声纹识别专利技术分析
摘要
声纹识别（Voiceprint Recognition，VPR），就是把未知说话人的语音数据与已知的说话人的语音数据（样本）进行匹配，通过一定的方法得到匹配的结果，以判定“两个人”实际上是否为同一个人。本文利用专利文献库，统计和分析国内外有关声纹识别技术的专利申请，梳理了声纹识别的发展脉络，对主要技术分支的申请量进行统计，同时对声纹识别技术的核心专利和重要申请人进行分析。
专利申请量年度分布
本文通过对检索所获得该领域的专利申请进行统计和分析研究，最终确定的涉及声纹识别的全球专利申请共 1080 件，总体发展趋势呈现增长状态。
声纹识别专利申请量逐步增长
从全球申请整体趋势来看，该技术的专利申请量基本上是不断增长的，具体来看，在 2005 年之前有了初步的发展，这算是声纹识别技术发展的第一发展阶段，这一阶段专利申请的增长趋势较为缓慢，所申请的专利主要是一些基础性专利。
声纹识别技术历年发展趋势
声纹识别技术发展趋势
2006 年至2009 年是技术发展的平稳期，不管是申请量还是增长率较之前都没有亮点，这主要是因为全球经济的发展状况和互联网的发展并没有进入活跃期，声纹识别技术并没有找到广泛应用的场景；而从 2010 年开始，随着全球经济的复苏，以及移动通信技术、物联网领域的发展，声纹识别技术找到了更多更适合的应用场景，因此，这一阶段的专利申请量逐年递增。
声纹技术专利申请国分布情况
该领域的申请主要分布于中国、日本、美国、韩国以及欧洲专利局，其中来自中国的专利申请占到 66%， 可见在该领域中虽然中国技术发展较晚，但是后期申请量不同小觑。
声纹识别领域全球专利申请的国家及地区分布图
而美国和日本两个国家在该领域发展最早，前期储备了一些突破性的技术专利，率先将声纹识别技术应用于移动支付和声纹锁控中，可见，虽然其他国家在申请量上低于我国，但是在专利含金量上是领先中国的。
声纹识别应用场景分析
从目前市面上的声纹识别应用场景来看，声纹锁控、金融交易以及网络支付等重要应用场景的申请量占到了一半以上，在近 5 年的申请量是显著递增的，这主要是由于物联网技术以及人工智能领域的快速发展， 从而创造了一些适于声纹识别技术大范围应用的特定场景。举例来说，2000 年的申请 US09624300 中公开了使用声纹识别技术验证车主的身份，以控制“解锁并打开车门”。
声纹识别应用占比
2007 年的申请 CN200710177819.5 中公开了使用此技术控制终端（台式计算机、笔记本电脑、移动电话）的开机， 而在近几年，声纹锁控除了应用在汽车、移动终端中，也应用于智能家居设备、可穿戴设备、手机应用的唤醒、重要文件的加密等场景。
声纹识别的专利申请趋势
金融交易场景中的声纹识别应用
在金融交易和网络支付中，2002 年的申请 US10213486 公开了一种基于对话的声纹安全商务交易系统，具体为用户通过电话办理业务时，通过提取电话交谈中的声纹信息进行比对，判断是否是用户本人，然后确定是否提供相应业务，CN200710041252.9 公开了一种基于声纹认证的网络支付方法，具体为用户通过网络进行支付操作时，提示用户输入一段语音，然后确定身份是否合法。
声纹识别专利重要申请人分布情况
通过对申请人申请量进行分析，得到全球在声纹识别领域前 10 位申请人的申请量排名。从中看以看出，前十位均被中国、日本、美国企业占领，其中我国占据多数，这主要是近年来中国在互联网、物联网等方面的快速发展催生出一批互联网巨头，如 BAT，华为等。
声纹技术研究企业的优势
这些企业有着后发先至的优势，借助中国广阔的市场迅速成长，这些企业的研发投入占比也较高，在智能家居、人工智能等方面的研发独占鳌头，使得人们在多领域多方面对信息安全的要求越来越高，因此，这些企业的专利申请量在近几年迅速积累，具体涉及到算法及产品应用，但是从目前来看，这些企业的大部分专利先进性一般，并没有真的实现核心专利自主拥有，主要的突破来自应用场景的多元；虽然日本和美国企业在申请总量上排名并不靠前，但是在该领域专利布局较早，先进性较好，比如美国申请US20030037004A1 早在 2002 年就申请了在移动支付中使用声纹识别技术，而中国的部分企业在近几年还在申请类似的专利，由此可见，中国企业想要在该领域有所作为，不应止步于数量上的进步，还应加大原创性专利的开发和布局，提高专利质量。
声纹专利申请量排名分布
重点专利分析
接下来通过选取声纹识别领域的代表性专利来梳理该领域的发展路线，其中 2010 年之前可以作为声纹识别技术发展的第一阶段，2010 年至今作为声纹识别技术发展的第二阶段。
在第一阶段中出现了一些突破性的专利：
1、生物特征验证移动终端
2001 年的申请 US20010017584A1 公开了一种能够通过生物特征信息进行验证的移动终端，其中提及先将用户进行金融交易的密码与用户的身份信息关联存储于移动终端，然后用户可以输入声纹信息，在移动终端认证成功后，将用户的相关密码显示出来，以方便用户使用该密码进行金融支付。
2、商务交易声纹安全系统
2002 年的申请 US20030037004A1 公开了一种针对商务交易，基于对话框的声纹安全系统，用户通过客户端进行交易操作，在完成付费之前向客户端发送一串随机字符， 用户读取相关字符，然后通过语音识别软件和声纹识别软件对语音信息进行判断，如果两个置信度都在阈值以上，那么用户身份通过，可以进行付费操作。
3、汽车声纹解锁方案
同年的美国申请US20030122652A1 公开了一种语音控制汽车解锁和开门的方法。这两种应用场景发展至今已成为声纹确认领域重要的一环：网络支付与声纹锁控。同样的情况也出现在声纹辨认领域中，美国申请 US20080091425A1 在 2008 年就将该技术用于防恐。
声纹识别的发展方向
1、人工智能领域
在 2010 年至今，声纹识别技术凭借其固有的优势得到越来越多企业的重视，其发展主要在两个方面，一是将已有的技术铺展在各种应用场景中，这类专利的申请量较大，如智能家居设备和人工智能领域，但是申请突破性并不大，技术原创度不高
2、基础算法专利方向
另一类则是在基础专利上做文章，如百度、腾讯、芋头科技等公司申请的专利一部分来自于算法研究， 目的是从声纹识别的准确率、鲁棒性等方面提高声纹识别技术的可靠性。因此，在这一阶段可以看出大企业的专利布局开始从量向质的方向转变，这为声纹识别技术的可持续健康发展也打下基础。
总结：
基于对专利申请的统计分析，本文对声纹识别技术的相关专利进行了国内外专利申请趋势、主要申请人以及技术发展历程进行分析，梳理了主要技术分支下的专利技术。有助于审查员全面了解声纹识别技术的发展状况，对相关领域的审查工作有一定的帮助。
声纹识别（Voiceprint Recognition，VPR），就是把未知说话人的语音数据与已知的说话人的语音数据（样本）进行匹配，通过一定的方法得到匹配的结果，以判定“两个人”实际上是否为同一个人。本文利用专利文献库，统计和分析国内外有关声纹识别技术的专利申请，梳理了声纹识别的发展脉络，对主要技术分支的申请量进行统计，同时对声纹识别技术的核心专利和重要申请人进行分析。
专利申请量年度分布
本文通过对检索所获得该领域的专利申请进行统计和分析研究，最终确定的涉及声纹识别的全球专利申请共 1080 件，总体发展趋势呈现增长状态。
声纹识别专利申请量逐步增长
从全球申请整体趋势来看，该技术的专利申请量基本上是不断增长的，具体来看，在 2005 年之前有了初步的发展，这算是声纹识别技术发展的第一发展阶段，这一阶段专利申请的增长趋势较为缓慢，所申请的专利主要是一些基础性专利。
声纹识别技术历年发展趋势
2006 年至2009 年是技术发展的平稳期，不管是申请量还是增长率较之前都没有亮点，这主要是因为全球经济的发展状况和互联网的发展并没有进入活跃期，声纹识别技术并没有找到广泛应用的场景；而从 2010 年开始，随着全球经济的复苏，以及移动通信技术、物联网领域的发展，声纹识别技术找到了更多更适合的应用场景，因此，这一阶段的专利申请量逐年递增。
声纹技术专利申请国分布情况
该领域的申请主要分布于中国、日本、美国、韩国以及欧洲专利局，其中来自中国的专利申请占到 66%， 可见在该领域中虽然中国技术发展较晚，但是后期申请量不同小觑。
声纹识别领域全球专利申请的国家及地区分布图
声纹识别应用场景分析
从目前市面上的声纹识别应用场景来看，声纹锁控、金融交易以及网络支付等重要应用场景的申请量占到了一半以上，在近 5 年的申请量是显著递增的，这主要是由于物联网技术以及人工智能领域的快速发展， 从而创造了一些适于声纹识别技术大范围应用的特定场景。举例来说，2000 年的申请 US09624300 中公开了使用声纹识别技术验证车主的身份，以控制“解锁并打开车门”。
声纹识别应用占比
声纹识别的专利申请趋势
在金融交易和网络支付中，2002 年的申请 US10213486 公开了一种基于对话的声纹安全商务交易系统，具体为用户通过电话办理业务时，通过提取电话交谈中的声纹信息进行比对，判断是否是用户本人，然后确定是否提供相应业务，CN200710041252.9 公开了一种基于声纹认证的网络支付方法，具体为用户通过网络进行支付操作时，提示用户输入一段语音，然后确定身份是否合法。
声纹识别专利重要申请人分布情况
通过对申请人申请量进行分析，得到全球在声纹识别领域前 10 位申请人的申请量排名。从中看以看出，前十位均被中国、日本、美国企业占领，其中我国占据多数，这主要是近年来中国在互联网、物联网等方面的快速发展催生出一批互联网巨头，如 BAT，华为等。
声纹技术研究企业的优势
这些企业有着后发先至的优势，借助中国广阔的市场迅速成长，这些企业的研发投入占比也较高，在智能家居、人工智能等方面的研发独占鳌头，使得人们在多领域多方面对信息安全的要求越来越高，因此，这些企业的专利申请量在近几年迅速积累，具体涉及到算法及产品应用，但是从目前来看，这些企业的大部分专利先进性一般，并没有真的实现核心专利自主拥有，主要的突破来自应用场景的多元；虽然日本和美国企业在申请总量上排名并不靠前，但是在该领域专利布局较早，先进性较好，比如美国申请US20030037004A1 早在 2002 年就申请了在移动支付中使用声纹识别技术，而中国的部分企业在近几年还在申请类似的专利，由此可见，中国企业想要在该领域有所作为，不应止步于数量上的进步，还应加大原创性专利的开发和布局，提高专利质量。
声纹专利申请量排名分布
接下来通过选取声纹识别领域的代表性专利来梳理该领域的发展路线，其中 2010 年之前可以作为声纹识别技术发展的第一阶段，2010 年至今作为声纹识别技术发展的第二阶段。
在第一阶段中出现了一些突破性的专利：
1、生物特征验证移动终端
2001 年的申请 US20010017584A1 公开了一种能够通过生物特征信息进行验证的移动终端，其中提及先将用户进行金融交易的密码与用户的身份信息关联存储于移动终端，然后用户可以输入声纹信息，在移动终端认证成功后，将用户的相关密码显示出来，以方便用户使用该密码进行金融支付。
2、商务交易声纹安全系统
2002 年的申请 US20030037004A1 公开了一种针对商务交易，基于对话框的声纹安全系统，用户通过客户端进行交易操作，在完成付费之前向客户端发送一串随机字符， 用户读取相关字符，然后通过语音识别软件和声纹识别软件对语音信息进行判断，如果两个置信度都在阈值以上，那么用户身份通过，可以进行付费操作。
3、汽车声纹解锁方案
同年的美国申请US20030122652A1 公开了一种语音控制汽车解锁和开门的方法。这两种应用场景发展至今已成为声纹确认领域重要的一环：网络支付与声纹锁控。同样的情况也出现在声纹辨认领域中，美国申请 US20080091425A1 在 2008 年就将该技术用于防恐。
声纹识别的发展方向
1、人工智能领域
在 2010 年至今，声纹识别技术凭借其固有的优势得到越来越多企业的重视，其发展主要在两个方面，一是将已有的技术铺展在各种应用场景中，这类专利的申请量较大，如智能家居设备和人工智能领域，但是申请突破性并不大，技术原创度不高
2、基础算法专利方向
另一类则是在基础专利上做文章，如百度、腾讯、芋头科技等公司申请的专利一部分来自于算法研究， 目的是从声纹识别的准确率、鲁棒性等方面提高声纹识别技术的可靠性。因此，在这一阶段可以看出大企业的专利布局开始从量向质的方向转变，这为声纹识别技术的可持续健康发展也打下基础。
总结：
基于对专利申请的统计分析，本文对声纹识别技术的相关专利进行了国内外专利申请趋势、主要申请人以及技术发展历程进行分析，梳理了主要技术分支下的专利技术。有助于审查员全面了解声纹识别技术的发展状况，对相关领域的审查工作有一定的帮助。
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