新一轮科技革命和产业变革正在萌发，在移动互联网、大数据、超级计算、传感网、脑科学等新理论新技术的驱动下，人工智能发展进入新阶段，智能化成为技术和产业发展的重要方向。作为引领新一轮科技革命和产业变革的战略性技术，人工智能具有溢出带动性很强的“头雁”效应。世界发达国家均将人工智能上升为国家战略，纷纷出台相关计划，力图在新一轮国际科技竞争中抢占产业技术制高点。近二十年来，全球各大企业、大学、研究机构等纷纷加快人工智能技术研发脚步，全球人工智能专利申请量成快速上升趋势，IBM、微软、三星等国外企业均积极在人工智能领域进行专利布局。
中国高度重视人工智能产业的发展。2017 年国务院发布《新一代人工智能发展规划》，对人工智能产业进行战略部署;在 2018 年 3 月和 2019 年 3 月的政府工作报告中，均强调指出要加快新兴产业发展，推动人工智能等研发应用，培育新一代信息技术等新兴产业集群壮大数字经济。截至 2019 年 10 月，中国人工智能专利申请量累计 44 万余件，超越美国成为 AI 领域专利申请量最高的国家。国家电网、百度、中国科学院、腾讯、清华大学等国内主要专利权人正不断形成人工智能技术积累，提升在全球人工智能专利布局中的竞争实力。
由国家工业信息安全发展研究中心编写的《人工智能中国专利技术分析报告》，在科学分类和深入研究的基础上，对人工智能下深度学习技术、语音识别、计算机视觉、云计算、自然语言处理、智能驾驶、智能机器人这七个分支在中国的专利态势进行深度分析。该报告主题明确、内容翔实、数据严谨，前瞻探索颇具深度。
人工智能概述
人工智能（Artificial Intelligence,AI）又称机器智能，是指由人制造出来的机器所表现出来的智能，即通过普通计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等），使计算机能实现更高层次的应用。其研究范围主要包括自然语言处理、知识表现、智能搜索、推理、规划、机器学习、知识获取、组合调度问题、感知问题、模式识别、逻辑程序设计软计算、不精确和不确定的管理、人工生命、神经网络、复杂系统、遗传算法等领域，并实际应用于机器视觉，指纹识别，人脸识别，视网膜识别，虹膜识别，掌纹识别，专家系统，自动规划，智能搜索，定理证明，博弈，自动程序设计，智能控制，机器人学，语言和图像理解，遗传编程等领域。
人工智能发展意义
人工智能是改变生活方式和社会建设的重要途径。人工智能在“大智慧”时代扮演着越来越重要的角色，其技术广泛渗透到交通、医疗、教育、物流、养老、文化、体育等生活的方方面面，正深刻改变着传统生活方式。人工智能不断加强同社会治理的结合，在环境保护、城市运行、司法服务等领域的广泛应用，将全面提高公共服务和社会治理水平。人工智能技术可准确感知、预测、预警基础设施和社会安全运行的重大态势，及时把握群体认知及心理变化，主动决策反应，对有效维护社会稳定具有不可替代的作用。
人工智能是驱动科技革命和产业变革的重要力量。当前，新一代人工智能相关学科发展、理论建模、技术创新、软硬件升级等整体推进，驱动人工智能发展进入新阶段，智能化成为科技发展和产业升级的重要方向。人工智能具有溢出带动性很强的“头雁”效应，将进一步带动其他技术的进步，成为新一轮科技革命的重要推动力量。通过人工智能在各行各业的规模化应用，将大幅提高智能化生产效率，快速推动传统产业变革。加快发展新一代人工智能是推动我国科技跨越发展、产业优化升级、生产力整体跃升的重要战略。
人工智能是影响国际竞争和世界格局的重要资源。在移动互联网、大数据、超级计算、传感网、脑科学等新理论新技术的驱动下，人工智能加速发展，呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控等新特征，正在对经济发展、社会进步、国际政治经济格局等方面产生重大而深远的影响。人工智能作为引领未来的战略性技术，世界主要发达国家把发展人工智能作为提升国家竞争力、维护国家安全的重大战略，加紧出台规划和政策，围绕核心技术、顶尖人才、标准规范等强化部署，力图在新一轮国际科技竞争中抢占人工智能制高点，以获得竞争主导权。
中国快速布局人工智能专利
中国人工智能专利申请量排行世界第一。从地域来看，对比全球各国人工智能专利数量，中国、美国和日本位列前三，中国已超过美国成为人工智能领域专利申请量最高的国家。截至 2019 年，中国人工智能专利申请量累计 44 万余件。
我国人工智能技术蓬勃发展，对中国人工智能领域的专利态势进行跟踪研究，既是工业和信息化部落实国家《新一代人工智能发展规划》的一个重要举措，也是落实《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018-2020）》的一个重要内容。工业和信息化部一直坚持通过行业知识产权工作引导和促进产业技术创新，此报告的目的就是通过专利态势的跟踪分析及研究报告的发布，引导、促进人工智能行业重视知识产权工作，进一步提高知识产权意识和工作水平，推进技术创新与知识产权工作相结合，服务企业和产业的发展。
对人工智能专利技术的分类经历以下几个阶段：
第一阶段是专利/非专利文献资料的收集和整理阶段。这一阶段主要搜集整理了国内外关于人工智能技术的学术论文、技术标准、政府规划。从这些资料中提炼与分类相关的内容并进行整理；同时，在专利数据库中进行初步检索，大致了解人工智能相关的专利技术情况，提出初步的技术分类。
第二阶段是实地调研和专家意见的收集阶段。以初步的技术分类为基础，课题组进行了深入调研并认真听取专家对初步分类的意见。在调研中，课题组走访了高校学者、研究所专家、产业界工程师、政府官员，还包括一些外企高端研究人员，众多专家学者从自身研究的角度给出了一些修正意见。
第三阶段是总结修正阶段。结合上述两阶段的工作，进行聚类分析，将人工智能专利技术划分为如下七个一级技术分支：深度学习技术、语音识别、计算机视觉、云计算、自然语言处理、智能驾驶、智能机器人。
人工智能专利技术领域分布
综合考虑技术角度、产业角度、专利角度，人工智能产业技术划分为深度学习技术、语音识别、计算机视觉、云计算、自然语言处理、智能驾驶、智能机器人七个一级的技术分支。以期反映产业技术的整体水平和研发方向。
专利申请量趋势分析
对我国人工智能专利申请按照申请年份进行统计，在华专利申请共计 44.4 万件。在中国专利申请中，人工智能领域的专利申请量总体上呈逐年上升趋势，且增长率不断提高，在 2010 年后增长速度明显加快，2014 年后增长率又上了一个台阶，近两年的增长率更是令人瞩目，2018 年是目前为止我国人工智能专利申请量的峰值，达到 70281件，是 2010 年申请量的近 20 倍。对于绝大多数业内人士而言，对人工智能技术信心很足，人工智能已成为明确的研发热点，专利数量上迎来井喷。
深度学习技术领域专利申请量年度变化趋势
我国历年人工智能深度学习技术专利申请量变化趋势可以发现，在人工智能技术受到密切关注以及人工智能产业，强烈发展需求的大背景下，人工智能深度学习技术发展势头十分迅猛深度学习技术专利自 2000 年的 45 件，到 2018 年的全国 24203 件专利申请，增长的速度令人瞠目。尤其自 2016年以来，人工智能深度学习技术的专利申请数量出现井喷式增长。2011 年以前，深度学习技术的申请量每年只有小幅增长，而 2018
年一年的专利申请数量就是上一年的 1.74 倍。
深度学习技术发展路线
2000 年~2010 年期间是深度学习技术的萌芽阶段，比较有代表性的专利是微软公司在 2005 年提出的公开号为 CN101010934A 的专利申请，发明技术涉及自动化响应系统中的机器学习策略；南京邮电大学在 2010 年提出的公开号为 CN101782976A 的专利申请，该技术基于云计算环境的机器学习自主选择方法，通过使用云计算平台，解决了机器学习建模不便的问题。
2011 年~2019 年间，在深度学习技术领域的专利申请大幅增长，出现了神经网络学习处理技术、基于人工智能的人机交互方法及装置。其中，神经网络学习处理技术的代表专利为高通公司在 2012年提出的公开号为 CN103733209A 的专利申请，该专利支持用于神经时间编码、学习和识别的技术，还提出了一种用于大或长的空间-时间模式的神经编码的方法；南京邮电大学在 2013 年提出的公开号为 CN103164742A 的专利申请，该专利技术涉及服务器性能预测方法，适用于云计算的基于粒子群优化神经网络的服务器性能预测；百度公司在 2016 年提出的公开号为 CN106169961A 和 CN106485316A 的专利申请，CN106169961A 专利涉及互联网技术，提供基于人工智能的神经网络的网络参数处理方法及装置，用以降低神经网络的内存资源消耗；CN106485316A 专利涉及神经网络模型压缩方法以及装置，该方法可以更好地保持模型效果，大大减少神经网络模型的大小，减少了计算资源，特别是减少了内存资源的占用。
语音识别技术发展路线
2000 年~2010 年期间是语音识别技术的起始阶段，在这一阶段出现了语音增强、驱动和检测技术。比较有代表性的专利是微软公司在 2004 年提出的公开号为 CN101887728A 的专利申请，发明技术主要涉及从语音信号中移除噪声；IBM 公司在 2007 年提出的公开号为CN101548313A 的专利申请，该技术主要涉及话音活动监测系统和方法，包括语音编码、免提电话语音识别等众多语音处理工作；腾讯公司在 2009 年提出的公开号为 CN101482976A 的专利申请，涉及语音驱动嘴唇形状变化的方法、获取嘴唇动画的方法及装置。2011 年~2019 年间，在语音识别技术领域的专利申请大幅增长，语音识别方法、装置以及声纹识别方法、装置专利申请大量涌现。其中，语音识别方法和装置方面的代表专利有百度公司在 2012 年提出的公开号为 CN103871403B 的专利申请，2013 年提出的公开号为CN103971675A 、 CN103456299A 、 CN103400577A 的专利申请，CN103871403B 专利主要通过语音搜索技术，建立语音识别模型的方法、语音识别方法及对应装置，以便于实现语言层的快速更新，从而提高搜索新发生事物和信息的能力；CN103971675A 专利提供自动语音识别方法和系统，以提高对生僻词语的语音的识别准确率；CN103456299A 专利提供一种控制语音识别的方法和装置，以便于更方便地启动语音识别功能；CN103400577A 专利提出多语种语音识别的声学模型建立方法和装置，能够对不同语种的语音特征进行区分，提高多语种语音识别的精度。在声纹识别方法和装置方面，代表性专利有百度公司在 2015 年提出的公开号为 CN104821934A 专利申请，该专利技术涉及登录认证技术领域，属于基于人工智能的声纹登录方法和装置；深圳平安科技2017 年提出的公开号为 CN106847292A 专利申请，该专利技术涉及生物特征的身份识别技术领域，提供一种声纹识别方法及装置，可提高大量语音识别请求的处理效率，缩短处理时间。
计算机视觉技术发展路线
000 年~2010 年期间是计算机视觉技术的萌芽阶段，在这一阶段比较有代表性的专利是中科院在 2005 年提出的公开号为CN1972186A 和 CN102375816A 的专利申请，CN1972186A 专利主要提供一种安全、便携的移动式身份认证系统，以便于在手机和个人掌上电脑等移动设备上实现利用掌纹识别来进行身份认证；CN102375816A 专利对实时获取的视频图像进行在线视频浓缩，缩短浓缩视频长度，并尽可能的保留视频中的运动物体信息。2011 年~2019 年间，在计算机视觉领域的专利申请大幅增长，生物特征识别认证、图像合成数据处理方法及增强现实等方面的专利申请不断涌现。其中，在生物特征识别认证方面，代表性专利有腾讯2012 年提出的公开号为 CN102646190A 的专利申请，CN102646190A专利提供了基于生物特征的认证方法、装置及系统能够支持多客户端的扩展；百度 2015 年提出的公开号为 CN104915634A 的专利申请，CN104463201A 专利属于互联网通信技术领域，具体涉及图像识别与生成技术，以及基于人脸识别技术的图像生成方法和装置。在图像合成数据处理方法方面，代表性专利有 2015 年百度提出CN104715447A 和 CN105260699A 专利申请，CN104715447A 专利涉及图像处理领域，提供基于用户人脸图像生成个性化图像(例如卡通图像)的功能用于增强用户体验；CN105260699A 专利提供一种车道线数据的处理方法及装置，以实现车道线地图数据的高效、精确识别。
云计算技术发展路线
2000 年~2010 年期间是云计算技术的起步阶段，在云计算技术领域开始出现锁屏技术和虚拟技术。在这一阶段比较有代表性的锁屏技术专利是微软在 2009 年提出的公开号为 CN102239740A 的专利申请，该专利技术使得用户能够通过计算设备的锁定用户界面与内容功能交互；虚拟技术代表性专利是阿里在 2010 年提出的公开号为CN102467408A 专利申请，该发明提供了一种虚拟机数据的访问方法和设备，利用目前的云计算或云存储等大规模分布式计算环境，为数据存储提供高可靠性；华为在 2010 年提出的公开号为 CN102073462A专利申请，该发明提供一种虚拟存储迁移方法、系统和虚拟机监控器，用以解决虚拟机停机导致的业务中断甚至出错以及存储迁移时间过长导致的虚拟机的访问性能降低的缺陷。
在 2011 年~2015 年间，锁屏技术和虚拟技术继续发展，还出现了呼叫处理方法和资源调度技术。其中，在锁屏技术方面，代表性专利有微软于 2011 年提出的公开号为 CN102402661A 的专利申请，该专利涉及包括多个锁定屏幕窗格的多级访问锁定屏幕技术；虚拟技术方面代表性专利有阿里 2011 年提出的公开号为 CN102833294A 专利申请，该发明技术提供基于云存储的文件处理方法、系统及服务器集群系统，以解决现有云存储方式浪费系统的存储空间和网络带宽，容易导致文件系统的访问速度下降的问题。在呼叫处理方法和任务调度技术领域，代表性专利有浪潮于 2011 年提出的公开号为CN102111337A 的专利申请，提供的资源调度方法和系统能够解决如何使计算资源和存储资源同时有效利用的问题；华为于 2015 年提出的公开号为 CN102611809A 的专利申请，该专利技术提供一种呼叫处理方法，有效降低云服务器处理呼叫时的流媒体处理负担。
我国人工智能产业基础牢固，发展势头良好，空间巨大人工智能化是产业升级的重要方向，这已成为业界共识。近几年来，我国政府陆续出台人工智能战略规划，在战略层面进行整体推进，为人工智能技术研发和产业发展提供了广阔的空间。2015 年 7 月，国务院印发《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，明确提出“依托互联网平台提供人工智能公共创新服务，加快人工智能核心技术突破，促进人工智能在智能家居、智能终端、智能汽车、机器人等领域的推广应用”；2016 年 1 月，国务院发布《“十三五”国家科技创新规划》，将智能电网、智能制造和机器人列入“科技创新 2030新—重大项目”；2017 年 3 月，在第十二届全国人大五次会议的政府工作报告中，“人工智能”首次被写入政府工作报告；同年 7 月，国务院发布《新一代人工智能发展规划》，提出了面向 2030 年我国新一代人工智能发展的指导思想、战略目标、重点任务和保障措施，部署构筑我国人工智能发展的先发优势，加快建设创新型国家和世界科技强国。10月，人工智能进入十九大报告，将推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合；12 月，工信部印发《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018-2020）》，推进人工智能和制造业深度融合，加快制造强国和网络强国建设。总体而言，关于人工智能的系列政策为其发展提供了广阔的空间；有了国家的大力支持，人工智能在中国的发展势不可挡。
文章来源：国家工业信息安全发展研究中心 编辑：茶茶
