基于專(zhuān)利引文的智能安防技術(shù)子域和技術(shù)原理挖掘

陳悅　祝嘉歡　宋凱　汪玲

摘 要：本文以Derwent專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)和WoS引文數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)源，從技術(shù)供給側(cè)探索智能安防技術(shù)發(fā)展的知識(shí)空間。作為技術(shù)知識(shí)的主要載體，專(zhuān)利的論文引文和專(zhuān)利引文反映了技術(shù)原理和技術(shù)單元對(duì)技術(shù)發(fā)展的支撐作用。本文采用LDA模型對(duì)主題進(jìn)行分類(lèi)，進(jìn)一步利用專(zhuān)利—論文混合共被引分析方法，識(shí)別出對(duì)智能安防技術(shù)發(fā)展具有推動(dòng)作用的基礎(chǔ)研究，為我國(guó)推進(jìn)安防及相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用提供一定的理論參考。

關(guān)鍵詞：智能安防技術(shù);LDA主題模型;專(zhuān)利—論文混合共被引分析;技術(shù)原理

中圖分類(lèi)號(hào)：G353.1;TU89? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1671-0037（2020）3-57-14

DOI：10.19345/j.cxkj.1671-0037.2020.03.007

1 引 言

智能安防技術(shù)是指包含圖像傳輸和存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理等技術(shù)的具有綜合性的復(fù)雜系統(tǒng)，隨著現(xiàn)代安防系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系的日益緊密，人工智能化成為安防行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。任何技術(shù)的發(fā)展都是由內(nèi)在的技術(shù)體系發(fā)展和外在的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求而決定的。我國(guó)的安防行業(yè)發(fā)展迅速，主要得益于國(guó)家政策支持、市場(chǎng)需求旺盛和技術(shù)的不斷進(jìn)步。2016年以來(lái)，國(guó)家層面發(fā)布了數(shù)十項(xiàng)與安防相關(guān)的政策，其中，《中國(guó)安防行業(yè)“十三五”（2016—2020年）發(fā)展規(guī)劃》[1]明確指出：“十三五”期間，產(chǎn)品和服務(wù)邁向中高端水平，安防制造向規(guī)?；?、自動(dòng)化、智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)。但從技術(shù)發(fā)展的本質(zhì)而言，技術(shù)體系內(nèi)部的技術(shù)知識(shí)結(jié)構(gòu)還是最為根本的。本文正是基于此從技術(shù)供給的視角對(duì)智能安防技術(shù)予以知識(shí)解構(gòu)，為我國(guó)智能安防的持續(xù)性發(fā)展提供理論參考。

專(zhuān)利文獻(xiàn)是進(jìn)行技術(shù)知識(shí)解構(gòu)的適用數(shù)據(jù)資源，專(zhuān)利引文是技術(shù)原理性知識(shí)（科學(xué)論文）和應(yīng)用性知識(shí)（技術(shù)專(zhuān)利）之間產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的媒介。引文分析法是一種揭示知識(shí)關(guān)聯(lián)的重要方法，專(zhuān)利引文分析一直是專(zhuān)利文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)中的重要內(nèi)容，主要包括兩種關(guān)系：專(zhuān)利引用專(zhuān)利和專(zhuān)利引用論文。專(zhuān)利和論文之間的引用關(guān)系體現(xiàn)了基礎(chǔ)研究對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的重要影響。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外已取得的研究成果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)這些研究大都圍繞以下四個(gè)方面展開(kāi)[2]：①對(duì)專(zhuān)利進(jìn)行聚類(lèi)[3-4];②對(duì)技術(shù)進(jìn)行評(píng)估和識(shí)別[5-7];③知識(shí)流動(dòng)分析[8-10];④分析基礎(chǔ)研究對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的影響[11-14]。在大多數(shù)研究中，僅以專(zhuān)利引用專(zhuān)利或?qū)＠谜撐淖鳛榉治鰧?duì)象，并未將二者結(jié)合起來(lái)進(jìn)行研究，因而本文基于智能安防技術(shù)專(zhuān)利數(shù)據(jù)，采用LDA模型對(duì)主題進(jìn)行分類(lèi)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步利用關(guān)鍵詞共現(xiàn)和專(zhuān)利—論文混合共被引分析方法（圖1），探索智能安防技術(shù)發(fā)展的知識(shí)空間，識(shí)別出對(duì)智能安防技術(shù)發(fā)展具有推動(dòng)作用的基礎(chǔ)研究，為我國(guó)推進(jìn)安防及相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用提供一定的理論參考。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源

根據(jù)智能安防技術(shù)體系，結(jié)合國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公布的智能安防檢索詞表，并經(jīng)智能安防領(lǐng)域?qū)＜抑笇?dǎo)，制作出智能安防關(guān)鍵詞表（附表）。依據(jù)此詞表，在專(zhuān)家指導(dǎo)下對(duì)各個(gè)技術(shù)關(guān)鍵詞之間的概念層次關(guān)系和引用關(guān)系進(jìn)行梳理，對(duì)這些檢索詞進(jìn)行整理后增加通配符，并用智能和安防進(jìn)行主題限定，確定了具有概念層級(jí)關(guān)系的智能安防技術(shù)檢索式①，在Derwent專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索到17 280條智能安防專(zhuān)利文獻(xiàn)（圖1，檢索時(shí)間：2019年1月）。

如圖2所示，在全球范圍內(nèi)，20世紀(jì)90年代初智能安防技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)量呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。尤其是2010年人工智能進(jìn)入爆發(fā)式增長(zhǎng)期以及大數(shù)據(jù)、云計(jì)算支撐人工智能產(chǎn)業(yè)的再次爆發(fā)，通過(guò)與互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，可以有效地處理龐大的數(shù)據(jù)，智能安防技術(shù)也由此邁入新的階段。

3 基于LDA主題模型的智能安防領(lǐng)域技術(shù)子域劃分

專(zhuān)利所引用的論文反映了基礎(chǔ)研究與技術(shù)創(chuàng)新之間的聯(lián)系，對(duì)于技術(shù)的發(fā)展具有重要的作用。通過(guò)專(zhuān)利引用文獻(xiàn)的分析，可以反映出不同技術(shù)主題所對(duì)應(yīng)的理論研究基礎(chǔ)，為技術(shù)的發(fā)展等提供理論支撐。本文利用LDA主題模型和LDAvis交互式的主題模型可視化來(lái)進(jìn)行主題提取和可視化。LDA是一種文檔主題生成模型，即認(rèn)為一篇文章中的每個(gè)單詞都是以一個(gè)特定概率來(lái)選擇某個(gè)特定主題，并以一定概率從這個(gè)主題中選擇某個(gè)詞語(yǔ)。利用LDA主題模型從每條專(zhuān)利標(biāo)題中提取出有價(jià)值的文本信息，并采用“平均輪廓系數(shù)”確定最佳聚類(lèi)數(shù)目，然后通過(guò)構(gòu)建模型來(lái)得到聚類(lèi)結(jié)果。輪廓系數(shù)是用來(lái)評(píng)價(jià)聚類(lèi)效果好壞的一種方法，根據(jù)不同類(lèi)別下的輪廓系數(shù)走勢(shì)來(lái)尋找最佳的聚類(lèi)數(shù)目，一般將畸變程度最大處作為最佳值。分別選取聚類(lèi)數(shù)2～8進(jìn)行迭代，最終選取最佳聚類(lèi)數(shù)目為5（圖3）。

為了更好地解讀每個(gè)主題的意義，采用LDAvis[15]將LDA主題模型的分析結(jié)果進(jìn)行可視化展現(xiàn)（圖4）。其中，氣泡圓圈的大小表示主題出現(xiàn)的頻率，其解答了每個(gè)主題有多普遍的問(wèn)題;氣泡圓圈間的位置距離表示主題之間的關(guān)聯(lián)性，其解答了主題間有什么關(guān)聯(lián)的問(wèn)題。圖中右側(cè)色帶中紅色部分代表所選詞語(yǔ)在該主題下專(zhuān)有性的比例，藍(lán)色部分代表所選詞語(yǔ)在該主題下更頻繁出現(xiàn)的比例。據(jù)此，智能安防領(lǐng)域共有五個(gè)技術(shù)主題，即“控制系統(tǒng)與終端”“視頻監(jiān)控系統(tǒng)”“前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備”“物聯(lián)網(wǎng)安防”和“機(jī)器視覺(jué)技術(shù)”。

控制系統(tǒng)與終端（子域1）結(jié)合傳感器技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)等，能夠協(xié)同地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和感知覆蓋區(qū)域中監(jiān)測(cè)對(duì)象的實(shí)際情況，并通過(guò)無(wú)線設(shè)備發(fā)送給觀測(cè)者，為智能安防的發(fā)展提供了全方位的技術(shù)支持。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)（子域2）是對(duì)重要場(chǎng)所或各行業(yè)關(guān)鍵部門(mén)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的物理基礎(chǔ)，它可以記錄和存儲(chǔ)圖像，及時(shí)監(jiān)控和記憶突發(fā)異常事件的過(guò)程，可用以提供高效、及時(shí)的指揮，以及最有利的現(xiàn)場(chǎng)證據(jù)等。該技術(shù)子域一直伴隨著安防監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)在監(jiān)控系統(tǒng)中加入智能視頻分析模塊，采用圖像處理、模式識(shí)別和計(jì)算機(jī)視覺(jué)等技術(shù)，自動(dòng)識(shí)別監(jiān)控畫(huà)面中的人、車(chē)輛和物體，分析并抽取關(guān)鍵信息，辨別可疑人員或車(chē)輛，及時(shí)向監(jiān)控中心人員發(fā)出報(bào)警信號(hào)。未來(lái)隨著技術(shù)的不斷成熟，該系統(tǒng)將會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（子域3）主要由智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)、報(bào)警控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程圖像傳輸設(shè)備、門(mén)禁管理子系統(tǒng)、訪客管理子系統(tǒng)、人臉識(shí)別子系統(tǒng)、停車(chē)管理子系統(tǒng)、智能手機(jī)采集子系統(tǒng)等組成，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)前端數(shù)據(jù)以及發(fā)生時(shí)間的全面感知。隨著安防行業(yè)的不斷發(fā)展，安防設(shè)備的重要性也不言而喻，產(chǎn)品性能低下、設(shè)備的升級(jí)改造、系統(tǒng)大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)后出現(xiàn)設(shè)備的不兼容等問(wèn)題是導(dǎo)致安防產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代的主要原因。

機(jī)器視覺(jué)技術(shù)（子域4）是通過(guò)機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品（即圖像攝取裝置）將捕捉對(duì)象轉(zhuǎn)換為圖像信號(hào)，并將其發(fā)送到專(zhuān)用圖像處理系統(tǒng)，以獲取被攝對(duì)象的形態(tài)信息。圖像系統(tǒng)對(duì)這些根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息轉(zhuǎn)變成的數(shù)字化信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算以提取目標(biāo)的特征，進(jìn)而根據(jù)所確定的結(jié)果來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的動(dòng)作。特征識(shí)別包括體態(tài)識(shí)別、人臉識(shí)別、指紋識(shí)別、人體特征提取、異常行為分析、視頻摘要分析、車(chē)輛識(shí)別、車(chē)牌識(shí)別、車(chē)輛特征提取等技術(shù)，聯(lián)網(wǎng)傳輸子系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)視頻、圖片化數(shù)據(jù)的可靠接入，處理后發(fā)送至應(yīng)用平臺(tái)。

物聯(lián)網(wǎng)安防（子域5）是近年來(lái)蓬勃發(fā)展的新技術(shù)，其以感知為目的，實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物的全面互連。智能安防是我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用最早的行業(yè)，它以視頻信息為“物”，利用IP地址使得各單位采集的視頻信息通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳輸，將智能家居、車(chē)輛出入管理、報(bào)警服務(wù)系統(tǒng)、城市一卡通等聯(lián)系起來(lái)，形成人和物的統(tǒng)一。物聯(lián)網(wǎng)安防技術(shù)的實(shí)現(xiàn)體現(xiàn)了安防智能化[16]。

4 基于“專(zhuān)利—論文”混合引文的智能安防領(lǐng)域的技術(shù)原理挖掘

在17 280條智能安防技術(shù)專(zhuān)利文獻(xiàn)中，分別對(duì)五大技術(shù)子域進(jìn)行原理性知識(shí)挖掘?？紤]到基礎(chǔ)研究的存在形式以及數(shù)據(jù)的可獲得性，本文以只包含專(zhuān)利引文和WoS論文引文的10 036件專(zhuān)利文獻(xiàn)為分析對(duì)象（如圖5，各技術(shù)子域的數(shù)據(jù)情況見(jiàn)表1）。然后創(chuàng)建“專(zhuān)利—文獻(xiàn)”混合引用矩陣，以可視化的方式尋找到那些承載著技術(shù)原理性知識(shí)的論文。

4.1 控制系統(tǒng)與終端

該技術(shù)域又可細(xì)分為通信網(wǎng)絡(luò)、電子信息技術(shù)、目標(biāo)定位與身份識(shí)別、監(jiān)測(cè)與識(shí)別技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)五個(gè)主題（圖6），與其相關(guān)的重要論文列于表1中。

在信息傳送的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，可以保障數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的安全，防止數(shù)據(jù)被泄露或破壞，而網(wǎng)絡(luò)加密與密鑰管理技術(shù)就是保護(hù)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸信息的實(shí)用手段。半導(dǎo)體如今早已廣泛地用于家電、通訊、工業(yè)制造、航空航天等領(lǐng)域，針對(duì)半導(dǎo)體材料的研究對(duì)安防終端產(chǎn)品包括前端產(chǎn)品如攝像機(jī)以及后端產(chǎn)品如視頻存儲(chǔ)器、行車(chē)記錄儀等具有重要的意義。目標(biāo)定位與身份識(shí)別技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，且由于目標(biāo)種類(lèi)多樣、背景復(fù)雜，因而對(duì)于不同的應(yīng)用場(chǎng)合設(shè)計(jì)不同的方法具有重要的意義。監(jiān)測(cè)識(shí)別技術(shù)廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)分析、導(dǎo)航、環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)學(xué)、軍事刑偵等領(lǐng)域中，由于環(huán)境的復(fù)雜性以及目標(biāo)行為的多樣性等，對(duì)事件進(jìn)行監(jiān)測(cè)和識(shí)別的研究具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。而針對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)跨層設(shè)計(jì)的研究使系統(tǒng)能夠不斷適應(yīng)通信環(huán)境的變化，滿足各種業(yè)務(wù)的不同需求，因而針對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全方面的研究則為系統(tǒng)安防提供了有力的保障。這些論文正是對(duì)智能安防領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)在通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、生物識(shí)別等領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)研究。

4.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

該技術(shù)域又可細(xì)分為光纖通信技術(shù)、軟硬件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、入侵檢測(cè)四個(gè)主題，與其相關(guān)的重要論文列于表2中。

光纖通信是利用光波作載波，以光纖作為傳輸媒質(zhì)傳遞信息的通信方式。光纖通信作為現(xiàn)代傳輸?shù)闹饕侄?，在有線電視、安防和電力通信控制等系統(tǒng)中發(fā)揮著積極作用。針對(duì)分布式硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)的研究可以減少抖動(dòng)對(duì)處理器的影響，從而提高cpu和通信資源的利用率。對(duì)多媒體移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)進(jìn)行研究，可以從傳感器獲取信息，通過(guò)相機(jī)拍照或圖像過(guò)濾處理等進(jìn)行遠(yuǎn)程服務(wù)連接。通過(guò)對(duì)開(kāi)放服務(wù)網(wǎng)關(guān)協(xié)議（OSGi）、通用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)管協(xié)議即簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）進(jìn)行研究，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)視頻監(jiān)控網(wǎng)內(nèi)所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器的管理，在合理規(guī)劃和調(diào)配網(wǎng)絡(luò)資源的基礎(chǔ)上預(yù)測(cè)和檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)故障，從而提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性。關(guān)于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境入侵檢測(cè)的基礎(chǔ)研究，異常檢測(cè)和誤用檢測(cè)是其重要部分，可對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，在發(fā)現(xiàn)可疑傳輸時(shí)發(fā)出警報(bào)或者主動(dòng)采取措施來(lái)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全。這些論文正是對(duì)智能安防領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)在算法、傳感器技術(shù)、入侵檢測(cè)等領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)研究（圖7）。

4.3 前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

該技術(shù)域又可細(xì)分為數(shù)據(jù)采集技術(shù)、設(shè)備材料兩個(gè)主題，與其相關(guān)的重要論文列于表3中。

數(shù)據(jù)采集技術(shù)廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，攝像頭、攝像機(jī)、麥克風(fēng)等設(shè)備都是數(shù)據(jù)采集工具，在監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)安裝各種信息采集設(shè)備（傳感器、攝像頭等）作為系統(tǒng)的監(jiān)控前端。用戶可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)或客戶端提交或發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求，監(jiān)控中心向監(jiān)控終端發(fā)送請(qǐng)求命令，以控制監(jiān)控設(shè)備完成數(shù)據(jù)采集。監(jiān)控終端將站點(diǎn)所采集的監(jiān)控信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將其發(fā)送到服務(wù)器。數(shù)據(jù)處理完成之后，服務(wù)器會(huì)將反饋提交到管理員或用戶。這種數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)能夠進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)采集，具有很好的穩(wěn)定性。安防監(jiān)控等光學(xué)下游市場(chǎng)的快速發(fā)展，對(duì)于光學(xué)玻璃、光學(xué)鏡頭鏡片等元件的產(chǎn)品性能提出了更高的要求。高分子材料是電子、微電子工業(yè)必不可少的絕緣材料，廣泛應(yīng)用于各種儀器儀表中，薄膜、塑料、纖維、膠粘劑等材料為通訊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。這些論文正是對(duì)智能安防領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)在特征識(shí)別、裝置設(shè)計(jì)、設(shè)備材料等領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)研究（圖8）。

4.4 機(jī)器視覺(jué)技術(shù)

該技術(shù)域又可細(xì)分為智能識(shí)別分析技術(shù)、安防技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、導(dǎo)航定位技術(shù)四個(gè)主題，與其相關(guān)的重要論文列于表4中。

機(jī)器視覺(jué)是一項(xiàng)綜合技術(shù)，包括圖像處理、機(jī)械工程技術(shù)、控制、電光源照明、光學(xué)成像、傳感器、模擬與數(shù)字視頻技術(shù)、圖像增強(qiáng)和分析算法等。人工智能識(shí)別技術(shù)近年來(lái)得到了快速發(fā)展，已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，如機(jī)器人領(lǐng)域、智能交通信號(hào)燈等。針對(duì)駕駛行為信號(hào)識(shí)別研究可對(duì)駕駛員的疲勞狀態(tài)和其他不良駕駛行為進(jìn)行監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析，將危險(xiǎn)信號(hào)傳達(dá)給駕駛員，實(shí)現(xiàn)安全駕駛。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是深度學(xué)習(xí)的代表算法之一，可以進(jìn)行監(jiān)督學(xué)習(xí)和非監(jiān)督學(xué)習(xí)。過(guò)去幾年，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在計(jì)算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用領(lǐng)域中取得了突破性的研究進(jìn)展，被廣泛用于圖像識(shí)別、物體識(shí)別、行為認(rèn)知、語(yǔ)音識(shí)姿態(tài)估計(jì)等領(lǐng)域。而采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)航定位技術(shù)，可以有效提高定位信息的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。這些論文正是對(duì)智能安防領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)在視頻分析、圖像處理、入侵檢測(cè)、特征識(shí)別等領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)研究（圖9）。

4.5 物聯(lián)網(wǎng)安防

該技術(shù)域又可細(xì)分為顯微圖像技術(shù)、地理圍欄技術(shù)、身份識(shí)別技術(shù)三個(gè)主題，與其相關(guān)的重要論文列于表5中。

物聯(lián)網(wǎng)是以感知為目的，通過(guò)各種信息傳感器、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器等裝置與技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互連的網(wǎng)絡(luò)。智能安防是我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用最早的行業(yè)之一，為安防行業(yè)帶來(lái)了一系列的變革。智能圖像技術(shù)在眾多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，無(wú)論是在顯微系統(tǒng)中、模式識(shí)別中還是在具有報(bào)警、監(jiān)控等功能的安防系統(tǒng)中。隨著機(jī)器視覺(jué)的發(fā)展，人工智能與醫(yī)療行業(yè)的結(jié)合也越來(lái)越緊密。地理圍欄技術(shù)即使用GPS衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)或者本地?zé)o線射頻識(shí)別（RFID）（如Wifi/藍(lán)牙）在真實(shí)的地理區(qū)域上建立虛擬的邊緣或者界限，當(dāng)設(shè)備進(jìn)入、離開(kāi)或停留于某個(gè)特定地理區(qū)域時(shí)，硬件/軟件應(yīng)用會(huì)自動(dòng)接收、推送、通知等以進(jìn)行響應(yīng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的目的是提供基于位置的服務(wù)，其核心問(wèn)題是如何確定物品和人員的位置。地理圍欄技術(shù)融入生活，可以使得人們的生活變得更加安全的同時(shí)，生活效率也變得更加高效。US8086867等專(zhuān)利是關(guān)于身份識(shí)別技術(shù)的相關(guān)研究。隨著科技水平的不斷進(jìn)步以及現(xiàn)代電子通訊產(chǎn)品的蓬勃發(fā)展，采用密碼、驗(yàn)證碼、證件號(hào)碼等作為身份識(shí)別標(biāo)志的傳統(tǒng)安防識(shí)別方式遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求，指紋識(shí)別、人臉識(shí)別、虹膜識(shí)別等身份識(shí)別技術(shù)日趨成熟，應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展，在解決安全問(wèn)題及提高工作效率方面具有顯著的表現(xiàn)。這些論文正是對(duì)智能安防領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)在計(jì)算機(jī)視覺(jué)、人臉識(shí)別、物體追蹤等領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)研究（圖10）。

5 技術(shù)原理性知識(shí)貢獻(xiàn)國(guó)家間比較

統(tǒng)計(jì)被引論文的國(guó)家來(lái)源，有助于我們制定相應(yīng)的創(chuàng)新策略，推動(dòng)我國(guó)智能安防領(lǐng)域基礎(chǔ)研究發(fā)展。五大技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠玫腤oS科學(xué)論文共來(lái)自于70多個(gè)國(guó)家，這意味著世界上70多個(gè)國(guó)家為智能安防技術(shù)的發(fā)展貢獻(xiàn)了技術(shù)原理性知識(shí)。

圖11顯示了技術(shù)原理性知識(shí)貢獻(xiàn)度比較大的國(guó)家，可以看出，源自美國(guó)的論文引文數(shù)量遠(yuǎn)大于其他國(guó)家。美國(guó)在智能安防領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究成果對(duì)其技術(shù)開(kāi)發(fā)及商業(yè)化應(yīng)用無(wú)疑發(fā)揮了強(qiáng)大的推動(dòng)作用。中國(guó)位居第二，但與美國(guó)差距很大。值得關(guān)注的是，日本是一個(gè)資源有限的國(guó)家，卻在技術(shù)原理性方面有不小的貢獻(xiàn)，這與日本企業(yè)在該領(lǐng)域起步較早且更加注重研發(fā)有關(guān)。盡管智能安防技術(shù)的基本原理更多掌握在國(guó)外企業(yè)手里，但目前國(guó)內(nèi)的研究也正呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢(shì)。隨著企業(yè)、研究院所以及技術(shù)人員創(chuàng)新能力和科研能力的不斷提升，中國(guó)將在智能安防領(lǐng)域具有極大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

6 結(jié)論與啟示

本文以Derwent專(zhuān)利數(shù)據(jù)庫(kù)和WoS引文數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)源，從技術(shù)供給側(cè)探索智能安防技術(shù)發(fā)展的知識(shí)空間，識(shí)別出對(duì)智能安防技術(shù)發(fā)展具有推動(dòng)作用的基礎(chǔ)研究，對(duì)我國(guó)著力推動(dòng)基礎(chǔ)技術(shù)、產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)、平安城市等發(fā)展以及引導(dǎo)中國(guó)安防企業(yè)走向世界具有重大的戰(zhàn)略意義。

①本文采用LDA模型對(duì)主題進(jìn)行分類(lèi)，得到五大技術(shù)主題，分別是：控制系統(tǒng)與終端、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)安防。

②作為技術(shù)知識(shí)的主要載體，專(zhuān)利的論文引文和專(zhuān)利引文反映了技術(shù)原理和技術(shù)單元對(duì)技術(shù)發(fā)展的支撐作用。本文利用專(zhuān)利—論文混合共被引分析方法，識(shí)別出了各領(lǐng)域?qū)χ悄馨卜兰夹g(shù)發(fā)展具有推動(dòng)作用的基礎(chǔ)研究。

③依據(jù)智能安防技術(shù)論文引文的國(guó)家來(lái)源，分析不同國(guó)家在智能安防技術(shù)原理性研究中的貢獻(xiàn)程度。其中，美國(guó)在該領(lǐng)域技術(shù)原理性研究的貢獻(xiàn)方面位居第一，中國(guó)在技術(shù)原理性研究方面位居第二。目前，國(guó)內(nèi)智能安防技術(shù)領(lǐng)域的研究力度正呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì)，我國(guó)在繼續(xù)加強(qiáng)技術(shù)原理性研究的同時(shí)，不斷加強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用性研究，即重要基礎(chǔ)專(zhuān)利的開(kāi)發(fā)和申請(qǐng)，進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)智能安防領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。

本文基于智能安防技術(shù)專(zhuān)利數(shù)據(jù)，探索了智能安防技術(shù)發(fā)展的知識(shí)空間，在一定程度上加深了對(duì)智能安防領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用的認(rèn)識(shí)，但基于專(zhuān)利引文探索產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)研究，是一個(gè)不斷改進(jìn)與完善的過(guò)程，其局限性在所難免，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

①專(zhuān)利引用的非專(zhuān)利文獻(xiàn)，包含論文、圖書(shū)、新聞報(bào)道、使用說(shuō)明等多種文獻(xiàn)形式。對(duì)于學(xué)術(shù)論文而言，考慮到數(shù)據(jù)的可獲得性，本文只提取了被Web of Science核心合集所收錄的論文進(jìn)行分析，也有許多未被收錄的科學(xué)論文被過(guò)濾掉了。

②本文采用LDA主題模型對(duì)專(zhuān)利進(jìn)行了分類(lèi)，并采用LDAvis進(jìn)行可視化呈現(xiàn)，但每個(gè)聚類(lèi)主題在命名標(biāo)簽時(shí)，采用人工判讀的方式，依然存在一定的主觀性。

③專(zhuān)利引用的學(xué)術(shù)論文較其引用的專(zhuān)利而言相對(duì)過(guò)少，而共被引分析方法是根據(jù)被引文獻(xiàn)的高被引頻次進(jìn)行選取的，故在數(shù)據(jù)處理的過(guò)程中保留了共現(xiàn)頻次較低的專(zhuān)利—論文、論文—論文的文獻(xiàn)加以分析。

后續(xù)將對(duì)各個(gè)國(guó)家在智能安防技術(shù)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和技術(shù)創(chuàng)新能力差異進(jìn)行深入研究，掌握自身技術(shù)存在的不足，找準(zhǔn)目標(biāo)，補(bǔ)足短板，為加快我國(guó)智能安防技術(shù)快速健康發(fā)展提供理論支撐。

注釋?zhuān)?/p>

TS= （（" intelligen* secruit*" and "intellect* secruit*" and "wisdom secruit*" and " intelligen* secure" and "intellect* secure" and "wisdom secure"） OR （（secruit* OR secure ） AND （（（video* OR imag* OR picture* OR graph*） AND （monitor* OR supervis* OR surveillance OR scrutin*）） OR （（face OR vein OR gait OR voice OR iris OR irid OR pupil OR fingerprint） AND （detect* OR recogni* OR identif* OR distinguish）） OR （（move OR moving OR movement OR motive ） AND （detect*） AND （Trace OR track* OR trail）） OR （（abnorm* OR unusual OR eccentric* OR suspicious OR questionable OR dubious OR doubtful OR irregular OR illicit OR lawless OR illegal OR illegitimate OR unlawful） AND （action OR active OR activit* OR behav* OR performance*） AND （analys* OR analyz*）） OR （（Move OR moving OR movement OR motive OR intrusion） AND （detect*） AND （system OR alarm* OR warn*）） OR （（Vehicle*） AND （（characteristic* OR feature*） AND （extract*））） OR （（Locat* OR orient* OR position*） AND （Camera OR photo*） AND （monitor* OR supervis* OR surveillance OR scrutin*）） OR （（（Three dimension* OR 3D OR stereo* OR depth） AND （rendering）） OR （（Superposition OR Overlay OR overlie OR overlap OR superimpose） AND （synthesi* OR synthetic OR combin* OR merg*））） OR （（video* OR imag* OR picture* OR graph*） AND （abstract*） AND （analys* OR analyz*）） OR （（monitor* OR supervis* OR surveillance OR scrutin*） AND （video* OR imag* OR picture* OR graph*） AND （Coding OR code* OR encod* OR compress* OR decod* OR decompress* OR uncompress*）） OR （（perimeter） AND （alarm OR warn*） AND （system）） OR （（home OR family） AND （secruit* OR secure ） AND （management） AND （system）） OR （（"Vehicle* entrance-exit" OR "Vehicle* In-Out" OR "Vehicle* access"） AND （control OR management） AND （system）））））.

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Mining of the Sub-fields and Principles of Intelligent Security Technology based on Patent Citations

Chen Yue， Zhu Jiahuan， Song Kai， Wang Ling

（Research Institution of Science of Science and S&T Management & WISE Lab， Dalian University of Technology， Dalian Liaoning 116024）

Abstract： From the perspective of technology supply side， this paper used Derwent patent database and WoS citation database as data sources to explore the knowledge space for the development of intelligent security technology. As the main carrier of technical knowledge， the articlecitations and patent citations of patents reflect the supporting role of technical principles and technical units on technological development. This article used the LDA model to classify the topics， and further used the patent-article hybrid co-citation analysis method to identify the basic researchwhich can promote the development of intelligent security technology， thus providing certain theoretical reference for China's advancement in the research &development and application of technologies in security and related fields.

Key words： intelligent security technology; LDA topic model; patent-article hybrid co-citation analysis; technical principle

收稿日期：2020-01-02

作者簡(jiǎn)介：陳悅（1975—），女，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：科學(xué)計(jì)量學(xué)、創(chuàng)新管理、技術(shù)管理;祝嘉歡（1993—），女，碩士研究生，研究方向：科學(xué)計(jì)量學(xué)、科技管理;宋凱（1993—），女，博士研究生，研究方向：科學(xué)計(jì)量學(xué)、科技管理;汪玲（1996—），女，碩士研究生，研究方向：科學(xué)計(jì)量學(xué)、文本挖掘。