生物特征識別技術高價值專利分析與培育路徑研究

王 丹

一、引言

生物特征識別技術通過計算機與光學、聲學、生物傳感器和生物統計學原理等高科技手段密切結合，利用人體固有的生理特性或行為特征來對個人身份進行鑒定①盧世軍.生物特征識別技術發展與應用綜述[J].計算機安全,2013,13(1):63-67.-②李徐周.生物特征識別技術的發展與應用[J].山東省青年管理干部學院學報,2004,20(1):141-143.。生物特征識別技術的應用相當廣泛，在計算機應用領域占據重要地位。在計算機安全學中，生物特征識別是認證的重要手段，被廣泛地應用在國家公共安全領域和安全防范領域，具有廣闊的市場前景，極具開發和應用價值。生物特征識別市場分為商用市場和公用市場兩部分。商用市場瞄準的主要是企業應用，如門禁系統、考勤系統和金融機構的安全系統等；公用市場則針對的是政府應用，如邊境管理系統、公安管理系統和身份系統等③呂立波.門禁控制系統中常用的幾種生物特征識別技術之比較[J].中國公共安全,2017,13(6):228-234.④周小軍,王凌強,郭玉霞,等.基于生物特征識別的身份認證及相關安全問題研究[J].工業儀表與自動化裝置,2018,48(4):16-20.⑤劉曉.基于人臉識別的智能門禁及考勤系統設計與實現[D].西安:西安電子科技大學,2015.⑥王建高.人臉識別技術的優勢及在金融行業的應用[J].中國安防,2014,9(6):68-71.⑦魏育成,趙彩云.身體就是身份證——生物特征識別技術及其在安防領域的應用[J].中國安防,2009,4(4):38-44.⑧高福友.生物特征識別技術及其在監獄安全防范領域的應用[J].安防科技,2011,11(2):20-23.⑨張富友,王瓊霄,宋利.基于生物特征識別的統一身份認證系統研究[J].信息網絡安全,2019,19(9):86-90.。

生物特征識別市場正處于快速增長擴容期。據美國咨詢機構Transparency Market Research 預計，全球生物特征識別技術市場規模將從2015 年的112.4 億美元，增長至2020 年的233 億美元，復合年均增速為15.7%。全球生物特征識別市場結構中，指紋識別份額達58%，人臉識別份額為18%，緊隨其后是新興的虹膜識別，份額為7%。此外，還有與指紋識別類似的掌紋識別、靜脈識別等也被認為是具有較好發展前景的識別技術⑩Transparency Market Research.深度報告:生物識別之“虹膜識別”產業鏈全解析[R/OL].(2017-08-18)[2020-10-15].https://www.sohu.com/a/165695641_297710.。

在全球市場競爭日趨激烈的情況下，高價值專利作為衡量企業高質量創造能力的重要指標，在未來競爭中發揮著越來越重要的戰略性作用。高價值專利逐漸成為企業壟斷市場、排擠競爭對手、保持優勢地位、謀取商業利益最大化的利器。

本文將從高價值專利培育角度，對國內生物特征識別高價值專利包含的技術、聯合申請、運營等信息進行深度挖掘，全面了解我國在該領域的高價值專利技術研發進展和專利運營情況，分析我國在該領域的高價值專利培育現狀以及存在的主要問題。從而針對國內生物特征識別領域的研究機構和企業，提出一些可行的高價值專利培育路徑，為我國生物特征識別技術高價值專利培育工作提供一些有益建議。

二、生物特征識別技術高價值專利分析

（一）高價值專利篩選方法

本文采用知識產權出版社自主研發的中國知識產權大數據與智慧服務系統（Inspiro）進行生物特征識別技術領域的專利檢索，并采用自有的專利價值評估系統對專利進行價值評分，檢索和評估的時間為2020 年3 月3 日。專利價值評估系統采用科學合理的評估原理，基于專利大數據，通過采用語義和數據挖掘技術，從基于專利數據的著錄項、權利要求、說明書，以及專利法律狀態數據、專利訴訟數據、專利繳費數據、海關備案數據、專利獎數據等多種數據源挖掘的多個評估入口對專利價值實現全面評估。

專利價值評估指標體系可劃分為兩層指標：第一層，從專利自身屬性的角度，將指標分為法律、技術和經濟三個指標；第二層，將第一層指標分別分解成為專利類型、獨立權利要求數量、被引證數量、訴訟次數、被無效次數等32 個支撐指標。將指標進行合理拆分后，再基于評價理論構建每個指標的計算模型，設計復雜的專利價值判斷矩陣。在系統自動整合各類評價指標后，最終評分為70 分及以上的專利為高價值專利。整個評估過程實現了批量化和自動化，評估結果較為客觀公正。

（二）專利申請趨勢分析

經檢索和評估篩選，我國生物特征識別領域高價值專利共1,820 件。從生物特征識別細分領域高價值專利申請趨勢來看（如圖1 所示），該領域專利數量總體呈現快速增長趨勢，表明生物特征識別技術是國內研究的熱點，在該領域投入了較多的研究力量，產生了豐富的高質量研究成果，并且預計未來還將持續保持增長態勢。高價值專利申請主要集中在2010—2018 年，占全部高價值專利總量的88%以上。實用新型專利有效期限為10 年，發明專利有效期限為20年，剩余壽命的長短將影響專利的價值。同時，發明專利的審查周期一般都在2～3 年，近兩年的發明專利較多尚未授權，因此專利價值還不能完全體現。2017 年高價值專利申請量達到峰值，為396 件。同年指紋識別高價值專利申請量也最高，為184 件。人臉識別高價值專利申請量則在2016 年達到峰值，為179 件。

圖1 生物特征識別細分領域高價值專利申請趨勢

（三）技術領域分布分析

如表1 所示，生物特征識別領域的高價值專利主要分布在人臉識別和指紋識別兩大技術細分領域，分別為907 件和644 件，兩者占比相加達到85%以上。其他領域的高價值專利分布為：虹膜識別168 件，靜脈識別85 件，掌紋識別16 件。從各個階段的申請量占比來看，掌紋識別的高價值專利均分布在2011 年以后；人臉識別和指紋識別有88%以上高價值專利集中在2011 年后；靜脈識別和虹膜識別有85%左右的高價值專利為2011 年以后申請。

由此可見，在生物特征識別技術領域，人臉識別和指紋識別位列第一梯隊，高價值專利總量較多且2011 年后的高價值專利數量仍然位列前兩位，遙遙領先于其他領域，是高價值專利分布最多的兩個領域，也是近年來高價值專利培育的熱點方向。虹膜識別和靜脈識別位列第二梯隊，高價值專利數量較多，是近年來較受關注的研究領域。掌紋識別位列第三梯隊，高價值專利數量較少，不是高價值專利培育的熱點方向。

表1 生物特征識別細分領域高價值專利分布

（四）專利類型分布分析

如圖2 所示，生物特征識別領域的高價值專利類型以發明專利為主，其中發明專利為1,602 件，占比88%；實用新型專利為218 件，占比12%。各細分領域的專利類型也均以發明專利為主。發明專利由于審查過程更為嚴格，需經歷實審階段，所以權利較為穩定。另外，發明專利保護期限更長，保護客體范圍更廣。實用新型對于產品的配方、工藝、方法、用途，以及材料替換、系統、不涉及產品的線路設計等都不予保護，而這些主題都可以通過申請發明專利進行保護。因此，在進行專利價值評估時，發明專利的價值度相對實用新型更高，企業在保護核心技術時也應該優先考慮申請發明專利。

圖2 生物特征識別細分領域高價值專利類型分布

（五）聯合申請情況分析

從各技術細分領域聯合申請產生的高價值專利數量來看，在生物特征識別領域，人臉識別和指紋識別是聯合申請產生高價值專利的主要方向，說明大多數生物特征識別領域的研究機構選擇在這兩個方向攜手開展研發攻關工作，并進行高價值專利的挖掘布局。虹膜識別、靜脈識別和掌紋識別聯合申請產生高價值專利數量則很少，說明在這些技術領域研究機構主要以自主研發為主，極少開展聯合攻關活動。

從表2 所示的占比情況看，在生物特征識別領域，掌紋識別聯合申請所產生的高價值專利在總體和近些年的占比均最大，達到37.5%，說明掌紋識別可能是較為重要的創新難點，或是除了人臉識別和指紋識別以外，最具應用前景的新型識別技術。占比位列第二梯隊的是指紋識別和人臉識別，也是通過協同研發的方式培育高價值專利的熱點方向。

表2 生物特征識別細分領域聯合申請產生高價值專利情況

（六）專利運營情況分析

如表3 所示，在生物特征識別細分領域，人臉識別高價值專利運營總量最大，為637 件，是高價值專利運營的熱點方向。次熱點方向是指紋識別，高價值專利運營量為505 件，位列第二。其后依次是：虹膜識別，142 件；靜脈識別，77 件；掌紋識別，8 件。

從高價值專利運營量占比情況來看，靜脈識別高價值專利運營數量雖然不多，但是占比高達90%以上，說明該領域專利的經濟價值和市場價值較高，專利運營較為活躍，反映出靜脈識別盡管當前市場份額占比不高，但是仍然具有較好的發展前景。這可能是因為靜脈特征相比指紋、掌紋等圖案來說不易產生偽造的風險，安全性更高。另外，血管特征通常更明顯，容易辨識，抗干擾性好。同時可實現非接觸式測量，衛生性好，不會成為傳播傳染性疾病的途徑。因此，靜脈識別是未來極具應用潛力的生物特征識別技術。

表3 生物特征識別細分領域高價值專利運營情況

三、高價值專利培育路徑研究

（一）高價值專利技術定向研發路徑

生物特征識別領域國內技術競爭較為激烈，高價值專利布局數量增長迅速，尤其是在人臉識別和指紋識別兩個細分領域，技術創新層出不窮。為了加強技術先進性，保有市場競爭力，生物特征識別領域的研究機構或企業需要不斷加強研發力度，根據市場痛點采取定向研發路徑，從誤識率、識別正確率、識別速率等關鍵技術指標上取得突破，并且需對取得的技術創新成果及時進行高價值專利挖掘和布局，從專利數量、功能、類別等維度構建起較為完善的專利組合。

除了自主研發之外，還可以采取聯合攻關的方式進行生物特征識別技術的攻關。美國、英國、日本、韓國等國家專利聯合申請比例普遍較高，而我國聯合申請產生的專利占比較小。國內研究機構或企業應積極同類型多樣的主體開展聯合攻關，整合高校的人才和創新資源、企業的產業化經驗，降低研發成本，在技術和應用上取長補短，這樣有利于加快從基礎研究到產業應用的過程，共同培育和運營高價值專利。在聯合申請過程中研究機構或企業要注意做好權益分配和知識產權管理工作。

（二）高價值專利挖掘與布局路徑

1.圍繞核心專利構建高價值專利組合

專利組合，是一組彼此之間有所差別但又相互關聯、存在一定內在聯系的專利集合。在這種專利集合中，依照技術上的關聯性，圍繞不同的運用功效，對專利的結構和數量分布進行設計，依靠不同專利之間的相互協同作用，以有效地打破單個專利在技術、保護時間上的局限性，消除專利文件撰寫瑕疵的不利影響，共同對創新技術和產品構建完整、嚴密和持續的保護網。

我國生物特征識別技術領域的研究機構或企業可以在現有專利儲備的基礎上，進行充分的挖掘布局，建立起適合自身技術和產業發展戰略的高價值專利組合。目前高價值專利組合類型較多，如集束型、降落傘型、星系型、鏈型等，具體選擇什么類型的組合，應該根據自身實際情況而定。

這里提供一種策略組合型高價值專利組合的構建思路：首先根據現有生物特征識別高價值專利建立核心專利群；然后圍繞識別技術的替代方案、改進方案、擴展應用、配套技術等構建包繞核心專利群的外圍專利保護圈；再圍繞產品具體應用方案，以及性能、工藝等技術構成點形成一系列子專利群；還可以考慮圍繞核心專利群，向產業上游延伸形成上游擴展專利鏈，如信息采集技術及相關設備等，向產業下游延伸形成下游擴展專利鏈，如系統集成、多領域應用及相關設備等；或是形成一定數量的用于反擊同業競爭對手的專利點，與上述專利圈或專利群中的某些專利共同構成反擊專利；最后可以根據未來研發布局的重要技術點形成一定數量的前瞻性儲備專利。

2.布局具有一定前瞻性的高價值專利

“產品未動，專利先行”，專利申請和部署是為了能夠在未來的市場競爭中形成有利格局。因此，在進行專利布局規劃時要具有前瞻性。我國生物特征識別技術領域的研究機構或企業在進行前瞻性專利布局時可從以下三個方面著手：

（1）潛在應用領域

隨著生物特征識別技術的不斷精進和產業的蓬勃發展，未來應用領域也必將越來越廣。我國生物特征識別技術領域的研究機構或企業在進行應用領域專利布局時，應具有前瞻性眼光，根據產品或技術特性設想可能應用到的領域或場景，如考勤、門禁、消費、智能產品等，在選擇保護范圍時應盡量選擇較為上位或者寬泛的范圍，以加強專利的保護力度。

（2）做到“舉一反三”

當前國內專利申請在對產品或方法進行保護的過程中，往往淡化了其中起到關鍵作用的技術構思。實際上，圍繞核心技術構思我們可以衍生出許多類似的技術方案，這些技術方案可能表面上不同，但在發明原理和思路上是相同或相近。因此，我國生物特征識別技術領域的研究機構或企業在進行專利布局時，要能夠做到“舉一反三”，基于核心技術構思，提前挖掘布局相關專利，從而形成有效的保護壁壘，以免競爭者采取“移花接木”之術，將專利的技術構思用于其他產品或方法之中。

（3）布局下一代技術

當下生物特征識別技術更新迭代十分迅速，尤其是在人臉識別和指紋識別領域，全球專利存量和增量均較為可觀，技術競爭激烈程度可見一斑。我國生物特征識別技術領域的研究機構或企業應積極做好下一代技術的開發和專利布局工作。尤其是在靜脈識別、虹膜識別、掌紋識別等方向上，未來極有可能出現新的重大技術突破，應當予以更多的關注和重視。

（三）高價值專利聯盟路徑

1.高價值專利聯盟策略

專利聯盟是成員之間基于共同的戰略利益，以一組相關的專利技術為紐帶達成的聯盟，聯盟內部成員實現專利的交叉許可，或者相互優惠使用彼此的專利技術，對聯盟外部共同發布聯合許可聲明。國內比較有代表性的專利聯盟有：2005 年成立的深圳彩電專利聯盟；2006 年成立的順德電壓力鍋專利聯盟；2010 年成立的深圳LED 專利聯盟；北京2008-2013 年成立的八個重點產業知識產權聯盟，包括北京市智能卡行業知識產權聯盟、北京市音視頻行業知識產權聯盟、北京市智能終端行業知識產權聯盟等。

在高價值專利培育過程中，可以考慮與行業內的優秀研究機構或企業形成高價值專利聯盟，共同提高技術競爭優勢，實現價值的最大化。在聯盟成立和運營過程中，要注意加強成員的準入門檻設定、聯盟日常工作管理、專利的對外許可等工作。

2.可開展專利聯盟的研究機構/企業

本文通過高價值專利評估和分析，篩選出了生物特征識別技術細分領域的主要申請人（如表4 所示），可以作為該領域可考慮開展專利聯盟的研究機構或企業。

表4 生物特征識別領域可考慮開展專利聯盟的研究機構/企業

四、結語

生物特征識別技術的應用為我國公共安全和商業管理帶來了智能保障，為人們的日常生活和工作帶來了極大便利。近年來，我國在該領域的高價值專利數量呈現快速增長趨勢，高價值專利培育力度不斷提升，高價值專利運營能力大大增強。國內相關研發機構或企業應繼續重視高價值專利培育工作，通過高價值專利技術定向研發、專利挖掘與布局、高價值專利聯盟等路徑提升高價值專利培育能力，從而有力地加強我國生物特征識別技術核心競爭力，推動我國生物特征識別產業高質量創新發展。