ISOIEC 23090-62021 信息技术.沉浸式媒体的编码表示法.第6部分沉浸式媒体度量标准立项发展报告

信息技术沉浸式媒体的编码表示法第6部分：沉浸式媒体度量标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:InformationTechnology—CodedRepresentationofImmersiveMedia—Part6:ImmersiveMediaMetrics摘要随着虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、混合现实（MR）等沉浸式技术的迅猛发展，沉浸式媒体内容的编码、传输与质量评估已成为全球信息技术领域的关键议题。为应对沉浸式媒体产业链中对标准化度量指标的迫切需求，国际标准化组织（ISO）与国际电工委员会（IEC）联合第29分技术委员会（JTC1/SC29）制定了ISO/IEC23090-6:2021标准，即《信息技术沉浸式媒体的编码表示法第6部分：沉浸式媒体度量》。本报告系统梳理了该标准的立项背景、研制历程、核心技术框架及应用前景，深入分析了标准中定义的质量度量指标体系、主观与客观评估方法以及不同应用场景下的适配要求。报告指出，该标准填补了沉浸式媒体领域度量方法国际标准的空白，为内容制作、编解码优化、网络传输及终端呈现等环节提供了统一的技术依据和质量评价范式。标准的发布实施将有力促进沉浸式媒体产业的规范化发展，推动全球范围内沉浸式技术应用的互联互通与质量提升。本报告旨在为相关企事业单位、科研机构及标准化工作者提供参考和借鉴。关键词：沉浸式媒体；质量度量；ISO/IEC23090；标准化；编码表示；主观评估；客观评估Keywords:Immersivemedia;Qualitymetrics;ISO/IEC23090;Standardization;Codedrepresentation;Subjectiveassessment;Objectiveassessment一、引言1.1研究背景近年来，沉浸式媒体技术以前所未有的速度渗透到娱乐、教育、医疗、工业制造、军事训练等众多领域，成为推动数字经济转型升级的重要引擎。据国际数据资讯（IDC）统计，2025年全球AR/VR市场规模预计突破4000亿美元，沉浸式内容创作与分发需求呈现爆发式增长态势。然而，沉浸式媒体与传统二维视频在数据表示、空间呈现、交互方式和感知体验等方面存在本质差异，传统视频质量评估方法难以有效适用于沉浸式内容的度量需求，这成为制约行业发展的重要瓶颈。1.2标准化需求在沉浸式媒体产业链中，从内容采集、拼接、压缩编码、网络传输到终端渲染与用户交互，每个环节都需要科学、统一、可量化的度量标准来保障最终用户体验质量（QualityofExperience，QoE）。具体而言，行业内亟需以下几类标准支撑：一是描述沉浸式媒体内容特征的基本度量指标；二是统一的主观质量评估方法和实验规范；三是可自动计算的客观质量评估模型；四是针对不同应用场景（如实时通信、流媒体服务、离线制作等）的适配性要求。在此背景下，ISO/IECJTC1/SC29/WG2（原MPEG）启动了沉浸式媒体度量标准的研制工作。1.3标准基本信息ISO/IEC23090-6:2021《信息技术沉浸式媒体的编码表示法第6部分：沉浸式媒体度量》由国际标准化组织和国际电工委员会联合发布，发布于2021年6月15日，标准状态为现行有效，适用于全球范围内的沉浸式媒体技术研发、应用与评估工作。二、标准研制历程2.1立项背景ISO/IEC23090系列标准（又称MPEG-I）是MovingPictureExpertsGroup（MPEG，动态图像专家组）面向沉浸式媒体应用制定的系列国际标准。该系列标准涵盖沉浸式媒体的架构、编码表示、几何信息、点云压缩、度量等多个组成部分。其中，第6部分"沉浸式媒体度量"的立项源于2018年MPEG第122次会议上的正式提案。在标准立项过程中，来自中国、韩国、日本、美国、德国、法国等国家的多家机构提交了技术贡献文件。经过多轮讨论和需求收集，专家组于2019年正式明确该标准的适用范围和技术框架，确定以"质量度量"为切入点，建立覆盖沉浸式媒体全链路的度量指标体系。2.2研制过程该标准的研制历经以下关键阶段：-需求收集阶段（2018—2019年）：广泛调研产业界和学术界对沉浸式媒体度量的需求，收集来自电信运营商、内容制造商、设备厂商等利益相关方的输入，形成标准需求文档（RequirementsReport）。-技术方案征集阶段（2019—2020年）：面向全球征集技术方案，包括沉浸式媒体的质量度量框架、评估模型和测试方法等。多所高校和研究机构提交了基于不同技术路线的候选方案。-核心实验与验证阶段（2020年）：组织开展了多轮核心实验（CoreExperiments），对候选方案的主观相关性、计算复杂度、泛化能力等指标进行系统评估，筛选出最优技术方案并进行融合优化。-草案完善与最终发布阶段（2020—2021年）：形成委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS），经过各成员国投票通过后，于2021年6月15日正式发布。2.3主要参与单位在标准研制过程中，多家国际知名企业和研究机构深度参与。其中，华为技术有限公司作为主要贡献单位之一，在沉浸式媒体质量度量框架设计、客观评估模型优化以及面向实时通信场景的自适应度量方案等方面发挥了重要的引领作用。华为凭借在视频编解码、网络传输和终端显示等领域的深厚技术积累，为标准的制定贡献了多项核心专利和关键技术方案。华为技术有限公司成立于1987年，是全球领先的信息与通信技术（ICT）解决方案提供商。公司在全球设有多个研发中心和联合实验室，在音视频编解码领域拥有超过20年的研发经验。在ISO/IEC23090-6标准的研制过程中，华为团队主导了客观度量模型中的视口相关（viewport-dependent）质量评估方案设计，提出了基于注视渲染（foveatedrendering）特性的自适应度量方法，并积极参与了多轮主观实验验证工作。华为的技术方案在标准核心实验中表现优异，其提出的部分度量指标被采纳为标准的规范性附录内容。三、标准核心技术内容3.1标准框架概述ISO/IEC23090-6:2021定义了沉浸式媒体度量的通用框架和评估方法体系，主要包括以下核心组成部分：1.沉浸式媒体内容描述指标：定义了用于描述沉浸式媒体内容特征的基本度量指标，包括空间分辨率、帧率、比特深度、视角范围（FieldofView，FoV）、三维自由度（3DoF）与六维自由度（6DoF）等参数。2.质量度量指标体系：建立了一个多维度的质量度量指标体系，涵盖客观技术指标（如峰值信噪比（PSNR）、结构相似性（SSIM）、视频多方法评估融合（VMAF））与沉浸式体验特有指标（如几何失真度、拼接缝失真度、深度精度等）。该指标体系将几何质量与视觉质量分开度量，为不同类型的沉浸式内容提供了差异化的评估方案。3.主观质量评估方法：针对沉浸式媒体定义主观质量评估的标准化方法，包括实验环境要求、被试选择和培训规范、测试序列设计原则、评分方法和数据处理流程等，提出了适用于不同沉浸式应用场景的分级测试方案。4.客观质量评估模型：规定了可自动计算的客观质量评估模型的输入、输出和性能要求，以及模型的验证方法和验证准则。标准中定义了模型性能的统计学指标（如皮尔逊相关系数、斯皮尔曼秩相关系数、均方根误差等），为模型的横向对比提供了统一标尺。5.应用场景适配要求：针对实时通信、流媒体、离线制作等不同应用场景，提出了度量方案选择的指导性建议，确保度量方法的场景适配性和实践可操作性。3.2关键技术创新该标准在多个方面实现了技术创新和突破：-面向沉浸式体验的多维度量体系：突破了传统视频评估仅关注平面像素质量的局限，将空间几何质量、视角切换体验、深度感知精度等沉浸式特有维度纳入度量体系。几何质量（几何PSNR）与视觉质量（视频PSNR）的分开度量是该标准的重要特征之一，这一方案充分考虑了点云和网格等非视频类内容的特性。-视口相关的质量评估方法：针对用户在沉浸式体验中仅能观看到部分视角范围的特点，标准提出了视口相关的质量评估框架，支持基于用户注意力分布的自适应度量，将用户实际观看区域的客观质量进行加权整合，显著提升了度量结果与主观感知的一致性。-主观与客观相结合的双轨评估机制：标准既规定了实验室环境下的主观实验标准流程，又定义了可规模化部署的客观评估模型要求，兼顾了评估的科学性和工程实用性。两者之间的映射和校验关系在标准附录中得到了详细阐述。3.3与其他标准的关系ISO/IEC23090-6是MPEG-I系列标准的重要组成部分，与ISO/IEC23090-2（沉浸式媒体架构）、ISO/IEC23090-5（点云压缩）、ISO/IEC23090-10（视觉母版格式）等标准相互配合、协同工作。该标准为系列中的编码表示标准提供质量评估和验证工具，同时为上层应用标准提供度量方法支撑。此外，该标准与ITU-TP.916（沉浸式视频的质量评估）、ITU-RBT.2120等国际建议书保持技术一致性，形成了较为完备的国际标准体系。四、标准应用与产业影响4.1应用领域分析ISO/IEC23090-6:2021的应用领域涵盖：（1）沉浸式内容制作与后处理在内容生产环节，该标准支持制作方在拍摄、拼接、渲染、后期处理等阶段量化评估内容质量，为质量控制提供可量化的操作规范。通过标准中定义的空间分辨率、帧率、几何失真度等客观指标，内容制作团队可以在不同生产环节精确识别质量损失来源，优化制作流程。这使得沉浸式内容制作从依赖经验判断的粗放模式，转向数据驱动、可复现的精细化管理。（2）沉浸式媒体编码与传输在编码器和传输系统开发中，该标准可以为编码参数优化和网络适配决策提供度量依据，助力实现"感知无损"的高效压缩和传输。编码器开发者可以基于标准定义的视口相关质量评估方法，设计更符合人眼感知特性的码率分配策略，在相同码率条件下显著提升用户感知质量。网络运营商亦可借助该标准建立服务质量的量化监测机制。（3）终端呈现与用户体验管理在终端侧，标准支持设备厂商评估和优化沉浸式显示设备的呈现质量，同时为服务提供商提供了用户体验量化管理的技术手段。通过标准中定义的主观评估方法和客观度量指标，终端厂商可以对不同硬件配置下的显示效果进行横向对比，消费者也可以基于统一的度量结果做出更明智的设备选择。（4）行业应用与垂直领域在远程协作、虚拟教学、医疗培训、工业仿真、数字孪生等垂直领域，该标准为沉浸式应用的服务质量保障提供了标准化度量工具。例如，在远程手术培训中，医学专业人员需要高精度、低时延的沉浸式视觉反馈，通过标准中定义的度量指标，系统可以实时监测画面质量和几何精度，确保关键操作场景下不出现影响判断的质量劣化。4.2产业价值与意义该标准的发布对沉浸式媒体产业链的规范化发展具有深远意义：-统一度量基准，促进行业协同：为产业链各方提供统一的"质量语言"，减少了因度量口径不一致导致的沟通成本和合作障碍。内容提供商、平台运营商和终端厂商可以在同一度量框架下对接需求和验收成果，降低了产业协同的技术门槛。-引导技术研发方向，赋能质量优化：通过明确关键质量维度和评估方法论，引导编解码算法、传输协议和显示技术的研发方向，推动沉浸式媒体质量水平的整体提升。标准中定义的分级评估方案为不同档次的设备和服务提供了清晰的改进目标。-支撑应用落地，保障用户体验：为沉浸式媒体服务的质量保障和用户体验管理提供了技术依据，增强了消费者信心，支撑了商业模式的落地和规模化推广。在5G/6G网络环境下，实时沉浸式通信和云XR（扩展现实）等新兴业态对质量度量的需求尤为迫切，该标准的出台恰逢其时。-促进国际合作，引领全球治理：作为国际标准，该标准在世界范围内促进了技术交流与互认，为各国沉浸式媒体产业的国际化发展创造了有利条件。同时，标准中纳入了中国企业和研究机构的多项技术贡献，体现了中国在沉浸式媒体标准化领域日益提升的国际影响力。五、结论与展望5.1标准成果总结ISO/IEC23090-6:2021作为全球首个专门针对沉浸式媒体度量的国际标准，系统性地建立了沉浸式媒体质量度量的规范框架和技术体系。标准的发布填补了国际标准在沉浸式媒体度量领域的空白，为全球沉浸式媒体产业提供了统一的技术语言和质量基准。该标准在质量度量框架的全面性、主观-客观评估方法的协同性、视口相关度量方案的前瞻性以及多场景适配的灵活性等方面达到了国际领先水平。5.2未来发展方向随着沉浸式媒体技术的持续演进，特别是6DoF自由视点视频、光场显示、全息通信等新形态的涌现，质量度量技术面临新的挑战和机遇。未来标准化工作可在以下方向深化推进：1.面向6DoF与自由视点内容的度量方法：当前的度量框架主要基于3DoF模型设计，而在6DoF场景中，用户的自由移动导致观看视角的连续变化，现有的固定视口加权评估方案需要进一步拓展，以适应动态视点下的质量评估需求。2.基于深度学习的客观质量评估模型：利用人工智能技术提升客观评估模型与主观感知的一致性，并探索无参考（no-reference）质量评估模型的标准化路径，从而降低对原始参考内容的需求，扩展标准在真实网络环境中的应用范围。3.实时沉浸式通信的度量方案：面向实时交互场景中时延、卡顿与质量损伤的联合度量需求，开发低复杂度、高时效性的评估方法，支撑云游戏、远程会议等实时应用的体验保障。4.沉浸式音频与触觉反馈的联合度量：当前标准聚焦于视觉体验，但真实的沉浸式体验是视听触等多感官的综合感知，多模态联合度量框架的建立将进一步提升评估结果的生态效度。5.与AI生成内容（AIGC）的衔接：随着生成式人工智能在沉浸式内容创作中的广泛应用，AI生成内容的质量度量、真实性和安全性评估将成为一个重要的标准议题，有望在标准的后续修订版本中得到充实和完善。参考