HTML5关键技术专利态势研究

李国红　中国信息通信研究院技术与标准研究所知识产权中心高级工程师李文宇　中国信息通信研究院技术与标准研究所知识产权中心主任张俊霞　中国信息通信研究院技术与标准研究所知识产权中心副主任



HTML5关键技术专利态势研究

李国红中国信息通信研究院技术与标准研究所知识产权中心高级工程师
李文宇中国信息通信研究院技术与标准研究所知识产权中心主任
张俊霞中国信息通信研究院技术与标准研究所知识产权中心副主任

摘要以HTML5为代表的新一代Web技术是移动互联网发展的重要方向，当前全球科技巨头都积极布局HTML5技术。本文在阐述HTML5关键技术的国内外专利总体态势的基础上，对HTML5新特性各技术分支下的专利布局和方案进行了研究，特别以谷歌和三星公司为例对互联网和通信企业在基于HTML5技术Web应用领域的知识产权现状进行了分析。可为国内企业在下一代Web应用的研发和核心技术布局上提供参考。

关键词HTML5专利分析浏览器内核应用功能增强系统功能调用

1　引言

随着下一代Web技术的发展，HTML5已成为实现移动互联网应用的主要发展方向。HTML5是互联网超文本标记语言（HTML）的第五代修订版，其在HTML4标准框架之上对网页的内容编排和展现做了进一步的增强，极大提升了Web在语义化、交互能力、终端资源调用和多媒体等方面的能力，促使Web成为标准化、全功能的应用承载平台。

HTML5的新特性为互联网应用带来了全新的用户体验，代表了新一代Web技术的发展方向，当前全球科技巨头均开展创新研究，积极布局HTML5技术。本文对HTML5新特性的国内外专利申请态势进行了总体分析，重点对其中的面向应用的功能增强、系统功能调用和浏览器内核3个关键技术分支的专利申请和布局情况进行了深入研究，梳理了互联网和智能终端企业的专利申请现状和布局特点，通过本文的阐述，希望为国内企业了解和掌握HTML5知识产权现状，在下一代Web应用的研发方向和核心技术布局策略上提供有益的参考。

2　国内外HTML5标准关键技术专利概况

HTML5是W3C在2007年成立的新工作组开发的新一代HTML标准，该标准在2014年10月28日已成为该组织的正式推荐标准（W3C Recommendation），但从对HTML5相关技术的专利分析看到，HTML5关键技术的专利布局在2007年前即已开始，近年来更是发展迅猛。

2.1国外HTML5标准及浏览器相关专利概况

国外HTML5相关技术研究起步早，2011—2013年为该技术的高速发展期，欧美日韩在2006年即有超过100项的专利输出，在2006—2015年10年间HTML5相关专利达到2475项（其中多件同族专利合并为1项）；与国外相比，国内在HTML5技术上的研究较晚，近年专利申请量呈阶梯式跨越，在2006—2008年国内尚处于研究起步阶段，而从2009年开始专利申请数量快速增长，特别是2010—2012年间，专利年申请增长率达到100%（见图1）。

图1　HTML5关键技术专利年度申请量趋势

国外HTML5相关专利申请人比较分散，相关专利分布在上百家申请人中，单独企业申请量占比最高为6%，前10名申请人专利总和占总申请量的24%（见图2）。在各申请人中，互联网巨头微软、谷歌、IBM、雅虎、苹果和Facebook等公司为专利申请较多的企业，从专利申请人分布看到，国外对HTML5技术开展研究的企业包括了互联网、终端和芯片3类公司，除了互联网领域巨头企业（如微软、谷歌、IBM）外，三星等通信终端企业也在浏览器领域积极研究和布局，芯片企业（如高通和英特尔）在网页浏览领域也有一定的积累。值得关注的是，中国互联网企业腾讯、奇虎，终端企业华为、中兴亦在下一代Web技术领域积极开展海外布局，在申请量上亦占有较高的份额。

图2　国外HTML5相关专利申请人分布

总体来看，欧美日韩对HTML5相关技术的研究可以追溯到早期HTML1.0出现之后，近10年来已积累了较多的专利，参与的企业分散，包括了互联网、终端和芯片企业，但传统的互联网巨头企业仍为该领域的领先公司，我国互联网和终端企业在该领域积极投入研究，在申请量份额上已进入前列。

2.2国内HTML5标准及浏览器相关专利概况

国内企业在HTML5和浏览器领域积极跟进，形成以奇虎、腾讯和百度等互联网龙头企业为主，众多企业跟随的局面。在国内申请人中，以奇虎、腾讯为代表的国内互联网企业和以华为、中兴为代表的终端企业积极开展下一代Web技术的研究，国内企业申请量占总申请量的74%；国外来华企业，如微软、谷歌、英特尔和三星等申请占比为15%；此外，国内大学和科研院所占比为8%，个人申请占3%（见图3）。

在HTML5的5个技术分支中，浏览器内核相关的专利仍是申请量最高的分支，从2009年起开始快速增长，专利申请量一直领先于其他技术分支，2012和2013年更是增长比例明显；从HTML5其他各个分支技术的申请趋势看，面向应用的功能增强技术分支一直呈现高速增长的态势，并在2013年达到高峰，这说明国内企业在基于HTML5的Web应用方面最为看重，将持续发力展开研究；系统能力调用技术是HTML5功能应用开发支撑技术，其专利申请量紧随在浏览器内核和面向应用的功能增强两类分支技术之后；语义化解析和富媒体支持技术与网页内容展现相关，其自2012年开始明显增长，反映出国内申请人对HTML5新特性积极跟随的研究趋势（见图4）。

总体来看，国内近年来对HTML5关键技术和浏览器内核进行了积极的研究，国内企业已成为该领域的研究主力，各技术分支发展相对均衡，浏览器内核、面向应用的功能增强和系统能力调用最为引人关注。

3 HTML5重点技术分支国内专利分析

HTML5标准新特性中多线程并发、离线数据存储及缓存、网页套接字和跨域资源共享这些面向应用的功能增强技术以及系统能力调用技术与未来移动互联网中Web应用开发的关系最为密切。此外，浏览器内核是前端页面展示和交互的核心引擎，属于Web应用开发的核心技术，本章将重点对上述3个技术分支的国内专利布局情况进行分析。

3.1网页功能增强技术大力提升浏览器应用承载能力

图3　国内HTML5专利申请人占比情况

图4　国内HTML5各技术分支专利申请趋势

HTML5标准的目标是构建以HTML5为核心的新一代Web应用平台，为此HTML5不断进行功能增强，Web Workers技术支持多线程的Web操作（以往只能单线程运行），其可以将资源消耗较大的操作放到后台执行，提高Web应用的响应速度，降低终端资源消耗；离线缓存和增强本地存储将Web应用相关的资源文件缓存或保存到本地，为开发离线的移动Web应用奠定了基础；HTML5中的Web Sockets在Web应用前端和后端之间打开连接端口，实现双向的实时数据推送；此外，跨域资源共享突破以往Web应用无法跨域名访问其他Web应用的限制，增强了Web应用服务之间的交互能力。

通过专利研究发现，在各项技术中，多线程并发技术研究最早，离线存储和基于网页套接字通信技术专利输出最多，跨域资源共享研究渐被关注。国内涉及浏览器应用功能增强的相关专利从2009年开始呈直线上升（见图5），近年来年平均增长率超过73%。对比各项技术专利出现时间及申请情况发现，多线程并发技术相对于其他分支研究起步较早，在2006年才出现了相关专利；离线存储和网页套接字通信是专利输出量最多的两个分支，其中离线存储技术从2010年专利申请量开始迅速增长，目前仍处于活跃状态，网页套接字相关专利从2009年开始出现，近年来成为研究的热点；跨域请求与资源共享技术在2013年开始有增长的趋势，反映出Web技术在跨域资源共享与调度方面被国内企业重视并探索用于开发Web应用。

图5　功能增强各分支相关技术年度申请概况

在该领域专利主要申请人中，互联网公司过半数，大部分公司具有自己的浏览器产品。如腾讯、奇虎和百度分别具有QQ、360和百度浏览器；微软和谷歌分别具有IE和Chrome浏览器。互联网企业在专利布局上各有侧重，如腾讯和百度公司主要侧重基于离线存储技术的浏览器应用方案布局，而奇虎公司专利集中在基于网页套接字技术实现浏览器数据同步。国外互联网公司在华布局则较为全面，涵盖了增强浏览器功能的几个相关技术的方案。

3.2丰富的应用程序接口为移动Web应用提供技术支撑

HTML5纳入一系列Device API接口提升了Web应用对终端设备的访问和调用能力，包括文件、终端系统信息、日历、通信录、触摸、通讯、多媒体捕捉等API。其中，文件API改善了基于浏览器的Web应用程序处理文件上传的方式，使文件直接拖放上传和显示上传进度并允许浏览器访问和管理本地文件系统，借助文件API接口可以实现以前无法实现的本地图片预览功能；终端系统信息API管理设备信息，可以获取手机设备、系统、网络等信息；多媒体捕捉API管理设备的麦克风操作，用于音频的录制、播放和管理设备的摄像头，在网页上进行拍照、摄像操作。W3C组织还制定了Geolocation API标准，使基于位置的Web应用能够访问移动设备的地理位置信息。

专利文献中涉及文件系统管理和系统信息获取技术等支撑类系统调用方案最多，基于多媒体捕捉和位置API的Web应用开发是近年的热点。开放的应用程序接口（API）为浏览器调用文件信息、终端信息、多媒体数据、通信录等移动设备扩展资源提供了技术上的支撑。目前，涉及文件信息调用专利的数量最多，占该分支相关专利的20%（见图6）。该部分专利涉及网页内多元素拖动、跨域拖动、本地图片传输、拖拽操作、跨页面调整对象位置和通过浏览器上传附件等多项方案，全面提升了浏览器文件处理的可视性和互动性体验；终端系统信息调用专利方案（占16%）通过API实时捕获操作系统的关键行为、获取网页地址时间参数信息、获取CPU硬件资源进行网页数据解析和画面的渲染等；近年来，基于设备API接口捕获多媒体信息和调用终端定位信息在浏览器中显示多媒体音视频和位置服务的应用成为热点，相关专利占比较高。

图6　系统能力调用API相关专利分布占比

3.3国内企业在浏览器内核技术上取得进展

浏览器内核是Web运行环境的核心，包括了渲染引擎和Java Script引擎两部分，渲染引擎负责获取网页的内容、整理讯息并负责网页显示；Java Script引擎实现Java Script脚本的逻辑执行。近年浏览器内核相关技术受到国内企业的广泛关注，专利输出显著上升（见图7、8）。国内浏览器内核相关专利主要集中在页面渲染相关方案，其专利量占总体浏览器内核相关专利总量的73%，多核浏览器技术占比约为8%，Widget引擎相关专利约占7%，内核加载控制、内核安全相关专利亦有一定的输出，分别占2%和1%。

图7　国内浏览器内核相关专利年度申请趋势

国内企业积极开展研究，在浏览器内核技术上取得进展。专利数据显示，81%的国内浏览器内核相关专利主要来源于国内企业，奇虎/奇智、腾讯、百度和金山/贝壳网际等公司在浏览器内核技术上积极开展研究，在页面渲染、加载控制、多核浏览器、内核安全和内核监控等技术上取得了较多的研究成果，如腾讯和奇虎等公司2015年在多核浏览器技术上申请了多项专利，表1列出了部分国内多核浏览器相关专利。

图8　国内浏览器内核相关专利技术分类

表1　国内部分多核浏览器专利

4　互联网企业注重基础技术布局，终端企业侧重与产品结合

以HTML5为代表的新一代Web技术是移动互联网发展的重要方向，当前全球科技巨头都积极布局HTML5技术。下面以谷歌和三星公司为例，简要阐述互联网和智能终端公司在HTML5技术领域的专利布局策略。

4.1互联网企业注重基础性技术布局

谷歌公司开发了Chrome浏览器，对HTML5标准新特性支持度较好，该浏览器基于开放源代码软件撰写，采用多进程架构并在封闭的环境中运行，系统安全性高；同时，Chrome的GPU硬件加速使网页渲染速度更快。2013年4月，Google宣布自主开发浏览器引擎Blink，用于Chrome新版本中。

由图9、10可见，谷歌公司2009年前在该领域专利申请量较低，自2011年呈现爆发式增长。从其专利总体分布来看，谷歌在浏览器内核及HTML5新特性各分支全面部署，浏览器内核、富媒体支持、设备与应用API和离线存储为其重点方向，其中浏览器内核相关的专利最多，占该领域专利申请总量的40%，其次是富媒体支持（音视频标签和画布）占18%，设备与应用API和离线存储均占12%，此外，在语义化标签、通信、跨域起源资源共享和并行多线程分支均有一定的部署，占比为3%～6%。可以看出，谷歌公司的专利布局以浏览器内核占比最高外，其他各分支专利相对均衡，且其专利方案基础性较强。

图9　谷歌HTML5技术相关专利年度申请量

4.2终端企业布局侧重移动应用与终端技术结合

三星作为移动智能终端产业的国际巨头企业，十分注重下一代Web应用与终端设备的结合。三星有关HTML5和浏览器内核相关的专利近年呈迅速增长的态势，反映出三星从终端厂商角度，开始关注和拓展基于HTML5技术的终端Web应用。

图10　谷歌HTML5各分支技术专利占比

专利布局地域差异明显，与其终端销售策略相关。三星有关HTML5和浏览器相关专利布局与其智能终端产品的目标销售国关联。从三星专利申请地域分布图看出，美国和中国是除其本土韩国以外的两个主要专利布局区域，其在欧洲和日本的专利布局较弱（见图11）。

从布局策略上看，三星HTML5研究侧重于移动互联网应用与智能终端技术结合的创新，浏览器内核、多媒体标签与显示和设备能力调用是其关注的3大主要技术方向，这几类技术与终端结合是智能终端实现下一代Web应用和增强用户体验的关键技术。

图11　三星HTML5相关专利地域分布

5　结束语

随着下一代Web技术的发展，HTML5已成为今后实现移动互联网应用的主要发展方向，国内企业对以HTML5为代表的新一代移动Web技术积极跟进，移动浏览器市场热度空前。本文对HTML5关键技术国内外专利申请概况进行了研究，并对该标准下部分重点技术分支进行了较为深入的分析，从互联网、终端企业专利布局的角度进行了初探，希望能对国内相关企业在移动互联网的产业化中提供有益的参考。

参考文献

1工业和信息化部电信研究院.新一代移动Web技术白皮书

2工业和信息化部电信研究院.新一代移动Web技术发展报告

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）