛關注，專利輸出顯著上升（見圖7、8）。國內瀏覽器內核相關專利主要集中在頁面渲染相關方案，其專利量占總體瀏覽器內核相關專利總量的73%，多核瀏覽器技術占比約為8%，Widget引擎相關專利約占7%，內核加載控制、內核安全相關專利亦有一定的輸出，分別占2%和1%。

圖7　國內瀏覽器內核相關專利年度申請趨勢

國內企業積極開展研究，在瀏覽器內核技術上取得進展。專利數據顯示，81%的國內瀏覽器內核相關專利主要來源于國內企業，奇虎/奇智、騰訊、百度和金山/貝殼網際等公司在瀏覽器內核技術上積極開展研究，在頁面渲染、加載控制、多核瀏覽器、內核安全和內核監控等技術上取得了較多的研究成果，如騰訊和奇虎等公司2015年在多核瀏覽器技術上申請了多項專利，表1列出了部分國內多核瀏覽器相關專利。

圖8　國內瀏覽器內核相關專利技術分類

表1　國內部分多核瀏覽器專利

4　互聯網企業注重基礎技術布局，終端企業側重與產品結合

以HTML5為代表的新一代Web技術是移動互聯網發展的重要方向，當前全球科技巨頭都積極布局HTML5技術。下面以谷歌和三星公司為例，簡要闡述互聯網和智能終端公司在HTML5技術領域的專利布局策略。

4.1互聯網企業注重基礎性技術布局

谷歌公司開發了Chrome瀏覽器，對HTML5標準新特性支持度較好，該瀏覽器基于開放源代碼軟件撰寫，采用多進程架構并在封閉的環境中運行，系統安全性高；同時，Chrome的GPU硬件加速使網頁渲染速度更快。2013年4月，Google宣布自主開發瀏覽器引擎Blink，用于Chrome新版本中。

由圖9、10可見，谷歌公司2009年前在該領域專利申請量較低，自2011年呈現爆發式增長。從其專利總體分布來看，谷歌在瀏覽器內核及HTML5新特性各分支全面部署，瀏覽器內核、富媒體支持、設備與應用API和離線存儲為其重點方向，其中瀏覽器內核相關的專利最多，占該領域專利申請總量的40%，其次是富媒體支持（音視頻標簽和畫布）占18%，設備與應用API和離線存儲均占12%，此外，在語義化標簽、通信、跨域起源資源共享和并行多線程分支均有一定的部署，占比為3%～6%。可以看出，谷歌公司的專利布局以瀏覽器內核占比最高外，其他各分支專利相對均衡，且其專利方案基礎性較強。

圖9　谷歌HTML5技術相關專利年度申請量

4.2終端企業布局側重移動應用與終端技術結合

三星作為移動智能終端產業的國際巨頭企業，十分注重下一代Web應用與終端設備的結合。三星有關HTML5和瀏覽器內核相關的專利近年呈迅速增長的態勢，反映出三星從終端廠商角度，開始關注和拓展基于HTML5技術的終端Web應用。

圖10　谷歌HTML5各分支技術專利占比

專利布局地域差異明顯，與其終端銷售策略相關。三星有關HTML5和瀏覽器相關專利布局與其智能終端產品的目標銷售國關聯。從三星專利申請地域分布圖看出，美國和中國是除其本土韓國以外的兩個主要專利布局區域，其在歐洲和日本的專利布局較弱（見圖11）。

從布局策略上看，三星HTML5研究側重于移動互聯網應用與智能終端技術結合的創新，瀏覽器內核、多媒體標簽與顯示和設備能力調用是其關注的3大主要技術方向，這幾類技術與終端結合是智能終端實現下一代Web應用和增強用戶體驗的關鍵技術。

圖11　三星HTML5相關專利地域分布

5　結束語

隨著下一代Web技術的發展，HTML5已成為今后實現移動互聯網應用的主要發展方向，國內企業對以HTML5為代表的新一代移動Web技術積極跟進，移動瀏覽器市場熱度空前。本文對HTML5關鍵技術國內外專利申請概況進行了研究，并對該標準下部分重點技術分支進行了較為深入的分析，從互聯網、終端企業專利布局的角度進行了初探，希望能對國內相關企業在移動互聯網的產業化中提供有益的參考。

參考文獻

1工業和信息化部電信研究院.新一代移動Web技術白皮書

2工業和信息化部電信研究院.新一代移動Web技術發展報告

Research on the Patent Situation of HTML5 Key Technology

AbstractAs the representative of the new generation of Web technology，HTML5 is an important direction of the development of mobile Internet，and the current global technology giants are actively researching HTML5 technology. Based on the general situation of HTML5 key technologies，this paper makes a detailed study on the patent distribution and patent scheme of HTML5 new features. In particular，Google Corporation and Samsung Corp as examples of Internet companies and telecommunications companies，are researched on HTML5 technology.Through the description of this paper，it provides a reference for domestic enterprises in the development of the next generation of web applications and the core technology layout.

Key wordsHTML5，patent analysis，browser kernel，application oriented feature enhancement，API call

收稿日期：（2015-12-20）