國內(nèi)首個專為電視而生的系統(tǒng)
——創(chuàng)維天賜系統(tǒng)剖析

譚 霞，王志國，陳勇濱

（深圳創(chuàng)維—RGB電子有限公司，廣東 深圳 518108）

1 智能電視發(fā)展現(xiàn)狀

2013年是智能電視發(fā)展元年，隨著小米，樂視等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)相繼加入電視行業(yè)，一時間，整個行業(yè)呈現(xiàn)混業(yè)競爭態(tài)勢，熱鬧非凡。讓本來被人看作是呈夕陽態(tài)勢的電視產(chǎn)業(yè)被披上了一層迷霧，大家不禁會問，是什么讓電視行業(yè)突變以致具備如此大的吸引力和爆炸力，讓互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)一擁而上，一石激起千層浪？說到底，其背后的原因莫過于這幾年智能電視的發(fā)展呈逐年上升趨勢，2013年出貨量超過整體電視的一半，市場滲透率超過30%，但在量上飆升的同時，傳統(tǒng)企業(yè)仍將精力放在渠道上，在智能電視的核心指標——智能系統(tǒng)領域卻少有耕耘，產(chǎn)品同質(zhì)化嚴重，因此，智能系統(tǒng)儼然成為了一個提升智能電視銷量、拉開與競爭對手差距的痛點，極具發(fā)展空間，大有可為，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)便順勢而為，進軍電視行業(yè)。

創(chuàng)維早在2009年便意識到智能電視時代的即將到來，提前布局預研智能電視系統(tǒng)，經(jīng)過多年的探索與積累，中國第一個專為智能電視而生的系統(tǒng)--天賜系統(tǒng)，便在智能電視發(fā)展元年應運而生，該系統(tǒng)的誕生引領了以智能系統(tǒng)為核心整合各項應用、內(nèi)容、服務，為消費者提供實用價值與完美體驗為導向的智能電視時代，也有效地抵制住了互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)發(fā)力電視對傳統(tǒng)企業(yè)形成的沖擊，讓創(chuàng)維在13年的電視銷量雄踞榜首。

那么，天賜系統(tǒng)到底有何過人之處呢？以下將從技術角度逐層揭開迷紗。

2 天賜系統(tǒng)平臺

2.1 平臺核心架構

如圖1所示，天賜系統(tǒng)平臺由客戶端與云平臺構成，采用三層分離機制，實現(xiàn)如下3個基本優(yōu)勢：

1）定制分離層：上層UI數(shù)據(jù)與邏輯分離，確保UI差異化定制快速實現(xiàn)與切換。

2）軟硬分離層：硬件平臺的差異與上層業(yè)務邏輯分離，確保兼容目前市場主流硬件芯片平臺，并且可以快速對接新的硬件平臺。

3）運營分離層：終端系統(tǒng)展現(xiàn)與后臺業(yè)務邏輯分離，確保根據(jù)需要快速定制及與現(xiàn)有BOSS系統(tǒng)快速對接，實現(xiàn)內(nèi)容與用戶權限的互通，兼容現(xiàn)有運營平臺的操作方式。

圖1 平臺核心架構圖

2.2 客戶端架構

如圖2所示，為客戶端系統(tǒng)的整體框架圖，其主要的開發(fā)工作分為4個層次：基礎系統(tǒng)層、系統(tǒng)接口層、核心功能層和產(chǎn)品集成層。

圖2 客戶端架構圖

1）基礎系統(tǒng)層

基礎系統(tǒng)層主要面向基礎硬件提供整體系統(tǒng)方案，該層是建立在由芯片公司提供的原始公版系統(tǒng)基礎上，并經(jīng)過深度定制的基礎層。該層完成的功能以及任務主要包含：

（1）驅(qū)動集成：包含各種攝像頭，耳麥驅(qū)動，各種游戲手柄，HID控制設備驅(qū)動，遙控器驅(qū)動，Tuner，Demux以及CA等DTV所需相關驅(qū)動。

（2）系統(tǒng)定制：包含系統(tǒng)裁剪與優(yōu)化（主要是為了降低對硬件無必要的開支），開機服務優(yōu)化（提升開機速度），系統(tǒng)安全機制（主要是備份，恢復，數(shù)據(jù)分區(qū)設定），系統(tǒng)按鍵機制調(diào)整（全局鍵的支持，旋轉(zhuǎn)或者特殊鍵的支持，其他智能終端控制按鍵注入等）。

（3）開機畫面：主要是動態(tài)開機畫面(廣告)支持。

（4）升級機制：支持動態(tài)模塊升級，OTA差量升級，OTA全量升級，BIN檔刷機升級等。

（5）系統(tǒng)安全：支持系統(tǒng)異常檢測上報、應用安全驗證、沙盒機制等。

除此之外，基礎系統(tǒng)層需維護面向若干芯片商公版系統(tǒng)的快速部署與移植。

基礎系統(tǒng)層部分由6名系統(tǒng)組人員歷時兩年左右完成，并經(jīng)過超過100萬臺的零售智能電視機應用測試。還在進一步優(yōu)化中。工作重點主要是Android基礎框架的研究，驗證，系統(tǒng)詳細分析與測試，多系統(tǒng)兼容方案設計，快速移植方案設計及以上各子系統(tǒng)功能的開發(fā)與改進。目前基礎系統(tǒng)能夠支持的平臺包括：MStar（800C、801A、818、918），MTK（5505、5326、5327），Realtek（2974、2992、2995），Am logic（M1、M3、M6）等。并且，能夠確保全新平臺的基本對接時間在兩周左右。

2）系統(tǒng)接口層

系統(tǒng)接口層主要是面向不同芯片平臺，定義相關標準接口。其中包含：

（1）播放器接口：播放接口主要是定義音視頻影音文件播放接口，支持本地及在線制定流媒體協(xié)議的音視頻播放。其中包含緩沖區(qū)動態(tài)設置接口、seek接口、內(nèi)置外掛字幕接口，播放實時信息反饋接口等。

（2）編解碼接口：編解碼接口主要是硬件視頻編解碼接口定義。主要是編解碼支持格式查詢接口，編解碼輸入輸出接口等。

（3）音頻輸入輸出接口（ALSA）：主要是定義音頻數(shù)據(jù)采集與輸出接口。其中重點包含音頻控制接口，音頻輸入輸出接口，音頻合成接口等。

（4）顯示接口：定義圖像輸出顯示接口。主要是用于解碼后視頻圖像，或者圖片解碼后靜態(tài)圖的顯示。

（5）系統(tǒng)信息查詢與控制接口：主要包含系統(tǒng)音量、亮度、對比度、相關模塊等的信息查詢與實時控制。

以上接口工作量不大，但持續(xù)周期長，需要在實際項目中不斷抽象與完善，要考慮芯片商的可快速實現(xiàn)性、可測試性和開發(fā)者的易理解性。避免定義不完整導致未來大規(guī)模的代碼調(diào)整。該項工作持續(xù)兩年，經(jīng)過百萬臺以上機器應用。支持的平臺包括：MStar（800C、801A、818、918），MTK（5505、5326、5327），Realtek（2974、2992、2995），Am logic（M1、M3、M6）等。對于新的平臺，接口對接時間可以在1個月之內(nèi)。

3）核心功能層

核心功能層主要是提供目前系統(tǒng)的最基本的功能，其中包含：

（1）視頻播放器：視頻播放器主要包含各種格式的本地視頻，在線視頻的播放，控制，列表和基礎設置等。

（2）音頻播放器：音頻播放器主要包含各種格式的本地音頻，在線音樂的播放、控制、列表和基礎設置等。

（3）圖片播放器：圖片播放器主要包含各種格式的本地圖片，在線圖片的播放、控制、列表和基礎設置等。

（4）瀏覽器：主要支持網(wǎng)頁的瀏覽優(yōu)化、控制、記憶、內(nèi)嵌視頻的播放、HTML5的部分支持。

（5）TV直播：目前TV直播支持DVB-C，IP直播自適應模式，節(jié)目回放與預約功能。其中支持DVB-C協(xié)議棧（主要由芯片商提供，我們定義標準接口），支持永新視博CA，其他CA尚未集成。目前正在進行DVB-C和CA的標準化接口定義與實施。

（6）DTV VOD點播。

（7）搜索引擎：搜索引擎包含終端和前端兩個部分，前端主要是搜索接口，查詢邏輯的設計與開發(fā)。

（8）語音識別引擎：語音識別引擎主要包含語音聽寫、語義解析兩大部分。其中，語音聽寫采用科大訊飛方案。語義解析為自主研發(fā)，更適合電視系統(tǒng)。

（9）語音播報引擎：語音播報引擎是基于科大訊飛語音合成引擎，適配電視的音頻輸出接口，提供的一項基本服務。提供標準接口供第三方調(diào)用。

（10）圖像識別處理引擎：圖像識別處理引擎主要用在臺標識別，用戶個人照片處理等方面。自主開發(fā)，3人歷時1年。

（11）UI相關（框架，引擎，設計）：UI框架和引擎是經(jīng)過兩年的的不斷優(yōu)化與積累，支持多系統(tǒng)，多平臺，重點采用GPU，不斷提升幀率，優(yōu)化資源加載釋放策略，UI快速開發(fā)與集成，多語言支持，動態(tài)菜單定制。在此基礎上，天賜系統(tǒng)目前使用的浮窗型UI經(jīng)過10個月，20人次的集中開發(fā)，這其中，交互設計，視覺設計，UI動畫，UI邏輯控制等花費精力最多。

（12）本地化業(yè)務框架：本地業(yè)務框架主要是采用定制化的瀏覽器引擎，支持后端業(yè)務頁面設計，重點是按鍵控制，透明窗體，音視頻集成播放等的支持。

（13）數(shù)據(jù)服務：數(shù)據(jù)服務主要是定義一套對接后臺核心數(shù)據(jù)接口，并采用加密壓縮傳輸技術，支持大數(shù)據(jù)量的快速獲取，減少服務器負荷，提升網(wǎng)絡傳輸速度等。

核心功能層開發(fā)工作量最大，其中，播放器，瀏覽器、搜索引擎、UI框架與引擎等經(jīng)過4年的不斷積累與完善，對各平臺的對接與不斷深度優(yōu)化。其他部分是近兩年來的開發(fā)與積累完成。這部分難度主要在于核心部件的穩(wěn)定性，多平臺的支持，可擴展性方面。DTV相關的部分為系統(tǒng)新功能，包括DVB-C，采用芯片公司提供的協(xié)議棧與永新視博的CA庫，開發(fā)調(diào)試周期為3個人月。對接已經(jīng)支持DVB協(xié)議棧的芯片平臺，對接時間應該在1個月左右。該部分標準化與快速集成開發(fā)將是重點。

4）產(chǎn)品集成層

產(chǎn)品集成層主要是基于以上各部分，針對不同的硬件平臺，不同的終端形態(tài)，不同的需求進行產(chǎn)品快速集成。主要包含以下部分：

（1）產(chǎn)品功能配置：根據(jù)需求，配置制定的功能模塊。配置項包含：菜單配置，功能模塊選擇（比如需要直播，點播，資訊等），芯片平臺制定（比如MStar6A801，MTK5325等），終端形態(tài)配置（STB，OTT，TV等）等根據(jù)配置文件，系統(tǒng)將會將相關功能模塊代碼從代碼庫中進行打包下載到指定產(chǎn)品分支，構成指定產(chǎn)品集成開發(fā)環(huán)境。

（2）功能單元測試：配置后，系統(tǒng)會進行自動編譯，在指定平臺上進行單元調(diào)試，定位不匹配或者需要不支持部分，可供集成開發(fā)者進行快速集成開發(fā)。

（3）功能組裝集成：通過單元測試后，系統(tǒng)將會將各模塊進行整合編譯，形成完整系統(tǒng)。在此過程中，進行常規(guī)壓力測試，客觀測試，定位功能集成沖突的地方，供集成開發(fā)者快速解決。

（4）業(yè)務系統(tǒng)對接：對接前端后端本地資源業(yè)務系統(tǒng)，其中包含EPG,資訊，本地化業(yè)務等。并通過組裝后的系統(tǒng)進行完整性測試。

（5）第三方接口定制：根據(jù)需求，定制第三方接口。

產(chǎn)品集成層主要開發(fā)量是產(chǎn)品集成化平臺開發(fā)以及流程制定，并且為達到自動化的目的，終端系統(tǒng)上的基本開發(fā)框架支持。其目的在于能夠快速生成、發(fā)布、調(diào)試各種形態(tài)的產(chǎn)品。提供多產(chǎn)品的持久化發(fā)展保障。該集成平臺為獨家首創(chuàng)，歷經(jīng)4年持續(xù)改進開發(fā)完成。

2.3 云平臺架構

如圖3所示，客戶端系統(tǒng)重點是展現(xiàn)，云平臺系統(tǒng)才是智能系統(tǒng)的大腦。其作用主要是信息融合與處理，主要分為3個層次：云計算基礎系統(tǒng)、核心引擎與服務、開放式平臺與管理系統(tǒng)。

圖3 云平臺架構圖

2.3.1 云計算基礎系統(tǒng)

云計算基礎系統(tǒng)主要是保障動態(tài)用戶增長的服務響應，優(yōu)化硬件投入。對于熱備，災備，數(shù)據(jù)回滾，存儲共享的基本功能一般都有云主機統(tǒng)一保障，這里不納入云平臺系統(tǒng)部分。針對實際業(yè)務，自主開發(fā)的主要包含：

1）分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：提供可動態(tài)增長的分布式數(shù)據(jù)庫保障，當前系統(tǒng)基于DBNode模式進行深度優(yōu)化與開發(fā)。

2）可配置負載均衡系統(tǒng)：提供多種負載均衡模式，客戶端可以根據(jù)配置。

3）分布式Web服務框架：提供Web服務基于云計算架構的快速開發(fā)。主要提供給第三方業(yè)務擴展用。

4）云平臺運維監(jiān)控系統(tǒng)：監(jiān)控云平臺各服務器的各種數(shù)據(jù)信息，包含CPU，Memory的負載，實時并發(fā)數(shù)，工作狀態(tài)等信息。提供報警功能。

云計算基礎系統(tǒng)保障高峰期快速應急服務器部署，服務器配置建議等各項服務。

2.3.2 核心引擎與服務

核心引擎及服務主要是提供業(yè)務支撐需求，如圖4所示。

1）分布式業(yè)務系統(tǒng)：分布式業(yè)務系統(tǒng)主要是支持第三方業(yè)務快速集成。由標準集成接口和后臺業(yè)務集成管理系統(tǒng)組成。

2）內(nèi)容聚合引擎：通過網(wǎng)絡爬蟲技術對互聯(lián)網(wǎng)各種內(nèi)容進行匯聚。其中支持資訊內(nèi)容、音頻內(nèi)容以及影視內(nèi)容。同時，該引擎還通過各種數(shù)據(jù)的分類，構建了后臺大量的知識庫，包含人名庫、地名庫、圖片庫、影片名庫、音樂名庫等各種信息?？捎糜诙鄠€方面。

3）實時EPG分類引擎：鑒于人工實施EPG分類巨大的工作量，用1個人月實現(xiàn)了一套實時EPG分類引擎。能夠?qū)λ械腅PG進行80%準確率以上的實時分類。

4）精準廣告投放引擎：支持多種模式廣告投放，包含開機廣告，定時廣告，區(qū)域廣告，事件觸發(fā)（換臺，播放器暫停等各種事件）廣告，動態(tài)廣告（電視節(jié)目播放過程中，根據(jù)實時場景彈出相關廣告內(nèi)容）等多種模式。該引擎工作量為2人月。

圖4 核心引擎圖

5）實時行為搜集與分析系統(tǒng)：實時行為搜集分析系統(tǒng)主要是能夠搜集客戶端各種信息，包括故障信息、各種狀態(tài)信息、用戶實時操作信息、播放狀態(tài)信息等。分析系統(tǒng)是基于搜集到的信息，能夠自動進行內(nèi)容重整，將用戶最感興趣的內(nèi)容優(yōu)先推送給用戶。該系統(tǒng)用了四年的時間不斷優(yōu)化與完善。

6）大數(shù)據(jù)分析引擎：大數(shù)據(jù)分析引擎主要是根據(jù)用戶信息，對于后端的各種數(shù)據(jù)進行歸類整理，形成數(shù)據(jù)標簽。供其他應用使用。大數(shù)據(jù)分析引擎框架已經(jīng)構建完畢，算法需要持續(xù)改進與優(yōu)化。該項工作從1年前開始，1人專門負責算法的優(yōu)化。

7）實時推送引擎：通過長連接建立推送通道，定義各種推送協(xié)議。實現(xiàn)前端與后端的實時交互與管控。該項工作開發(fā)工作量不大，1個人月，但優(yōu)化完善以及大用戶量支持方面的工作一直在持續(xù)。

8）智能搜索引擎：智能搜索引擎主要是根據(jù)后面集成的各種業(yè)務，自動生成搜索關鍵字列表，提供便捷的搜索模式。該智能搜索引擎為融合搜索引擎，各項業(yè)務全部集中到一個框中進行搜索。3人月集中開發(fā)工作量。已經(jīng)通過2年的優(yōu)化與完善（根據(jù)需求優(yōu)化）。

9）語義分析引擎：自主開發(fā)的語義分析引擎目前功能強大，超過市面知名同類產(chǎn)品。該引擎由三人專人負責，已開發(fā)1年半。主要是功能不斷增加，自由度不斷提升。并且匹配知識庫的精準度不斷優(yōu)化與提升。

10）數(shù)據(jù)加密服務：提供服務端到客戶端的安全數(shù)據(jù)傳送機制。工作量不大，主要是算法工作量以及機制設計，1人月，后續(xù)將繼續(xù)優(yōu)化算法。

11）基礎服務：基礎服務包含EPG列表，影視列表，資訊列表，升級包管理，用戶管理等等各種前端需要的基礎服務接口。是后端內(nèi)容向前端輸送的管道。在基礎web服務框架基礎上，工作量不大。

2.3.3 開放式平臺與管理系統(tǒng)

開放式平臺和管理系統(tǒng)是作為提供給使用方的一個交付平臺（如圖5所示，現(xiàn)已投入使用），提供各種可視化的編輯與管理工作?？煽焖賹赢斍暗腂OSS系統(tǒng)，實現(xiàn)策略共用?；旧鲜歉鶕?jù)具體業(yè)務系統(tǒng)以及需求進行開發(fā)。

除此之外，云平臺上還有一套完整的多用戶管理系統(tǒng)，單個設備可支持多用戶模式，單用戶可在不同終端上登錄，還包含多用戶賬號管理系統(tǒng)，可支持各種第三方賬號，比如支付賬號，微博賬號，QQ號的綁定與統(tǒng)一認證機制。該系統(tǒng)比較復雜，為4年來持續(xù)開發(fā)與完善的系統(tǒng)，很多個人用戶數(shù)據(jù)都是在此系統(tǒng)上進行工作，包含用戶歷史、用戶收藏、用戶行為、用戶信息等。

圖5 后臺管理系統(tǒng)圖（截圖）

3 結語

綜上，天賜系統(tǒng)符合智能電視四大標準：

1）獨立性：自主開發(fā)，除兼容安卓應用外，不依賴安卓操作系統(tǒng)。

2）兼容性：專屬大屏操作系統(tǒng)，可兼容電視、盒子、Dongle、投影儀等各種大屏設備，支持自由開發(fā)者進行第三方應用開發(fā)，用戶可自主刷機。

3）完整性：具有云計算平臺，通過云聚合，實現(xiàn)跨界聚合，并依此實現(xiàn)完整統(tǒng)一的用戶UI和多任務操控體驗。

4）持續(xù)性：不斷更新版本，持續(xù)升級。

展望未來，鑒于目前電視行業(yè)的大屏應用開發(fā)難度之大，各種標準不兼容，極大限制了電視行業(yè)應用的發(fā)展，天賜系統(tǒng)平臺充分考慮到了各項限制，并一一擊破，經(jīng)過數(shù)年的積累，目前平臺已成型，現(xiàn)已正式面向開發(fā)者開放，讓開發(fā)者可以十分簡便地進行大屏應用開發(fā)，為電視應用產(chǎn)業(yè)的興起做出應有的貢獻，同時也能給大屏應用的開發(fā)者提供正向的回饋，天賜開放平臺的愿景是：構建開發(fā)者接入大屏應用開發(fā)的高效途徑與商業(yè)模式，實現(xiàn)平臺與創(chuàng)意的共贏。