生物特征识别技术高价值专利分析与培育路径研究

王 丹

一、引言

生物特征识别技术通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合，利用人体固有的生理特性或行为特征来对个人身份进行鉴定①卢世军.生物特征识别技术发展与应用综述[J].计算机安全,2013,13(1):63-67.-②李徐周.生物特征识别技术的发展与应用[J].山东省青年管理干部学院学报,2004,20(1):141-143.。生物特征识别技术的应用相当广泛，在计算机应用领域占据重要地位。在计算机安全学中，生物特征识别是认证的重要手段，被广泛地应用在国家公共安全领域和安全防范领域，具有广阔的市场前景，极具开发和应用价值。生物特征识别市场分为商用市场和公用市场两部分。商用市场瞄准的主要是企业应用，如门禁系统、考勤系统和金融机构的安全系统等；公用市场则针对的是政府应用，如边境管理系统、公安管理系统和身份系统等③吕立波.门禁控制系统中常用的几种生物特征识别技术之比较[J].中国公共安全,2017,13(6):228-234.④周小军,王凌强,郭玉霞,等.基于生物特征识别的身份认证及相关安全问题研究[J].工业仪表与自动化装置,2018,48(4):16-20.⑤刘晓.基于人脸识别的智能门禁及考勤系统设计与实现[D].西安:西安电子科技大学,2015.⑥王建高.人脸识别技术的优势及在金融行业的应用[J].中国安防,2014,9(6):68-71.⑦魏育成,赵彩云.身体就是身份证——生物特征识别技术及其在安防领域的应用[J].中国安防,2009,4(4):38-44.⑧高福友.生物特征识别技术及其在监狱安全防范领域的应用[J].安防科技,2011,11(2):20-23.⑨张富友,王琼霄,宋利.基于生物特征识别的统一身份认证系统研究[J].信息网络安全,2019,19(9):86-90.。

生物特征识别市场正处于快速增长扩容期。据美国咨询机构Transparency Market Research 预计，全球生物特征识别技术市场规模将从2015 年的112.4 亿美元，增长至2020 年的233 亿美元，复合年均增速为15.7%。全球生物特征识别市场结构中，指纹识别份额达58%，人脸识别份额为18%，紧随其后是新兴的虹膜识别，份额为7%。此外，还有与指纹识别类似的掌纹识别、静脉识别等也被认为是具有较好发展前景的识别技术⑩Transparency Market Research.深度报告:生物识别之“虹膜识别”产业链全解析[R/OL].(2017-08-18)[2020-10-15].https://www.sohu.com/a/165695641_297710.。

在全球市场竞争日趋激烈的情况下，高价值专利作为衡量企业高质量创造能力的重要指标，在未来竞争中发挥着越来越重要的战略性作用。高价值专利逐渐成为企业垄断市场、排挤竞争对手、保持优势地位、谋取商业利益最大化的利器。

本文将从高价值专利培育角度，对国内生物特征识别高价值专利包含的技术、联合申请、运营等信息进行深度挖掘，全面了解我国在该领域的高价值专利技术研发进展和专利运营情况，分析我国在该领域的高价值专利培育现状以及存在的主要问题。从而针对国内生物特征识别领域的研究机构和企业，提出一些可行的高价值专利培育路径，为我国生物特征识别技术高价值专利培育工作提供一些有益建议。

二、生物特征识别技术高价值专利分析

（一）高价值专利筛选方法

本文采用知识产权出版社自主研发的中国知识产权大数据与智慧服务系统（Inspiro）进行生物特征识别技术领域的专利检索，并采用自有的专利价值评估系统对专利进行价值评分，检索和评估的时间为2020 年3 月3 日。专利价值评估系统采用科学合理的评估原理，基于专利大数据，通过采用语义和数据挖掘技术，从基于专利数据的著录项、权利要求、说明书，以及专利法律状态数据、专利诉讼数据、专利缴费数据、海关备案数据、专利奖数据等多种数据源挖掘的多个评估入口对专利价值实现全面评估。

专利价值评估指标体系可划分为两层指标：第一层，从专利自身属性的角度，将指标分为法律、技术和经济三个指标；第二层，将第一层指标分别分解成为专利类型、独立权利要求数量、被引证数量、诉讼次数、被无效次数等32 个支撑指标。将指标进行合理拆分后，再基于评价理论构建每个指标的计算模型，设计复杂的专利价值判断矩阵。在系统自动整合各类评价指标后，最终评分为70 分及以上的专利为高价值专利。整个评估过程实现了批量化和自动化，评估结果较为客观公正。

（二）专利申请趋势分析

经检索和评估筛选，我国生物特征识别领域高价值专利共1,820 件。从生物特征识别细分领域高价值专利申请趋势来看（如图1 所示），该领域专利数量总体呈现快速增长趋势，表明生物特征识别技术是国内研究的热点，在该领域投入了较多的研究力量，产生了丰富的高质量研究成果，并且预计未来还将持续保持增长态势。高价值专利申请主要集中在2010—2018 年，占全部高价值专利总量的88%以上。实用新型专利有效期限为10 年，发明专利有效期限为20年，剩余寿命的长短将影响专利的价值。同时，发明专利的审查周期一般都在2～3 年，近两年的发明专利较多尚未授权，因此专利价值还不能完全体现。2017 年高价值专利申请量达到峰值，为396 件。同年指纹识别高价值专利申请量也最高，为184 件。人脸识别高价值专利申请量则在2016 年达到峰值，为179 件。

图1 生物特征识别细分领域高价值专利申请趋势

（三）技术领域分布分析

如表1 所示，生物特征识别领域的高价值专利主要分布在人脸识别和指纹识别两大技术细分领域，分别为907 件和644 件，两者占比相加达到85%以上。其他领域的高价值专利分布为：虹膜识别168 件，静脉识别85 件，掌纹识别16 件。从各个阶段的申请量占比来看，掌纹识别的高价值专利均分布在2011 年以后；人脸识别和指纹识别有88%以上高价值专利集中在2011 年后；静脉识别和虹膜识别有85%左右的高价值专利为2011 年以后申请。

由此可见，在生物特征识别技术领域，人脸识别和指纹识别位列第一梯队，高价值专利总量较多且2011 年后的高价值专利数量仍然位列前两位，遥遥领先于其他领域，是高价值专利分布最多的两个领域，也是近年来高价值专利培育的热点方向。虹膜识别和静脉识别位列第二梯队，高价值专利数量较多，是近年来较受关注的研究领域。掌纹识别位列第三梯队，高价值专利数量较少，不是高价值专利培育的热点方向。

表1 生物特征识别细分领域高价值专利分布

（四）专利类型分布分析

如图2 所示，生物特征识别领域的高价值专利类型以发明专利为主，其中发明专利为1,602 件，占比88%；实用新型专利为218 件，占比12%。各细分领域的专利类型也均以发明专利为主。发明专利由于审查过程更为严格，需经历实审阶段，所以权利较为稳定。另外，发明专利保护期限更长，保护客体范围更广。实用新型对于产品的配方、工艺、方法、用途，以及材料替换、系统、不涉及产品的线路设计等都不予保护，而这些主题都可以通过申请发明专利进行保护。因此，在进行专利价值评估时，发明专利的价值度相对实用新型更高，企业在保护核心技术时也应该优先考虑申请发明专利。

图2 生物特征识别细分领域高价值专利类型分布

（五）联合申请情况分析

从各技术细分领域联合申请产生的高价值专利数量来看，在生物特征识别领域，人脸识别和指纹识别是联合申请产生高价值专利的主要方向，说明大多数生物特征识别领域的研究机构选择在这两个方向携手开展研发攻关工作，并进行高价值专利的挖掘布局。虹膜识别、静脉识别和掌纹识别联合申请产生高价值专利数量则很少，说明在这些技术领域研究机构主要以自主研发为主，极少开展联合攻关活动。

从表2 所示的占比情况看，在生物特征识别领域，掌纹识别联合申请所产生的高价值专利在总体和近些年的占比均最大，达到37.5%，说明掌纹识别可能是较为重要的创新难点，或是除了人脸识别和指纹识别以外，最具应用前景的新型识别技术。占比位列第二梯队的是指纹识别和人脸识别，也是通过协同研发的方式培育高价值专利的热点方向。

表2 生物特征识别细分领域联合申请产生高价值专利情况

（六）专利运营情况分析

如表3 所示，在生物特征识别细分领域，人脸识别高价值专利运营总量最大，为637 件，是高价值专利运营的热点方向。次热点方向是指纹识别，高价值专利运营量为505 件，位列第二。其后依次是：虹膜识别，142 件；静脉识别，77 件；掌纹识别，8 件。

从高价值专利运营量占比情况来看，静脉识别高价值专利运营数量虽然不多，但是占比高达90%以上，说明该领域专利的经济价值和市场价值较高，专利运营较为活跃，反映出静脉识别尽管当前市场份额占比不高，但是仍然具有较好的发展前景。这可能是因为静脉特征相比指纹、掌纹等图案来说不易产生伪造的风险，安全性更高。另外，血管特征通常更明显，容易辨识，抗干扰性好。同时可实现非接触式测量，卫生性好，不会成为传播传染性疾病的途径。因此，静脉识别是未来极具应用潜力的生物特征识别技术。

表3 生物特征识别细分领域高价值专利运营情况

三、高价值专利培育路径研究

（一）高价值专利技术定向研发路径

生物特征识别领域国内技术竞争较为激烈，高价值专利布局数量增长迅速，尤其是在人脸识别和指纹识别两个细分领域，技术创新层出不穷。为了加强技术先进性，保有市场竞争力，生物特征识别领域的研究机构或企业需要不断加强研发力度，根据市场痛点采取定向研发路径，从误识率、识别正确率、识别速率等关键技术指标上取得突破，并且需对取得的技术创新成果及时进行高价值专利挖掘和布局，从专利数量、功能、类别等维度构建起较为完善的专利组合。

除了自主研发之外，还可以采取联合攻关的方式进行生物特征识别技术的攻关。美国、英国、日本、韩国等国家专利联合申请比例普遍较高，而我国联合申请产生的专利占比较小。国内研究机构或企业应积极同类型多样的主体开展联合攻关，整合高校的人才和创新资源、企业的产业化经验，降低研发成本，在技术和应用上取长补短，这样有利于加快从基础研究到产业应用的过程，共同培育和运营高价值专利。在联合申请过程中研究机构或企业要注意做好权益分配和知识产权管理工作。

（二）高价值专利挖掘与布局路径

1.围绕核心专利构建高价值专利组合

专利组合，是一组彼此之间有所差别但又相互关联、存在一定内在联系的专利集合。在这种专利集合中，依照技术上的关联性，围绕不同的运用功效，对专利的结构和数量分布进行设计，依靠不同专利之间的相互协同作用，以有效地打破单个专利在技术、保护时间上的局限性，消除专利文件撰写瑕疵的不利影响，共同对创新技术和产品构建完整、严密和持续的保护网。

我国生物特征识别技术领域的研究机构或企业可以在现有专利储备的基础上，进行充分的挖掘布局，建立起适合自身技术和产业发展战略的高价值专利组合。目前高价值专利组合类型较多，如集束型、降落伞型、星系型、链型等，具体选择什么类型的组合，应该根据自身实际情况而定。

这里提供一种策略组合型高价值专利组合的构建思路：首先根据现有生物特征识别高价值专利建立核心专利群；然后围绕识别技术的替代方案、改进方案、扩展应用、配套技术等构建包绕核心专利群的外围专利保护圈；再围绕产品具体应用方案，以及性能、工艺等技术构成点形成一系列子专利群；还可以考虑围绕核心专利群，向产业上游延伸形成上游扩展专利链，如信息采集技术及相关设备等，向产业下游延伸形成下游扩展专利链，如系统集成、多领域应用及相关设备等；或是形成一定数量的用于反击同业竞争对手的专利点，与上述专利圈或专利群中的某些专利共同构成反击专利；最后可以根据未来研发布局的重要技术点形成一定数量的前瞻性储备专利。

2.布局具有一定前瞻性的高价值专利

“产品未动，专利先行”，专利申请和部署是为了能够在未来的市场竞争中形成有利格局。因此，在进行专利布局规划时要具有前瞻性。我国生物特征识别技术领域的研究机构或企业在进行前瞻性专利布局时可从以下三个方面着手：

（1）潜在应用领域

随着生物特征识别技术的不断精进和产业的蓬勃发展，未来应用领域也必将越来越广。我国生物特征识别技术领域的研究机构或企业在进行应用领域专利布局时，应具有前瞻性眼光，根据产品或技术特性设想可能应用到的领域或场景，如考勤、门禁、消费、智能产品等，在选择保护范围时应尽量选择较为上位或者宽泛的范围，以加强专利的保护力度。

（2）做到“举一反三”

当前国内专利申请在对产品或方法进行保护的过程中，往往淡化了其中起到关键作用的技术构思。实际上，围绕核心技术构思我们可以衍生出许多类似的技术方案，这些技术方案可能表面上不同，但在发明原理和思路上是相同或相近。因此，我国生物特征识别技术领域的研究机构或企业在进行专利布局时，要能够做到“举一反三”，基于核心技术构思，提前挖掘布局相关专利，从而形成有效的保护壁垒，以免竞争者采取“移花接木”之术，将专利的技术构思用于其他产品或方法之中。

（3）布局下一代技术

当下生物特征识别技术更新迭代十分迅速，尤其是在人脸识别和指纹识别领域，全球专利存量和增量均较为可观，技术竞争激烈程度可见一斑。我国生物特征识别技术领域的研究机构或企业应积极做好下一代技术的开发和专利布局工作。尤其是在静脉识别、虹膜识别、掌纹识别等方向上，未来极有可能出现新的重大技术突破，应当予以更多的关注和重视。

（三）高价值专利联盟路径

1.高价值专利联盟策略

专利联盟是成员之间基于共同的战略利益，以一组相关的专利技术为纽带达成的联盟，联盟内部成员实现专利的交叉许可，或者相互优惠使用彼此的专利技术，对联盟外部共同发布联合许可声明。国内比较有代表性的专利联盟有：2005 年成立的深圳彩电专利联盟；2006 年成立的顺德电压力锅专利联盟；2010 年成立的深圳LED 专利联盟；北京2008-2013 年成立的八个重点产业知识产权联盟，包括北京市智能卡行业知识产权联盟、北京市音视频行业知识产权联盟、北京市智能终端行业知识产权联盟等。

在高价值专利培育过程中，可以考虑与行业内的优秀研究机构或企业形成高价值专利联盟，共同提高技术竞争优势，实现价值的最大化。在联盟成立和运营过程中，要注意加强成员的准入门槛设定、联盟日常工作管理、专利的对外许可等工作。

2.可开展专利联盟的研究机构/企业

本文通过高价值专利评估和分析，筛选出了生物特征识别技术细分领域的主要申请人（如表4 所示），可以作为该领域可考虑开展专利联盟的研究机构或企业。

表4 生物特征识别领域可考虑开展专利联盟的研究机构/企业

四、结语

生物特征识别技术的应用为我国公共安全和商业管理带来了智能保障，为人们的日常生活和工作带来了极大便利。近年来，我国在该领域的高价值专利数量呈现快速增长趋势，高价值专利培育力度不断提升，高价值专利运营能力大大增强。国内相关研发机构或企业应继续重视高价值专利培育工作，通过高价值专利技术定向研发、专利挖掘与布局、高价值专利联盟等路径提升高价值专利培育能力，从而有力地加强我国生物特征识别技术核心竞争力，推动我国生物特征识别产业高质量创新发展。