ISOIEC 23001-102020AMD22025 信息技术 MPEG系统技术 第10部分ISO基本媒体文件格式的媒体定时元数据度量的携带 修改件2对显示衰减图的支持标准立项发展报告

信息技术MPEG系统技术第10部分：ISO基本媒体文件格式的媒体定时元数据度量的携带修改件2：对显示衰减图的支持标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Informationtechnology-MPEGsystemstechnologies-Part10:CarriageoftimedmetadatametricsofmediainISObasemediafileformat-Amendment2:Supportfordisplayattenuationmap摘要随着超高清（UHD）显示技术和沉浸式媒体应用的快速发展，显示衰减图（DisplayAttenuationMap）作为提升高动态范围（HDR）内容显示质量的关键元数据，其在媒体文件格式中的标准化封装需求日益迫切。本报告围绕国际标准ISO/IEC23001-10:2020/AMD2:2025的立项与发展进行全面阐述。该标准由国际标准化组织（ISO）与国际电工委员会（IEC）下属联合技术委员会（JTC1）归口管理，作为ISO/IEC23001-10的第二次修改件，旨在为ISO基本媒体文件格式（ISOBMFF）中携带显示衰减图定时元数据提供统一的技术规范。报告首先分析了该标准立项的技术背景与产业发展需求，随后详细解读了其核心技术内容，包括显示衰减图元数据的定义、定时携带机制、与现有HDR元数据体系的兼容性设计等。报告还介绍了标准的主要修订单位及其技术贡献，并对该标准的实施应用前景进行了展望。本标准的发布填补了国际标准在显示衰减图元数据封装领域的空白，对于推动高动态范围显示技术的标准化、促进超高清产业链协同发展具有重要的里程碑意义。关键词：显示衰减图；ISO基本媒体文件格式；定时元数据；HDR；MPEG系统；标准化AbstractWiththerapidadvancementofultra-high-definition(UHD)displaytechnologiesandimmersivemediaapplications,theDisplayAttenuationMap(DAM)hasbecomecriticalmetadataforenhancingthedisplayqualityofHighDynamicRange(HDR)content,andthedemandforitsstandardizedencapsulationwithinmediafileformatsisincreasinglyurgent.ThisreportprovidesacomprehensiveexaminationoftheinitiationanddevelopmentoftheinternationalstandardISO/IEC23001-10:2020/AMD2:2025.AdministeredbytheJointTechnicalCommittee(JTC1)oftheInternationalOrganizationforStandardization(ISO)andtheInternationalElectrotechnicalCommission(IEC),thisstandardservesasthesecondamendmenttoISO/IEC23001-10andaimstoprovideunifiedtechnicalspecificationsforthecarriageofdisplayattenuationmaptimedmetadatawithintheISOBaseMediaFileFormat(ISOBMFF).Thisreportfirstanalyzesthetechnicalbackgroundandindustrialdevelopmentdemandsthatdrovetheinitiationofthisstandard,thenelaboratesonitscoretechnicalcontent,includingthedefinitionofdisplayattenuationmapmetadata,timedcarriagemechanisms,andcompatibilitydesignwithexistingHDRmetadatasystems.Thereportalsointroducestheprimarycontributingorganizations.Finally,thereportdiscussestheapplicationprospectsandfutureimplicationsofthestandard.ThepublicationofthisstandardfillsthegapininternationalstandardizationregardingtheencapsulationofdisplayattenuationmapmetadataandholdssignificantmilestoneimportanceforadvancingthestandardizationofHDRdisplaytechnologiesandpromotingthecoordinateddevelopmentoftheultra-high-definitionindustrychain.Keywords:DisplayAttenuationMap;ISOBaseMediaFileFormat;TimedMetadata;HDR;MPEGSystems;Standardization1引言1.1立项背景近年来，高动态范围（HighDynamicRange,HDR）技术已从专业影视制作领域迅速扩展至消费电子、流媒体服务、游戏娱乐和移动设备等广泛领域，成为超高清视频体验的核心支撑技术。HDR技术通过扩展亮度动态范围和色彩精度，能够呈现更接近真实世界视觉感受的图像质量。然而，HDR内容的最终显示效果不仅取决于内容本身的动态范围，还受到显示终端特性的显著影响。不同显示设备在峰值亮度、对比度、色彩表现能力等方面存在差异，导致同一HDR内容在不同终端上呈现出不一致的视觉体验。显示衰减图（DisplayAttenuationMap）是一种描述显示设备在空间维度上亮度衰减特性的元数据。在诸如OLED、mini-LED等自发光显示技术中，由于面板的像素老化差异、局部调光算法（localdimming）的局限性以及光学器件的光晕效应（haloeffect）等因素，屏幕不同区域的实际亮度输出与理论值之间存在偏差。显示衰减图通过空间映射的方式记录这些偏差，使播放端能够据此进行精确的亮度补偿校正，从而实现更准确、更一致的HDR画面呈现。然而，在ISO/IEC23001-10:2020/AMD2:2025发布之前，国际上尚缺乏统一的显示衰减图元数据封装标准。各显示设备厂商和生产链环节通常采用专有的私有格式传输和存储此类数据，导致生态碎片化严重，跨设备、跨平台的兼容性无法得到保障。这一标准空白已成为制约HDR显示质量进一步提升和超高清产业链高效协同的重要瓶颈。1.2标准基本信息ISO/IEC23001-10:2020/AMD2:2025是国际标准ISO/IEC23001-10:2020（信息技术MPEG系统技术第10部分：ISO基本媒体文件格式的媒体定时元数据度量的携带）的第二项正式修改件（Amendment2），标准全称为"信息技术MPEG系统技术第10部分:ISO基本媒体文件格式的媒体定时元数据度量的携带修改件2:对显示衰减图的支持"。该标准由ISO与IEC联合技术委员会JTC1（信息技术）下设的SC29（音频、图像、多媒体和超媒体信息编码）分技术委员会归口管理，隶属于MPEG（MovingPictureExpertsGroup，动态图像专家组）系统子组的工作范畴。该标准发布于2025年10月20日，目前为现行有效状态，文件语种为英文，由国际电工委员会负责出版发行。其核心目标是在ISOBMFF框架内定义显示衰减图定时元数据的统一封装格式与携带机制，为HDR内容制作、分发和呈现环节提供标准化数据交互接口。2标准立项的技术与产业背景2.1显示技术的演进催生元数据标准化需求从SDR（标准动态范围）到HDR、从2K到8K、从平面显示到柔性显示，显示技术始终沿着提升视觉真实感的路径持续演进。当前，以OLED为代表的主动发光显示技术虽然具有出色的对比度和色彩表现，但在长期使用过程中，有机发光材料的衰减速度在不同像素间存在差异，导致屏幕出现"烧屏"（burn-in）或亮度不均现象。以mini-LED背光LCD为代表的被动发光显示技术虽然通过多分区局部调光实现了高对比度，但分区数量有限导致的光晕效应仍然是制约画质的关键瓶颈。显示衰减图正是针对上述问题提出的解决方案。通过预测量化各空间位置的亮度衰减特性并编码为结构化的元数据，它与视频比特流一同封装在媒体文件中，使终端播放器能够在渲染阶段动态校正画面，显著提升显示一致性。这种技术路径的实现，必须依赖统一标准的支撑——只有通过标准化的封装格式，才能保证内容制作端生成的衰减图数据被不同品牌、不同型号的终端设备准确解析和使用。2.2现有标准体系的覆盖盲区ISO/IEC23001系列标准是MPEG系统技术的基础性标准框架，其中第10部分专门规定了ISOBMFF中携带媒体定时元数据度量的通用机制。ISOBMFF（ISO/IEC14496-12）作为MP4等一系列广泛应用的媒体文件格式的基础，提供了高度可扩展的盒（Box）结构，能够灵活地容纳各类媒体数据和元数据。ISO/IEC23001-10:2020的原始版本和第一项修改件（AMD1）已定义了多种定时元数据度量的携带方式，包括HDR动态元数据（如SMPTEST2094标准所定义的HDR10+和DolbyVision动态元数据）、色彩映射信息等。然而，显示衰减图作为一种新兴的空间维度显示校正元数据，与现有的动态元数据在语义和结构上均有本质差异，无法简单地复用已有封装结构。具体而言，显示衰减图具有以下独特技术特征：（1）空间维度——以二维映射形式记录不同位置的衰减系数，而非全局单一的元数据值；（2）时变性——衰减特性随时间缓慢变化，需要定时更新机制以保持准确性；（3）终端相关性——衰减图与特定显示设备绑定，属于设备特性描述的组成部分。这些特征使得现有标准体系无法直接支持，客观上要求制定新的修改件予以扩展。2.3MPEG-1系统部分对元数据扩展的长期规划MPEG系统子组在ISO/IEC23001-10的设计之初即充分考虑了未来元数据类型的扩展需求。标准的框架结构基于通用的"度量（metrics）"概念：每种度量类型通过唯一的标识符（sampleentrytype）在文件中注册，具体的元数据负载结构由对应的度量定义决定。这种"框架+插件"的设计思路为此后扩展新的元数据类型预留了充分的接口空间。显示衰减图的技术方案在MPEG的标准化进程中经过多轮讨论和论证。从最初的技术提案（proposal）到工作草案（workingdraft），再到委员会草案（committeedraft）和国际标准草案（DIS/FDIS），最终在2025年正式发布为修改件2。全过程遵循了MPEG系统子组"需求驱动、技术评估、共识决策"的标准化工作流程，确保了标准的技术严谨性和产业适用性。3标准的核心技术内容3.1显示衰减图元数据的语义定义该修改件首先对显示衰减图元数据的语义进行了明确定义。显示衰减图涵盖一组描述显示设备空间亮度响应特性的数据要素，主要包括：每个空间采样点的亮度衰减因子（luminanceattenuationfactor），用于表征该位置的实际输出亮度与标称亮度之间的比例关系。该因子通常在0.0至1.0的范围内取值，数值越小表示亮度衰减越明显。衰减图以规则的网格结构进行空间采样，每个网格单元对应显示面板上一个确定的空间区域。网格的尺寸和分辨率可根据显示设备的实际特性灵活配置，在数据精度和存储开销之间取得平衡。衰减图数据还包括时间戳信息，标识该衰减图的有效时间周期，使播放端能够根据内容的呈现时间选择合适的衰减图版本。3.2定时携带机制修改件充分利用ISO/IEC23001-10:2020既有的定时元数据度量携带框架，定义了显示衰减图在ISOBMFF中的具体封装方式。标准规定了显示衰减图度量在样本描述（SampleDescription）中的登记格式、在样本数据（SampleData）中的存储布局、以及在轨道（Track）层面与视频轨道的关联方式。在封装结构上，每个显示衰减图样本可以携带一帧完整的衰减图数据或多帧差分数据，以支持不同的传输策略。同时，标准定义了衰减图的样本分组规则，使同一组衰减图样本可以共享公共参数，降低存储冗余。在与现有HDR元数据体系的兼容性方面，该修改件充分考虑了与SMPTEST2094、CTA-861-G等现有HDR元数据标准的协同工作关系。显示衰减图提供了像素级或区域级的空间校正能力，而传统的HDR元数据则提供场景级或帧级的全局参数（如最大亮度、平均亮度等）。两者的信息维度不同但不冲突，可以并行封装于同一媒体文件中，在播放端各司其职、共同作用。3.3与其他标准及技术体系的协同该修改件的设计充分考虑了与ISO/IEC14496-12（ISOBMFF基础规范）、ISO/IEC23008系列（高效编码与媒体传输）以及ISO/IEC23090系列（基于图像的媒体和沉浸式媒体）等相关标准的兼容性。新定义的显示衰减图度量作为ISO/IEC23001-10框架内的一种新度量类型，在结构上遵循既有规范，在语义上与其他度量类型（如HDR动态元数据度量）相互独立、互不干扰。这种设计确保了现有遵循ISOBMFF规范的文件解析器无需根本性改动即可忽略或跳过显示衰减图数据，实现了向后兼容。3.4编码效率与鲁棒性考虑到显示衰减图数据需要占用一定的存储带宽资源，标准在编码效率方面进行了专门优化。衰减图数据支持多种精度模式（如8-bit、10-bit、16-bit等），可根据实际需求选择，提供了灵活的精度选择。同时支持压缩传输与差分编码机制，以空间冗余的统计特性为依据降低数据体积，在某些场景下可减少超过70%的存储占用，有效平衡了数据精度与传输开销之间的矛盾。对于传输错误导致的衰减图数据损坏，修改件设计了基于样本独立解码的容错机制：每个衰减图样本可独立解码，单个样本的丢失不会影响其他时刻衰减图的正确应用，系统可通过时间插值机制平滑过渡。4标准技术内容详解4.1显示衰减图度量类型定义```plaintextDisplayAttenuationMapMetricBoxextendsFullBox('damm',version=0,flags=0){unsignedint(8)map_dimension_unit;unsignedint(16)map_width;unsignedint(16)map_height;unsignedint(8)precision;unsignedint(1)differential_coding_flag;unsignedint(31)reserved;}```该结构定义于样本描述中，为每个显示衰减图样本流提供了公共参数声明。`map_width`和`map_height`分别表征衰减图网格的列数和行数，`precision`指定每个衰减因子的位深度，`differential_coding_flag`指示样本数据是否采用差分编码。每个衰减图样本数据包含一个完整的（或差分更新的）衰减数据阵列，其排列顺序遵循行主序（row-majororder），样本中还携带时间戳（`decoding_time`），表示该衰减图自解码时刻起的有效期限。4.2处理流程编码器端：采集设备信息→生成衰减系数网格→匹配差分编码模式→封装为样本数据→写入媒体文件对应轨道→登记度量类型及参数。解码器端：解析样本描述参数→读取衰减数据负载→重构全分辨率衰减图→按时间戳选择对应版本→在渲染管线中执行亮度校正。5标准修订的国际标准化历程5.1标准制定的时间线与里程碑ISO/IEC23001-10:2020/AMD2:2025的制定经过了严格的国际标准化程序，其关键里程碑节点如下：需求阶段（2023年Q2-Q3）：MPEG系统子组在会议上收到关于显示衰减图元数据标准化的需求提案，与会专家讨论了显示衰减图在HDR显示链路中的技术价值，确认了制定新修改件的必要性，并成立了专项AdHoc小组负责需求收集和技术预研。技术评估阶段（2023年Q4-2024年Q1）：AdHoc共收到多份来自不同国家和公司的技术提案，涵盖衰减图的数据结构设计、编码压缩方法、封装格式方案等不同侧面。经过多轮比较和融合讨论，专家组最终形成了一份综合性的技术方案基线。草案编制阶段（2024年Q2-Q4）：基于选定的技术方案，项目编辑（ProjectEditor）编制了修改件的工作草案（WorkingDraft）。该草案在历经多次会议审议和技术修订后逐步完善，形成了委员会草案（CommitteeDraft）。委员会草案在SC29成员国范围内发起正式投票。批准发布阶段（2025年Q1-Q3）：CD投票通过后，标准进入国际标准草案（DraftInternationalStandard,DIS）阶段。在DIS投票中，该草案以高赞成率获得通过，最终草案（FDIS）在简化的加速审批流程中顺利获批。2025年10月20日，ISO/IEC23001-10:2020/AMD2:2025由国际电工委员会正式出版发布。5.2国际共识与标准协调在标准制定过程中，专家组与AOM（开放媒体联盟）、SMPTE等标准组织和行业联盟保持了密切的沟通协调，确保修改件与AV1视频编码标准（AOM）中的HDR工具集以及SMPTEST2094应用标准在元数据语义上不存在冲突。同时，该修改件的文本格式与编写规则遵循ISO/IEC导则ISO/IECDirectivesPart2的规定，在结构体系上与其他MPEG标准保持严格一致。6标准的主要修订单位与承担单位概况ISO/IEC23001-10:2020/AMD2:2025的技术方案制定和文本编撰工作主要由MPEG系统子组内的多家成员单位共同承担。以下介绍在本标准制定过程中发挥核心作用的主要参与单位。6.1韩国电子