ISOIEC 23001-112023AMD22025 信息技术 MPEG系统技术 第11部分节能媒体消耗（绿色元数据） 修正2新显示器功率降低元数据的节能媒体消耗标准立项发展报告

信息技术MPEG系统技术第11部分：节能媒体消耗（绿色元数据）修正2：新显示器功率降低元数据的节能媒体消耗标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Informationtechnology-MPEGsystemstechnologies-Part11:Energy-efficientmediaconsumption(greenmetadata)-Amendment2:Energy-efficientmediaconsumptionfornewdisplaypowerreductionmetadata摘要随着全球数字媒体产业的迅猛发展，视频流媒体服务已占据互联网流量的绝对主导地位，由此带来的能源消耗与碳排放问题日益严峻。据国际能源署（IEA）统计，全球数据中心与网络基础设施的用电量已占全球总用电量的2%至3%，且呈持续上升趋势。在此背景下，MPEG（MovingPictureExpertsGroup，动态图像专家组）系统技术委员会持续推进绿色元数据（GreenMetadata）标准的研发工作，旨在通过优化媒体消费过程中的能源利用效率，降低显示设备、终端芯片及网络传输层面的功耗。本报告围绕国际标准ISO/IEC23001-11:2023/AMD2:2025《信息技术MPEG系统技术第11部分：节能媒体消耗（绿色元数据）修正2：新显示器功率降低元数据的节能媒体消耗》展开系统性梳理与立项分析。该修正案由国际标准化组织与国际电工委员会联合发布，于2025年9月18日正式生效，重点针对新一代显示技术（包括OLED、Mini-LED及Micro-LED等）的功耗特性，扩展了原有绿色元数据框架，新增了面向新型显示面板的功率降低元数据（DisplayPowerReductionMetadata,DPRM），为媒体内容提供商、终端设备制造商及芯片方案商提供了标准化接口与协同机制。本报告详细阐述了该修正案的立项背景、技术路线、核心内容及产业应用前景，分析了其与现有MPEG标准体系的兼容关系，并对主要起草单位的技术贡献进行了介绍。报告认为，该标准的发布将有力推动全球视频服务产业链的绿色化转型，具有重要的产业价值和深远的环保意义。关键词：绿色元数据；节能媒体消耗；功率降低；显示技术；MPEG系统；国际标准；低碳视频Keywords:GreenMetadata;Energy-efficientMediaConsumption;PowerReduction;DisplayTechnology;MPEGSystems;InternationalStandard;Low-carbonVideo一、引言1.1研究背景全球视频流量持续高速增长已成为不争的事实。根据思科视觉网络指数（CiscoVNI）的预测，到2025年全球IP流量中视频内容占比将超过82%。与此同时，视频播放终端的能耗问题日益突出——显示器、电视面板及移动设备屏幕的功耗在终端整体能耗中占比高达30%至60%。以OLED显示屏为例，其功耗与显示内容的亮度和色彩饱和密切相关，动态范围越高的内容能耗越大。如何在保证观看体验的前提下降低媒体播放的能源消耗，已成为ICT产业亟待破解的共性难题。传统的功耗优化手段多局限于设备端硬件层面（如背光调节、动态刷新率等），缺乏内容端与播放端的跨层协同机制。为此，MPEG组织自2013年起启动"绿色元数据"标准化工作，意图在媒体比特流中嵌入面向功耗优化的元数据描述，使终端设备能够预知并适配内容的能耗特征，从而实现"内容感知"的智能节能。1.2标准立项必要性ISO/IEC23001-11:2023作为绿色元数据的基础标准，已建立了基本的元数据框架、语法定义及传输机制，覆盖了包括背光调节、显示自适应、降级播放等应用场景。然而，随着显示技术的快速迭代——特别是OLED面板的普及、Mini-LED背光技术的商用化以及Micro-LED技术的加速成熟——原有标准中面向传统LCD（液晶显示器）的功率降低技术方案已无法满足新兴显示器的能耗管理需求。具体而言，新一代显示面板的功耗特性与传统LCD存在本质差异：LCD的功耗主要由背光决定，而OLED/Mini-LED的功耗则受每个像素的发光效率、亮度分布及内容瞬时变化影响。这意味着，原有的单一维度功率降低元数据模型无法准确描述和控制新显示器的能耗行为。因此，技术委员会需要扩展标准的适用范围，新增面向新型显示面板的专有元数据。1.3标准基本信息本修正案（AMD2）是对ISO/IEC23001-11:2023的第二次修正，由ISO/IECJTC1/SC29（编码音视频、多媒体和超媒体信息）技术委员会归口管理，国际电工委员会（IEC）发布。标准编号为ISO/IEC23001-11:2023/AMD2:2025，发布日期为2025年9月18日，标准状态为现行，语言为英语，适用于国际范围的相关技术活动。二、技术路线与研制过程2.1标准研制工作框架本修正案的研制严格遵循ISO/IECJTC1（联合技术委员会）的标准制定程序，经历了"研究阶段（NP）—工作草案（WD）—委员会草案（CD）—国际标准草案（DIS）—最终国际标准草案（FDIS）—正式发布"的全流程。从立项到发布共经历约36个月的研制周期，期间召开了十余次国际会议及多次在线技术研讨会。技术研制工作在MPEG系统小组（MPEGSystems）下设的"绿色媒体消费"专项工作组中推进。工作组由来自全球主要消费电子企业、半导体芯片公司、内容服务提供商及研究机构的专家组成，参与单位涵盖日本、韩国、中国、美国、德国、法国等主要标准强国。2.2面向新显示器的技术需求分析工作组在研制初期对新显示技术的功耗特征进行了系统梳理，识别出以下关键技术需求：第一，动态像素级功耗控制的需求。OLED等自发光显示器的瞬时功耗与像素点的点亮数量、亮度等级及色彩饱和度直接相关。部分DRX（显示流压缩）场景下，显示器需要根据内容实时调整像素驱动电流。为此，需要传输帧级别或场景级别的像素亮度分布统计信息，使显示驱动芯片能够预估功耗并动态调节驱动策略。第二，区域背光调光（LocalDimming）精度提升的需求。Mini-LED背光技术的分区数量已达数千甚至上万级别，不同分区的亮度需要根据画面内容进行精细调节。传统标准中有限的元数据字段无法支撑高精度分区调光所需的粒度要求，需要定义更适合分区控制的数据结构和描述方式。第三，可变刷新率（VRR）与帧率适配的需求。新型显示器支持更宽范围的动态刷新率（如从48Hz到240Hz），通过动态调整刷新率可显著降低面板驱动功耗。绿色元数据需要为内容提供商提供一种向显示器传递"最小可接受帧率"或"建议刷新率区间"的机制，在不影响观看体验的情况下实现功耗优化。第四，HDR（高动态范围）内容的能效优化需求。HDR内容具有更高的峰值亮度和更宽的亮度动态范围，其编码和播放功耗显著高于SDR内容。由于HDR内容并非均匀分布高亮度区域，而是呈现局部高亮特征，因此需要元数据来标识高能耗内容区域的位置、持续时间和强度，从而让显示器采用区域功率管理策略而非全屏降亮度方式。2.3标准主要研制内容本修正案对ISO/IEC23001-11:2023的文本进行了如下关键扩展：（1）元数据类型扩展。新增了面向新型显示面板的功率降低元数据类型，包括但不限于：像素亮度分布描述符（PixelLuminanceDistributionDescriptor）、场景级能耗等级标签（Scene-levelEnergyConsumptionLabel）、区域功率密度映射（RegionalPowerDensityMap）以及推荐刷新率指示（RecommendedRefreshRateIndicator）。上述元数据设计为可扩展结构，以兼容未来更新的显示技术。（2）语法与语义定义。采用与MPEG-2TS、MPEG-4及ISOBMFF（基媒体文件格式）兼容的语法框架，对所有新增元数据定义了精确的二进制语法、语义约束及解码流程。同时，为确保兼容性，所有新增字段均在原有Descriptor（描述符）的基础上采用向后兼容的方式扩展。（3）传输机制集成。定义了新增元数据在DASH（基于HTTP的动态自适应流媒体传输）、MMT（MPEG媒体传输）及传统广播传输协议中的携带方式与信令机制，确保元数据可在多种传输环境下有效传递。（4）配套参考软件与一致性测试。同步发布了参考软件模型更新以及一致性测试用例，包含面向新型显示器功耗仿真环境的验证工具，使标准能够被第三方测试机构有效地进行合规验证。三、标准主要内容分析3.1标准总体定位本修正案的核心设计理念是以"内容-显示协同优化"为基本原则。其基本逻辑在于：媒体内容在编码和打包过程中，可以通过分析工具预计算各种与显示功耗相关的特征参数，随后以元数据的形式随媒体流一起传输。终端设备在解码媒体内容的同时解析这些元数据，并将其转换为显示驱动策略，从而实现功耗的最优化管理。这一设计思路的核心优势在于元数据计算位于编码端（或内容处理云端），可以利用大量计算资源进行精细的内容分析，而终端设备只需根据收到的元数据做出简单的匹配和调整操作，对计算能力和功耗的额外开销极小，十分契合移动设备的资源约束。3.2新增核心元数据及其功能本修正案定义的元数据从功能上可分为以下四类：第一类：像素亮度分布描述符（PLDD）。该描述符以直方图的形式描述视频帧或场景的亮度分布情况，包括亮度均值和方差、峰值亮度位置、高亮区域占比等关键统计量。显示驱动芯片可根据该描述符预估该帧画面的功耗水平，并据此选择最合适的驱动模式。例如，当画面整体亮度较低且仅有少量高亮区域时，显示器驱动可以采用独立的局部驱动模式，而非整体功率提升模式，从而显著降低能耗。第二类：场景级能耗等级标签（SCEL）。该标签以语义化的等级（如Level0至Level5）标记视频内容的整体能耗水平，等级越高表示该内容在当前显示设备上的预期功耗越大。内容提供商可在后期制作阶段为每个场景标注能耗等级，或者由云端的智能分析引擎自动生成。终端设备可根据能耗等级标签调整"节能模式"的触发阈值，实现内容感知的动态功耗管理。第三类：区域功率密度映射（RPDM）。该映射以低分辨率的网格矩阵描述每一帧在空间维度上的功率分布特征，网格中每个单元的数值表示该区域的相对功率密度。该信息为Mini-LED和多分区背光LCD的局部调光算法提供了精确的输入参数。相较于传统仅依赖图像内容的调光算法，引入RPDM可使调光精度更高，既更省电，同时避免暗部细节丢失和光晕现象。第四类：推荐刷新率指示（RRRI）。该指示向显示器传递内容源建议的刷新率范围。例如，观看静态新闻页面或幻灯片式内容时，推荐较低的刷新率（如48Hz或60Hz）；而观看高帧率运动画面时，则推荐较高的刷新率（如120Hz或144Hz）。终端设备可以据此动态切换显示刷新率，在不影响体验的情况下降低显示驱动功耗。3.3标准兼容性与互操作性设计为保障与既有标准体系的兼容性，本修正案在研制过程中遵循了以下原则：语法兼容：新增元数据采用与ISO/IEC23001-11基础标准一致的描述符语法框架，并遵循ISO/IEC14496-12（ISO基媒体文件格式）的系统层封装规则。传输兼容：所有新增元数据均可通过既有的DASH（ISO/IEC23009-1）、MMT（ISO/IEC23008-1）和MPEG-2TS（ISO/IEC13818-1）协议通道进行承载，无需修改底层传输协议。解码兼容：不支持新元数据的旧设备可安全地跳过这些扩展字段并根据已有信息进行基本功能操作，不影响正常的解码与播放。验证兼容：一致性测试与参考软件均基于MPEG现有的开源参考平台（如JM、VTM及GPAC框架）进行扩展，确保测试工具链的延展性。四、标准应用前景与产业影响4.1在流媒体与终端设备中的应用场景从产业应用的角度来看，本修正案所定义的绿色元数据在以下场景具有广阔的应用空间：在流媒体服务平台方面，Netflix、YouTube（优兔）、腾讯视频、爱奇艺等头部平台可将绿色元数据生成嵌入其转码流水线中，在内容分发过程中附带能耗特征信息。平台可根据用户终端类型动态推送适配的节能元数据，以此响应各国日益严格的碳排放监管要求。在移动终端与显示面板方面，智能手机、平板电脑及笔记本电脑的显示屏功耗占整机功耗的30%至50%。通过应用本修正案提供的元数据，终端可在不牺牲用户感知质量的前提下实现5%至15%的显示功耗降低。对于续航能力敏感的手持设备而言，这一改进具有极大的市场吸引力。在智能电视与机顶盒方面，电视是家庭中能耗最大的消费电子产品之一。通过集成绿色元数据解析能力，智能电视可根据节目内容类型自动调节背光分区和刷新率，将整机功耗降低10%至20%的同时保障用户的沉浸式观影体验。4.2对碳排放目标的贡献在全球"双碳"目标指引下，ICT行业的碳排放控制已从自愿行为逐步转变为强制性要求。欧盟《能源效率指令》（EU2023/955）和《生态设计指令》均对电子显示设备的能耗提出了更严格的限值要求。据估算，如果将绿色元数据技术在全球范围内广泛部署，仅流媒体视频播放环节每年即可减少约2000万至4000万吨二氧化碳当量的排放，相当于数百万辆汽车一年的碳排放量。这一数据背后的逻辑在于，视频解码和显示环节消耗的电力占据了视频服务全链路的70%以上，而绿色元数据正是作用于这一核心环节的"精准靶向"技术。4.3产业链协同与生态构建本标准的落地需要产业链各环节的协同配合：-内容制作方需要在其制作流程中引入能耗分析工具，对视频内容进行元数据标注；-编码与转码服务商（如Harmonic（哈曼尼克）、Ateme（阿特姆）、AWSElemental等）需要在新一代编码器中集成绿色元数据生成模块；-芯片厂商（如高通、联发科、海思、三星LSI等）需要在显示控制芯片中实现元数据的解析与响应功能；-终端OEM厂商需要在其设备系统软件和应用框架层适配元数据驱动的功耗管理策略。这种跨环节协同的技术模式已在行业中获得广泛认可。2024年下半年以来，多家主流芯片平台已在公开技术白皮书中宣称其新产品支持绿色元数据的硬件级解析能力。五、标准修订的企事业单位及标委会介绍5.1归口标委会概况本修正案由ISO/IECJTC1/SC29（编码音视频、多媒体和超媒体信息分技术委员会）归口管理。SC29是ISO/IEC联合技术委员会下设的最为活跃的技术委员会之一，负责制定音视频编码、图像处理、多媒体传输及内容描述等领域的国际标准，目前管理着超过200项现行标准。著名的MPEG系列标准（包括MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7、MPEG-21及MPEG-H等）均由SC29主导制定，其工作成果几乎覆盖了全球所有数字音视频产品。SC29下设多个工作组，其中与绿色元数据直接相关的第7工作组（WG7，MPEGSystems）负责MPEG系统层标准的制定和维护。ISO/IEC23001-11系列标准即为WG7的重点工作项之一。WG7汇集了来自全球四十余个国家的数百名专家，每年召开约四轮实体或线上会议，以协商一致的方式推进标准文本的修订与增补。5.2主要起草单位介绍：日本广播协会（NHK）在本修正案的研制过程中，日本广播协会（NHK，日本放送协会）科学与技术研究实验室承担了关键的技术论证与文本起草工作。NHK作为全球最具影响力的公共广播机构之一，长期以来在超高清电视（8K/12K）、高效视频编码及绿色媒体技术领域保持着领先的研究水平。NHK科学与技术研究实验室（STRL）在绿色元数据标准研发中贡献了多项核心技术方案，包括高效的区域功率密度映射算法（将传统的高开销像素级能耗计算转化为低复杂度的区域统计信息，大幅降低元数据生成的计算资源需求，为核心方案之一）、基于内容特征的自适应刷新率推荐模型，及其在8K超高清广播实验频道中的实际部署