厦门市人工智能之图像识别专利分析与发展建议

厦门市人工智能之图像识别专利分析与发展建议一、 厦门市人工智能之图像识别专利分析 1二、 厦门发展图像识别产业的建议 4三、 图像识别简介 5四、 中国图像识别专利发展趋势与分析 6厦门市人工智能之图像识别专利分析截止2017年底，厦门市图像识别领域总计申请专利550件，包含发明专利399件，实用新型专利134件，外观专利7件，PCT发明专利申请10件。法律状态方面，在审238件，有效230件，无效82件。专利申请数趋势图如下：图1厦门市图像识别专利申请数量趋势厦门市图像识别专利最早申请于2001年，但持续到2008年为止，都处于较低水平，如图1。相比之下，同时期的国际专利以及国内专利申请数都保持着稳定的上升趋势，厦门在图像识别方面起步较晚。图像识别技术在近20年内，有两次较大的发展，分别是2006年深度学习算法的出现，以及2015年利用深度学习技术设计的图像识别技术在第六届ImageNet图像识别大赛上夺冠。在厦门市的图像识别专利趋势中看不到与这两个节点有相关性，可见厦门在图像识别方面敏感度较差。2009年后，专利申请数有了较大的提升，并从2013年开始，进入了一个高速发展的阶段并延续至今，但与国内的先行者相比还有较大的距离。厦门市的图像识别专利按分类号进行排序，结果如表1。其中，排第1的是“文字/图片的阅读和识别”，即对静态图像素材的识别，可用于人脸识别、文字识别、指纹识别、手势识别、物体识别、场景识别等；排第2的是“应用电子设备进行图像识别”，包含各类电子摄像头，与使用光学设备进行图像识别进行区分；排第3的是“应用闭路电视系统进行视频录制”，即对动态视频素材的识别，可用于动作识别、人体识别、目标跟踪等；排第4的是“图像矢量化处理”，即分析图像中的矢量信息，包括图像的结构分析、运动趋势判断、边缘检测等，是进行图像特征抽取的前提；并列第4的是“考勤设备”，例如人脸、指纹考勤设备；排第6的是“图像特征抽取”，将非结构化的图像信息转化为可描述的结构化信息，可用于进一步分类、检索和匹配；排第7的是“图像增强”，通过对图像进行预处理，减小噪声，突出有用内容，是图像处理和识别的前提；并列第7的是“摄像头遥控装置”，可用于监控设备；排第9的是“用户交互系统”，实现设备与用户的交互，提供操作界面和信息展示界面；排第10的是“数据加密传输”，保护数据的安全。表1厦门市图像识别专利按分类号排序排序专利数专利分类号释义1161G06K9/00文字/图片的阅读和识别241G06K9/62应用电子设备进行图像识别323H04N7/18应用闭路电视系统进行视频录制421G06T7/00图像矢量化处理421G07C9/00考勤设备620G06K9/46图像特征抽取716G06T5/00图像增强716H04N5/232摄像头遥控装置912G06F3/01用户交互系统1011H04L29/08数据加密传输对比国内的图像识别专利分类号排序，基本一致，仅仅是顺序有些许区别，可见厦门的图像识别技术相比国内，发展比较全面，并没有明显的偏科。对比不同研究机构的专利申请数，厦门大学的图像识别专利申请数量全面领先于其他机构，如表2，但是若把厦门美图之家科技有限公司、厦门美图网科技有限公司以及厦门美图移动科技有限公司合计为美图公司，则美图公司拥有65件，距离厦门大学的申请数非常接近，两者同属第一梯队，与其他机构拉开了很大的距离。排第1的厦门大学与并列第3的厦门理工大学，专利的覆盖面都比较广，包含了图像处理、图像分析、图像特征抽取、人脸识别、物体识别等，没有明显的主攻方向；排第2的美图之家与排第8的美图网同属美图公司，专利集中在图像增强与人脸识别，服务于自家的美颜相关产品；排第3的罗普特主要专利方向是基于动态素材（如监控视频）的人体识别和图像处理，服务于自家的安防产品；排第5的冠捷显示科技，两个主要专利方向是图像分析和图像处理，用于显示器/智能电视的图像处理；排第6的中控生物识别和第10的中控智慧同属于中控集团，专利主要集中在人脸识别，以及少数指纹、虹膜、静脉等生物识别技术，服务于自家基于生物识别的安防/考勤解决方案；排第7的瑞为主要专利方向是人脸识别，服务于自家基于人脸识别的安防/考勤解决方案；排第9的雅迅的专利以图像分析为主，并主要关注在车载系统上的应用，服务于自家的车联网服务系统。表2厦门市图像识别研究机构专利申请数量排序排序专利数机构名主要专利方向171厦门大学图像分析、图像特征抽取247厦门美图之家科技有限公司图像增强、人脸识别324罗普特（厦门）科技集团有限公司动态人体识别和图像处理324厦门理工学院图像分析、图像特征抽取521冠捷显示科技（厦门）有限公司图像分析、图像处理617厦门中控生物识别信息技术有限公司人脸识别714厦门瑞为信息技术有限公司人脸识别812厦门美图网科技有限公司图像增强、人脸识别99厦门雅迅网络股份有限公司车用图像分析107厦门中控智慧信息技术有限公司人脸识别厦门发展图像识别产业的建议厦门市的图像识别技术已经有一定的基础，有的能提供基于图像识别技术的具体产品，包括安防、门禁等，也有的能提供图像识别解决方案的定制，发展较为全面，但是规模相比领先的城市还有所落后。因此，为了进一步发展厦门图像识别产业，提出如下的思路和建议:1、加大扶持力度，促进行业发展参考广州、西安和武汉的产业发展政策，针对人工智能以及图像识别，对企业引进和人才落户给予补贴，促进研发资源向厦门聚集，同时，对成果转化、融资服务等给予支持，提高企业的创新活力。参考深圳和东莞的产业格局并结合厦门的本地情况，在图像识别的热门应用领域，包括智能手机、智能安防等，根据本地企业的需求，引进国内外图像识别领先企业，补齐本地产业链缺失环节，通过产业的发展来推动技术的研发和应用。鼓励本地生产性企业向本地相关开发商购买基于图像识别的自动监控系统解决方案，增强企业质控水平，降低人工成本，增强企业竞争力。2、加强行业交流，举办专业的行业展会作为著名的旅游城市，厦门可积极承接大型的图像识别、人工智能相关行业展会，汇聚更多图像识别技术相关企业进行行业技术的交流与对接，加强行业合作，进一步形成展示、互动、交流、交易的平台，提高技术交流的综合效能，增强厦门图像识别行业的竞争力。3、鼓励发展图像识别技术在安防领域的应用图像识别技术在安防领域有广阔的发展前景，是智能安防体系的核心技术，厦门市安防产业居于全国领先，下一步有必要结合图像识别技术，支撑安防产业的智能化发展。因此建议从顶层设计规划安防行业的产业发展战略，将其与图像识别技术的发展相结合，两个产业互相推动，共同进步。对现有的具有图像识别技术的企业、高校和科研院所进行支持，鼓励进行安防产品的研发及专利申请，对安防领域的企业，鼓励其与高校、科研院所合作，进行图像识别方面的研究和开发。附：图像识别简介图像识别是计算机对图像进行处理、分析和理解，以识别各种不同模式的目标和对像的技术，实现了图像信息到文本信息的转换，是现代计算机技术发展中极为重要的一步。识别过程包括图像预处理、图像分割、特征提取和判断匹配，最终让计算机像人一样读懂图片的内容，它有视频内容识别、光学字符识别（OCR）等细分领域，可应用于图片自动归类整理、图像优化、字符识别、人脸识别、视频监控安防等。传统的识别方法主要基于统计学，依靠分析视觉数据的特性，借助统计建模等数学方式将特性信息提取，然后进行拟合度匹配。这种方法仍然有很广泛的应用，但它有较大的局限性，尤其是对图像质量的要求较高。这个问题随着近些年人工智能技术的发展而得到了解决，例如，微软借助深度神经网络搭建的图像识别引擎，在2015年的第六届ImageNet图像识别大赛上，以图像检测、识别、分类的最高准确率，得到了第一名，微软参赛系统的分类错误率为3.5%，据微软的研究团队所称，人眼辨识的错误率大概为5.1%。意味着该系统辨识、分类图片的能力已经超过人类，这是一个极大的突破。计算机的图片识别能力达到了人眼的级别后，图片和视频就变成了一种重要的人机交互方式，进而衍生出一系列新的应用方式，例如淘宝拍照搜索商品、百度拍照识别物体、婚恋社区通过指明外观特征来寻找匹配对象、图片搜索引擎自动剔除黄色暴力图片、生产线上依靠摄像头来辨别和分拣产品、监控摄像头自动识别异常行为等。目前，图像识别技术广泛应用于机械、冶金、勘探、农业、造林、渔业、天文气象、医务、邮电、交通、公安，财务等部门以及许多工矿企业中。如今世界各国己经研制成多种多样的自动识别机和有视觉的机器人，利用这些识别机，可以自动识别小至癌细胞，大至资源勘探的地貌图等各种图像，图像识别的应用范围非常广泛，并且仍然有待开发。中国图像识别专利发展趋势与分析我国图像识别专利申请数在近10年一直维持上升趋势，并且增速逐渐增加（因专利通常延后18个月公布，故2017年数据不完整），如图。根据现有趋势进行推测，图像识别技术目前还处在高速发展阶段，并且未来数年也将维持这种趋势。为了使分析结果充分反映图像识别技术的最新进展，故除了申请趋势外，其余纬度的分析如申请人、地域、分类号等，采用的是近3年的数据。将图像识别专利申请人按专利申请数进行排序，取前20名，如表：排名专利数申请人1694广东欧珀移动通信有限公司2425国家电网公司3310西安电子科技大学4258电子科技大学5252华南理工大学6218北京小米移动软件有限公司7190浙江大学8176维沃移动通信有限公司9171广东工业大学10163深圳市怡化时代科技有限公司11157努比亚技术有限公司12154百度在线网络技术（北京）有限公司13144腾讯科技（深圳）有限公司13144小米科技有限责任公司15143天津大学16138北京工业大学17137浙江工业大学18133北京旷视科技有限公司18133华中科技大学20110阿里巴巴集团控股有限公司前20名的企业中，有10家企业（小米移动与小米科技视为1家），其中4家是智能手机企业，BAT皆榜上有名，还有9所高校。企业和高校的数量平分秋色，但专利申请数方面，企业处于明显的领先地位。不过，有部分高校持有的专利数量很大，有待进一步挖掘。前20名中出现4家智能手机企业，包括第1的欧珀、第6和13的小米，第8的维沃、第11的努比亚，可见智能手机对图像识别有很大的需求。图像识别技术在手机上的应用主要有人脸识别（用于生物识别、拍照美颜）、手势识别（用于智能手机触屏交互）、指纹识别（用于生物识别）、场景识别（用于拍照参数优化、照片自动归集）等，近几年，人工智能技术在智能手机上的应用非常火热，而其中，图像识别是较为贴近用户日常使用的突破口。第2名的国家电网公司在图像识别方面的专利主要是图像特征抽取，用于设备运行状态识别、故障检测。第10的怡化时代，专利几乎都是纸币的识别，服务于自家的验钞机以及ATM机。第12的百度，专利包括场景识别、文字识别、图像特征抽取、人脸识别等，用在无人车、百度地图、百度搜索、百度图片搜索、账号安全认证等业务。第13的腾讯，专利主要是人脸识别，用于账号安全认证。第18的旷视科技，专利多集中在人脸识别和文字识别，服务于自家的人脸闸机/考勤系统、证照拍摄存档系统。第20的阿里巴巴，专利包含人脸识别、文字识别、图像特征抽取等，为其手机app（淘宝、支付宝、定损宝等）提供商品识别、安全认证、车辆定损等功能。第3、4、5等高校的专利都较多集中在图像增强以及图像特征抽取等较为底层的技术上，而在具体应用上较为分散，缺少主攻方向。将图像识别专利申请数按城市进行排序，结合各地申请数较高的企业以及当地图像识别相关政策进行分析，如下表：排序城市专利数排序申请人专利数1北京54661国家电网公司4252北京小米移动软件有限公司2183百度在线网络技术（北京）有限公司1544小米科技有限责任公司1445北京工业大学1382深圳37551深圳市怡化时代科技有限公司1632努比亚技术有限公司1573腾讯科技（深圳）有限公司1444深圳市金立通信设备有限公司635宇龙计算机通信科技（深圳）有限公司623上海22951上海交通大学1062上海斐讯数据通信技术有限公司683东华大学554上海大学525上海联影医疗科技有限公司514成都17731电子科技大学2582四川大学403西南交通大学364成都通甲优博科技有限责任公司305成都数联铭品科技有限公司255广州17461华南理工大学2522广东工业大学1713中山大学1044广州视源电子科技股份有限公司695广东技术师范学院376杭州15221浙江大学1902浙江工业大学1373阿里巴巴集团控股有限公司1104杭州电子科技大学735杭州海康威视数字技术股份有限公司517南京14611南京邮电大学1102南京理工大学1023东南大学994南京信息工程大学855南京航空航天大学708东莞14391广东欧珀移动通信有限公司6942维沃移动通信有限公司1763广东小天才科技有限公司894中控智慧科技股份有限公司305东莞市中控电子技术有限公司179西安11071西安电子科技大学3102西北工业大学793西安交通大学734长安大学605西安科技大学4110武汉11051华中科技大学1332武汉大学1103武汉理工大学664中国地质大学（武汉）395湖北工业大学3424厦门3751厦门大学392厦门美图之家科技有限公司353厦门理工学院204罗普特（厦门）科技集团有限公司175厦门中控生物识别信息技术有限公司17排第1的是北京，不仅有国家电网、小米、旷视、奇虎等知名企业，也有北京工业大学、北京航空航天大学、清华大学等高等学府。其中，旷视属于图像识别方案提供商，而国家电网、小米和奇虎都是在现有的产品或生产流程中融入了图像识别技术，例如国家电网利用图像识别技术进行故障检测，小米和奇虎利用图像识别技术增强手机摄像头的成像效果。政策方面，在2017年12月发布的《北京市加快科技创新培育人工智能产业的指导意见》中，提出了“在自然语言处理、图像识别、人工智能芯片和系统、智能终端等领域，推动人工智能技术攻关和应用，加快打造人工智能领军企业和品牌。”北京聚集了国内最丰富的研究资源，代表了国内的最高水平。排第2的是深圳，有努比亚、腾讯、金立、宇龙等国内知名数码产品企业，具有国内最成熟的数码电子产品产业链。努比亚、金立和宇龙都是用图像识别技术增强手机摄像头的成像效果，而腾讯则主要是基于生物识别（人脸、指纹、虹膜）的安全认证。政策方面，深圳并没有专门的人工智能或图像识别扶持政策，广东省在2016年4月发布的《广东省促进大数据发展行动计划（2016-2020年）》中提到了“支持自然语言理解、机器学习、深度学习等人工智能技术创新，提升数据分析处理能力、知识发现能力和辅助决策能力。”政府并没有针对图像识别给予支持，但是当地的产业链，特别是数码电子产品产业链对图像识别技术有很强的需求。排第3的是上海，有上海交大、东华大学、上海大学、复旦、同济等先进高校，研究实力雄厚，并且有自贸区先行先试的改革红利所带来的在开拓新兴产业方面较强的推力，但企业偏少。政策方面，在2017年11月发布的《关于本市推动新一代人工智能发展的实施意见》中提到了“推动图像识别、生物特征识别等技术在社会综合治理、大人流监测预警等领域深度应用，增强城市智能防控能力。”，“加强面向智能终端的生物特征识别、三维扫描、图像感知等传感器技术攻关，实现规模化生产。”，在2017年12月的《上海市人工智能创新发展专项支持实施细则》中，对人工智能重点项目提供不超过2000万的无偿资助。上海在图像识别技术的应用方面有所落后，但有政府的支持以及自贸区先行先试的推力，未来仍有潜力。排第4的是成都，电子科技大学的专利申请量非常突出，成都第1，全国第4。政策方面，在2017年7月发布的《成都高新区关于发展新经济培育新动能的若干政策》中提到，对区内人工智能企业按投资额的10%给予最高1000万元补贴，在2018年5月发布的《成都市人民政府办公厅关于推动新一代人工智能发展的实施意见》中提到了“推动图像识别、智能成像、物联传感、智能预测等技术在公共安全监控领域和安全运行监测等领域的应用。”图像识别以及人工智能并不是成都的战略新兴产业，产业生态链发展比较落后，但是技术实力较强，如果政府积极推动，应该会有较好的发展。排第5的是广州，华南理工大学、广东工业大学以及中山大学等高校持有了较多的专利，虽然有云从、佳都、铂亚等以图像识别为主营业务的企业，但企业的专利数较少。政策方面，2017年5月宣布投建“南沙人工智能产业园区”，“广州南沙国际人工智能产业高级研究院”在其中挂牌，并配套了“广州人工智能产业基金”，依据《广州南沙新区(自贸片区)促进人工智能产业发展扶持办法》，为园内企业提供补贴和奖励，例如A类人工智能团队可得1亿元奖励。政府的扶持力度充足，且有较好的基础，广州在图像识别方面应该有较好的发展前景。排第6的是杭州，有浙大、浙工大、杭电等一流高校，也有阿里巴巴、海康威视等知名企业。阿里巴巴在支付宝端有人脸和指纹的安全认证功能，在淘宝端有物体识别功能，都对图像识别技术有需求；海康威视是国内领先的安防企业，主要产品是搭载了人脸识别功能的各类公共安全探头，以及通过人脸识别进行安全认证的考勤机、ATM机、智能门锁等。政策方面，在2016年8月发布的《杭州城西科创大走廊规划》中提到了“加快发展人工智能软件，包括计算机视听觉、生物特征识别、复杂环境识别、自然语言理解等人工智能基础与应用软件。”2017年7月开放了“杭州人工智能小镇”园区，对入园的人才给予安家补助、生活补助、高层次人才奖励，对入园的企业给予租金、补贴和奖励等方面的支持，并享受小镇提供的贷款风险池、创投引导基金等服务。此外，浙江省2017年7月发布了“浙江省人工智能人才12条政策”，专项引进人工智能相关人才，提供渠道建设、平台建设、培养体系、人才对接、民间资本、孵化机构、服务能力、企业注册门槛、财税政策等多方面的支持。杭州并没有针对图像识别，而是对人工智能进行支持，不过企业自身对图像识别技术有强烈需求，特别是以阿里巴巴和海康威视的体量，大大增强了杭州在图像识别方面的实力。排第7的是南京，专利数较高的都是高校，企业的专利较少。南京有不少先进的人工智能企业，如云问、地平线、睿悦等，但关注的不是图像识别领域，因此企业的专利较少。政策方面，在2017年12月发布的《市政府关于加快人工智能产业发展的实施意见》中提到“开展联合攻关，优化文本/图像/视频等多模数据理解、数据深度搜索和知识深度学习等核心算法”，“利用图像识别、声音识别等人工智能技术，深化在社会治安管理、交通流量控制、社会舆情分析等领域的应用”。缺少专利申请数较高的申请人，即不论是高校还是企业都没有表现出对图像识别技术特别的兴趣，推测南京在图像识别技术方面难以出现特别强势的企业。排第8的是东莞，其中，排首位的欧珀移动同时也是国内申请数最高的申请人，占了东莞将近一半的申请数。其主要产品是主打拍照的OPPO智能手机，专利主要集中在图像处理和人脸识别方面，用于增强拍照效果。此外，还有维沃移动、小天才等智能手机企业，可见东莞市的图像识别技术主要掌握在智能手机企业里。在前几名中，也有中控智慧等生物特征识别企业和宇瞳光学等智能安防企业。政策方面，除了与深圳共同享受的《广东省促进大数据发展行动计划（2016-2020年）》以外，2018年1月发布了《东莞市建设国家自主创新示范区实施方案(2017-2020年)》，提出“鼓励企业加强与高等学校、科研机构的合作,在机器学习、模式识别、人机交互等与人工智能应用密切相关的技术领域突破一批引领性技术,掌握一批核心关键技术”，“重点发展智能机器人、智能终端、智能家居、智能医疗等新兴领域”。政府并没有针对图像识别给予支持，但是当地已有的智能手机、智能安防产业链对图像识别技术有很强的需求。排第9的是西安，前10名全都是高校，其中又以西安电子科技大学最突出，专利数达全国第3。政策方面，2018年6月，西安经开区出台《促进人工智能与机器人产业发展暂行办法》，对企业落户、