摘 要：【目的】應(yīng)用場景需求的不斷提高，使得人們對(duì)成像設(shè)備的收音效果提出了更高的要求，有必要對(duì)成像裝置外設(shè)收音設(shè)備進(jìn)行相關(guān)探究?！痉椒ā客ㄟ^不同收音方式外設(shè)設(shè)備對(duì)應(yīng)的市場主體及相關(guān)申請(qǐng)人兩條線，對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的專利布局進(jìn)行分析，對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)中的重點(diǎn)主題進(jìn)行專利技術(shù)演進(jìn)分析?！窘Y(jié)果】相關(guān)領(lǐng)域的重要申請(qǐng)主體和產(chǎn)業(yè)主體均以國外企業(yè)為主?！窘Y(jié)論】外國成像裝置生產(chǎn)商在相關(guān)產(chǎn)業(yè)中存在明顯先發(fā)優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：成像設(shè)備；收音；產(chǎn)業(yè)分析；專利分析

中圖分類號(hào)：G306? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號(hào)：1003-5168（2024）07-0133-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.07.027

Analysis on the Industry and Patent Technology of Imaging Device Peripheral Acoustics Equipment

DAI Weili

（Patent Examination Cooperation SiChuan Center of the Patent Office，CNIPA，Chengdu 610213，China）

Abstract：[Purposes] By analyzing the distribution trend and key applicants of patents related to imaging device peripheral acoustics equipment.[Methods] This paper analyzes the patent layout of related industries from two perspectives： the market entities corresponding to peripheral devices corresponding to different Acoustics methods and relevant applicants， and analyzes the evolution of patent technology on key themes in related industries.[Findings] The important applicants and industrial entities in the relevant fields are mainly foreign enterprises.[Conclusions] Foreign imaging device manufacturers have obvious first-mover advantages in related industries.

Keywords： imaging equipment; acoustics reception; industry analysis; patent analysis

0 引言

19世紀(jì)末期，人類開始研究可以將視覺信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)記錄的方法，攝像技術(shù)及其相關(guān)裝置應(yīng)運(yùn)而生。早期的攝像裝置主要采用旋轉(zhuǎn)鼓或者電子掃描的方式完成成像過程，上述兩種技術(shù)僅涉及圖像的采集和再現(xiàn)，并未考慮相關(guān)聲音信息的記錄，因而早期的成像作品（如電影）均為默片［1］。直到成像裝置發(fā)展為數(shù)字化攝像機(jī)之后，其才具備了同時(shí)拍攝視頻和音頻的技術(shù)。成像設(shè)備在采集當(dāng)前圖像的同時(shí)，其自帶的收音設(shè)備（如話筒或麥克風(fēng)）同時(shí)也可以完成對(duì)成像設(shè)備周圍環(huán)境聲音信息的采集。然而，應(yīng)用場景需求的不斷提高，使得人們對(duì)成像設(shè)備的收音效果也提出了更高的要求。例如，在拍攝采訪視頻時(shí)，記者或主持人和成像設(shè)備之間有一定距離，使用原有采集周圍環(huán)境聲音的方式無法達(dá)到采集相關(guān)人員聲音的效果，因此需要借助外設(shè)音頻采集設(shè)備（如麥克風(fēng)或話筒）來保證音視頻的采集效果。本研究從產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成以及市場競爭主體兩個(gè)方面對(duì)涉及成像裝置外設(shè)收音設(shè)備的產(chǎn)業(yè)概況進(jìn)行分析，同時(shí)結(jié)合相關(guān)領(lǐng)域?qū)＠季?，以重點(diǎn)申請(qǐng)人蘋果公司為例進(jìn)行技術(shù)演進(jìn)分析。

1 產(chǎn)業(yè)分析

目前外設(shè)收音設(shè)備的相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈主要分為上游的研發(fā)層和下游的代工層兩部分（如圖1所示）。其中，上游的研發(fā)層主要以老牌傳統(tǒng)的成像設(shè)備制造商為主，其對(duì)與成像設(shè)備配套使用的設(shè)備進(jìn)行研究，包括但不限于外設(shè)收音設(shè)備、外設(shè)補(bǔ)光設(shè)備、可拆卸鏡頭、腳架機(jī)構(gòu)、云臺(tái)機(jī)構(gòu)、遙控成像模塊等。下游的代工層主要以代工廠基于上游的研發(fā)層制造的設(shè)備，在相關(guān)應(yīng)用場景下的改良功能性模塊為主，如在采訪場景下使用同一成像設(shè)備的一拖多收音設(shè)備完成多目標(biāo)收音，或是在遠(yuǎn)程成像時(shí)遙感完成遠(yuǎn)距離指向性收音等。

2 專利分析

以incopat專利分析數(shù)據(jù)庫為工具，對(duì)相關(guān)專利文獻(xiàn)進(jìn)行檢索。并結(jié)合人工標(biāo)引對(duì)獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪、去重處理。檢索關(guān)鍵詞和分類號(hào)如下。

關(guān)鍵詞：相機(jī)、攝像機(jī)、手機(jī)、成像、錄像、錄影、camera？、imag+、record+、mobile？、handset？，無線、遠(yuǎn)程、外接、wireless、remot+、external，麥克風(fēng)、話筒、microphone、MIC。

分類號(hào)：A63F13，H03H9。

2.1 申請(qǐng)趨勢(shì)和授權(quán)趨勢(shì)分析

成像裝置外設(shè)收音設(shè)備專利申請(qǐng)及授權(quán)趨勢(shì)如圖2所示。自數(shù)字化攝像機(jī)誕生以來，隨著音頻收集開始成為成像采集的一部分，與外設(shè)收音設(shè)備相關(guān)技術(shù)的申請(qǐng)量進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期。在1995年之前，相關(guān)領(lǐng)域的申請(qǐng)量從未突破100件，1996年申請(qǐng)量突破100件之后呈現(xiàn)井噴式增長，并在2018年達(dá)到了最大值487件。而相關(guān)領(lǐng)域授權(quán)專利數(shù)量與申請(qǐng)數(shù)量趨同，并在2017年達(dá)到峰值266件?？紤]到之后的申請(qǐng)存在尚未公開的情況，同時(shí)近幾年的專利申請(qǐng)尚在審查過程中，因而可以判斷相關(guān)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量和授權(quán)量在未來會(huì)保持增長勢(shì)頭。

2.2 重點(diǎn)申請(qǐng)人排名分析

相關(guān)領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)人排名如圖3所示。由圖3可知，相關(guān)領(lǐng)域排名靠前的申請(qǐng)人均為國外企業(yè)。其中，蘋果公司以270件申請(qǐng)、189件授權(quán)包攬了該領(lǐng)域申請(qǐng)、授權(quán)數(shù)量的第一名；三星以189件申請(qǐng)、77件授權(quán)排名第二。在申請(qǐng)數(shù)量方面，谷歌以110件申請(qǐng)位列第三，之后依次為奧迪康、索尼愛立信、INTOUCH、摩托羅拉、英特爾、高通、微軟；在授權(quán)數(shù)量方面，奧迪康以73件授權(quán)位列第三，谷歌屈居第四。而相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)申請(qǐng)人較少，且以高校為主。由此可見，外國企業(yè)已經(jīng)在相關(guān)領(lǐng)域的專利布局形成壟斷，且主要以成像裝置的原研機(jī)構(gòu)為主（蘋果、三星、索尼愛立信、摩托羅拉），專用外設(shè)開發(fā)機(jī)構(gòu)為輔（谷歌、奧迪康、INTOUCH），而國內(nèi)申請(qǐng)人在相關(guān)領(lǐng)域尚未深耕。

3 重點(diǎn)申請(qǐng)人核心技術(shù)演進(jìn)分析

鑒于蘋果公司在相關(guān)領(lǐng)域的申請(qǐng)量和授權(quán)量均為第一，對(duì)蘋果公司在相關(guān)領(lǐng)域的專利技術(shù)演進(jìn)路線進(jìn)行分析。蘋果公司是全球知名的科技巨頭，成立于1976年，由史蒂夫·喬布斯、斯蒂夫·蓋瑞·沃茲尼亞克和羅納德·杰拉爾德·韋恩共同創(chuàng)立。在創(chuàng)立初期，蘋果公司以帶有圖形系統(tǒng)的個(gè)人電腦作為主要產(chǎn)品，并在成立同年推出了第一款個(gè)人電腦，此后數(shù)年持續(xù)推出新的個(gè)人電腦系列。直到2007年，蘋果公司推出了第一款iPhone［2］，正式進(jìn)軍成像設(shè)備領(lǐng)域，并且每年都推出帶有更好成像功能的手機(jī)產(chǎn)品及其相關(guān)外設(shè)［3］。

如前文所述，蘋果公司于2007年1月9日推出了第一款iPhone，這款手機(jī)引入了觸摸屏和多點(diǎn)觸控技術(shù)，使用虛擬控件的方式取代了當(dāng)時(shí)普遍使用的物理鍵盤。當(dāng)時(shí)該款手機(jī)搭載200萬像素的后置攝像頭，為保證該設(shè)備音頻的采集和放送效果，蘋果公司在同年申請(qǐng)了相關(guān)領(lǐng)域的第一件專利（AU2007292473）。其在第一代iPhone上附帶可以完成金屬連接的耳機(jī)插孔，附帶有麥克風(fēng)的耳機(jī)通過有線連接的方式與手機(jī)接通，用戶在使用后置攝像頭進(jìn)行錄像時(shí)，該麥克風(fēng)可以完成對(duì)用戶的音頻采集，從而達(dá)到更好的成像效果。自此，蘋果公司開始在外設(shè)麥克風(fēng)領(lǐng)域逐年持續(xù)申請(qǐng)專利。然而前述技術(shù)方案需要依賴有線連接，用戶需要手持成像設(shè)備且佩戴耳機(jī)，無法在遠(yuǎn)距離場景下使用。

2008年，蘋果公司推出了iPhone3G，相較于前代產(chǎn)品，3G通信技術(shù)大大提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋徊⒃谕晖瞥隽藷o線近場通信耳機(jī)（AU2008268591），相較于手機(jī)直接連接有線耳機(jī)，該耳機(jī)設(shè)置了新的中間件。該中間件作為近場信號(hào)發(fā)射接收機(jī)以有線的方式連接手機(jī)，而后與帶有麥克風(fēng)的耳機(jī)以藍(lán)牙的方式進(jìn)行連接，耳機(jī)經(jīng)由藍(lán)牙可直接與手機(jī)的藍(lán)牙進(jìn)行配對(duì)。因此，用戶可以在與成像設(shè)備有一定距離的情況下，完成成像與遠(yuǎn)距離聲音采集。上述方式被廣泛應(yīng)用于媒體采訪場景和個(gè)人自述場景。

2011年，蘋果公司推出了iPhone4S，該款手機(jī)首次引入了虛擬助手Siri，使得用戶可以通過語音指令來操作手機(jī)。此外，攝像頭進(jìn)一步升級(jí)到800萬像素，并支持1 080p高清視頻錄制，使得iPhone成為主流的便攜式數(shù)碼相機(jī)，但同時(shí)用戶的拍攝體驗(yàn)要求也隨之提高。為此，蘋果公司在近幾年基于提升用戶拍攝體驗(yàn)的目的申請(qǐng)了相關(guān)專利。例如，在WOUS10025927中，可以對(duì)麥克風(fēng)進(jìn)行獨(dú)立開啟或關(guān)閉；在WO2011150403中，通過對(duì)手機(jī)設(shè)置定向型麥克風(fēng)（槍麥）完成收音。此前槍麥一直被廣泛應(yīng)用于相機(jī)外設(shè)中，這也是首次將槍麥直連到手機(jī)設(shè)備中，從而讓收音效果更好。同時(shí)為了與手機(jī)助手Siri配套，蘋果公司在2012年申請(qǐng)了語音操作的成像裝置（AU2012202122）。用戶可以通過與手機(jī)有一段距離的無線麥克風(fēng)完成語音輸入，該語音輸入中可包含帶有操作指令的關(guān)鍵詞，手機(jī)端在完成語音識(shí)別之后，可以選擇開啟攝像頭并錄像或停止錄像，用戶不再需要提前在手機(jī)上進(jìn)行設(shè)置，就可以完成視頻錄制。然而在實(shí)際使用過程中，很多用戶可能會(huì)在視頻錄制過程中誤觸發(fā)操作指令關(guān)鍵詞，從而導(dǎo)致攝像頭無法按照用戶的使用意愿進(jìn)行開啟/關(guān)閉。因此蘋果公司在次年對(duì)上述方案進(jìn)行了改良（WO2013173838），在遠(yuǎn)程麥克風(fēng)上添加了指紋識(shí)別模塊，用戶在發(fā)出指令之前需要通過指紋識(shí)別解鎖麥克風(fēng)，在錄制過程中可有效防止語音識(shí)別誤操作。

自2014年之后，蘋果公司在麥克風(fēng)的改良方向上有兩個(gè)分支，其中一個(gè)為對(duì)拍攝參數(shù)的修改。例如，在AU2014256357中，可以通過麥克風(fēng)觸控方式的不同來調(diào)整相機(jī)的焦距，省去了語音調(diào)整的時(shí)耗；在US20190164344A1中，可以通過語音輸入完成對(duì)拍攝場景的識(shí)別從而調(diào)整拍攝參數(shù)；US20200252740A1更是提供了響應(yīng)于麥克風(fēng)語音輸入可自動(dòng)定位場景中的可識(shí)別目標(biāo)并調(diào)整拍攝，如在合唱時(shí)可實(shí)時(shí)定位獨(dú)唱者。

另一個(gè)分支為對(duì)麥克風(fēng)本身使用體驗(yàn)的提升。例如，在WO2014200731中，手機(jī)端和麥克風(fēng)可以在找不到對(duì)端的情況下強(qiáng)行發(fā)射控制信號(hào)讓對(duì)端發(fā)聲，方便用戶在僅擁有一個(gè)設(shè)備的情況下快速尋找到另一個(gè)設(shè)備。而為了解決麥克風(fēng)的續(xù)航問題，US20160094076A1提供了一種手機(jī)端可以直接通過耦合充電的方式向麥克風(fēng)臨時(shí)供電的方式，從而增加麥克風(fēng)的使用時(shí)間。同一時(shí)期，蘋果還注重多麥克風(fēng)的收音體驗(yàn)。例如，麥克風(fēng)響應(yīng)于多個(gè)成像裝置的連接情況，自動(dòng)接入信號(hào)最好的成像設(shè)備（WO2016003509）；多個(gè)麥克風(fēng)在綁定同一個(gè)成像設(shè)備時(shí)，可以實(shí)時(shí)擇一進(jìn)行智能收音而對(duì)其他麥克風(fēng)進(jìn)行閉麥處理（AU2016320681、WO2018213506A2）；麥克風(fēng)脫離主體完成噪聲識(shí)別和智能降噪處理（JP6924891B2）；多個(gè)麥克風(fēng)通過藍(lán)牙同時(shí)連接手機(jī)并完成并行收錄，從而不再需要外接發(fā)射器（US20200252740A1）。

4 結(jié)語

如前所述，在專利方面，以蘋果、三星、奧迪康、索愛等為代表的國外企業(yè)幾乎占領(lǐng)了相關(guān)領(lǐng)域的專利布局，以成像設(shè)備為研發(fā)核心，并創(chuàng)造對(duì)應(yīng)的外設(shè)，從而完成“專利叢林”打造［4］。然而在市場方面，國內(nèi)的制造業(yè)企業(yè)卻在國外企業(yè)的影響下，在市場中打出了屬于自己的一片天地。以大疆、猛犸、紐曼、唱吧等為代表的國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)成功占領(lǐng)非特定指向型外設(shè)（如有極大兼容性的相機(jī)或安卓手機(jī)等）的市場。

在專利布局方面，國外企業(yè)依靠其在成像設(shè)備上的先發(fā)技術(shù)優(yōu)勢(shì)持續(xù)推進(jìn)。不局限于將外設(shè)麥克風(fēng)打造成簡單的收音裝備，而是讓其具備更多的功能以適應(yīng)更復(fù)雜的應(yīng)用場景。而國內(nèi)的外設(shè)制造企業(yè)由于缺乏在成像領(lǐng)域本體上的研發(fā)，主要以在原有技術(shù)基礎(chǔ)上改良外形和適配性為主，在專利布局方面處于劣勢(shì)。目前，國內(nèi)銷量最高的大疆擁有自主成像設(shè)備（如osmo），但尚未具備進(jìn)一步開拓專利池的能力。

在具體技術(shù)層面，隨著AI在各個(gè)電子元器件上的應(yīng)用，其在外設(shè)上使用的可能性已然增加。通過將原有手機(jī)/相機(jī)功能集成到外設(shè)麥克風(fēng)上，進(jìn)一步降低成像裝置負(fù)載和用戶的使用門檻。有理由相信，隨著未來AI算法精度的提高，視頻錄制體驗(yàn)將更加優(yōu)化。此外，由于麥克風(fēng)天然自帶語音輸入功能，而以ChatGPT為典型的AI學(xué)習(xí)機(jī)器人會(huì)更加優(yōu)化用戶的使用體驗(yàn)和功能。另外，小型可控核聚變電池的研究也正在穩(wěn)步推進(jìn)，未來成像設(shè)備的外設(shè)會(huì)朝更加智能化、集成化、耐久化的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

［1］付洪滿.李園澍.攝像器件發(fā)展史上的三個(gè)里程碑［J］.信息與電腦（理論版），2013（6）：184-185.

［2］河上曼陀羅.iPhone簡史［EB/OL］.（2023-03-11）［2023-08-20］.https：//mbd.baidu.com/newspage/data/landingsuper？pageType=1&_refluxos=a10&context=%7B%22nid%22%3A%12322news_9376213911158985510%22，%22ssid%22%3A%22%22%7D.

［3］聚師網(wǎng)訊：蘋果公司的歷史發(fā)展解析［EB/OL］.（2023-07-14）［2023-08-20］.https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1771359342232577962&wfr=spider&for=pc.

［4］JAKUB H，DOMINIK K.Evaluation of development of Apple Inc. stock price time series［C］.SHS Web of Conferences.2022

收稿日期：2023-10-08

作者簡介：戴維理（1989—），男，碩士，知識(shí)產(chǎn)權(quán)師，研究方向：通信領(lǐng)域?qū)＠麑彶椤?/p>