周文鵬,管 泉,藍(lán) 潔
(青島市科學(xué)技術(shù)信息研究所,山東 青島 266003)
智能電視操作系統(tǒng)全球?qū)@治?/p>
周文鵬,管泉,藍(lán)潔
(青島市科學(xué)技術(shù)信息研究所,山東青島266003)
摘要:通過(guò)對(duì)智能電視操作系統(tǒng)相關(guān)專(zhuān)利進(jìn)行檢索,研究分析了智能電視操作系統(tǒng)總體技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、專(zhuān)利布局、專(zhuān)利技術(shù)國(guó)家分布,重點(diǎn)對(duì)全球主要?jiǎng)?chuàng)新機(jī)構(gòu)及創(chuàng)新人才進(jìn)行介紹,特別是主要專(zhuān)利權(quán)人三星、LG的專(zhuān)利情況,進(jìn)而得到全球主要智能電視操作系統(tǒng)應(yīng)用情況及發(fā)展趨勢(shì)的結(jié)論,以期對(duì)我國(guó)相關(guān)企業(yè)了解主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手專(zhuān)利情況、明確研發(fā)方向提供依據(jù)和參考。
關(guān)鍵詞:智能電視;操作系統(tǒng);專(zhuān)利分析
智能電視操作系統(tǒng)是管理智能電視硬件資源,控制其他程序運(yùn)行并為用戶(hù)提供交互操作界面的系統(tǒng)軟件集合,是智能電視的關(guān)鍵組成部分,主要任務(wù)是負(fù)責(zé)管理與配置內(nèi)存、決定系統(tǒng)資源供需的優(yōu)先次序、控制輸入與輸出設(shè)備、操作網(wǎng)絡(luò)與管理文件系統(tǒng)等基本任務(wù)。
智能電視軟件系統(tǒng)組成框架如圖1所示。操作系統(tǒng)通過(guò)加載本地庫(kù)及驅(qū)動(dòng)等獲取外部設(shè)備,并支持手勢(shì)控制、語(yǔ)音控制、人臉識(shí)別,同時(shí)對(duì)于遙控器等還需通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議和Android系統(tǒng)框架獲取數(shù)據(jù)。Android[1]通過(guò)建立手勢(shì)庫(kù),在應(yīng)用中加載手勢(shì)庫(kù)文件實(shí)現(xiàn)手勢(shì)識(shí)別。通過(guò)谷歌語(yǔ)音API和腳本實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別。通過(guò)人臉識(shí)別底層算法代碼及調(diào)用API函數(shù)實(shí)現(xiàn)人臉識(shí)別。Android Framework提供Android開(kāi)發(fā)模式和所需組件,包括服務(wù)和API接口。
1智能電視操作系統(tǒng)分類(lèi)及技術(shù)分支
目前在智能電視上已應(yīng)用或正在開(kāi)發(fā)的操作系統(tǒng)包括Android、Tizen、FirefoxOS、WebOS、iOS、Windows、Ubuntu[2],以及國(guó)內(nèi)的NGB TVOS[3-4],STV OS[5],COS系統(tǒng)。智能電視操作系統(tǒng)分類(lèi)及應(yīng)用情況[6]如表1所示。
世界主要的電視廠商大多采用以Android系統(tǒng)為基礎(chǔ)定制開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)。三星正聯(lián)合英特爾研究Tizen系統(tǒng),已推出搭載Tizen系統(tǒng)的智能手機(jī)。松下和TCL正在研究FirefoxOS,并已推出智能電視產(chǎn)品。LG在2014年發(fā)布搭載WebOS系統(tǒng)的智能電視。NGB TVOS,STV OS,COS系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)正在研究開(kāi)發(fā)的智能電視操作系統(tǒng),目前已取得階段性成果。
表1操作系統(tǒng)分類(lèi)及應(yīng)用情況
操作系統(tǒng)主要技術(shù)分支應(yīng)用廠商國(guó)外Android啟動(dòng)存儲(chǔ)管理中間件窗口管理節(jié)能三星、LG、索尼、海信、海爾、TCL、聯(lián)想、小米、樂(lè)視等Tizen內(nèi)核層應(yīng)用層核心層三星陸續(xù)推出基于Tizen系統(tǒng)的各類(lèi)產(chǎn)品FirefoxOSHTML5松下、TCLWebOSHTML5LGiOS啟動(dòng)窗口管理AppleTV機(jī)頂盒Windows啟動(dòng)窗口管理TCLUbuntuHTML5—國(guó)內(nèi)NGBTVOS基于Linux的系統(tǒng)架構(gòu)—STVOS—TCLCOS基于Linux的系統(tǒng)架構(gòu)上海聯(lián)彤推出機(jī)頂盒產(chǎn)品
2全球?qū)@治?/p>
2.1數(shù)據(jù)來(lái)源
使用關(guān)鍵詞結(jié)合國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)體系(IPC),通過(guò)檢索Thomson Innovation專(zhuān)利系統(tǒng)中的DWPI和DPCI數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)1995—2014年期間智能電視操作系統(tǒng)全球?qū)@麛?shù)據(jù)進(jìn)行檢索,數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)截止日期為2014年4月10日,經(jīng)數(shù)據(jù)清洗后得到3 430項(xiàng)專(zhuān)利家族。
使用國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局PIAS專(zhuān)利信息分析系統(tǒng),對(duì)1995—2013年期間智能電視操作系統(tǒng)的中國(guó)專(zhuān)利數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索,數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)截止日期為2014年4月10日,經(jīng)數(shù)據(jù)清洗后得到1 983件專(zhuān)利。
2.2總體發(fā)展情況
從圖1可以看出,1995—2006年是智能電視技術(shù)的研究與儲(chǔ)備期,涉及操作系統(tǒng)的專(zhuān)利申請(qǐng)量較少;2007—2010年申請(qǐng)量出現(xiàn)較大增長(zhǎng),伴隨著2011年智能電視產(chǎn)品的推出,各技術(shù)分支不斷革新改進(jìn),2011—2013年專(zhuān)利申請(qǐng)量穩(wěn)步增長(zhǎng)。
圖1 智能電視操作系統(tǒng)專(zhuān)利申請(qǐng)年度分布
2.3專(zhuān)利布局
從全球?qū)@季?圖2)來(lái)看,在美國(guó)申請(qǐng)并獲得授權(quán)的專(zhuān)利數(shù)量最多,之后是日本、中國(guó)。結(jié)合產(chǎn)業(yè)及市場(chǎng)因素分析,各主要電視廠商對(duì)美國(guó)市場(chǎng)非常重視,而且美國(guó)企業(yè)在軟件開(kāi)發(fā)方面技術(shù)力量較強(qiáng),但美國(guó)缺乏大型的電視制造廠商,日韓及中國(guó)企業(yè)憑借較強(qiáng)的電視整機(jī)制造能力以及對(duì)Android系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)推出智能電視產(chǎn)品,在全球主要市場(chǎng)推廣產(chǎn)品及應(yīng)用。
圖2 操作系統(tǒng)全球?qū)@季?/p>
2.4專(zhuān)利權(quán)人情況
2.4.1全球?qū)@麢?quán)人TOP20
表2是全球操作系統(tǒng)專(zhuān)利數(shù)量位于前20的專(zhuān)利權(quán)人,按專(zhuān)利產(chǎn)出數(shù)量可劃分為4個(gè)梯隊(duì):第一梯隊(duì)是韓國(guó)三星、LG,尤其是在2010—2013年研發(fā)活動(dòng)非?;钴S,專(zhuān)利主要涉及對(duì)操作系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn),注重用戶(hù)體驗(yàn),已推出多款智能電視產(chǎn)品;第二梯隊(duì)是日本索尼、松下、夏普、東芝,日本企業(yè)近幾年在電視領(lǐng)域的市場(chǎng)份額不及韓國(guó)企業(yè),但也開(kāi)展了操作系統(tǒng)的研究,主要是針對(duì)Android系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā);第三梯隊(duì)中美國(guó)微軟、谷歌是著名的軟件企業(yè),中國(guó)康佳、荷蘭飛利浦是傳統(tǒng)的電視廠商;第四梯隊(duì)是中國(guó)創(chuàng)維、中山大學(xué)、海信、長(zhǎng)虹、TCL,日本日立、三菱、三洋、NEC,韓國(guó)大宇。
2.4.2國(guó)內(nèi)專(zhuān)利權(quán)人TOP10
綜合表2、表3,全球智能電視操作系統(tǒng)領(lǐng)域的研究機(jī)構(gòu)中,韓國(guó)、日本在創(chuàng)新機(jī)構(gòu)和專(zhuān)利總量上都明顯多于其他國(guó)家,以三星、LG、索尼、松下等多個(gè)大企業(yè)帶動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新;美國(guó)主要?jiǎng)?chuàng)新機(jī)構(gòu)是微軟、谷歌等公司,專(zhuān)利數(shù)量較少,表明微軟、谷歌等軟件企業(yè)仍以PC機(jī)、智能手機(jī)操作系統(tǒng)為主,尚未將重要研發(fā)力量投入到智能電視領(lǐng)域;歐洲創(chuàng)新機(jī)構(gòu)專(zhuān)利數(shù)量較多的只有飛利浦公司,反映出歐洲電視廠商的整體實(shí)力不如亞洲。我國(guó)創(chuàng)新機(jī)構(gòu)以傳統(tǒng)電視廠商為主,屬于以產(chǎn)品需求為導(dǎo)向的研發(fā),主要是針對(duì)Android系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā),國(guó)內(nèi)正在進(jìn)行開(kāi)發(fā)的智能電視操作系統(tǒng)NGB TVOS、STV OS、COS系統(tǒng)尚未有專(zhuān)利申請(qǐng),表明我國(guó)在智能電視操作系統(tǒng)領(lǐng)域的創(chuàng)新能力尚需大幅提高。
表2操作系統(tǒng)全球排名前20專(zhuān)利權(quán)人情況
排序國(guó)家專(zhuān)利權(quán)人專(zhuān)利數(shù)量/項(xiàng)1韓國(guó)三星1142韓國(guó)LG953日本索尼854日本松下805日本夏普756日本東芝637美國(guó)微軟378中國(guó)康佳389美國(guó)谷歌3410荷蘭飛利浦3111中國(guó)創(chuàng)維2712日本日立2713日本三菱2514日本三洋2315中國(guó)中山大學(xué)2216中國(guó)海信2117中國(guó)長(zhǎng)虹1918韓國(guó)大宇1919日本NEC1820中國(guó)TCL16
表3操作系統(tǒng)國(guó)內(nèi)專(zhuān)利權(quán)人分布情況件
排序?qū)@麢?quán)人專(zhuān)利數(shù)量1康佳382創(chuàng)維273中山大學(xué)224海信215長(zhǎng)虹196TCL167同洲電子158奇虎149冠捷810樂(lè)視7
2.4.3主要專(zhuān)利權(quán)人分析
表4顯示了全球排名前五涉及智能電視操作系統(tǒng)的專(zhuān)利權(quán)人專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量年度分布情況,包括LG、三星、索尼、松下和夏普,這些企業(yè)是世界著名的家電制造廠商。在2006—2014年,三星與LG在五大企業(yè)專(zhuān)利申請(qǐng)總量中占比超過(guò)50%,表明研發(fā)活動(dòng)非常活躍。而著名操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商如微軟、谷歌、蘋(píng)果等只有較少的專(zhuān)利申請(qǐng),主要原因是這些公司的操作系統(tǒng)專(zhuān)利主要是針對(duì)PC機(jī)、移動(dòng)終端,并沒(méi)有重點(diǎn)針對(duì)電視,而本部分專(zhuān)利在檢索過(guò)程中已將其限制在電視中的應(yīng)用,因此專(zhuān)利數(shù)量相對(duì)較少。下面重點(diǎn)分析三星、LG在智能電視操作系統(tǒng)領(lǐng)域的專(zhuān)利情況。
表4主要專(zhuān)利權(quán)人專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量年度分布情況項(xiàng)
年份企業(yè)LG松下索尼三星夏普200064———200124—2—200215—1—20031310—122004467—42005610—342006131379220076151223920089551217200915—1271220105—514920115—119520126—136620135—88520141—661
1)三星
通過(guò)對(duì)專(zhuān)利文獻(xiàn)中的技術(shù)主題詞進(jìn)行抽取、篩選、合并、排序等處理,可知三星申請(qǐng)的專(zhuān)利涉及程序管理、初始化、啟動(dòng)、電源管理、軟件更新、軟件下載、存儲(chǔ)管理、中間件、窗口管理。
(1)時(shí)間分布
圖3為三星在操作系統(tǒng)領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)情況,可看出三星在操作系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新分為四個(gè)階段:
緩慢發(fā)展階段(1995—2005年),這期間的專(zhuān)利不是嚴(yán)格意義上的智能電視操作系統(tǒng),只涉及電視的用戶(hù)操作界面、系統(tǒng)初始化等,產(chǎn)出較少,發(fā)展緩慢。
圖3 三星專(zhuān)利時(shí)間分布
迅速增長(zhǎng)階段(2006—2007年),此期間電視應(yīng)用程序控制、用戶(hù)界面操作日趨受到重視,專(zhuān)利產(chǎn)出處于高速發(fā)展期,存儲(chǔ)、系統(tǒng)更新等分類(lèi)更加細(xì)化,應(yīng)用不斷擴(kuò)大。
下降階段(2008—2009年),專(zhuān)利產(chǎn)出較2007年出現(xiàn)下滑,但總體數(shù)量仍然較多。
平緩發(fā)展階段(2010—2013年),真正意義上的智能電視在2010年后出現(xiàn),但在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用過(guò)程中遇到某些技術(shù)瓶頸有待突破。
(2)專(zhuān)利布局
圖4顯示了三星在美國(guó)、歐洲、中國(guó)、韓國(guó)、日本、加拿大申請(qǐng)并獲得授權(quán)的專(zhuān)利數(shù)量。其中在美國(guó)最多,歐洲次之,日本、加拿大最少。三星是基于Android系統(tǒng)進(jìn)行的二次開(kāi)發(fā),但涉及Android的專(zhuān)利數(shù)量較少。三星在美國(guó)的申請(qǐng)量最多,綜合產(chǎn)業(yè)、市場(chǎng)信息表明三星正聯(lián)手谷歌對(duì)抗蘋(píng)果,并對(duì)美國(guó)市場(chǎng)非常重視。三星在韓國(guó)國(guó)內(nèi)的專(zhuān)利申請(qǐng)量并不多,聯(lián)合產(chǎn)業(yè)與市場(chǎng)信息分析,三星的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手LG在韓國(guó)國(guó)內(nèi)的專(zhuān)利數(shù)量較多,而三星更加重視專(zhuān)利的全球布局。
圖4 三星全球?qū)@季?/p>
(3)研發(fā)方向
三星在操作系統(tǒng)領(lǐng)域多個(gè)方面進(jìn)行了布局,包括程序管理、初始化、啟動(dòng)、電源管理、軟件更新、存儲(chǔ)管理、中間件、窗口管理。通過(guò)對(duì)重點(diǎn)專(zhuān)利進(jìn)行標(biāo)引分析可知:在界面方面,采用圖形用戶(hù)界面提高用戶(hù)體驗(yàn)是研發(fā)重點(diǎn);在中間件方面,顯示用戶(hù)操作界面及接收信息流是研發(fā)重點(diǎn);在存儲(chǔ)管理方面,存儲(chǔ)器管理及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是研發(fā)重點(diǎn);在更新方面,軟件更新、音視頻訪問(wèn)是研發(fā)重點(diǎn);在電源管理方面,設(shè)備功耗顯示、電源管理方法是研發(fā)重點(diǎn);在啟動(dòng)方面,開(kāi)機(jī)方法、設(shè)備控制方法是研發(fā)重點(diǎn);在初始化方面同步數(shù)據(jù)接收、自適應(yīng)均衡器操作、串行通信方法是研發(fā)重點(diǎn);在程序管理方面,顯示裝置控制方法、電子裝置的自診斷功能、柔性顯示裝置的控制方法是研發(fā)重點(diǎn)。
從專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量看,三星在操作系統(tǒng)領(lǐng)域?qū)⒅饕难邪l(fā)力量集中在程序管理、啟動(dòng)、系統(tǒng)更新以及界面管理(見(jiàn)圖5)。從專(zhuān)利涉及的技術(shù)點(diǎn)分析,三星更加重視對(duì)電視系統(tǒng)的操作過(guò)程控制。
圖5 主要技術(shù)分支專(zhuān)利數(shù)量
程序管理、窗口管理分支是三星的重要研發(fā)方向,這兩個(gè)分支申請(qǐng)并獲得授權(quán)的專(zhuān)利較多。隨著2014年自主研發(fā)的Tizen操作系統(tǒng)的發(fā)布,三星將逐步擺脫對(duì)Android系統(tǒng)的依賴(lài),并結(jié)合自身硬件產(chǎn)品的研發(fā)優(yōu)勢(shì)打造全產(chǎn)業(yè)鏈自主研發(fā)體系。
2)LG
通過(guò)對(duì)專(zhuān)利文獻(xiàn)中的技術(shù)主題詞進(jìn)行抽取、篩選、合并、排序等處理分析可知,LG申請(qǐng)的專(zhuān)利涉及程序管理、初始化、啟動(dòng)、電源管理、軟件更新、軟件下載、存儲(chǔ)管理、中間件、界面管理、虛擬機(jī)。
圖6顯示了在2003—2009年間,LG專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量較多,處于研發(fā)活躍期,因?yàn)檫@期間主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手三星正積極采取技術(shù)、市場(chǎng)等手段搶占市場(chǎng)份額,LG必然要有相應(yīng)的措施來(lái)應(yīng)對(duì),進(jìn)行有效的專(zhuān)利布局是重要的手段。
圖6 LG專(zhuān)利申請(qǐng)時(shí)間分布
圖7顯示了LG在韓國(guó)、美國(guó)、世界專(zhuān)利組織、中國(guó)、歐洲申請(qǐng)并獲得授權(quán)的專(zhuān)利數(shù)量。其中在韓國(guó)最多,美國(guó)次之。與三星在韓國(guó)國(guó)內(nèi)的專(zhuān)利申請(qǐng)量較少不同,LG在韓國(guó)申請(qǐng)大量的專(zhuān)利,綜合產(chǎn)業(yè)與市場(chǎng)信息分析,LG更加重視專(zhuān)利在韓國(guó)國(guó)內(nèi)的保護(hù)。
圖7 LG全球?qū)@季?/p>
從專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量看(見(jiàn)圖8),LG在操作系統(tǒng)領(lǐng)域?qū)⒅饕难邪l(fā)力量集中在程序及系統(tǒng)更新、程序管理、界面管理以及啟動(dòng)與初始化。從專(zhuān)利涉及的技術(shù)點(diǎn)分析,LG更加重視對(duì)電視系統(tǒng)的升級(jí)操作。
圖8 主要技術(shù)分支專(zhuān)利數(shù)量
3結(jié)語(yǔ)
目前,在智能電視領(lǐng)域應(yīng)用的操作系統(tǒng)主要包括Android、WebOS、FirefoxOS等。Android系統(tǒng)是目前應(yīng)用范圍最廣的智能電視操作系統(tǒng),全球電視廠商推出的智能電視產(chǎn)品主要是搭載基于Android系統(tǒng)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的操作系統(tǒng)。全球操作系統(tǒng)領(lǐng)域研發(fā)力量最強(qiáng)的企業(yè)是韓國(guó)三星、LG,三星正與英特爾聯(lián)合開(kāi)發(fā)Tizen系統(tǒng),而LG正逐步將研發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向WebOS系統(tǒng),Tizen系統(tǒng)與WebOS系統(tǒng)正試圖撼動(dòng)Android系統(tǒng)的統(tǒng)治地位,但前景仍不明朗。國(guó)內(nèi)針對(duì)智能電視操作系統(tǒng)的研究,主要是NGB TVOS系統(tǒng)、STV OS系統(tǒng)、COS系統(tǒng)的研發(fā),各系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)均已取得階段性成果,但尚未實(shí)際應(yīng)用,目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用的主要操作系統(tǒng)仍是基于Android系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)及功能改進(jìn)。
智能電視未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)是成為家庭媒體應(yīng)用中心,對(duì)操作系統(tǒng)提出了更高的要求。通過(guò)各種家庭組網(wǎng)技術(shù)和互聯(lián)互通協(xié)議,智能電視能夠與其他媒體設(shè)備相互連接并共享媒體內(nèi)容,組建成數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò),使用戶(hù)能夠通過(guò)智能電視,直接獲得所有設(shè)備提供的各種媒體服務(wù)。比如三星推出的智能中心,用戶(hù)可以通過(guò)智能電視提供的全項(xiàng)搜索功能,方便在電視、計(jì)算機(jī)、移動(dòng)設(shè)備,以及互聯(lián)網(wǎng)視頻點(diǎn)播服務(wù)中搜索和觀看所需的內(nèi)容,這使得智能電視的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境具有較強(qiáng)的異構(gòu)性,網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)較為復(fù)雜,要求智能電視操作系統(tǒng)具有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力。操作系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展將具備更好的系統(tǒng)服務(wù)能力、程序功能更加豐富,以提升用戶(hù)體驗(yàn)水平。
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周文鵬(1981— ),碩士,工程師,主要從事科技信息研究,專(zhuān)利分析工作;
管泉(1962— ),高工,主要從事科技戰(zhàn)略研究工作;
藍(lán)潔(1964— ),女,高工,主要從事科技戰(zhàn)略研究、科技規(guī)劃制定工作。
責(zé)任編輯:許盈
Analysis on global patents of smart TV operating system
ZHOU Wenpeng, GUAN Quan, LAN Jie
(QingdaoInstituteofScientific&Technicallnformation,ShandongQingdao266003,China)
Abstract:Through the smart TV operating system related patent retrieval, study and analysis the smart TV operating system overall technology development trend, patent distribution, patent technology national distribution, focusing on the world's major innovation mechanism and introduces the innovative talents, especially the main patent holder of patent situation of Samsung, LG, and obtain the world’s major smart TV operating system, application situation and development trend of conclusion in order to know about the related enterprises main rival patent situation, the clear development direction to provide the basis and the reference.
Key words:smart TV; operating system; patent analysis
中圖分類(lèi)號(hào):TN949.2
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
DOI:10.16280/j.videoe.2016.02.002
基金項(xiàng)目:青島市2013年度專(zhuān)利分析研究專(zhuān)項(xiàng)(2013Z-08)
作者簡(jiǎn)介:
收稿日期:2015-09-12
文獻(xiàn)引用格式:周文鵬,管泉,藍(lán)潔. 智能電視操作系統(tǒng)全球?qū)@治鯷J].電視技術(shù),2016,40(2):8-12.
ZHOU W P,GUAN Q,LAN J. Analysis on global patents of smart TV operating system[J].Video engineering,2016,40(2):8-12.