數(shù)碼攝像專利技術(shù)研究

1、    數(shù)碼攝像專利技術(shù)研究patent analysis of digital camera魏衍亮【學科分類】科技法學【摘要】，“全民攝像”產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流遠遠超過傳統(tǒng)娛樂、媒體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流?？刂魄耙粩?shù)據(jù)流的專利會威脅那些適用后一數(shù)據(jù)流的標準、技術(shù)、產(chǎn)品，使之最終退出市場。我國該領域80%以上的發(fā)明專利申請來自國外企業(yè)，尤其日本企業(yè)公開的發(fā)明專利占大多數(shù)。本土企業(yè)公開的相關發(fā)明專利申請不到10%。憑借雄厚的專利實力，日本企業(yè)主導的標準、技術(shù)、產(chǎn)品可望長期占領我國數(shù)碼攝像軟硬件市場，并能深刻影響其他下游標準、技術(shù)、產(chǎn)品的發(fā)展前途?！娟P鍵詞】數(shù)碼 攝像 專

2、利 技術(shù) 研究【寫作年份】2007年【正文】     數(shù)碼攝像專利技術(shù)掃描      魏衍亮   （國家知識產(chǎn)權(quán)局）      一、數(shù)碼技術(shù)助推“全民攝像時代”   近幾年，全球數(shù)碼攝像機行業(yè)保持了每年一倍以上的增長速度。我國的市場增長更快。2005年，我國企業(yè)普遍啟動了數(shù)碼攝像機普及化工程。經(jīng)過兩年多的市場輔導，高清磁帶DV、DVD數(shù)碼攝像機、閃存攝像機，尤其大容量、廉價硬盤攝像機開始快速普及。此前，基于電腦的數(shù)碼攝像裝置先行一步，早

3、已有數(shù)千萬只的出貨量。因此，在目前熱銷的硬盤攝像機上市之前，我國數(shù)碼攝像早已經(jīng)風靡大江南北。受以下兩大因素影響，我國將逐步進入“全民攝像時代”。   首先，廉價數(shù)碼攝像機將成為普通家庭標配的電子產(chǎn)品。目前，家居生活所需的攝像設備已經(jīng)具備全民普及的價格和技術(shù)條件。國內(nèi)產(chǎn)品方面，一些大容量硬盤攝像機、攝像手機的價格已經(jīng)跌破2000人民幣。進口高端產(chǎn)品方面，一些優(yōu)秀產(chǎn)品已經(jīng)跌到5000人民幣。例如，某款進口硬盤攝像機有30G硬盤，可連續(xù)攝錄、存儲約21小時視頻，光學變焦可達12倍，數(shù)字變焦可達800倍。它外置2.7英寸液晶屏，內(nèi)置HDD智能硬盤保護系統(tǒng)，使用3G傳感器震動保護和視

4、頻緩存技術(shù)，能保護攝像機硬盤和硬盤內(nèi)的數(shù)據(jù)。它還具備“一鍵刻錄DVD”功能，可快速實施數(shù)據(jù)備份或DVD光盤刻錄。它的軟件操作系統(tǒng)還具有“序列索引”、“日期搜索”功能，使所有視頻或者靜止影像都能清晰顯示，輕松選擇，自由回放，隨意剪輯、修改、復制、傳播，用戶還可通過日期找到相應拍攝時間場景的視頻畫面。該款數(shù)碼攝像機的售價已經(jīng)跌到5000人民幣，使高端數(shù)碼攝像機也加入了市場普及運動。   從長遠看，基于無線寬帶通信的家庭遠程視頻看護也會得到普及。從國外專利文獻看，這種看護分家庭成員遠程看護和第三人代理的遠程看護，其中，單個家庭可能使用多個數(shù)碼攝像頭、服務器、存儲器、看護終端。這類

5、應用也將推動數(shù)碼攝像機成為普通家庭標配的電子產(chǎn)品。   其次，隨著數(shù)碼攝像技術(shù)的推廣，各行業(yè)將大規(guī)模采購、安裝、使用相關設備。例如，數(shù)碼攝像產(chǎn)品的價格已經(jīng)跌到基層金融機構(gòu)預期的心理底線，我國數(shù)以萬計的縣、鄉(xiāng)金融網(wǎng)點將從2007年開始啟動龐大的數(shù)碼攝像監(jiān)控建設工程。隨著設備價格的大大降低，以及布網(wǎng)、安裝、操作技術(shù)的高度便捷化，我國數(shù)以千萬計的工廠、倉庫、電梯、居民樓、辦公樓、路口、街道、廣場、體育館、商場、學校等也將啟動數(shù)碼攝像監(jiān)控的普及化工程。例如，一些社區(qū)已經(jīng)完成電梯、樓層、公共活動中心、出入口、路口和沿路的數(shù)碼攝像頭布網(wǎng)，并能開展實時報警、自動備份、自由檢索服務，其采購

6、、使用價格極為低廉，應用效果很好。   除了視頻監(jiān)控，一些用于醫(yī)療、教學、司法取證、3G通訊、視頻會議、可視電話、點對點IP通信的數(shù)碼攝像設備也將迅速普及。總體上看，除了家用市場，數(shù)碼攝像技術(shù)還會在人類生產(chǎn)、生活的其他方面得到普及。從目前的趨勢看，到2010年，我國數(shù)碼攝像軟硬件市場和信息服務市場將產(chǎn)生上千億元的產(chǎn)值，我國也將逐步進入“全民攝像時代”。從國外專利和商業(yè)布局的態(tài)勢看，在“全民攝像時代”，技術(shù)、商業(yè)領域會出現(xiàn)如下兩個趨勢：   （一）數(shù)碼攝像軟硬件產(chǎn)品正成為締造大量事實工業(yè)標準的急先鋒   攝像是信息采集、處理過程的第一個

7、步驟。這個步驟產(chǎn)生的多媒體信息是后面的存儲、播放、通訊、處理、網(wǎng)絡等設備所操作的對象和內(nèi)容。因此，后面各個步驟使用的設備、軟件、技術(shù)都要與第一個步驟兼容。在第一個步驟上控制全球工業(yè)標準的技術(shù)、產(chǎn)品體系會影響后面大量工業(yè)標準、專利、產(chǎn)品的布局。   正是看到這個趨勢，索尼、佳能、夏普、JVC等公司在2003年9月30日聯(lián)合推出了HDV技術(shù)標準聯(lián)盟，確立了高清數(shù)碼攝像機的發(fā)展方向。聯(lián)盟成員不但就HDV申請了注冊商標，還開展了大規(guī)模的產(chǎn)品布局、專利布局。例如，索尼公司就HDV文字申請了商標，在2004年推出了HDV HDR-FX1E攝像機，2005年推出了HDV HDR-HC1E

8、攝像機，2006年推出了HDV HDR-HC3E攝像機，加速了HDV技術(shù)標準的推廣。它還就HDV技術(shù)注冊了大量專利。   在下游標準方面，索尼、松下公司已經(jīng)聯(lián)手發(fā)布了應用于攝像機的高清晰DVD新標準AVCHD。它采用國際主流的MPEG4 AVC/H.264壓縮系統(tǒng)將視頻文件存儲到8厘米藍光DVD光盤，存儲速度高達18M/S，存儲容量較大，適合高清視頻數(shù)據(jù)的存儲與讀取?？傊?，目前熱銷的數(shù)碼攝像軟硬件產(chǎn)品正成為締造大量事實工業(yè)標準的急先鋒。嵌入這些產(chǎn)品的專利會成為掃除行業(yè)標準、技術(shù)、產(chǎn)品障礙的有力武器。   （二）數(shù)碼攝像產(chǎn)品與服務將締造IT領域新的支柱產(chǎn)業(yè)

9、   數(shù)碼攝像產(chǎn)品蘊藏著巨大的市場機會。目前，我國在這個領域已經(jīng)取得巨大成就。國內(nèi)設備和外圍硬件銷售已經(jīng)達到近兩百億元的規(guī)模，未來幾年可望超過一千億元。此外，我國生產(chǎn)的數(shù)碼攝像機約40%供出口，已銷往全球六十多個國家。我國某些產(chǎn)品已經(jīng)控制全球市場。例如，我國生產(chǎn)的紅外夜視一體化攝像機已經(jīng)占領全球約50%的市場份額。在相關信息服務市場，我國已經(jīng)出現(xiàn)一些數(shù)碼聯(lián)網(wǎng)打印、刻錄服務機構(gòu)，還出現(xiàn)了一些視頻監(jiān)控、安保服務機構(gòu)。我國基于互聯(lián)網(wǎng)的視頻通信技術(shù)已經(jīng)相當普及，使用點對點視頻通訊服務的用戶數(shù)以千萬計。隨著3G技術(shù)、移動寬帶技術(shù)的推廣，我國多媒體通訊將更加發(fā)達，除了無線多媒體通訊服務

10、，我國還會有一大批基于數(shù)碼攝像的信息服務產(chǎn)業(yè)會應運而生，逐步締造更大的市場空間?？傊?，在不久的將來，數(shù)碼攝像產(chǎn)品與服務將成為我國IT領域一個新的支柱產(chǎn)業(yè)。   二、數(shù)碼攝像技術(shù)的專利布局問題   在數(shù)碼攝像領域，國外，尤其日本企業(yè)部署的專利最多，而且國外企業(yè)就重要工業(yè)標準的基礎專利部署工作已經(jīng)基本就位。我國沒有本土企業(yè)參與國際產(chǎn)業(yè)、技術(shù)聯(lián)盟的建設工作，更沒有參與主流工業(yè)標準的研發(fā)工作，本土企業(yè)在國際主流標準、技術(shù)的發(fā)展方向上基本沒有話語權(quán)。實際上，我國大部分數(shù)碼攝像軟硬件供應商基本沒有部署任何發(fā)明專利，缺乏升級到行業(yè)高端的技術(shù)實力。從公開的專利文獻看，我

11、國企業(yè)也沒有出現(xiàn)積極開展相關專利挖掘、部署的態(tài)勢。從技術(shù)領域看，各國企業(yè)在我國公開的發(fā)明專利文獻主要分布在如下領域：   第一，CMOS技術(shù)。例如，200510022974.0號文獻涉及一種實現(xiàn)了圖像同時性的CMOS固體攝像器件及其制造方法。該器件包括：光信號存儲區(qū)，它設置在半導體襯底中；信號檢測區(qū)，它設置在上述半導體襯底中，與上述光信號存儲區(qū)隔離；晶體管，它將上述光信號存儲區(qū)和上述信號檢測區(qū)電連接；布線，它與上述信號檢測區(qū)連接；以及遮光膜，它與上述信號檢測區(qū)靠近設置，覆蓋該信號檢測區(qū)。200510024212.4號文獻涉及一種光電二極管及其制備方法，以及它在CMOS攝像傳

12、感器中的應用。該光電二極管包括硅襯底、硅鍺吸收層、單晶硅層、摻雜硅層、氧化硅層。它能應用于CMOS攝像傳感器，提高后者對光的敏感度和響應速度，同時抑制串擾的產(chǎn)生，提高了信噪比。   第二，曝光技術(shù)。例如，200480018333.1號文獻涉及一種數(shù)字成像中調(diào)整曝光的方法和系統(tǒng)，以及對應的裝置。該方法會結(jié)合成像調(diào)整攝像裝置的一個或多個曝光參數(shù)。該方法首先分析由原始圖像幀形成的柱狀圖，從柱狀圖指定一個或多個特殊值，并且將這些值與為它們設定的目標級進行比較；如果特殊值與目標級不同，則調(diào)整曝光參數(shù)以實現(xiàn)目標級。200610082147.5號文獻涉及一種攝像頭的自動曝光,自動增益控制

13、和自動白平衡方法和裝置。它利用采集來的數(shù)字圖像信號調(diào)節(jié)攝像頭成像質(zhì)量，使之獲得與環(huán)境相適應的良好圖像。它將圖像劃分為多個區(qū)域，統(tǒng)計每個區(qū)域的紅，綠，藍和亮度信號，利用所得信息同時調(diào)節(jié)所成圖像色彩的明暗度和色彩平衡度，獲得理想效果的圖像。   第三，聚焦技術(shù)。例如，98107054.X號文獻涉及一種自動聚焦攝像機。97114787.6號文獻涉及一種視頻變焦距方法和采用該方法的攝像機。03136023.8號文獻涉及一種自動焦點調(diào)節(jié)裝置，包括以下部件：受光部件，它把被拍攝物攝像為數(shù)字圖像；光學部件，它用于把來自被拍攝物的光引導到上述受光部件；分像棱鏡，它可以在上述光學部件的光路中

14、的該受光部件的受光面前面的位置與該光學部件的光路外的位置之間移動；控制部件，它檢測基于通過該分像棱鏡的光線的視頻信號的偏移量，并根據(jù)該偏移量，進行上述光學部件的焦點調(diào)節(jié)。   第四，控制技術(shù)。例如，200510082167.8號文獻涉及一種數(shù)字攝像機的遙控裝置。200410049724.1號文獻涉及一種攝像機拍攝方位數(shù)字聲控定向方法，包括以下步驟：(1)建立終端方位映射表；(2)各終端上的聲音采集設備采集聲音數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)IP網(wǎng)絡傳送到控制主機；(3)控制主機對語音數(shù)字信號實時檢測，并對各終端送來的語音數(shù)據(jù)進行分析，獲得各終端上語音音量值；(4)將各終端的語音音

15、量進行比較，獲得當前發(fā)言終端；(5)判斷當前發(fā)言者是否已經(jīng)處在攝像機拍攝范圍之中，如果在攝像機拍攝范圍之中，則回到步驟(3)，否則，到步驟(6)；(6)以當前終端參數(shù)調(diào)整攝像機拍攝方位，并回到步驟(3)。   此外，200510092606.3號文獻涉及一種圖像攝取設備及其控制方法。在拍攝期間，設備能通過圖像處理確定被攝對象的狀態(tài)和按照確定結(jié)果執(zhí)行重新拍攝或給出提示重新拍攝的警告，從而方便用戶拍攝到最佳圖像。200410053170.2號文獻涉及一種個人視頻錄像機系統(tǒng)及攝像節(jié)目編輯方法。200510006466.3號文獻涉及一種攝像裝置、攝像裝置的控制方法和攝像裝置的控制程

16、序。   第五，攝像系統(tǒng)。例如，200480012691.1號文獻涉及一種攝像系統(tǒng)，包括攝像裝置，以及與該攝像裝置進行通信的通信終端。通信終端包括攝像限制信號產(chǎn)生單元。攝像裝置包括攝像限制信號接收單元、攝像限制單元。前者能夠控制后者的攝像工作狀態(tài)。01130713.7號文獻涉及一種分布式數(shù)字視頻系統(tǒng)和視頻處理方法及數(shù)字視頻控制器。01124129.2號文獻涉及一種影音式網(wǎng)絡攝像系統(tǒng)。它能利用數(shù)字錄像機將聲音、影像儲存或利用網(wǎng)絡瀏覽器將聲音影像同步、實時播放。200410004775.2號文獻涉及一種嵌入了網(wǎng)絡集線器的網(wǎng)絡攝像機系統(tǒng)。03158510.8號文獻涉及一種攝像裝置

17、芯片組及圖像拾取系統(tǒng)。其中，DSP芯片中包含的時序產(chǎn)生電路和數(shù)字信號處理電路由CMOS晶體管構(gòu)成；攝像芯片中包含的多個單位像素和水平掃描電路及垂直掃描電路由同一導電型的晶體管構(gòu)成。   第六，攝像方法。例如，200410008793.8號文獻涉及一種用于數(shù)字攝像裝置的色偏自動校正方法。200410071424.3號文獻涉及一種自動設定分辨率的攝影設備及其方法。200410047796.2號文獻涉及一種用于自動設定壓縮格式的攝影設備及其方法。200610089608.1號文獻涉及一種數(shù)字攝像裝置的圖像相框處理方法及其系統(tǒng)。200580003128.2號文獻涉及一種用于拍攝設備

18、的控制方法、控制設備和控制程序。200410085284.5號文獻涉及一種固體攝像元件的驅(qū)動方法。01119826.5號文獻涉及一種在攝像系統(tǒng)中映射查表的裝置及方法。01141530.4號文獻涉及一種攝像設備中的高速校準方法與系統(tǒng)。00124611.9號文獻涉及一種數(shù)字影像攝像裝置中影像定位的方法。00108222.1號文獻涉及一種幀轉(zhuǎn)換器和轉(zhuǎn)換方法以及數(shù)字攝像機與監(jiān)視系統(tǒng)。   第七，攝像裝置。例如，03105441.2號文獻涉及一種具有圖像記錄模式切換功能的攝像機。94106945.1號文獻涉及一種數(shù)字式攝像機。94104323.1號文獻涉及一種數(shù)字視頻攝像裝置。031

19、58758.5號文獻涉及一種成像設備、記錄、再現(xiàn)設備。其中，圖像實時顯示在尋像器上。在尋像器模式下，CCD接口把圖像生成單元提供的圖像數(shù)據(jù)水平分量稀化為三分之一，還實現(xiàn)伽馬校正等，將圖像數(shù)據(jù)傳送到攝像機。攝像機對圖像數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)變換和解像度變換，最后把數(shù)據(jù)發(fā)送到尋像器。   第八，色彩控制技術(shù)。例如，97109719.4號文獻涉及一種數(shù)字攝像機的彩色濾波裝置及其實施方法。該裝置包括一個亮度處理器、彩色信號處理器、控制單元、用于存貯彩色數(shù)據(jù)的彩色存貯器。其中，彩色存貯器由控制單元控制，當控制單元切斷彩色處理器的輸出時，提供一個由用戶選定的彩色數(shù)據(jù)，從而完成彩色濾波，并將選定的

20、彩色數(shù)據(jù)與亮度數(shù)據(jù)相組合。   第九，圖像處理技術(shù)。例如，200410102850.9號文獻涉及一種實現(xiàn)動態(tài)圖像特效處理的電腦攝像頭及方法。200510137442.1號文獻涉及一種可實現(xiàn)圖像顯示格式轉(zhuǎn)換的數(shù)字攝像裝置及方法。200410053044.7號文獻涉及一種基于圖像信息處理技術(shù)的壓力測量與分析裝置。03125551.5號文獻涉及一種圖像處理設備，圖像處理方法，記錄介質(zhì)及程序。200410059749.X號文獻涉及一種圖像信號處理裝置。99816096.2號文獻涉及一種使用編程的并行計算機實現(xiàn)圖像處理功能和控制的技術(shù)。03818617.9號文獻涉及一種攝像系統(tǒng)及圖像

21、處理程序。其中，攝像系統(tǒng)在動態(tài)情況下取得對噪聲產(chǎn)生影響的信號電平，以及拍攝時的CCD溫度、曝光時間、增益等的要素，通過噪聲推測部，如以像素單位來推測CCD上的噪聲電平，通過降噪部來抑制影像信號中該噪聲電平以下的信號成分，并根據(jù)光學黑區(qū)域的信號的方差和溫度的相關關系，在噪聲推測部內(nèi)推測CCD的溫度，還以噪聲推測部計算信號電平并把其作為局部區(qū)域的平均值。   第十，數(shù)據(jù)存儲、處理技術(shù)。例如，99108506.X號文獻涉及一種存儲不間斷數(shù)字視頻流的方法和裝置。02123321.7號文獻涉及一種用于在數(shù)字攝像機和主機間傳送數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)。02144215.0號文獻涉及一種記錄裝置

22、及其控制方法和記錄媒體。   第一，全景顯示技術(shù)。例如，200480018781.1號文獻涉及一種提供矩形格式的實時全景視頻圖像的方法：提供全景環(huán)狀透鏡系統(tǒng)來捕獲360°可視環(huán)狀圖像；將該360°可視環(huán)狀圖像聚焦在攝像機像平面上；將上述輸出的數(shù)據(jù)信號發(fā)送到個人計算機；使用該個人計算機將環(huán)狀圖像展開為至少30fps速率的，實質(zhì)上無失真的矩形圖像；在可視顯示器上呈現(xiàn)該矩形圖像。   第十二，監(jiān)控方法。例如，200510088799.5號文獻涉及一種利用無線終端對家庭環(huán)境進行監(jiān)控的系統(tǒng)及實現(xiàn)方法。00100425.5號文獻涉及一種碼頭、船艙

23、數(shù)字視頻實時監(jiān)控系統(tǒng)及方法。02115324.8號文獻涉及一種多媒體智能監(jiān)控方法和系統(tǒng)。02800433.7號文獻涉及一種在視頻監(jiān)視系統(tǒng)中輸出視頻圖像的方法。01803285.0號文獻涉及一種跟蹤一幅數(shù)字圖象中的一個感興趣的目標的方法和裝置。200410073060.2號文獻涉及一種被動攝像及傳送方法，還涉及CMOS影像傳感器和CCD構(gòu)成的攝像裝置，以及攝像手機。攝像裝置通過一接收單元接收一命令信息，當命令信息被一處理單元確認為正確時，處理單元使攝像裝置進入攝像狀態(tài)，攝取視場內(nèi)的成像信息，并將成像信息發(fā)送到顯示裝置。   第十三，監(jiān)控裝置。例如，00127443.0號文獻涉

24、及一種家庭遠程醫(yī)療監(jiān)護和咨詢智能系統(tǒng)。200410053048.5號文獻涉及一種具有交通監(jiān)控專用功能的智能攝像機及其智能攝像方法。02136064.2號文獻涉及一種壓縮顯示單元與手提記錄單元有線或無線相連的數(shù)字攝像機。該攝像機包括：攝像處理壓縮顯示單元、手提式的記錄重放單元、將上述攝像處理壓縮顯示單元和上述記錄重放單元有線或無線連接的雙向傳輸單元。02800960.6號文獻涉及一種基于個人計算機的帶有多個USB攝像機的數(shù)字錄像機系統(tǒng)，該系統(tǒng)可處理多臺串聯(lián)的位于距該系統(tǒng)長達50米遠的USB攝像機發(fā)送的多信道數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。   第十四，視頻遙感繪圖技術(shù)。例如，200510003

25、365.0號文獻涉及一種地理數(shù)據(jù)收集裝置，包含測定對象物的測定點的數(shù)字圖像的攝像部；GPS裝置；檢出拍攝方向的方位傳感器；顯示拍攝圖像的顯示部；接收用以校正上述GPS裝置的測定結(jié)果的校正信息的接收部；以及基于校正信息校正該測定結(jié)果求出校正位置數(shù)據(jù)，并將該攝像部取得的圖像與校正位置數(shù)據(jù)關聯(lián)后存儲到存儲部的控制運算部。   第十五，顯微攝像技術(shù)。例如，99109743.2號文獻涉及一種用于顯微鏡的采用數(shù)字攝像機的圖象處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：機架，數(shù)字攝像機安放在其上；固定裝置，用于將所述機架連接到顯微鏡的連接器上；設置在固定裝置中的放大透鏡，用于放大由顯微鏡管中的物鏡放大的圖象；設置在固定裝置中的球差校正透鏡，用于校正由包含在數(shù)字攝像機中的透鏡引起的球差；和設置在固定裝置中的