国内首个专为电视而生的系统——创维天赐系统剖析

谭 霞，王志国，陈勇滨

（深圳创维—RGB电子有限公司，广东 深圳 518108）

1 智能电视发展现状

2013年是智能电视发展元年，随着小米，乐视等互联网企业相继加入电视行业，一时间，整个行业呈现混业竞争态势，热闹非凡。让本来被人看作是呈夕阳态势的电视产业被披上了一层迷雾，大家不禁会问，是什么让电视行业突变以致具备如此大的吸引力和爆炸力，让互联网企业一拥而上，一石激起千层浪？说到底，其背后的原因莫过于这几年智能电视的发展呈逐年上升趋势，2013年出货量超过整体电视的一半，市场渗透率超过30%，但在量上飙升的同时，传统企业仍将精力放在渠道上，在智能电视的核心指标——智能系统领域却少有耕耘，产品同质化严重，因此，智能系统俨然成为了一个提升智能电视销量、拉开与竞争对手差距的痛点，极具发展空间，大有可为，互联网企业便顺势而为，进军电视行业。

创维早在2009年便意识到智能电视时代的即将到来，提前布局预研智能电视系统，经过多年的探索与积累，中国第一个专为智能电视而生的系统--天赐系统，便在智能电视发展元年应运而生，该系统的诞生引领了以智能系统为核心整合各项应用、内容、服务，为消费者提供实用价值与完美体验为导向的智能电视时代，也有效地抵制住了互联网企业发力电视对传统企业形成的冲击，让创维在13年的电视销量雄踞榜首。

那么，天赐系统到底有何过人之处呢？以下将从技术角度逐层揭开迷纱。

2 天赐系统平台

2.1 平台核心架构

如图1所示，天赐系统平台由客户端与云平台构成，采用三层分离机制，实现如下3个基本优势：

1）定制分离层：上层UI数据与逻辑分离，确保UI差异化定制快速实现与切换。

2）软硬分离层：硬件平台的差异与上层业务逻辑分离，确保兼容目前市场主流硬件芯片平台，并且可以快速对接新的硬件平台。

3）运营分离层：终端系统展现与后台业务逻辑分离，确保根据需要快速定制及与现有BOSS系统快速对接，实现内容与用户权限的互通，兼容现有运营平台的操作方式。

图1 平台核心架构图

2.2 客户端架构

如图2所示，为客户端系统的整体框架图，其主要的开发工作分为4个层次：基础系统层、系统接口层、核心功能层和产品集成层。

图2 客户端架构图

1）基础系统层

基础系统层主要面向基础硬件提供整体系统方案，该层是建立在由芯片公司提供的原始公版系统基础上，并经过深度定制的基础层。该层完成的功能以及任务主要包含：

（1）驱动集成：包含各种摄像头，耳麦驱动，各种游戏手柄，HID控制设备驱动，遥控器驱动，Tuner，Demux以及CA等DTV所需相关驱动。

（2）系统定制：包含系统裁剪与优化（主要是为了降低对硬件无必要的开支），开机服务优化（提升开机速度），系统安全机制（主要是备份，恢复，数据分区设定），系统按键机制调整（全局键的支持，旋转或者特殊键的支持，其他智能终端控制按键注入等）。

（3）开机画面：主要是动态开机画面(广告)支持。

（4）升级机制：支持动态模块升级，OTA差量升级，OTA全量升级，BIN档刷机升级等。

（5）系统安全：支持系统异常检测上报、应用安全验证、沙盒机制等。

除此之外，基础系统层需维护面向若干芯片商公版系统的快速部署与移植。

基础系统层部分由6名系统组人员历时两年左右完成，并经过超过100万台的零售智能电视机应用测试。还在进一步优化中。工作重点主要是Android基础框架的研究，验证，系统详细分析与测试，多系统兼容方案设计，快速移植方案设计及以上各子系统功能的开发与改进。目前基础系统能够支持的平台包括：MStar（800C、801A、818、918），MTK（5505、5326、5327），Realtek（2974、2992、2995），Am logic（M1、M3、M6）等。并且，能够确保全新平台的基本对接时间在两周左右。

2）系统接口层

系统接口层主要是面向不同芯片平台，定义相关标准接口。其中包含：

（1）播放器接口：播放接口主要是定义音视频影音文件播放接口，支持本地及在线制定流媒体协议的音视频播放。其中包含缓冲区动态设置接口、seek接口、内置外挂字幕接口，播放实时信息反馈接口等。

（2）编解码接口：编解码接口主要是硬件视频编解码接口定义。主要是编解码支持格式查询接口，编解码输入输出接口等。

（3）音频输入输出接口（ALSA）：主要是定义音频数据采集与输出接口。其中重点包含音频控制接口，音频输入输出接口，音频合成接口等。

（4）显示接口：定义图像输出显示接口。主要是用于解码后视频图像，或者图片解码后静态图的显示。

（5）系统信息查询与控制接口：主要包含系统音量、亮度、对比度、相关模块等的信息查询与实时控制。

以上接口工作量不大，但持续周期长，需要在实际项目中不断抽象与完善，要考虑芯片商的可快速实现性、可测试性和开发者的易理解性。避免定义不完整导致未来大规模的代码调整。该项工作持续两年，经过百万台以上机器应用。支持的平台包括：MStar（800C、801A、818、918），MTK（5505、5326、5327），Realtek（2974、2992、2995），Am logic（M1、M3、M6）等。对于新的平台，接口对接时间可以在1个月之内。

3）核心功能层

核心功能层主要是提供目前系统的最基本的功能，其中包含：

（1）视频播放器：视频播放器主要包含各种格式的本地视频，在线视频的播放，控制，列表和基础设置等。

（2）音频播放器：音频播放器主要包含各种格式的本地音频，在线音乐的播放、控制、列表和基础设置等。

（3）图片播放器：图片播放器主要包含各种格式的本地图片，在线图片的播放、控制、列表和基础设置等。

（4）浏览器：主要支持网页的浏览优化、控制、记忆、内嵌视频的播放、HTML5的部分支持。

（5）TV直播：目前TV直播支持DVB-C，IP直播自适应模式，节目回放与预约功能。其中支持DVB-C协议栈（主要由芯片商提供，我们定义标准接口），支持永新视博CA，其他CA尚未集成。目前正在进行DVB-C和CA的标准化接口定义与实施。

（6）DTV VOD点播。

（7）搜索引擎：搜索引擎包含终端和前端两个部分，前端主要是搜索接口，查询逻辑的设计与开发。

（8）语音识别引擎：语音识别引擎主要包含语音听写、语义解析两大部分。其中，语音听写采用科大讯飞方案。语义解析为自主研发，更适合电视系统。

（9）语音播报引擎：语音播报引擎是基于科大讯飞语音合成引擎，适配电视的音频输出接口，提供的一项基本服务。提供标准接口供第三方调用。

（10）图像识别处理引擎：图像识别处理引擎主要用在台标识别，用户个人照片处理等方面。自主开发，3人历时1年。

（11）UI相关（框架，引擎，设计）：UI框架和引擎是经过两年的的不断优化与积累，支持多系统，多平台，重点采用GPU，不断提升帧率，优化资源加载释放策略，UI快速开发与集成，多语言支持，动态菜单定制。在此基础上，天赐系统目前使用的浮窗型UI经过10个月，20人次的集中开发，这其中，交互设计，视觉设计，UI动画，UI逻辑控制等花费精力最多。

（12）本地化业务框架：本地业务框架主要是采用定制化的浏览器引擎，支持后端业务页面设计，重点是按键控制，透明窗体，音视频集成播放等的支持。

（13）数据服务：数据服务主要是定义一套对接后台核心数据接口，并采用加密压缩传输技术，支持大数据量的快速获取，减少服务器负荷，提升网络传输速度等。

核心功能层开发工作量最大，其中，播放器，浏览器、搜索引擎、UI框架与引擎等经过4年的不断积累与完善，对各平台的对接与不断深度优化。其他部分是近两年来的开发与积累完成。这部分难度主要在于核心部件的稳定性，多平台的支持，可扩展性方面。DTV相关的部分为系统新功能，包括DVB-C，采用芯片公司提供的协议栈与永新视博的CA库，开发调试周期为3个人月。对接已经支持DVB协议栈的芯片平台，对接时间应该在1个月左右。该部分标准化与快速集成开发将是重点。

4）产品集成层

产品集成层主要是基于以上各部分，针对不同的硬件平台，不同的终端形态，不同的需求进行产品快速集成。主要包含以下部分：

（1）产品功能配置：根据需求，配置制定的功能模块。配置项包含：菜单配置，功能模块选择（比如需要直播，点播，资讯等），芯片平台制定（比如MStar6A801，MTK5325等），终端形态配置（STB，OTT，TV等）等根据配置文件，系统将会将相关功能模块代码从代码库中进行打包下载到指定产品分支，构成指定产品集成开发环境。

（2）功能单元测试：配置后，系统会进行自动编译，在指定平台上进行单元调试，定位不匹配或者需要不支持部分，可供集成开发者进行快速集成开发。

（3）功能组装集成：通过单元测试后，系统将会将各模块进行整合编译，形成完整系统。在此过程中，进行常规压力测试，客观测试，定位功能集成冲突的地方，供集成开发者快速解决。

（4）业务系统对接：对接前端后端本地资源业务系统，其中包含EPG,资讯，本地化业务等。并通过组装后的系统进行完整性测试。

（5）第三方接口定制：根据需求，定制第三方接口。

产品集成层主要开发量是产品集成化平台开发以及流程制定，并且为达到自动化的目的，终端系统上的基本开发框架支持。其目的在于能够快速生成、发布、调试各种形态的产品。提供多产品的持久化发展保障。该集成平台为独家首创，历经4年持续改进开发完成。

2.3 云平台架构

如图3所示，客户端系统重点是展现，云平台系统才是智能系统的大脑。其作用主要是信息融合与处理，主要分为3个层次：云计算基础系统、核心引擎与服务、开放式平台与管理系统。

图3 云平台架构图

2.3.1 云计算基础系统

云计算基础系统主要是保障动态用户增长的服务响应，优化硬件投入。对于热备，灾备，数据回滚，存储共享的基本功能一般都有云主机统一保障，这里不纳入云平台系统部分。针对实际业务，自主开发的主要包含：

1）分布式数据库系统：提供可动态增长的分布式数据库保障，当前系统基于DBNode模式进行深度优化与开发。

2）可配置负载均衡系统：提供多种负载均衡模式，客户端可以根据配置。

3）分布式Web服务框架：提供Web服务基于云计算架构的快速开发。主要提供给第三方业务扩展用。

4）云平台运维监控系统：监控云平台各服务器的各种数据信息，包含CPU，Memory的负载，实时并发数，工作状态等信息。提供报警功能。

云计算基础系统保障高峰期快速应急服务器部署，服务器配置建议等各项服务。

2.3.2 核心引擎与服务

核心引擎及服务主要是提供业务支撑需求，如图4所示。

1）分布式业务系统：分布式业务系统主要是支持第三方业务快速集成。由标准集成接口和后台业务集成管理系统组成。

2）内容聚合引擎：通过网络爬虫技术对互联网各种内容进行汇聚。其中支持资讯内容、音频内容以及影视内容。同时，该引擎还通过各种数据的分类，构建了后台大量的知识库，包含人名库、地名库、图片库、影片名库、音乐名库等各种信息。可用于多个方面。

3）实时EPG分类引擎：鉴于人工实施EPG分类巨大的工作量，用1个人月实现了一套实时EPG分类引擎。能够对所有的EPG进行80%准确率以上的实时分类。

4）精准广告投放引擎：支持多种模式广告投放，包含开机广告，定时广告，区域广告，事件触发（换台，播放器暂停等各种事件）广告，动态广告（电视节目播放过程中，根据实时场景弹出相关广告内容）等多种模式。该引擎工作量为2人月。

图4 核心引擎图

5）实时行为搜集与分析系统：实时行为搜集分析系统主要是能够搜集客户端各种信息，包括故障信息、各种状态信息、用户实时操作信息、播放状态信息等。分析系统是基于搜集到的信息，能够自动进行内容重整，将用户最感兴趣的内容优先推送给用户。该系统用了四年的时间不断优化与完善。

6）大数据分析引擎：大数据分析引擎主要是根据用户信息，对于后端的各种数据进行归类整理，形成数据标签。供其他应用使用。大数据分析引擎框架已经构建完毕，算法需要持续改进与优化。该项工作从1年前开始，1人专门负责算法的优化。

7）实时推送引擎：通过长连接建立推送通道，定义各种推送协议。实现前端与后端的实时交互与管控。该项工作开发工作量不大，1个人月，但优化完善以及大用户量支持方面的工作一直在持续。

8）智能搜索引擎：智能搜索引擎主要是根据后面集成的各种业务，自动生成搜索关键字列表，提供便捷的搜索模式。该智能搜索引擎为融合搜索引擎，各项业务全部集中到一个框中进行搜索。3人月集中开发工作量。已经通过2年的优化与完善（根据需求优化）。

9）语义分析引擎：自主开发的语义分析引擎目前功能强大，超过市面知名同类产品。该引擎由三人专人负责，已开发1年半。主要是功能不断增加，自由度不断提升。并且匹配知识库的精准度不断优化与提升。

10）数据加密服务：提供服务端到客户端的安全数据传送机制。工作量不大，主要是算法工作量以及机制设计，1人月，后续将继续优化算法。

11）基础服务：基础服务包含EPG列表，影视列表，资讯列表，升级包管理，用户管理等等各种前端需要的基础服务接口。是后端内容向前端输送的管道。在基础web服务框架基础上，工作量不大。

2.3.3 开放式平台与管理系统

开放式平台和管理系统是作为提供给使用方的一个交付平台（如图5所示，现已投入使用），提供各种可视化的编辑与管理工作。可快速对接当前的BOSS系统，实现策略共用。基本上是根据具体业务系统以及需求进行开发。

除此之外，云平台上还有一套完整的多用户管理系统，单个设备可支持多用户模式，单用户可在不同终端上登录，还包含多用户账号管理系统，可支持各种第三方账号，比如支付账号，微博账号，QQ号的绑定与统一认证机制。该系统比较复杂，为4年来持续开发与完善的系统，很多个人用户数据都是在此系统上进行工作，包含用户历史、用户收藏、用户行为、用户信息等。

图5 后台管理系统图（截图）

3 结语

综上，天赐系统符合智能电视四大标准：

1）独立性：自主开发，除兼容安卓应用外，不依赖安卓操作系统。

2）兼容性：专属大屏操作系统，可兼容电视、盒子、Dongle、投影仪等各种大屏设备，支持自由开发者进行第三方应用开发，用户可自主刷机。

3）完整性：具有云计算平台，通过云聚合，实现跨界聚合，并依此实现完整统一的用户UI和多任务操控体验。

4）持续性：不断更新版本，持续升级。

展望未来，鉴于目前电视行业的大屏应用开发难度之大，各种标准不兼容，极大限制了电视行业应用的发展，天赐系统平台充分考虑到了各项限制，并一一击破，经过数年的积累，目前平台已成型，现已正式面向开发者开放，让开发者可以十分简便地进行大屏应用开发，为电视应用产业的兴起做出应有的贡献，同时也能给大屏应用的开发者提供正向的回馈，天赐开放平台的愿景是：构建开发者接入大屏应用开发的高效途径与商业模式，实现平台与创意的共赢。