智能電視操作系統(tǒng)全球?qū)＠治?/h1>
2016-06-23 08:21:16周文鵬
電視技術(shù) 2016年2期 關(guān)鍵詞：操作系統(tǒng)專利分析
周文鵬，管 泉，藍 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，藍潔
(青島市科學(xué)技術(shù)信息研究所，山東青島266003)
摘要:通過對智能電視操作系統(tǒng)相關(guān)專利進行檢索，研究分析了智能電視操作系統(tǒng)總體技術(shù)發(fā)展趨勢、專利布局、專利技術(shù)國家分布，重點對全球主要創(chuàng)新機構(gòu)及創(chuàng)新人才進行介紹，特別是主要專利權(quán)人三星、LG的專利情況，進而得到全球主要智能電視操作系統(tǒng)應(yīng)用情況及發(fā)展趨勢的結(jié)論，以期對我國相關(guān)企業(yè)了解主要競爭對手專利情況、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，控制其他程序運行并為用戶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)通過加載本地庫及驅(qū)動等獲取外部設(shè)備，并支持手勢控制、語音控制、人臉識別，同時對于遙控器等還需通過數(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]通過建立手勢庫，在應(yīng)用中加載手勢庫文件實現(xiàn)手勢識別。通過谷歌語音API和腳本實現(xiàn)語音識別。通過人臉識別底層算法代碼及調(diào)用API函數(shù)實現(xiàn)人臉識別。Android Framework提供Android開發(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)分類及技術(shù)分支
目前在智能電視上已應(yīng)用或正在開發(fā)的操作系統(tǒng)包括Android、Tizen、FirefoxOS、WebOS、iOS、Windows、Ubuntu[2]，以及國內(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。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)是國內(nèi)正在研究開發(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)分類及應(yīng)用情況
操作系統(tǒng)主要技術(shù)分支應(yīng)用廠商國外Android啟動存儲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)的各類產(chǎn)品FirefoxOSHTML5松下、TCLWebOSHTML5LGiOS啟動窗口管理AppleTV機頂盒Windows啟動窗口管理TCLUbuntuHTML5—國內(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)彤推出機頂盒產(chǎn)品
2全球?qū)＠治?/p>
2.1數(shù)據(jù)來源
使用關(guān)鍵詞結(jié)合國際專利分類體系(IPC)，通過檢索Thomson Innovation專利系統(tǒng)中的DWPI和DPCI數(shù)據(jù)庫，對1995—2014年期間智能電視操作系統(tǒng)全球?qū)＠麛?shù)據(jù)進行檢索，數(shù)據(jù)統(tǒng)計截止日期為2014年4月10日，經(jīng)數(shù)據(jù)清洗后得到3 430項專利家族。
使用國家知識產(chǎn)權(quán)局PIAS專利信息分析系統(tǒng)，對1995—2013年期間智能電視操作系統(tǒng)的中國專利數(shù)據(jù)進行檢索，數(shù)據(jù)統(tǒng)計截止日期為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)的研究與儲備期，涉及操作系統(tǒng)的專利申請量較少；2007—2010年申請量出現(xiàn)較大增長，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，2011—2013年專利申請量穩(wěn)步增長。
圖1 智能電視操作系統(tǒng)專利申請年度分布
2.3專利布局
從全球?qū)＠季?圖2)來看，在美國申請并獲得授權(quán)的專利數(shù)量最多，之后是日本、中國。結(jié)合產(chǎn)業(yè)及市場因素分析，各主要電視廠商對美國市場非常重視，而且美國企業(yè)在軟件開發(fā)方面技術(shù)力量較強，但美國缺乏大型的電視制造廠商，日韓及中國企業(yè)憑借較強的電視整機制造能力以及對Android系統(tǒng)的二次開發(fā)推出智能電視產(chǎn)品，在全球主要市場推廣產(chǎn)品及應(yīng)用。
圖2 操作系統(tǒng)全球?qū)＠季?/p>
2.4專利權(quán)人情況
2.4.1全球?qū)＠麢?quán)人TOP20
表2是全球操作系統(tǒng)專利數(shù)量位于前20的專利權(quán)人，按專利產(chǎn)出數(shù)量可劃分為4個梯隊：第一梯隊是韓國三星、LG，尤其是在2010—2013年研發(fā)活動非?；钴S，專利主要涉及對操作系統(tǒng)的優(yōu)化改進，注重用戶體驗，已推出多款智能電視產(chǎn)品；第二梯隊是日本索尼、松下、夏普、東芝，日本企業(yè)近幾年在電視領(lǐng)域的市場份額不及韓國企業(yè)，但也開展了操作系統(tǒng)的研究，主要是針對Android系統(tǒng)的二次開發(fā)；第三梯隊中美國微軟、谷歌是著名的軟件企業(yè)，中國康佳、荷蘭飛利浦是傳統(tǒng)的電視廠商；第四梯隊是中國創(chuàng)維、中山大學(xué)、海信、長虹、TCL，日本日立、三菱、三洋、NEC，韓國大宇。
2.4.2國內(nèi)專利權(quán)人TOP10
綜合表2、表3，全球智能電視操作系統(tǒng)領(lǐng)域的研究機構(gòu)中，韓國、日本在創(chuàng)新機構(gòu)和專利總量上都明顯多于其他國家，以三星、LG、索尼、松下等多個大企業(yè)帶動技術(shù)創(chuàng)新；美國主要創(chuàng)新機構(gòu)是微軟、谷歌等公司，專利數(shù)量較少，表明微軟、谷歌等軟件企業(yè)仍以PC機、智能手機操作系統(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)新機構(gòu)專利數(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力不如亞洲。我國創(chuàng)新機構(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Android系統(tǒng)的二次開發(fā)，國內(nèi)正在進行開發(fā)的智能電視操作系統(tǒng)NGB TVOS、STV OS、COS系統(tǒng)尚未有專利申請，表明我國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專利權(quán)人情況
排序國家專利權(quán)人專利數(shù)量/項1韓國三星1142韓國LG953日本索尼854日本松下805日本夏普756日本東芝637美國微軟378中國康佳389美國谷歌3410荷蘭飛利浦3111中國創(chuàng)維2712日本日立2713日本三菱2514日本三洋2315中國中山大學(xué)2216中國海信2117中國長虹1918韓國大宇1919日本NEC1820中國TCL16
表3操作系統(tǒng)國內(nèi)專利權(quán)人分布情況件
排序?qū)＠麢?quán)人專利數(shù)量1康佳382創(chuàng)維273中山大學(xué)224海信215長虹196TCL167同洲電子158奇虎149冠捷810樂視7
2.4.3主要專利權(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)的專利權(quán)人專利申請數(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)專利申請總量中占比超過50%，表明研發(fā)活動非?；钴S。而著名操作系統(tǒng)開發(fā)商如微軟、谷歌、蘋果等只有較少的專利申請，主要原因是這些公司的操作系統(tǒng)專利主要是針對PC機、移動終端，并沒有重點針對電視，而本部分專利在檢索過程中已將其限制在電視中的應(yīng)用，因此專利數(shù)量相對較少。下面重點分析三星、LG在智能電視操作系統(tǒng)領(lǐng)域的專利情況。
表4主要專利權(quán)人專利申請數(shù)量年度分布情況項
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
通過對專利文獻中的技術(shù)主題詞進行抽取、篩選、合并、排序等處理，可知三星申請的專利涉及程序管理、初始化、啟動、電源管理、軟件更新、軟件下載、存儲管理、中間件、窗口管理。
(1)時間分布
圖3為三星在操作系統(tǒng)領(lǐng)域的專利申請情況，可看出三星在操作系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新分為四個階段：
緩慢發(fā)展階段(1995—2005年)，這期間的專利不是嚴格意義上的智能電視操作系統(tǒng)，只涉及電視的用戶操作界面、系統(tǒng)初始化等，產(chǎn)出較少，發(fā)展緩慢。
圖3 三星專利時間分布
迅速增長階段(2006—2007年)，此期間電視應(yīng)用程序控制、用戶界面操作日趨受到重視，專利產(chǎn)出處于高速發(fā)展期，存儲、系統(tǒng)更新等分類更加細化，應(yīng)用不斷擴大。
下降階段(2008—2009年)，專利產(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)用過程中遇到某些技術(shù)瓶頸有待突破。
(2)專利布局
圖4顯示了三星在美國、歐洲、中國、韓國、日本、加拿大申請并獲得授權(quán)的專利數(shù)量。其中在美國最多，歐洲次之，日本、加拿大最少。三星是基于Android系統(tǒng)進行的二次開發(fā)，但涉及Android的專利數(shù)量較少。三星在美國的申請量最多，綜合產(chǎn)業(yè)、市場信息表明三星正聯(lián)手谷歌對抗蘋果，并對美國市場非常重視。三星在韓國國內(nèi)的專利申請量并不多，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)與市場信息分析，三星的主要競爭對手LG在韓國國內(nèi)的專利數(shù)量較多，而三星更加重視專利的全球布局。
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)域多個方面進行了布局，包括程序管理、初始化、啟動、電源管理、軟件更新、存儲管理、中間件、窗口管理。通過對重點專利進行標引分析可知：在界面方面，采用圖形用戶界面提高用戶體驗是研發(fā)重點；在中間件方面，顯示用戶操作界面及接收信息流是研發(fā)重點；在存儲管理方面，存儲器管理及數(shù)據(jù)存儲是研發(fā)重點；在更新方面，軟件更新、音視頻訪問是研發(fā)重點；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；在啟動方面，開機方法、設(shè)備控制方法是研發(fā)重點；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；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。
從專利申請數(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、系統(tǒng)更新以及界面管理(見圖5)。從專利涉及的技術(shù)點分析，三星更加重視對電視系統(tǒng)的操作過程控制。
圖5 主要技術(shù)分支專利數(shù)量
程序管理、窗口管理分支是三星的重要研發(fā)方向，這兩個分支申請并獲得授權(quán)的專利較多。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Android系統(tǒng)的依賴，并結(jié)合自身硬件產(chǎn)品的研發(fā)優(yōu)勢打造全產(chǎn)業(yè)鏈自主研發(fā)體系。
2)LG
通過對專利文獻中的技術(shù)主題詞進行抽取、篩選、合并、排序等處理分析可知，LG申請的專利涉及程序管理、初始化、啟動、電源管理、軟件更新、軟件下載、存儲管理、中間件、界面管理、虛擬機。
圖6顯示了在2003—2009年間，LG專利申請數(shù)量較多，處于研發(fā)活躍期，因為這期間主要競爭對手三星正積極采取技術(shù)、市場等手段搶占市場份額，LG必然要有相應(yīng)的措施來應(yīng)對，進行有效的專利布局是重要的手段。
圖6 LG專利申請時間分布
圖7顯示了LG在韓國、美國、世界專利組織、中國、歐洲申請并獲得授權(quán)的專利數(shù)量。其中在韓國最多，美國次之。與三星在韓國國內(nèi)的專利申請量較少不同，LG在韓國申請大量的專利，綜合產(chǎn)業(yè)與市場信息分析，LG更加重視專利在韓國國內(nèi)的保護。
圖7 LG全球?qū)＠季?/p>
從專利申請數(shù)量看(見圖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、界面管理以及啟動與初始化。從專利涉及的技術(shù)點分析，LG更加重視對電視系統(tǒng)的升級操作。
圖8 主要技術(shù)分支專利數(shù)量
3結(jié)語
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)進行二次開發(fā)的操作系統(tǒng)。全球操作系統(tǒng)領(lǐng)域研發(fā)力量最強的企業(yè)是韓國三星、LG，三星正與英特爾聯(lián)合開發(fā)Tizen系統(tǒng)，而LG正逐步將研發(fā)重點轉(zhuǎn)向WebOS系統(tǒng)，Tizen系統(tǒng)與WebOS系統(tǒng)正試圖撼動Android系統(tǒng)的統(tǒng)治地位，但前景仍不明朗。國內(nèi)針對智能電視操作系統(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)的開發(fā)均已取得階段性成果，但尚未實際應(yīng)用，目前國內(nèi)應(yīng)用的主要操作系統(tǒng)仍是基于Android系統(tǒng)的二次開發(fā)及功能改進。
智能電視未來發(fā)展趨勢是成為家庭媒體應(yīng)用中心，對操作系統(tǒng)提出了更高的要求。通過各種家庭組網(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)，使用戶能夠通過智能電視，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，用戶可以通過智能電視提供的全項搜索功能，方便在電視、計算機、移動設(shè)備，以及互聯(lián)網(wǎng)視頻點播服務(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)具有較強的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力。操作系統(tǒng)的未來發(fā)展將具備更好的系統(tǒng)服務(wù)能力、程序功能更加豐富，以提升用戶體驗水平。
參考文獻：
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[6]王海威.智能電視操作系統(tǒng)服務(wù)性能與資源調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)研究[D].合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2011.
周文鵬(1981— )，碩士，工程師，主要從事科技信息研究，專利分析工作；
管泉(1962— )，高工，主要從事科技戰(zhàn)略研究工作；
藍潔(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
中圖分類號:TN949.2
文獻標志碼:A
DOI：10.16280/j.videoe.2016.02.002
基金項目：青島市2013年度專利分析研究專項(2013Z-08)
作者簡介：
收稿日期：2015-09-12
文獻引用格式：周文鵬，管泉，藍潔. 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.
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周文鵬，管 泉，藍 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，藍潔
(青島市科學(xué)技術(shù)信息研究所，山東青島266003)
摘要:通過對智能電視操作系統(tǒng)相關(guān)專利進行檢索，研究分析了智能電視操作系統(tǒng)總體技術(shù)發(fā)展趨勢、專利布局、專利技術(shù)國家分布，重點對全球主要創(chuàng)新機構(gòu)及創(chuàng)新人才進行介紹，特別是主要專利權(quán)人三星、LG的專利情況，進而得到全球主要智能電視操作系統(tǒng)應(yīng)用情況及發(fā)展趨勢的結(jié)論，以期對我國相關(guān)企業(yè)了解主要競爭對手專利情況、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，控制其他程序運行并為用戶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)通過加載本地庫及驅(qū)動等獲取外部設(shè)備，并支持手勢控制、語音控制、人臉識別，同時對于遙控器等還需通過數(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]通過建立手勢庫，在應(yīng)用中加載手勢庫文件實現(xiàn)手勢識別。通過谷歌語音API和腳本實現(xiàn)語音識別。通過人臉識別底層算法代碼及調(diào)用API函數(shù)實現(xiàn)人臉識別。Android Framework提供Android開發(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)分類及技術(shù)分支
目前在智能電視上已應(yīng)用或正在開發(fā)的操作系統(tǒng)包括Android、Tizen、FirefoxOS、WebOS、iOS、Windows、Ubuntu[2]，以及國內(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。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)是國內(nèi)正在研究開發(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)分類及應(yīng)用情況
操作系統(tǒng)主要技術(shù)分支應(yīng)用廠商國外Android啟動存儲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)的各類產(chǎn)品FirefoxOSHTML5松下、TCLWebOSHTML5LGiOS啟動窗口管理AppleTV機頂盒Windows啟動窗口管理TCLUbuntuHTML5—國內(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)彤推出機頂盒產(chǎn)品
2全球?qū)＠治?/p>
2.1數(shù)據(jù)來源
使用關(guān)鍵詞結(jié)合國際專利分類體系(IPC)，通過檢索Thomson Innovation專利系統(tǒng)中的DWPI和DPCI數(shù)據(jù)庫，對1995—2014年期間智能電視操作系統(tǒng)全球?qū)＠麛?shù)據(jù)進行檢索，數(shù)據(jù)統(tǒng)計截止日期為2014年4月10日，經(jīng)數(shù)據(jù)清洗后得到3 430項專利家族。
使用國家知識產(chǎn)權(quán)局PIAS專利信息分析系統(tǒng)，對1995—2013年期間智能電視操作系統(tǒng)的中國專利數(shù)據(jù)進行檢索，數(shù)據(jù)統(tǒng)計截止日期為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)的研究與儲備期，涉及操作系統(tǒng)的專利申請量較少；2007—2010年申請量出現(xiàn)較大增長，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，2011—2013年專利申請量穩(wěn)步增長。
圖1 智能電視操作系統(tǒng)專利申請年度分布
2.3專利布局
從全球?qū)＠季?圖2)來看，在美國申請并獲得授權(quán)的專利數(shù)量最多，之后是日本、中國。結(jié)合產(chǎn)業(yè)及市場因素分析，各主要電視廠商對美國市場非常重視，而且美國企業(yè)在軟件開發(fā)方面技術(shù)力量較強，但美國缺乏大型的電視制造廠商，日韓及中國企業(yè)憑借較強的電視整機制造能力以及對Android系統(tǒng)的二次開發(fā)推出智能電視產(chǎn)品，在全球主要市場推廣產(chǎn)品及應(yīng)用。
圖2 操作系統(tǒng)全球?qū)＠季?/p>
2.4專利權(quán)人情況
2.4.1全球?qū)＠麢?quán)人TOP20
表2是全球操作系統(tǒng)專利數(shù)量位于前20的專利權(quán)人，按專利產(chǎn)出數(shù)量可劃分為4個梯隊：第一梯隊是韓國三星、LG，尤其是在2010—2013年研發(fā)活動非?；钴S，專利主要涉及對操作系統(tǒng)的優(yōu)化改進，注重用戶體驗，已推出多款智能電視產(chǎn)品；第二梯隊是日本索尼、松下、夏普、東芝，日本企業(yè)近幾年在電視領(lǐng)域的市場份額不及韓國企業(yè)，但也開展了操作系統(tǒng)的研究，主要是針對Android系統(tǒng)的二次開發(fā)；第三梯隊中美國微軟、谷歌是著名的軟件企業(yè)，中國康佳、荷蘭飛利浦是傳統(tǒng)的電視廠商；第四梯隊是中國創(chuàng)維、中山大學(xué)、海信、長虹、TCL，日本日立、三菱、三洋、NEC，韓國大宇。
2.4.2國內(nèi)專利權(quán)人TOP10
綜合表2、表3，全球智能電視操作系統(tǒng)領(lǐng)域的研究機構(gòu)中，韓國、日本在創(chuàng)新機構(gòu)和專利總量上都明顯多于其他國家，以三星、LG、索尼、松下等多個大企業(yè)帶動技術(shù)創(chuàng)新；美國主要創(chuàng)新機構(gòu)是微軟、谷歌等公司，專利數(shù)量較少，表明微軟、谷歌等軟件企業(yè)仍以PC機、智能手機操作系統(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)新機構(gòu)專利數(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力不如亞洲。我國創(chuàng)新機構(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Android系統(tǒng)的二次開發(fā)，國內(nèi)正在進行開發(fā)的智能電視操作系統(tǒng)NGB TVOS、STV OS、COS系統(tǒng)尚未有專利申請，表明我國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專利權(quán)人情況
排序國家專利權(quán)人專利數(shù)量/項1韓國三星1142韓國LG953日本索尼854日本松下805日本夏普756日本東芝637美國微軟378中國康佳389美國谷歌3410荷蘭飛利浦3111中國創(chuàng)維2712日本日立2713日本三菱2514日本三洋2315中國中山大學(xué)2216中國海信2117中國長虹1918韓國大宇1919日本NEC1820中國TCL16
表3操作系統(tǒng)國內(nèi)專利權(quán)人分布情況件
排序?qū)＠麢?quán)人專利數(shù)量1康佳382創(chuàng)維273中山大學(xué)224海信215長虹196TCL167同洲電子158奇虎149冠捷810樂視7
2.4.3主要專利權(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)的專利權(quán)人專利申請數(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)專利申請總量中占比超過50%，表明研發(fā)活動非?；钴S。而著名操作系統(tǒng)開發(fā)商如微軟、谷歌、蘋果等只有較少的專利申請，主要原因是這些公司的操作系統(tǒng)專利主要是針對PC機、移動終端，并沒有重點針對電視，而本部分專利在檢索過程中已將其限制在電視中的應(yīng)用，因此專利數(shù)量相對較少。下面重點分析三星、LG在智能電視操作系統(tǒng)領(lǐng)域的專利情況。
表4主要專利權(quán)人專利申請數(shù)量年度分布情況項
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
通過對專利文獻中的技術(shù)主題詞進行抽取、篩選、合并、排序等處理，可知三星申請的專利涉及程序管理、初始化、啟動、電源管理、軟件更新、軟件下載、存儲管理、中間件、窗口管理。
(1)時間分布
圖3為三星在操作系統(tǒng)領(lǐng)域的專利申請情況，可看出三星在操作系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新分為四個階段：
緩慢發(fā)展階段(1995—2005年)，這期間的專利不是嚴格意義上的智能電視操作系統(tǒng)，只涉及電視的用戶操作界面、系統(tǒng)初始化等，產(chǎn)出較少，發(fā)展緩慢。
圖3 三星專利時間分布
迅速增長階段(2006—2007年)，此期間電視應(yīng)用程序控制、用戶界面操作日趨受到重視，專利產(chǎn)出處于高速發(fā)展期，存儲、系統(tǒng)更新等分類更加細化，應(yīng)用不斷擴大。
下降階段(2008—2009年)，專利產(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)用過程中遇到某些技術(shù)瓶頸有待突破。
(2)專利布局
圖4顯示了三星在美國、歐洲、中國、韓國、日本、加拿大申請并獲得授權(quán)的專利數(shù)量。其中在美國最多，歐洲次之，日本、加拿大最少。三星是基于Android系統(tǒng)進行的二次開發(fā)，但涉及Android的專利數(shù)量較少。三星在美國的申請量最多，綜合產(chǎn)業(yè)、市場信息表明三星正聯(lián)手谷歌對抗蘋果，并對美國市場非常重視。三星在韓國國內(nèi)的專利申請量并不多，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)與市場信息分析，三星的主要競爭對手LG在韓國國內(nèi)的專利數(shù)量較多，而三星更加重視專利的全球布局。
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)域多個方面進行了布局，包括程序管理、初始化、啟動、電源管理、軟件更新、存儲管理、中間件、窗口管理。通過對重點專利進行標引分析可知：在界面方面，采用圖形用戶界面提高用戶體驗是研發(fā)重點；在中間件方面，顯示用戶操作界面及接收信息流是研發(fā)重點；在存儲管理方面，存儲器管理及數(shù)據(jù)存儲是研發(fā)重點；在更新方面，軟件更新、音視頻訪問是研發(fā)重點；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；在啟動方面，開機方法、設(shè)備控制方法是研發(fā)重點；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；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。
從專利申請數(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、系統(tǒng)更新以及界面管理(見圖5)。從專利涉及的技術(shù)點分析，三星更加重視對電視系統(tǒng)的操作過程控制。
圖5 主要技術(shù)分支專利數(shù)量
程序管理、窗口管理分支是三星的重要研發(fā)方向，這兩個分支申請并獲得授權(quán)的專利較多。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Android系統(tǒng)的依賴，并結(jié)合自身硬件產(chǎn)品的研發(fā)優(yōu)勢打造全產(chǎn)業(yè)鏈自主研發(fā)體系。
2)LG
通過對專利文獻中的技術(shù)主題詞進行抽取、篩選、合并、排序等處理分析可知，LG申請的專利涉及程序管理、初始化、啟動、電源管理、軟件更新、軟件下載、存儲管理、中間件、界面管理、虛擬機。
圖6顯示了在2003—2009年間，LG專利申請數(shù)量較多，處于研發(fā)活躍期，因為這期間主要競爭對手三星正積極采取技術(shù)、市場等手段搶占市場份額，LG必然要有相應(yīng)的措施來應(yīng)對，進行有效的專利布局是重要的手段。
圖6 LG專利申請時間分布
圖7顯示了LG在韓國、美國、世界專利組織、中國、歐洲申請并獲得授權(quán)的專利數(shù)量。其中在韓國最多，美國次之。與三星在韓國國內(nèi)的專利申請量較少不同，LG在韓國申請大量的專利，綜合產(chǎn)業(yè)與市場信息分析，LG更加重視專利在韓國國內(nèi)的保護。
圖7 LG全球?qū)＠季?/p>
從專利申請數(shù)量看(見圖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、界面管理以及啟動與初始化。從專利涉及的技術(shù)點分析，LG更加重視對電視系統(tǒng)的升級操作。
圖8 主要技術(shù)分支專利數(shù)量
3結(jié)語
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)進行二次開發(fā)的操作系統(tǒng)。全球操作系統(tǒng)領(lǐng)域研發(fā)力量最強的企業(yè)是韓國三星、LG，三星正與英特爾聯(lián)合開發(fā)Tizen系統(tǒng)，而LG正逐步將研發(fā)重點轉(zhuǎn)向WebOS系統(tǒng)，Tizen系統(tǒng)與WebOS系統(tǒng)正試圖撼動Android系統(tǒng)的統(tǒng)治地位，但前景仍不明朗。國內(nèi)針對智能電視操作系統(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)的開發(fā)均已取得階段性成果，但尚未實際應(yīng)用，目前國內(nèi)應(yīng)用的主要操作系統(tǒng)仍是基于Android系統(tǒng)的二次開發(fā)及功能改進。
智能電視未來發(fā)展趨勢是成為家庭媒體應(yīng)用中心，對操作系統(tǒng)提出了更高的要求。通過各種家庭組網(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)，使用戶能夠通過智能電視，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，用戶可以通過智能電視提供的全項搜索功能，方便在電視、計算機、移動設(shè)備，以及互聯(lián)網(wǎng)視頻點播服務(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)具有較強的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力。操作系統(tǒng)的未來發(fā)展將具備更好的系統(tǒng)服務(wù)能力、程序功能更加豐富，以提升用戶體驗水平。
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周文鵬(1981— )，碩士，工程師，主要從事科技信息研究，專利分析工作；
管泉(1962— )，高工，主要從事科技戰(zhàn)略研究工作；
藍潔(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
中圖分類號:TN949.2
文獻標志碼:A
DOI：10.16280/j.videoe.2016.02.002
基金項目：青島市2013年度專利分析研究專項(2013Z-08)
作者簡介：
收稿日期：2015-09-12
文獻引用格式：周文鵬，管泉，藍潔. 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.
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