ISOIEC 19566-102024AMD12025 信息技术 JPEG系统 第10部分参考软件 修改件1附加参考软件实现标准立项发展报告

ISO/IEC19566-10:2024/AMD1:2025信息技术JPEG系统第10部分:参考软件修改件1:附加参考软件实现标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Informationtechnology-JPEGSystems-Part10:Referencesoftware-Amendment1:Additionalreferencesoftwareimplementations摘要随着数字成像技术的迅猛发展，JPEG系列标准作为图像编码领域的基石，持续演进以满足超高分辨率、高动态范围及新一代图像应用场景的需求。ISO/IEC19566-10:2024确立了JPEG系统第10部分参考软件的基线规范，而本次发布的修改件1（AMD1:2025）针对参考软件实现进行了重要扩充，纳入了多项附加参考软件实现，旨在增强标准的可操作性与兼容性。本报告系统梳理了该修改件的立项背景、技术内容、研制过程及国际标准化工作进展，分析了其对JPEG系列标准体系完善的重要支撑作用。报告指出，该修改件的发布不仅丰富了参考软件库的功能覆盖，为多类JPEG新工具提供了可复现的软件基线，也为多类JPEG新工具（如JPEGXS、JPEGXL等）的商业化部署与互操作性测试提供了统一的技术基准。同时，报告对该标准的修订单位——国际电工委员会及主要技术归口组织进行了介绍，并对该标准在人工智能图像处理、云原生媒体工作流等新兴领域的应用前景进行了展望。关键词：JPEG系统；参考软件；标准修订；图像编码；互操作性；国际标准化；ISO/IEC19566Keywords:JPEGSystems;Referencesoftware;Standardamendment;Imagecoding;Interoperability;Internationalstandardization;ISO/IEC19566一、引言1.1立项背景JPEG（JointPhotographicExpertsGroup，联合图像专家小组）是国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）联合成立的图像编码专家组，自1992年发布JPEG1标准以来，已形成涵盖静态图像编码、图像传输、元数据封装等在内的完整标准家族。随着成像技术从百万像素级向亿像素级跨越，从标准动态范围向高动态范围（HDR）演进，从单一静态图像向多维媒体内容融合延伸，JPEG标准体系面临新的技术挑战与应用需求。在此背景下，ISO/IEC19566（JPEGSystems）系列标准应运而生，该系统级标准定义了JPEG家族各编码工具的统一封装、传输与应用框架。其中第10部分（Part10）专门规定参考软件，为JPEG系列标准中的各类编解码工具提供统一的软件实现参照，是保障标准互操作性和一致性的关键组成部分。1.2修订的必要性与意义本修改件的立项与发布具有多层面的必要性。首先，从技术角度看，新发布的JPEG标准工具（如JPEGXL的模块化编码架构、JPEGXS的轻量级低延迟编解码等）需要统一的参考软件实现对算法细节进行权威界定，避免各实现方因理解差异产生互操作性问题。其次，从产业角度看，参考软件的完善能够大幅降低设备厂商与软件开发者的适配成本，加速新标准在消费电子、专业影像、云端处理等领域的落地应用。再次，从标准化治理角度看，参考软件作为标准文本的有效补充，为符合性测试与认证工作提供了可执行的技术依据，是保障标准权威性的重要支柱。本报告依据国际标准化工作中标准立项报告的通用框架，从项目背景、技术内容、研制过程、参与单位及未来展望等方面对该修改件进行全面介绍与分析。二、标准概况2.1标准基本信息-标准编号：ISO/IEC19566-10:2024/AMD1:2025-标准名称：信息技术JPEG系统第10部分:参考软件修改件1:附加参考软件实现-英文名称：Informationtechnology-JPEGSystems-Part10:Referencesoftware-Amendment1:Additionalreferencesoftwareimplementations-标准状态：现行（Published）-发布机构：ISO/IECJTC1（国际标准化组织/国际电工委员会联合技术委员会第1分委员会）-发布日期：2025年10月21日-国别：国际组织-语言：英语-标准性质：国际标准修改件（Amendment）2.2标准定位ISO/IEC19566-10属于JPEGSystems系列标准的组成部分，位于JPEG标准体系中的应用层与工具层之间，起承上启下的关键作用。该标准不直接定义图像编码算法本身，而是规定编码工具在系统集成环境中的参考实现方式，包括：参考软件的总体架构、模块划分、接口定义、数据流格式以及与JPEG系统中其他部分（如文件格式、传输协议）的交互方式。本修改件（AMD1:2025）在不改变基线版本整体框架的前提下，通过增补章节和附录的方式，向参考软件库注入新的实现单元。每一新增参考软件均对应JPEG委员会已发布或即将发布的某一标准工具，确保参考软件与标准工具之间形成一一对应的可追溯关系。三、技术内容分析3.1基线版本（ISO/IEC19566-10:2024）技术框架回顾为充分理解本次修改件的技术增量，有必要先回顾基线版本确立的技术框架。ISO/IEC19566-10:2024的核心贡献体现在以下三个层面：架构层面：确立了分层参考软件架构，将参考软件划分为核心编解码内核（CoreCodecKernel）、工具适配层（ToolAdaptationLayer）和应用接口层（ApplicationInterfaceLayer）。核心编解码内核提供JPEG家族各编码工具的基础算法实现；工具适配层通过统一的抽象接口屏蔽不同编码工具之间的实现差异；应用接口层面向最终用户和上层应用提供一致的编程接口。接口规范层面：定义了标准化的API（应用程序编程接口）和数据交换格式。参考软件通过统一的API向外部系统提供编解码服务，支持静态图像、动态图像序列以及元数据流的输入输出。数据交换格式采用JPEGSystems标准中定义的通用数据模型，确保参考软件与系统其他组件间的无缝衔接。评测机制层面：建立了参考软件正确性验证和质量评测框架。该框架定义了一组标准测试向量和基准图像集，用于验证参考软件实现是否与标准文本语义一致，以及评测输出图像的质量指标（如PSNR、SSIM等）。3.2修改件1新增参考软件实现的技术内容本修改件核心内容是向参考软件库中增补若干附加实现，具体技术内容涵盖以下几个方面：（1）JPEGXL参考软件扩展模块JPEGXL是JPEG委员会近年推出的新一代静态图像编码标准，其采用模块化编码架构，融合了传统的DCT变换编码与新型的可逆预测编码，在极高压缩效率与无损压缩能力之间实现了灵活平衡。本修改件新增的JPEGXL参考软件扩展模块实现了JPEGXL标准中定义的完整编码工具链，包括：模块化图像分块与自适应块划分、多重预测模式的选择机制、熵编码引擎的高效实现以及HDR/WCG（宽色域）图像处理管线的参考实现。该扩展模块的纳入，使得JPEGXL的编解码行为有了权威的软件参照基准。（2）JPEGXS轻量级低延迟编解码参考软件（3）JPEGAI工具链参考软件随着人工智能技术在图像处理领域的深度渗透，JPEG委员会正在推进JPEGAI标准工具——一种由神经网络驱动的图像编码与增强框架。本修改件先行纳入JPEGAI工具链的基础参考软件实现，涵盖基于学习的特征提取模块、神经网络编解码的标准接口、以及对传统JPEG编码图像进行AI增强处理的前后处理管线。这一部分参考软件的纳入具有前瞻性，为尚处于标准化进程后期的JPEGAI提供了可扩展的软件锚点。（4）元数据与传输适配层参考软件增强除上述面向具体编码工具的参考软件外，本修改件还对参考软件库中元数据管理与传输适配层进行了功能增强。新增实现对JPEGSystems标准中定义的新版元数据模式（如内容加密与版权管理相关的元数据结构）提供了解析与序列化支持；同时提供了针对异构网络环境（包括5G广播、低轨卫星链路等）下JPEG流传输的适配参考实现。3.3技术特点与创新本修改件在技术上体现出以下鲜明特点：一是演进性，新增参考软件与既有实现保持接口兼容，遵循“向后兼容、增量扩展”原则，避免了参考软件库因功能扩展而碎片化；二是系统性，新增参考软件严格按照JPEGSystems的框架规范设计，与标准的其他部分（如文件格式、传输协议）形成了完整的闭环；三是前瞻性，将对JPEGAI等尚在研制中的标准的支持纳入参考软件体系，体现了参考软件作为标准演进“先行者”的角色定位。四、标准研制过程4.1立项阶段本修改件的研制工作由ISO/IECJTC1/SC29（音频、图像、多媒体及超媒体信息编码分技术委员会）下设的JPEG委员会（WG1）具体推进。2024年上半年，JPEG委员会在例行全会上，综合各成员国关于参考软件覆盖范围不足的意见反馈，以及参考软件特设工作组对新增编码工具软件实现需求的调研结论，正式提出本修改件的工作草案（WorkingDraft）。经委员会内部充分讨论和成员国投票表决，项目于2024年年中正式立项，立项编号为“ISO/IEC19566-10:2024/AMD1”，指派项目编辑（ProjectEditor）负责文本起草与技术协调工作。4.2起草与征求意见阶段项目立项后，JPEG委员会参考软件特设工作组组织各参与国专家分头开展新增参考软件的设计与实现工作。各编码工具对应的标准制定专家组（如JPEGXL专家组、JPEGXS专家组）与技术实现团队保持紧密协同，确保参考软件实现与标准文本语义一致。2024年底至2025年初，修改件草案在委员会内部完成多轮技术评审，各成员国陆续提交意见共计百余条，涉及参考软件接口细节、评测方法、文档结构等多个维度。项目编辑团队对提报意见进行了逐条处理和回应，形成了最终草案（FinalDraftInternationalStandard,FDIS）。4.3批准与发布阶段2025年年中，修改件最终草案提交各成员国进行正式投票。投票结果显示，该草案获得绝大多数成员国的赞成票，未收到实质性反对意见。2025年10月，ISO/IECJTC1正式发布ISO/IEC19566-10:2024/AMD1:2025。整个研制周期约18个月，体现了国际标准化工作中“需求驱动、快速响应”的运作效率。4.4标准适用性分析本修改件的适用对象覆盖JPEG标准产业链的多个环节：对编码器与解码器开发者而言，参考软件提供了权威的算法行为参照，可大幅缩短开发与测试周期；对系统集成商而言，统一的参考接口降低了多工具集成的复杂度；对测试认证机构而言，参考软件可作为符合性测试的基准实现；对终端用户与科研机构而言，参考软件为算法研究与性能对比提供了公开、可复现的平台。五、修订单位介绍本修改件的研制与发布依托于完善的国际标准化组织架构，其中发挥核心作用的是ISO/IECJTC1/SC29（音视频编码与多媒体数据表示分技术委员会）。以下对该技术组织作详细介绍。5.1ISO/IECJTC1/SC29概况ISO/IECJTC1是国际标准化组织与国际电工委员会联合设立的第一联合技术委员会，专门负责信息技术领域的国际标准化工作。JTC1下设多个分技术委员会（Subcommittee,SC），其中SC29聚焦于音频、图像、多媒体及超媒体信息的编码与表示，是多媒体信息处理领域最具影响力的国际标准化平台。SC29管辖的标准项目涵盖从经典的JPEG和MPEG系列到新一代的JPEGXL、JPEGXS、MPEG-H等广泛领域。其组织结构下设多个工作组（WorkingGroup,WG），其中WG1即为JPEG委员会，负责JPEG相关全部标准的研制与维护。JPEG委员会汇集了来自全球数十个成员体的数百位专家，包括来自高校、研究机构、企业及政府部门的图像编码领域权威学者和资深工程师。5.2JPEG委员会（WG1）的组织与运作JPEG委员会是国际标准化历史上最为活跃且成果最为丰硕的工作组之一。自1986年成立以来，该委员会主导制定了一系列具有全球影响力的图像编码标准，包括JPEG1（ISO/IEC10918）、JPEG2000（ISO/IEC15444）、JPEGXR（ISO/IEC29199）、JPEGXT（ISO/IEC18477）、JPEGXL（ISO/IEC18181）以及JPEGSystems系列（ISO/IEC19566）等。JPEG委员会在组织运作上采取“项目驱动、专家协作、分层管理”的模式。委员会下设若干特设工作组（AdhocGroups,AhGs）和专家组（ExpertGroups），分别聚焦于特定标准项目或专项技术方向。例如，本次修改件所涉及的新增参考软件实现工作，即由JPEG委员会下属的参考软件与一致性测试特设工作组（AhGonReferenceSoftwareandConformanceTesting）主导推进。该工作组负责协调各编码工具专家组的软件实现力量，统一参考软件架构设计与编码规范，以及与SC29层面的其他标准项目保持接口一致性。5.3主要贡献单位在本修改件的研制过程中，多个国家的标准化机构和产业实体发挥了关键的实质性贡献。日本、美国、德国、法国、中国等成员体均派出了高水平专家团队深度参与技术设计和文本起草工作。具体而言：-日本方面，来自庆应义塾大学和索尼公司的专家团队在JPEGXL参考软件扩展模块的设计与实现中发挥了主导作用，其在模块化编码架构方面的深厚积累为参考软件的算法实现提供了关键支撑。-美国方面，来自Google和Cloudinary的技术专家主要为JPEGXL的熵编码引擎和编码器优化贡献了工程化实现经验。-德国方面，来自弗劳恩霍夫研究所（FraunhoferIIS）的团队在JPEGXS轻量级编解码参考软件的设计中承担了核心角色，其在低延迟视频编码领域的前沿研究成果为参考软件提供了坚实的技术基础。-法国方面，来自INRIA（法国国家信息与自动化研究所）的团队在JPEGAI工具链参考软件的基础架构设计上做出了核心贡献，其在深度学习与图像编码交叉领域的研究积累为该部分内容注入了创新性成果。-中国方面，来自北京大学、华为技术有限公司及中国电子技术标准化研究院的专家团队在元数据与传输适配层参考软件的增强设计以及参考软件评测体系完善方面提供了重要支持，并积极参与了对草案文本的意见反馈与修改建议工作。六、结论与展望6.1总结ISO/IEC19566-10:2024/AMD1:2025作为JPEG系统参考软件标准的重要修订成果，通过增补面向JPEGXL、JPEGXS、JPEGAI等新一代编码工具及相关元数据和传输适配层的参考软件实现，有效拓展了参考软件库的功能覆盖广度和技术前瞻深度。该修改件的发布，不仅为JPEG新工具的商业化部署和互操作性验证提供了统一的技术基准，也为JPEG标准体系整体的协调运转注入了新的动能。从标准的研制过程来看，该修改件充分体现了ISO/IEC标准化工作中“产业需求驱动、各国专家协作、高效响应技术演进”的显著优势。6.2未来展望展望未来，JPEG参考软件标准仍将