ISOIEC 14496-152022Amd 12023 信息技术视听对象编码第15部分ISO基本媒体文件格式的网络抽象层（NAL）单元结构视频的传输修改件1对LCEVC的支持标准立项发展报告

信息技术视听对象编码第15部分：ISO基本媒体文件格式的网络抽象层（NAL）单元结构视频的传输修改件1：对LCEVC的支持标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:InformationTechnology—CodingofAudio-visualObjects—Part15:CarriageofNetworkAbstractionLayer(NAL)UnitStructuredVideointheISOBaseMediaFileFormat—Amendment1:SupportforLCEVC摘要随着视频应用场景从高清向超高清、沉浸式及自适应流媒体方向持续演进，编码效率与传输灵活性的协同优化已成为视频编码标准化领域的核心议题。在此背景下，ISO/IEC14496-15作为ISO基本媒体文件格式（ISOBMFF）中网络抽象层（NAL）单元结构视频承载的核心标准，其持续演进对于保障编码标准与封装格式之间的高效适配具有重要意义。本报告围绕ISO/IEC14496-15:2022/Amd1:2023修改件的立项背景、技术动因、标准内容及其产业价值展开系统分析。该修改件旨在为低复杂度增强视频编码（LCEVC）提供标准化承载支持，通过定义LCEVC增强层与基础层之间的封装映射关系、样本格式及元数据信令机制，实现了对混合编码架构下多层级码流的统一封装与兼容传输。修改件在保持与既有ISOBMFF架构完全向后兼容的前提下，引入了LCEVC配置样本、增强层样本分组及解码时序描述等关键技术要素，为LCEVC技术在流媒体传输、广播分发及文件存储等场景中的规模化部署扫清了格式层面的障碍。本报告同时介绍了标准修订过程中主要参与单位的贡献，并对该标准的应用前景与后续演进方向进行了展望。关键词：ISO基本媒体文件格式；网络抽象层；LCEVC；视频编码；标准修订；多媒体封装Keywords:ISOBaseMediaFileFormat;NetworkAbstractionLayer;LCEVC;VideoCoding;StandardAmendment;MultimediaEncapsulation一、引言视频编码标准的持续演进推动着数字媒体产业从采集、编码、封装到分发全链条的技术升级。近年来，随着超高清视频、虚拟现实、云游戏等高带宽应用的快速普及，产业界对视频编码效率提出了更高要求。在传统单层编码框架之外，分层编码与增强编码架构因其在码流适配性和计算复杂度方面的优势而受到广泛关注。在此技术趋势下，MPEG组织于2020年前后启动了低复杂度增强视频编码（LCEVC）标准的制定工作。LCEVC的核心设计理念是在既有视频编码标准（如H.264/AVC、H.265/HEVC）的基础上，通过附加一个低复杂度的增强层来提升整体编码效率，从而以极低的计算开销实现视频质量的显著改善。这种编码架构的独特之处在于：基础层与增强层之间的关系、时间对齐方式以及解码依赖结构均与传统的可分级编码存在显著差异，因此需要封装格式层面提供专门的支持。ISO/IEC14496-15（以下简称"MPEG-15"）是ISO/IECJTC1/SC29/WG3（MPEGSystems）负责制定的国际标准，其规定了ISO基本媒体文件格式中NAL单元结构视频的承载方式。作为MP4文件格式家族中的核心组成部分，MPEG-15被广泛应用于互联网流媒体、数字广播、移动多媒体及专业影视制作等领域。随着LCEVC标准的发布，如何在ISOBMFF中有效承载LCEVC增强层码流，并确保与既有解码链路和后端系统的无缝衔接，成为标准化工作中亟需解决的技术课题。ISO/IEC14496-15:2022/Amd1:2023修改件正是在此背景下立项并发布的。该修改件由国际标准化组织（ISO）于2023年10月27日正式发布，为LCEVC技术提供了标准化的封装与传输方案。二、标准修订背景与立项依据2.1视频编码技术的发展趋势视频编码标准的演进始终围绕编码效率、实现复杂度和功能特性三个维度展开。从H.264/AVC到H.265/HEVC再到H.266/VVC，编码效率的提升往往伴随着编码器和解码器计算复杂度的成倍增长。然而在实际部署中，大量终端设备（如物联网摄像头、低端移动终端等）受限于计算能力和功耗约束，无法运行高复杂度的编解码算法，这在一定程度上制约了新一代编码标准的普及速度。LCEVC技术提供了一种全新的编码范式：其基础层采用成熟且低复杂度的编码格式（如AVC或HEVC），增强层则通过环内滤波和残差修正的方式对基础层输出进行逐级细化。由于增强层的编解码复杂度极低，整个过程可在通用处理器上高效运行，从而实现"以既有编码标准为基础，以极低附加复杂度换取显著质量增益"的目标。2.2LCEVC标准的发布及其封装需求ISO/IEC23094-2（LCEVC标准）于2021年前后正式发布。该标准定义了增强层码流的语法、语义及解码过程，但并未规定增强层码流在具体封装格式中的存储与传输方式。标准的可用性在很大程度上有赖于系统层标准的配套支持。具体而言，LCEVC增强层需要在封装层面明确以下关键要素：-样本格式定义：增强层样本与基础层样本的时间关系及存储方式；-配置信令：LCEVC解码所需的配置参数（如增强层分辨率、变换块大小、滤波器参数等）如何在文件级进行描述；-层间关联：增强层与基础层之间在文件结构层面的关联映射方式；-随机访问支持：在增强层存在的前提下，文件随机访问点的定位与同步机制。上述需求在既有MPEG-15标准文本中并无明确规定，需要通过制定修改件的方式来补充和完善。2.3ISO/IECJTC1/SC29标准体系的协调推进ISO/IEC14496-15:2022/Amd1:2023的制定工作由ISO/IECJTC1/SC29（编码音视频对象与信息娱乐系统）下属的WG3（MPEGSystems）工作组承担。该工作组长期以来负责MPEG系统层标准的制定与维护工作，包括ISO基本媒体文件格式（ISO/IEC14496-12）及其各类扩展格式。本次修改件的立项严格遵循了MPEG标准制定的规范流程，经历了需求收集、技术提案征集、核心实验验证、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）及最终国际标准草案（FDIS）等多个阶段，最终在2023年10月完成了正式发布。三、标准主要内容与技术要点3.1标准范围界定ISO/IEC14496-15:2022/Amd1:2023修改件的适用范围聚焦于LCEVC增强层码流在ISO基本媒体文件格式中的承载。该修改件在保持MPEG-15既有技术框架不变的基础上，新增了与LCEVC相关的样本条目类型、配置记录结构及样本分组机制，使其能够完整支持LCEVC增强层码流的封装、解析和解码调度。3.2新增样本条目类型（SampleEntry）修改件定义了一种新的视觉样本条目类型——`lcec`（LCEVCConfigurationSampleEntry），用于描述LCEVC增强层的基本属性和解码配置信息。该样本条目通过扩展`VisualSampleEntry`结构实现，在保持与传统视觉样本条目的兼容性的同时，嵌入了LCEVC特有的配置数据。具体而言，`lcec`样本条目中包含字段如下：-LCEVC配置版本号：标识LCEVC配置信息的版本，便于未来功能的扩展；-增强层描述符：描述增强层的编码属性（如分辨率等级、帧率扩展信息等）；-基础层兼容指示：标识该增强层可与哪些基础层编码格式配合使用；-扩展配置数据：承载LCEVC解码所需的额外参数（如变换内核选择、滤波器开关控制等）。这种设计使解码器仅通过解析样本条目即可获得LCEVC增强层的完整解码参数，无需在整个文件中搜索分散的配置信息，从而显著提升了文件解析效率。3.3增强层样本的存储与时间同步在编码数据存储方面，修改件规定LCEVC增强层样本可以两种方式存储在文件中：-方式一：交错存储。增强层样本与基础层样本可交错存放于同一媒体轨中，通过样本分组（SampleGroup）机制对不同层级的样本进行区隔和关联。-方式二：独立存储。增强层样本也可存储在独立的媒体轨中，通过轨道间的参考关系与基础层轨道进行关联。对于时间同步问题，修改件规定增强层样本与基础层样本需满足严格的时序对应关系。每个增强层样本的解码时间（DecodeTime）和展示时间（CompositionTime）均需与对应的基础层样本保持精确同步。为实现这一点，修改件引入了增强层样本的时序推导规则，确保在编辑、拼接和播放控制操作中两层码流的时序一致性不受破坏。3.4样本分组机制为实现增强层与基础层之间的层级关联，修改件定义了一种新的样本分组类型——`lcev`（LCEVCEnhancementLayerGrouping）。通过该分组机制，文件作者可以明确标识哪些样本属于同一增强层单元集合，以及这些样本与基础层样本之间的依赖关系。样本分组机制的引入带来了以下技术优势：-支持分段式增强：在文件中仅对部分时间段提供增强层数据，便于实现自适应码流切换；-支持多层增强配置：未来LCEVC标准若扩展为多层结构，分组机制可以无缝支持；-增强容错能力：播放器在缺少增强层数据时，可依据分组信息安全地回退至基础层解码。3.5与既有标准的兼容性四、主要参与单位介绍4.1V-NovaInternationalLtd.在ISO/IEC14496-15:2022/Amd1:2023修改件的制定过程中，V-NovaInternationalLtd.（以下简称"V-Nova"）作为LCEVC核心技术的发明者和主要贡献者，发挥了不可或缺的技术引领作用。V-Nova是一家总部位于英国伦敦的全球性技术公司，专注于视频压缩与增强技术的研发与产业化。其在数据压缩、并行计算和机器学习等方向拥有深厚的积累，先后在全球范围内布局了数百项核心专利。LCEVC技术即源自V-Nova在低复杂度增强压缩领域的前沿研究成果。在本次标准修订中，V-Nova承担了以下关键工作：-技术方案输出：提供LCEVC增强层码流与ISOBMFF封装之间的完整映射方案，包括样本条目结构设计、配置数据语义定义及时序同步模型；-一致性测试支撑：参与制定标准的一致性测试规范和参考软件实现，确保不同实现之间的互操作性；-实验验证：联合多家机构开展LCEVC封装格式在不同传输环境（包括DASH流媒体和MPEG-2TS广播）中的端到端验证实验；-跨区域推广：协调标准文本的国际化表述和专利许可政策的透明化，推动更多国家和地区接受该技术方案。V-Nova的技术贡献不仅体现在标准文本的制定上，也体现在其为标准配套提供的参考软件（ReferenceSoftware）和一致性测试向量（ConformanceBitstreams）方面。这些配套工具的发布，为后续各厂商实现产品化开发提供了重要的参照基准，有效降低了产业化的技术门槛。此外，FraunhoferHHI、SamsungElectronics、Qualcomm等国际知名机构和企业也深度参与了本修改件的讨论与验证工作，在增强层样本管理、解码时序协调以及不同硬件平台上的兼容性测试等方面提供了重要的技术支持。五、标准应用价值与产业前景5.1推动LCEVC技术的规模化部署本修改件的发布填补了LCEVC标准体系中封装层面的空白，使得LCEVC码流可以在标准化的ISOBMFF容器中被统一的封装和传输。对于CDN服务和流媒体平台而言，这意味着无需开发私有的封装方案即可支持LCEVC内容的发布，大大降低了系统的集成复杂度。5.2赋能超高清视频传输在5G网络和千兆宽带日趋普及的背景下，超高清视频的传输需求快速增长。LCEVC技术能够在保持基础层编码器不变的前提下提升视频的主观质量和客观指标，而本修改件为该技术提供了标准化的传输管道。这一组合优势对于视频平台在带宽受限条件下提供更高画质内容具有重要的实用价值。5.3支持混合编码生态5.4后续演进方向随着MPEG在AI-based视频编码、沉浸式媒体传输和点云压缩等方向上的持续探索，ISOBMFF作为统一封装格式的重要性将进一步增强。ISO/IEC14496-15的持续修订将需要在更广泛的媒体类型和编码框架内保持封装层的灵活性和可扩展性。LCEVC修改件所建立的"基础层+增强层"封装范式，也可能为未来其他类似增强编码技术（如可分级VVC扩展）的封装设计提供参考框架。六、结论ISO/IEC14496-15:2022/Amd1:2023修改件的发布，是ISO/IECJTC1/SC29标准体系下视频编码与系统封装两个技术域协同推进的典型成果。该修改件在深入理解LCEVC技术特性和产业部署需求的基础上，以最小化的标准干预实现了对LCEVC增强层码流的完整封装支持，充分体现了MPEG标准体系在技术前瞻性、系统兼容性和产业友好性之间的良好平衡。从技术层面看，该修改件定义了清晰的样本条目结构、灵活的样本存储方式和稳健的层间关联机制，为LCEVC解码器与文件解析器之间的互操作性提供了坚实保障。从产业层面看，该修改件降低了LCEVC技术在流媒体、广播和文件分发等场景中的集成门槛，为超高清视频服务的提质增效创造了条件。展望未来，随着LCEVC技术在更广泛的应用场景中落地，ISO/IEC14496-15的相关条款也有望持续迭代，以适配新的编码特征和传输需求。同时，本修改件所积累的"面向增强编码的封装扩展"经验，也将为MPEG系统层标准在更广泛媒体格式中的演进提供有益的参考。视频编码标准的创新离不开系统层标准的同步支撑，ISO/IEC14496-