康信视野|智能音箱——技术与专利同行
作者 | 贾旭 陈威亚 北京康信华源知识产权咨询有限公司
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从“深蓝”到“Watson”，再到“AlphaGo”，人工智能不断升级发展，相关技术也已被应用在了家庭、教育、医疗、环保、司法服务等多个领域中，大众的生活与工作均从中受益。随着人工智能技术的继续推广，其应用将逐渐向着全方位、多领域方向布局，渗透到人们生活的方方面面。
麦肯锡发布的《中国人工智能的未来之路》将人工智能技术分为认知、预测、决策和集成解决方案四个方面[i]。
认知的本质是对数据的采集与解释，基于数据描绘外部环境；预测和决策的本质都是对数据的利用，区别在于预测主要是对数据的分析和推理，决策则更进一步，能够在数据分析的基础上帮助人们进行决策。集成解决方案则更加复杂，是为了实现某种特定功能或者在特定场景下完成某种任务而搭建的大型综合系统。
在以上四个方面中，认知是目前商业化水平最为成熟的人工智能技术。认知模块包括自然语言处理、计算机视觉和音频处理等技术，这些技术在智能车载语音、语音自助模式的客服行业、基于认知计算的辅助诊疗等领域均有一定程度的应用。
l.中国认知技术的翘楚——科大讯飞
在中国，科大讯飞是人工智能认知领域技术发展的领头企业，早在2015年，科大讯飞发布了对人工智能产业具有里程碑意义的人机交互界面——AIUI，每日为近15亿人次、13万开发伙伴和7亿终端用户提供语音及人工智能交互服务[ii]。如今，科大讯飞的自然语言处理技术已经被推广到家庭、教育、医疗等各个领域。
近年来，科大讯飞在家庭领域持续发力。2015年，科大讯飞与京东合资成立了北京灵隆科技有限公司，推出了自己的首款智能音箱——叮咚智能音箱。产品推出之后很快便斩获了京东线上销售WiFi音箱品类第一的位置[iii]。
智能音箱作为智能家居控制的入口，需要适应复杂的家庭环境，为此智能音箱在传统的语音识别技术的基础上，还要考虑降噪、易用性、全方位拾音等功能。
在叮咚智能音箱中（如下图所示）应用了7+1环形麦克风阵列技术、独特的音箱腔体结构、声纹识别技术、12°仰角的斜面触屏设计和可更换多颜色外置布网的技术，以响应市场需求。
2.“叮咚智能音箱”的专利布局
在产品更新换代的同时，科大讯飞围绕“叮咚智能音箱”也进行了针对性地专利布局。围绕前文提到的五大主要技术[iv]，科大讯飞都进行了专利布局。
7+1环形麦克风阵列技术
叮咚智能音箱采用了7+1环形麦克风阵列，实现全方位360度拾音和0.8秒极速响应的效果。
专利CN105142052A（麦克风安装结构及包括该安装结构的麦克风组件和音箱）中进一步披露了叮咚智能音箱的麦克风阵列安装结构（如下图所示）。7个麦克风安装座体（120）在环形架（111）上等间距的安装，另一个麦克风安装座体则分布在环形架的中心区域并连接多个连接架的中心。这种多个麦克风安装座体被定为成朝向不同方位的方式，能够满足音箱中麦克风的不同的定向需求。
独特的音箱腔体结构
采用独特的封闭腔室阻隔扬声器声音到麦克风的传播，有效提升麦克风的拾音效果。
专利CN107295441A（音箱腔体及具有所述音箱腔体的音箱）中请求保护的音箱腔体具有第一壳体（31）、第二壳体（32）以及两个壳体之间形成的封闭腔室，第一壳体上安装有扬声器的开口（40、41）。当扬声器的声音传播时，封闭腔室能够阻断沿第一壳体、第二壳体材料本身传播的声音，从而减弱了传递到麦克风以及拾音孔处的声音强度，优化了麦克风的拾音功能。
可更换的多颜色外置布网技术
所采用的可更换外置布网技术，可以实现快速方便地安装和更换多种颜色外置布网，能够第一时间满足消费者对三种颜色的选择和需求。
目前多数布网筒一般通过螺钉固定在音箱主机上，不仅在维修音箱时造成不便，且根据顾客对音箱颜色的需求，需要制造多种布网筒颜色不同的音箱，会导致音箱的大量库存。
专利CN107257523A（用于音箱的布网筒及音箱主机）中公开了一种布网筒安装方式，其中第一吸合部（14）设置在布网筒上，第二吸合部（24）设置在音箱主机的底盖上，第一和第二吸合部分别均包括磁性配合部（141、241）和磁性吸附件（142、242），通过底盖上的第二吸合部与布网筒上的第一吸合部的磁性吸合作用，使得音箱主机与布网筒相固定。此种相互配合的磁性吸附件能够快速、便捷的实现布网筒的安装于拆卸。
声纹识别技术
叮咚智能音箱具备先进的声纹识别技术，它会根据不同的声纹特征推荐合适的内容。没有登记的声纹并不能够控制叮咚音箱，很好地避免了过去智能音箱存在不区分用户盲目推荐的问题。
专利CN103747129B（一种带声纹解锁和唤醒的蓝牙系统）中所公开的利用声纹识别技术实现唤醒功能包括声纹训练以及识别两个过程。训练过程即为收集指定使用者的语音，并提取其语音中的声纹信息，作为唤醒的密码；识别过程即接收说话人的语音，提取语音中的声纹信息，将声纹信息与作为密码的声纹信息进行比对，如果匹配成功则输出唤醒信号，实现唤醒功能。
12°仰角的斜面触屏设计
叮咚智能音箱触屏采用了仰角12度的人机工程学设计，满足了近距离触摸的可操控性以及远距离的LED点阵屏可视性。
考虑到角度设计的特殊性，灵隆科技通过外观设计专利CN304413439S（智能语音控制设备）对此进行了保护。可以看出，其音箱顶端控制面为具有一定斜度的平面设计。
3.技术与专利同行
对于企业研发和市场竞争，专利分析和布局都是有力的武器。对于像科大讯飞这样具有自主研发能力、在市场和技术领域内具有一定影响力的企业，通过专利布局可以很好的保护自有技术，巩固市场中的优势地位。对于研发能力稍弱的企业，通过分析业内领军企业的专利文献，可以了解领军企业的技术方案和竞争对手的动向。
人工智能新一轮的发展浪潮正在到来，认知、预测、决策、集成解决方案四方面的企业摩拳擦掌，在企业竞争中除了技术、产品、市场之外，专利布局也是增强企业竞争力的有力武器。专利布局之外，也要做好专利分析工作，实时把握竞争对手的技术、产品动向，为自身企业竞争策略的制定提供更多参考。
【注释】
[i] 鲍达民.《中国人工智能的未来之路》.中国发展高层论坛,2017.03
[ii] http://www.iflytek.com/about/history.html
[iii] 《科大讯飞股份有限公司2017年半年度报告摘要》
[iv] 本文所引用的叮咚智能音箱功能信息及图片均来自于京东商城商品介绍
