第五节 视频加密技术

视频加密技术是数字版权保护领域比较成熟的热门技术，通过用密码技术对视频内容进行加密和解密。视频加密技术最早是在20世纪70年代提出的，围绕该技术的专利申请发轫于20世纪90年代中期，2001～2004年视频加密技术专利申请量较快增长，随后几经反复，但总体呈下降态势；2012年以后，随着视频内容在移动终端的广泛传播，专利年申请量又有所回升。可以预见，今后该技术的创新与应用仍有较大空间。

一 专利检索

（一）检索结果概述

以视频加密技术为检索主题，在“九国两组织”范围内共检索到相关专利申请4506件，具体数量分布如表3-51所示。

表3-51 “九国两组织”视频加密技术专利申请量

（二）“九国两组织”视频加密技术专利申请趋势

从表3-52和图3-43可以看出，2001～2006年是视频加密技术研发的高峰期，这一阶段美国、中国、日本、韩国和欧洲专利局等国家和国际组织都公开了大量专利申请；但是随着视频加密技术被其他技术所取代，2006年之后专利年申请量总体呈下降态势，特别是日本，下降态势较为明显。而最近几年，美国和中国的专利年申请量又有上升趋势，由此推测可能研发出了新一代技术，使视频加密技术有了更好的发展。

表3-52 1994～2017年“九国两组织”视频加密技术专利申请量

图3-43 “九国两组织”视频加密技术专利申请趋势

注：“90”指1994～2000年的专利申请总量。

（三）“九国两组织”视频加密技术专利申请人排名

1994～2017年“九国两组织”视频加密技术专利申请人排名情况如表3-53 ～表3-63所示。

1.美国申请人排名

表3-53 美国视频加密技术专利申请人排名

2.中国申请人排名

表3-54 中国视频加密技术专利申请人排名

3.日本申请人排名

表3-55 日本视频加密技术专利申请人排名

4.韩国申请人排名

表3-56 韩国视频加密技术专利申请人排名

5.英国申请人排名

表3-57 英国视频加密技术专利申请人排名

6.法国申请人排名

表3-58 法国视频加密技术专利申请人排名

7.德国申请人排名

表3-59 德国视频加密技术专利申请人排名

8.俄罗斯申请人排名

表3-60 俄罗斯视频加密技术专利申请人排名

9.澳大利亚申请人排名

表3-61 澳大利亚视频加密技术专利申请人排名

10.欧洲专利局申请人排名

表3-62 欧洲专利局视频加密技术专利申请人排名

11.世界知识产权组织申请人排名

表3-63 世界知识产权组织视频加密技术专利申请人排名

二 专利分析

（一）技术发展趋势分析

视频加密技术最早于20世纪70年代提出，在20世纪90年代后期开始成为研究热点领域之一。从专利申请趋势可以看出，1995年之前，随着视频编码标准的形成和完善，视频加密技术专利申请量缓慢增加，这一时期的视频加密技术主要是传统加密算法，即对全部视频数据流直接用密码技术进行加密和解密。20世纪90年代中后期至21世纪初期，为了解决传统加密算法的种种弊端，很多企业、高校和科研院所对新的加密技术展开了研究，视频加密技术专利申请量逐渐增多。2001年以来，视频加密技术的专利申请量快速增长，于2004年达到年申请量峰值，此后在2006年出现第二次高峰，之后随着技术的成熟，专利年申请量整体呈下降趋势（见图3-44）。

图3-44 视频加密技术专利申请数量年度分布

（二）技术路线分析

图3-45是视频加密技术专利申请鱼骨图，从图中可以看出该技术的发展路线。1995年之前，视频加密技术主要是直接用密码技术对全部视频数据流进行加密和解密，国内一般称之为“全加密”或者“传统加密”。由于视频信息最终会转化为一维的二进制数据流，因此现代密码机制从理论上适用于视频数据的加密。但由于视频数据量很大，使用传统的加密方法计算量通常非常大，不仅浪费资源，难以保证实效性^[16]，而且没有充分利用视频信息之间的统计特性。20世纪90年代中后期，人们发现传统加密算法在实际应用中难以满足视频信息加密的各项需求。此后，通过对视频编码结构的研究，人们开始认为应当选择对视频信息重建具有重大意义的部分进行加密，即选择性加密。1996年英特尔（Intel Corp.）申请了一件关于选择性加密的专利，该专利此后被大量引用。在此基础上，Diva系统公司（Diva Systems Corp.）于2000年申请了一件关于选择性和可再生加密技术的专利，后续也被大量引用。之后的十几年，技术人员更多研究了针对特定应用的视频数据加密技术，如关于视频数据传输和显示处理的实时性加密技术，保证加密解密后压缩比不变的加密技术，考虑相容性和可操作性的加密技术等。

图3-45 视频加密技术发展路线

（三）主要专利申请人分析

视频加密技术领域专利申请量排名前三的申请人分别为索尼、飞利浦和松下电器。索尼拥有510件专利，飞利浦拥有216件专利，松下电器拥有180件专利。

1.排名第一的专利申请人——索尼

（1）专利申请量

索尼是世界上民用及专业视听产品、游戏产品、通信产品核心部件和信息技术等领域的领先者之一。它在音乐、影视、电脑娱乐和在线业务方面的成就使其成为全球领先的电子和娱乐公司。索尼很重视视频的版权保护，作为视频加密技术领域的巨头，索尼在该领域的专利申请趋势基本反映了日本和美国视频加密技术领域的发展趋势。从图3-46可以看出，索尼于1994年在视频加密技术领域申请了第一件专利，经过技术的缓慢发展期，于2002年进入专利申请的高峰期；2005年索尼的专利年申请量有较大幅度下降，2006年有所回升，之后又有所下降，但是仍然保持着一定的研发热度；2010年以来，随着索尼视频加密技术的成熟，其研发投入大大减少。

（2）专利申请量区域分布

图3-46 索尼视频加密技术专利申请量年度分布

作为全球知名的大型综合性跨国企业，索尼非常注重本国以及海外市场的知识产权保护。从图3-47可以看出，索尼认为美国是视频加密技术的最大应用市场，在美国展开了大量的专利布局，在美国的专利申请量甚至多于在日本的专利申请量。除了美国和日本，欧洲、中国和韩国也是索尼视频产品和设备的主要消费地区和国家，索尼也很积极地到这些市场进行专利布局。

图3-47 索尼视频加密技术专利在“九国两组织”的申请量

（3）技术构成分布

从图3-48可以看出，索尼在视频加密技术领域的研究热点集中在部分加密（仅对视频节目的一部分进行加密）、视频保护以及与加密相关的装置和用户终端。可见，索尼在视频加密技术领域的研发布局比较全面，从源头到终端均有专利成果。

图3-48 索尼视频加密技术构成分布

2.排名第二的专利申请人——飞利浦

（1）专利申请量

飞利浦是世界上最大的电子公司之一，在欧洲名列榜首，在彩色电视、照明、电动剃须刀、医疗诊断影像和病人监护仪、单芯片电视产品等领域居于世界领先。从图3-49可以看出，飞利浦从1997年开始在视频加密技术领域申请专利；1997年飞利浦和索尼合作推出了DVD，随后的1998年其在视频加密技术领域的专利申请量大幅提升；2002～2006年随着视频播放器的发展，飞利浦在视频加密技术领域的投入也达到空前状态；2006年后飞利浦的电子消费产品市场开始衰退，这很大程度上影响了其专利研发热情；2011年飞利浦在视频加密技术领域的专利申请已经非常少；2013年飞利浦将重心移出电子消费产品市场，也代表其基本上退出了视频加密技术的舞台。

图3-49 飞利浦视频加密技术专利申请量年度分布

（2）专利申请量区域分布

图3-50为飞利浦视频加密技术专利的地域布局情况，可以看出，作为大型跨国公司，飞利浦非常注重世界范围的专利布局，其大多数专利是通过PCT申请进入各个国家的。飞利浦在“九国两组织”大部分国家和国际组织有专利布局，主要市场为美国、欧洲、中国、日本和韩国。

图3-50 飞利浦视频加密技术专利在“九国两组织”的申请量

（3）技术构成分布

从图3-51可以看出，飞利浦在视频加密技术领域的研究热点为加密传输流、加密数据流相关设备（根据包含在单元中的数据的类型，对特定单元或特定单元的一部分进行加密的设备），以及用控制字解密的加密信息流。

图3-51 飞利浦视频加密技术构成分布

3.排名第三的专利申请人——松下电器

（1）专利申请量

松下电器是日本的一家跨国公司，在全世界设有230多家分公司，品牌产品涉及家电、数码视听产品、办公用品和航空设备等诸多领域。松下电器对视频加密技术的研究主要出于其在电视、DVD和数码视听产品方面的发展。从图3-52可以看出，2000年之前松下电器的视频加密技术专利申请量不多，从2001年开始有所增长，于2004年达到峰值，此后一直到2010年专利年申请量比较稳定。2001～2010年也是松下电器数码摄像机发展的高峰期。2011年以来，松下电器明显减少了在视频加密技术领域的投入，这主要由该技术日臻成熟所致。

（2）专利申请量区域分布

从图3-53和图3-47可以看出，虽然同样作为日本的大型跨国公司，索尼更注重美国市场的知识产权保护，松下电器则更注重本国市场的知识产权保护。此外，松下电器还比较重视中国和欧洲市场。

图3-52 松下电器视频加密技术专利申请量年度分布

图3-53 松下电器视频加密技术专利在“九国两组织”的申请量

（3）技术构成分布

从图3-54可以看出，松下电器在视频加密技术领域的研发重点为内容密钥，即根据数据内容对数据应用各种加密程度，以及对视频数据包进行加解密等。

图3-54 松下电器视频加密技术构成分布

三 总结

（一）专利申请总体趋势

1995年之前，随着视频编码标准的形成和完善，视频加密技术专利申请量缓慢增加。20世纪90年代中后期，视频加密技术专利申请量逐渐增多，特别是2001年后，视频加密技术专利申请量呈快速增长态势，并于2004年达到年申请量峰值，此后在2006年出现第二次高峰。2006年之后，随着技术的成熟，视频加密技术专利年申请量总体呈下降趋势。

（二）主要国家技术发展现状及趋势

1.美国

美国是最早研究视频加密技术的国家之一。1994～1999年为视频加密技术在美国的萌芽期，视频加密技术开始被少量申请人关注。2000～2003年美国出现了大量申请人对视频加密技术展开研究，这一阶段视频加密技术专利申请量也大幅增长。2004～2007年美国的视频加密技术进入成熟期，这一时期由于市场有限和技术成熟等原因，专利申请人数量和专利申请量的增长速度趋缓。2008年后，美国的视频加密技术进入饱和期，专利申请人数量和专利年申请量都明显减少，大量企业选择退出这一市场。

2.日本

日本的视频加密技术研发虽然晚于美国，但是发展速度较快。1996年起日本的专利申请人数量和专利申请量增长迅速；2002～2008年随着日本视频加密技术逐渐成熟，专利申请人数量和专利申请量都趋于平稳；2009年以来日本视频加密技术专利申请人数量和专利年申请量都呈现明显的下降趋势，这说明该技术已经进入饱和期，不再是企业的研发重点。

3.韩国

韩国视频加密技术的萌芽期较长，1994～2001年都属于萌芽期，专利申请人数量和专利申请量都没有明显增长。2002～2007年是韩国视频加密技术的快速发展期，大量企业在这一技术领域投入了研究，专利申请量大幅增长。2008～2009年为韩国视频加密技术的成熟期。从2010年开始，韩国视频加密技术进入饱和期，专利申请人数量和专利年申请量都有明显下降。

4.中国

由于早期中国不注重视频的版权保护，中国视频加密技术发展较慢。1995年，汤姆森消费电子有限公司（以下简称“汤姆森”）在中国申请了第一件关于视频加密技术的专利，之后有少量国外厂商开始关注中国视频版权保护市场，形成了中国视频加密技术的首批专利。这一状况持续到2003年，专利年申请量一直没有太大的突破，这一时期属于中国视频加密技术的萌芽期。2004年以来，随着中国对视频版权的重视，大量中国企业开始关注视频加密技术，视频加密技术专利申请人数量和专利申请量都呈现快速增长态势，随着技术的突破、市场需求的攀升，中国视频加密技术研发的活跃度持续提升并保持稳定。

（三）主要申请人对比分析

通过对视频加密技术领域专利申请人的统计分析，得出该技术领域专利申请量最多的三个申请人是索尼、飞利浦和松下电器。本项目针对上述三个申请人的专利申请量、区域分布及技术构成进行了分析，结论如下。

1.专利申请量比较

作为视频加密技术领域的巨头，索尼的专利申请量最多，为510件；其次为飞利浦，专利申请量为216件；松下电器的专利申请量排名第三，为180件。索尼视频加密技术的发展高峰期是2002～2004年，2005～2009年其专利申请量有所下降，但是仍然保持着一定的研发热度；2010年以来，随着索尼视频加密技术的成熟，其研发力度大大减弱。飞利浦视频加密技术的发展高峰期是2002～2006年；2007年后飞利浦的电子消费产品开始衰退，其在视频加密技术领域的专利申请也不断减少；2013年飞利浦将重心移出电子消费产品市场，代表其基本退出了视频加密技术舞台。2001年之前，松下电器在视频加密技术领域的专利申请量不多，从2001年开始有所增长，于2004年达到专利年申请量的峰值，此后一直到2010年专利年申请量比较稳定；2011年以后，松下电器明显减少了在视频加密技术领域的投入。

2.专利资产地域布局分析

从地域布局情况来看，索尼认为美国是视频加密技术的最大市场，在美国进行了大量的专利布局，其在美国的专利申请量甚至多于在日本的专利申请量。飞利浦在各个国家的专利布局基本相当，主要重视美国、欧洲、中国、日本和韩国市场。同样作为日本大型跨国公司的松下电器则更注重本国市场的知识产权保护；此外，松下电器还比较注重中国和欧洲市场。

3.技术热点分析

在视频加密技术领域，索尼的研究热点集中在部分加密、视频保护和用户终端等方面。飞利浦的研究热点为将视频数据流划分为单元进行加密、加密数据流设备和用控制字解密的加密信息流等。松下电器的研究热点为内容密钥和对视频数据包进行加解密等。