技术关键词：智能电视

　　背景资料：

　　从黑白电视到智能电视，电视发展日新月异。1958年，我国第一台自主研发制造的电视机诞生；1970年，我国第一台彩色电视机诞生；进入21世纪第二个十年，电视向智能化方向发展，智能电视应运而生。

　　智能电视是指具有全开放式平台，搭载了操作系统，可以由用户自行安装和卸载软件、游戏等第三方服务商提供的程序，通过此类程序来不断对电视的功能进行扩充，并可连接互联网的彩电的总称。智能电视为用户提供了更加丰富、便捷、智能的视听体验和应用服务。具体而言，智能电视内置了网络接口或Wi-Fi模块，能够直接连接互联网，这使得智能电视能够访问在线视频、音乐、游戏、社交媒体等海量网络资源，极大地拓宽了内容获取渠道；智能电视搭载操作系统，如TVOS，能够支持安装和卸载各种应用程序；智能电视能够支持高清、超高清分辨率，同时，配备高质量的音频系统，能够呈现更加沉浸式的视听效果；智能电视通过遥控器、语音控制、手势识别等多种方式实现人机交互，极大提升了电视操作的便捷性；智能电视能够与手机、平板电脑、计算机等设备互联，实现多屏互动；智能电视能够结合大数据和人工智能技术，对用户的观看历史、偏好等数据进行分析，从而为用户提供个性化的节目推荐和定制化的服务。此外，随着物联网技术的发展，智能电视能够作为智能家居的控制中心，对智能家居进行便捷管理。

　　2010年起，智能电视开始进入人们的视野，顺应了电视机高清化、网络化、智能化的发展趋势；2013年12月26日，我国自主可控的智能电视操作系统TVOS1.0正式发布，此后不断演进，并于2023年11月发布了系统更安全、生态更开放和体验更丰富的智能电视操作系统TVOS5.0，促进智能电视业务生态发展；2022年9月30日，中国广播电视网络集团有限公司有线电视智能推荐频道服务在北京、上海、杭州试点上线，推动实现电视频道“千人千面”；2023年8月以来，国家广播电视总局在有线电视、IPTV、互联网电视三大领域开展了电视“套娃”收费和操作复杂治理工作，让电视用户回归大屏。

　　本专题邀请了国家广播电视总局广播电视科学研究院高级顾问、TVOS工作组组长盛志凡，中国电影电视技术学会秘书长韩强，华数传媒控股股份有限公司党委副书记、总裁乔小燕，围绕“智能电视发展”进行了回顾与展望。同时，邀请东方有线网络有限公司、江苏省广电有线信息网络股份有限公司、华数传媒控股股份有限公司、中国广电山东网络有限公司结合自身实践，对本单位智能电视技术发展、内容和应用服务创新成果、“双治理”工作进展、下一步工作计划等进行了介绍。

　　随着网络信息技术等的进步，电视发展走向智能化，而推动智能电视革新则需要智能化的系统。TVOS是我国新一代具有自主知识产权、可管可控、安全高效、开放兼容的智能电视操作系统，对广电行业业态创新具有重要的意义。本刊编辑部邀请了国家广播电视总局广播电视科学研究院（以下简称“广科院”）高级顾问、TVOS工作组组长盛志凡，他为我们详细介绍了TVOS的发展背景、技术演进、应用场景和下一步规划。

掌握发展主导权

　　研发自主可控的TVOS

　　2010年，随着移动互联网等新一代信息技术的快速发展和智能手机的日益普及，电视终端智能化成为广播电视行业发展的必然趋势和重要发展方向。盛志凡说道：“当时我国由于缺乏自主可控的智能电视操作系统，电视终端智能化发展面临被国外智能操作系统垄断和被国外技术‘卡脖子’的潜在安全风险，为保障我国意识形态和文化安全，确保我国智能电视产业的发展主导权，研发我国自主可控的智能电视操作系统势在必行，任务迫在眉睫。”

　　与此同时，由于我国广电行业“四级办”有线电视网络的历史以及数字电视终端中间件、数字电视条件接收等诸多传统技术原因，有线电视机顶盒碎片化问题严重。因此，除了研发我国自主可控的智能电视操作系统、推动实现广电终端智能化，还需要解决我国有线电视机顶盒碎片化严重的问题。盛志凡表示：“这对于支撑我国有线电视行业通过全国有线电视网络一网整合取得规模经济效益、促进媒体融合业态创新及其全国一体化快速部署具有重大意义。”基于此，TVOS的研发和迭代升级需要始终围绕3个主题展开，一是把确保TVOS的自主可控和安全性放在首位，二是锚定有线电视机顶盒智能化、标准化，解决有线电视机顶盒碎片化问题的目标，三是支撑构建有线电视、卫星直播电视、地面无线电视、交互式电视（IPTV）和互联网电视的共享业务生态。

　　分阶段抓需求

　　TVOS演进升级

　　针对我国广电终端智能化所面临的潜在安全风险和相关智能操作系统自主可控要求，按照中央相关指示精神，广电总局指导广科院牵头成立了下一代广播电视网（NGB）工作组智能电视操作系统（TVOS）专题组（以下简称“NGB TVOS专题组”）。“NGB TVOS专题组于2012年4月启动了TVOS1.0的研发工作，于2013年12月26日正式发布了TVOS1.0，使TVOS实现了从0到1的蜕变。”盛志凡说道。TVOS1.0的主要特点是具备支持数字电视广播业务的数字电视组件，解决了当时原生Android操作系统不能支持数字电视广播业务（线性频道直播业务）的问题。同时，TVOS1.0通过自主电视虚拟机（Television Virtual Machine，TVM）技术实现了对有线电视Java ME应用和Android应用的支持。此外，该版本还通过数字电视Java应用框架和Web应用框架，统一了有线电视应用编程接口。

　　盛志凡继续介绍：“广科院根据‘核高基’国家科技重大专项课题《智能电视终端操作系统参考设计开发及批量应用》的要求，按照广电总局科技司的指导意见，在NGB TVOS专题组基础上扩充组建了TVOS工作组，并对TVOS1.0进行了彻底重构，于2015年12月推出了全新升级的TVOS2.0。”TVOS2.0的特点包括以下6个方面。第一，实现了安全增强。引入了可信执行环境（Trusted Execution Environment，TEE），基于硬件安全芯片构建了系统安全信任链和TVOS安全架构，通过了国家信息安全测评中心的EAL3级安全测评。第二，全面增强了全媒体处理能力。通过自主全媒体处理引擎技术，实现了数字电视广播、数字电视点播、互联网电视和本地媒体等媒体处理框架和机制的统一，增加了对4K超高清的支持。第三，构建了硬件抽象层。使不同芯片平台可以快速与TVOS2.0完成系统集成，并将相关集成时间从TVOS1.0的6个月降低为2周。第四，进行了多平台架构的重构。重构了Web平台，将Web执行环境与Java执行环境分离，打造了可裁剪、可扩展的TVOS多平台架构。第五，集成自主DCAS技术和ChinaDRM技术。这促进条件接收终端和数字版权管理终端的标准化，解决了因传统条件接收技术引起的终端碎片化问题，同时，增强了广播业务和点播节目版权的保护能力。第六，丰富了TVOS功能组件。增加人机交互、多屏互动、智能家居、安全支付、终端管控、数据采集和广播信息服务等多样化数字电视系统功能组件。

　　“TVOS3.0在TVOS2.0基础上，重点在媒体处理、媒体业务保护、网络协议、人机交互和应急广播等功能方面进行了升级。”盛志凡总结道。在媒体处理方面，全面升级全媒体处理引擎，不仅对多路DVB流输入的并行实时处理增加了“画中画”功能，还扩展了对云游戏、云VR和可视通信等媒体增值业务的支持；在媒体业务保护方面，实现对传统（有卡）条件接收和可下载（无卡）条件接收技术的支持，使TVOS3.0机顶盒既支持传统（有卡）条件接收系统，又支持可下载（无卡）条件接收系统；在网络协议方面，增加处理IPv6协议栈的能力协议，实现对IPv4和IPv6双协议栈的支持；在人机交互方面，精简遥控器的键值定义，集成智能语音引擎，使遥控器按键布局更精简且支持语音遥控；在应急广播方面，增加应急广播组件，实现对应急广播业务的支持。

　　盛志凡进一步分析道：“与之前的版本相比，TVOS4.0是TVOS朝着更安全、更智能、更灵活以及更多应用、更高规格和更好体验方向演进发展的重要里程碑。”具体而言，TVOS4.0在TVOS3.0基础上实现了如下突破。在应用生态方面，TVOS4.0扩展了Python应用框架，实现了对Java、Web、Python等应用生态的支持，使众多基于Python语言的人工智能算法可以在TVOS4.0上运行；在媒体能力方面，TVOS4.0媒体引擎实现了对8K超高清的支持，以及对国内主流视频点播和时移协议的智能适配，使TVOS4.0智能机顶盒可以在不对属地化视频点播系统和时移系统进行预先集成适配的情况下，实现与绝大多数（80%）省（市）有线电视网络视频点播和时移系统的智能适配对接；在人机交互方面，实现了标准化的智能语音引擎集成，即实现不同智能语音引擎通过标准化的TVOS4.0人机交互组件接口，与TVOS4.0进行集成对接。“此外，实现了TVOS4.0机顶盒绿色节能模式下的‘真待机’和此状态下的快速唤醒功能，即TVOS4.0智能机顶盒可实现在0.5W以内功耗下待机，并且，在‘真待机’时可实现7s内开机播放直播节目。与此同时，TVOS4.0在减低4K超高清智能机顶盒硬件配置方面实现技术突破，TVOS4.0智能机顶盒可以在基于512MB DDR和256MB Flash硬件配置下，实现对1路4K 60P超高清视频和HTML5应用的支持。”盛志凡补充道，“TVOS4.0已通过EAL3级国家信息安全认证，可在一般政用、特定商用和简单军用等场景下使用。”

　　2023年11月发布的TVOS5.0具有系统更安全、生态更开放和体验更丰富的特性，为广电行业提供了一个系统更安全、功能更专业的技术平台、业务平台和服务平台。在系统更安全方面，TVOS5.0通过控制应用程序的访问权限，防止非授权应用通过网络端口或USB接口对有线电视和IPTV专网发起攻击，从终端侧保障其安全；在生态更开放方面，TVOS5.0升级了Java和Web应用执行环境和应用框架，可以承载更多的IPTV和互联网电视业务，同时，引入了开源鸿蒙的ArkTS应用执行环境和应用框架，兼容开源鸿蒙应用生态，并且集成了分布式软总线技术，实现与开源鸿蒙终端的互联互通；在体验更丰富方面，TVOS5.0扩展了媒体引擎组件，实现对我国自主高动态范围超高清视频协议（HDR Vivid）和自主三维沉浸式音频协议（Audio Vivid）的支持，同时，升级了多屏互动组件并新增了多屏联动组件，实现对自主电视互联协议（TVLink）以及对多屏互动和多屏联动功能的支持。

　　技术支撑

　　TVOS促进广电行业应用发展

　　TVOS为广电行业发展提供了有力的技术支撑。盛志凡表示：“TVOS工作组在研发TVOS软件的同时，推动了其在我国有线电视、卫星直播、互联网电视等领域以及海外进行规模应用部署，并积极推进基于TVOS的多样化融合媒体业务研发和部署。”

　　例如，江苏有线基于TVOS在智能电视终端上的应用部署，解决了全省有线电视网络整合后终端技术体制不一致、不能针对全省进行规模化集中招标、无法享受全省网络整合规模经济效益的问题。具体而言，一是通过TVOS统一了终端技术体制，通过对已部署终端和新部署4K超高清终端进行TVOS软件升级的方式实现了终端智能化、标准化；二是利用TVOS创新了广电智能终端新形态，如开发了集4K P60超高清机顶盒、高品质360°环绕音箱、六麦克风拾音阵列、智能语音引擎等功能于一体的“有线精灵”AI音箱机顶盒；三是基于TVOS智能电视终端研发集成了面向江苏本地化用户需求的“名师空中课堂”“孝乐神州”“电影院线”等多种增值业务和面向各地市的个性化特色政务服务，以及“人工智能语音交互”“视频通话”“同屏推送”等提升用户体验的新功能。

　　目前，依托TVOS智能电视终端，全国各地有线电视网络创新研发部署了200余款电视端应用，为用户提供了高清/超高清直播/点播类、党建类、政务服务类、社会治理类、教育科普类、文化旅游类、医疗卫生类、公共法律服务类、电视互动类、家庭娱乐类、应急广播业务类、智能家居类、人工智能类等10多种类型服务，使用户足不出户即可享受到均等化、多样化的公共服务。同时，也满足了用户从“看电视”到“用电视”逐渐转变的需求。

　　产学研用联合创新

　　构建TVOS产业链、生态链

　　为构建以TVOS为核心的国产智能电视操作系统产业链、生态链，提升TVOS广播电视终端智能化、标准化、集约化水平，TVOS工作组在中央和广电总局的领导下，部署广科院以产学研用联合创新的方式，牵头组织行业内上百家企业单位共同研发电视终端操作系统。同时，TVOS工作组还设立了23个技术专题组，由总体组实行月例会制度，对各技术专题组提出的技术建议进行决策；各技术专题组一般实行周例会制度，研究讨论并向总体组提出TVOS研发的技术建议。盛志凡补充介绍道：“TVOS工作组采用国际开源社区惯用的研发组织机制来组织开发。一是构建了组内开源代码平台和协同工作平台，为TVOS工作组成员提供TVOS开源代码和协同开发工作环境，该平台还具有TVOS代码的每日重建功能，能够将TVOS开发分支上的已有代码与各技术专题组每日新开发的代码进行合成，以基于每日新开发的代码构建新代码版本；二是构建了文档管理平台，为成员单位提供TVOS工作组内部技术文档；三是构建了任务管理平台，能够根据各技术专题组承担的研发任务，把相关研发任务分发到相关研发单位（人员），并能追踪研发中发现的问题；四是构建了内部讨论区，方便承担研发任务的工作组成员之间快捷交流讨论。”

　　在产业链构建方面，一方面，TVOS工作组面向智能电视终端产品构建了广泛的芯片硬件平台支撑体系。目前，与TVOS系统完成集成适配的芯片包括海思、国科微等6家芯片厂家生产的共17款芯片。另一方面，面向有线电视、地面无线电视、直播卫星、IPTV、互联网电视等不同领域的应用需求，TVOS工作组组织研制生产了128种不同型号的产品，包括DVB机顶盒、DVB+IP机顶盒、IP机顶盒、电视一体机、智能音箱、智能网关和插入式微型机顶盒等多种不同形态。

　　在生态链构建方面，TVOS工作组组织研发和部署了面向智能电视大屏的13类200余款业务应用，并着力推动有线电视、地面无线电视、直播卫星、IPTV、互联网电视等领域基于TVOS构建共享共用的业务应用生态。此外，为了构建更为广泛、丰富的TVOS生态链，TVOS工作组打造TVOS5.0版本，实现了对开源鸿蒙数字家庭物联网应用生态的兼容。“目前，TVOS工作组正在大力推进TVOS通过开放原子开源基金会对社会的开源，吸纳相关行业各厂家、应用服务商及各类软件开发者的力量，构建更为开放、宏大的TVOS生态链。”盛志凡说道。

　　围绕中心，面向未来

　　TVOS助力广电行业发展

　　6月6日，全国广播电视科技工作会议提出要大力支持TVOS发展。盛志凡介绍了TVOS的下一步计划：“第一，更好地助力广电总局的‘双治理’工作。研发更新版本的TVOS，通过基于TVOS的IPTV插入式机顶盒解决IPTV机顶盒碎片化严重的问题，同时，在此基础上，聚焦电视机机顶盒一体化，研发集电视机和机顶盒功能于一体的一体化TVOS电视机，实现其对有线电视、IPTV和互联网电视3种电视业务形态的支撑。第二，更贴切地满足广电行业高质量发展需求。面向超高清、未来电视的智能化、人性化智慧服务发展趋势，进一步发挥TVOS支持自主双‘Vivid’协议和个性化多屏联动特性，在确保超高清电视高质量呈现和用户收视体验的基础上，结合自组网络、软硬终端、虚拟数字人等技术，实现以视听服务为中心、以智能组网为优势的多元智慧化交互服务。第三，面向未来视听发展趋势，前瞻性地布局TVOS技术演进路径。第四，进一步推动实现TVOS与更多电视机芯片硬件平台集成。”

　　此外，盛志凡分析了人工智能技术推动行业发展的趋势：“近年来，随着科技进步，大模型、多模态等技术快速发展，人机互动、人机对话正逐渐步入一个全新的时代，基于大模型技术的应用正在快速进化，未来各行各业都会诞生出不同的垂类AI大模型和人工智能体（AI Agent）。广播电视行业有着非常丰富的数据和用户服务需求，广电视听AI大模型和广电视听AI Agent在广电视听行业生根发展是必然趋势，也是用户对广播电视与网络视听业务的重大需求。面向基于AI的未来视听虚实结合和沉浸式三维个性化呈现发展趋势，TVOS工作组将针对智能电视机物理形态巨大变革的各种场景，更积极地探索TVOS与AI技术的结合，特别是与广电行业AI Agent结合的技术机制和方式，使TVOS迭代演进更自然地顺应这种发展趋势，支撑打造新一代智能电视机AITV。”

　　与此同时，TVOS如何对AI Agent的终端运作提供优秀的运行环境，为大模型及多模态计算提供终端算力，为智能体调动统合家庭智能设备，为AI大模型提供统一、高效、易开发的智能应用运行框架，是当下面临的重要挑战。“TVOS已经布局了智能家居、AI语音、人机交互等人工智能应用的关键组件，后续将在AI Agent、多模态会话、图像理解等人工智能领域与国内先进的企业共同合作，通过打造TVOS的AI Agent组件，使其更为智能，从而为构建广电行业的人工智能大模型及其行业应用提供基础技术支撑。”盛志凡说道。

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责任编辑：李楠