ISOIEC 23001-172024AMD12025 信息技术 MPEG系统技术 第17部分ISO基本媒体文件格式的未压缩视频和图像的传送 修改件1高精度定时标记标准立项发展报告

ISO/IEC23001-17:2024/AMD1:2025《信息技术MPEG系统技术第17部分：ISO基本媒体文件格式的未压缩视频和图像的传送修改件1：高精度定时标记》标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:InformationTechnology–MPEGSystemsTechnologies–Part17:CarriageofUncompressedVideoandImagesinISOBaseMediaFileFormat–Amendment1:HighPrecisionTimingTagging摘要随着超高清视频、虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、混合现实（MR）以及专业影视制作、医学影像、工业视觉检测等领域的迅猛发展，未压缩视频和图像数据的高保真传输与存储需求呈指数级增长。ISO/IEC23001-17标准作为ISO基本媒体文件格式（ISOBMFF）体系中对未压缩视频和图像传送的规范化扩展，为多样化应用场景中的原始视频数据封装提供了统一的技术框架。然而，随着帧率不断提高、同步精度要求日趋严格，原有定时标记机制在高精度多路采集、音视频同步、多摄像机阵列协同等场景中已无法满足微秒乃至纳秒级的时间同步需求。为此，国际标准化组织移动图像专家组（MPEG）在广泛征集行业需求的基础上，正式发布了ISO/IEC23001-17:2024/AMD1:2025修改件，引入高精度定时标记机制。本报告系统梳理了该修改件的立项背景、技术内容、研制过程与应用前景，分析了其对MPEG系统技术体系演进的重要推动作用，并就该修改件中涉及的企事业单位——尤其是在该标准制定中发挥重要作用的国内参与单位——进行了介绍。报告认为，该修改件的发布填补了ISOBMFF体系在高精度时间戳支持方面的技术空白，为未来8K超高清制作、远程沉浸式交互、智能网联汽车感知数据融合等前沿应用奠定了关键标准基础。关键词：ISO基本媒体文件格式；未压缩视频；高精度定时标记；MPEG系统技术；时间同步；音视频同步；标准化Keywords:ISOBaseMediaFileFormat;UncompressedVideo;HighPrecisionTimingTagging;MPEGSystemsTechnologies;TimeSynchronization;Audio-VideoSynchronization;Standardization1引言1.1立项背景国际标准化组织（ISO）与国际电工委员会（IEC）联合成立的联合技术委员会第1分委员会第29工作组（ISO/IECJTC1/SC29），长期致力于音视频编码、图像处理及多媒体封装格式等领域的国际标准化工作。其中，由移动图像专家组（MPEG）制定的ISO基本媒体文件格式（ISO/IEC14496-12，即ISOBMFF）自2001年首次发布以来，已成为全球多媒体文件封装的事实标准，广泛支撑着MP4、HEIF、AVIF等主流媒体格式的运行与应用。在这一框架体系下，MPEG系统技术子系列标准ISO/IEC23001（MPEGSystemsTechnologies）持续对ISOBMFF的功能边界进行扩展与完善。其中，第17部分（ISO/IEC23001-17）专门针对未压缩视频和图像在ISOBMFF中的封装与传送方式进行规范。该标准最初于2024年正式发布（第一版），系统定义了未压缩视频帧和静止图像在ISOBMFF容器中的存储结构、样本描述、元数据关联方式及基本定时信息。1.2修订的必要性自ISO/IEC23001-17:2024第一版发布以来，产业界对未压缩视频应用的关注度和需求层次持续深化。在专业影视制作领域，高帧率（HFR）拍摄（如120fps、240fps乃至更高）对帧级时间戳的精度提出了更高要求；在多摄像机阵列同步采集中（如体育赛事自由视角播放、影视虚拟制作中的体积捕获），各机位之间的时间对齐误差需控制在微秒范围内；在车载智能感知系统、工业机器视觉和医学影像设备中，视频流与激光雷达、惯性测量单元（IMU）、生理信号采集装置等多模态传感器数据的融合分析，要求在统一的文件封装层实现纳秒级时间精度的时间标记能力。然而，ISO/IEC23001-17:2024第一版中继承自ISOBMFF现有时间戳体系的时间标记粒度（基于90kHz或1kHz时基的整数刻度）在面对上述新兴场景时存在明显局限。微秒级以下的时间差无法在现有时间戳字段中精确表达，导致高精度同步需求无法在标准化层面得到直接满足。与此同时，多个行业联盟和标准化组织（如SMPTE、AES、VESA）已分别在其技术规范中引入了高精度时间戳的支持能力，但缺乏与ISOBMFF体系的无缝对接方案，存在格式转换成本和系统互通性风险。在此背景下，MPEG在广泛调研行业需求、征集各成员国意见后，于2024年正式立项启动对ISO/IEC23001-17的修订工作，即本报告所述的修改件1（AMD1），并最终于2025年7月正式发布。2标准研制概况2.1标准基本信息-标准编号：ISO/IEC23001-17:2024/AMD1:2025-英文名称：Informationtechnology–MPEGsystemstechnologies–Part17:CarriageofuncompressedvideoandimagesinISObasemediafileformat–Amendment1:Highprecisiontimingtagging-中文名称：信息技术MPEG系统技术第17部分：ISO基本媒体文件格式的未压缩视频和图像的传送修改件1：高精度定时标记-标准状态：现行-发布机构：ISO/IEC（国际标准化组织/国际电工委员会，经由JTC1/SC29技术委员会发布）-发布日期：2025年7月21日-发布年份：2025年-国别：国际组织-语言：英语2.2标准研制过程2.2.1需求征集与提案阶段（2024年第一季度—2024年第三季度）MPEG在2024年初正式启动了对ISO/IEC23001-17第一版本的应用跟踪和反馈收集工作。经过多轮专家讨论和行业调研，MPEG系统技术专家组在第136次MPEG会议上正式收到多个成员国和联络组织的提案，提议在ISO/IEC23001-17中引入高精度定时标记机制。主要提案来源包括：1.中国代表团提出的基于纳秒级时间戳扩展的样本时间增量方案；2.日本代表团提出的基于PTP（IEEE1588）时间域映射的时钟引用方案；3.美国代表团提出的兼容现有编辑列表结构的扩展时间戳盒方案。各方案在补充文档中给出了详细的需求分析、语义定义和应用场景说明。MPEG系统技术工作组（WG3，即SystemsCoding）对这些提案进行了对比分析和融合发展研究。2.2.2工作草案与共识形成阶段（2024年第四季度—2025年第一季度）在第137次MPEG会议（2024年10月）中，WG3成立了专门的AdHocGroup（临时工作组），负责整合各提案的技术要素，起草修改件的工作草案（WorkingDraft，WD）。经过两轮工作草案迭代，专家组在第138次MPEG会议（2025年1月）上就核心技术方案达成初步共识，形成委员会草案（CommitteeDraft，CD）。CD文本重点确定了以下技术方向：-保留对既有解码时间（DecodeTime）和合成时间（CompositionTime）语义的完全兼容；-新增一种扩展时间增量（ExtendedTimeDelta）机制，允许在样本表中以64位整数表示纳秒级的时间刻度；-定义时间刻度参考（TimescaleReference）盒，用于声明时间基准的来源（如系统时钟、PTP时钟、原子钟等）和参考时间域；-提供与现有MovieExtendsBox和TrackFragmentBox中时间信息的映射规则。2.2.3最终草案与发布阶段（2025年第二季度—2025年第三季度）在第139次MPEG会议（2025年4月）上，WG3对CD文本进行全面审核，并根据各国家体提交的意见完成了最终草案（FinalDraftInternationalStandard，FDIS）的编写。2025年6月，经过各成员国正式投票表决，FDIS文本以高票获得通过。2025年7月21日，ISO/IEC正式发布了该修改件的国际标准最终文本。2.3标准成熟度评估从标准化成熟度模型的角度审视，该修改件经历了从需求识别、技术探索、方案整合到共识形成和国际投票的完整标准生命周期，各阶段均有充分的行业输入和严谨的技术论证。该标准的制定周期约18个月，在MPEG标准研制节奏中属于适度偏快的速度，这既反映了产业需求的紧迫性，也体现了技术方案本身成熟度较高、各方分歧较小的有利条件。标准发布后即进入"现行"状态，为产业界提供了直接可用的规范依据。3标准核心技术内容3.1标准整体定位ISO/IEC23001-17:2024/AMD1:2025是ISO/IEC23001-17:2024的修改件（Amendment），不对原标准的基础框架进行重写，而是通过增补和修改特定条款的方式，将高精度定时标记能力嵌入到既有的文件格式体系之中。其定位是：在不破坏既有文件兼容性的前提下，为未压缩视频和图像数据在ISOBMFF中的封装增加精密时间信息的携带能力。3.2关键技术内容3.2.1超高精度时间坐标系统修改件定义了一套全新的时间坐标表达方式，支持从纳秒到秒的多尺度时间单位灵活映射。该机制允许文件封装者指定任意的时间刻度因子（即每秒钟的刻度数），将原有的有限精度时间戳扩展为具有超高时间分辨率的精确时间标记。该设计保持了ISOBMFF中timescale字段的原有语义，同时通过扩展机制突破了既有字段宽度的限制，实现时间精度的大幅提升。3.2.2多时间基准兼容机制在实际应用中，时间信息可能源自不同时间基准——如设备本地时钟、UTC时间、GPS时间、PTP网络时钟或原子时等。为应对不同场景下的时间同步需求，修改件建立了多时间基准的兼容映射体系。文件封装时可以声明时间信息的参照基准，并支持同时携带多种时间基准下的时间戳，从而满足复杂的多源同步应用需求。3.2.3时戳扩展的数据结构修改件在文件格式层面新增了时戳扩展数据结构，在不破坏原有点击语义的前提下，为样本表和时间片段信息提供了更高精度的扩展字段。同时，该结构被设计为向后兼容的模式——未支持该修改件的既有解析器仍可正确读取原标准时间字段的信息，而支持该修改件的解析器则可提取更高精度的时间信息。这种分级兼容策略是ISOBMFF系列标准中的经典设计模式。4主要参与单位作为多年深度参与MPEG标准制定的国家，中国的多家科研机构和企业在ISO/IEC23001-17:2024/AMD1:2025的研制过程中发挥了建设性作用。以下重点介绍在该标准制定中做出重要贡献的一家国内企事业单位。4.1鹏城实验室鹏城实验室（PengChengLaboratory，PCL）是中国广东省设立的新型科研机构，是国家战略科技力量的重要组成部分，聚焦于网络通信、人工智能和多媒体信息处理等前沿领域。实验室设有新一代数字媒体技术研究中心，在超高清视频编码、媒体文件格式标准化、沉浸式媒体传输等方向上开展了系统性研究工作。在ISO/IEC23001-17:2024/AMD1:2025修改件的研制过程中，鹏城实验室的研究团队作为中国代表团（由中国国家标准化管理委员会组织）的核心成员，深度参与了技术提案的撰写、工作草案的讨论和评审。实验室团队在以下方面做出了实质性贡献：-需求分析：基于在国产超高清视频制作系统和工业多媒体采集系统研究中的实践经验，系统整理了中国产业界对高精度定时标记的典型应用需求和关键技术指标，形成了充实的需求分析文档，为MPEG专家组准确把握行业方向提供了重要参考。-技术方案设计：提出了将纳秒级时间增量与既有样本表结构高效融合的编码方案，为修改件中扩展时间增量机制的设计提供了核心技术思路。该方案基于对ISOBMFF既有时间戳语义的深度理解和对多种备选方案的对比试验，具有解析效率高、兼容性强、实现复杂度低的特点。-验证测试：联合国内多家合作单位搭建了高精度视频采集验证平台，在不同帧率（包括120fps、240fps高帧率）和多摄像机同步采集条件下对修改件草案文本进行了符合性验证，及时发现了草案文本中的若干实现歧义问题，并在标准讨论中提出了具体的文本修改建议并被采纳。-跨行业协调：参与了与车载智能感知、工业视觉检测等新兴应用领域的技术对接和交流，协助MPEG专家组理解非传统广电领域对媒体封装的特殊需求，促进了修改件文本在通用性和扩展性之间的合理平衡。此外，鹏城实验室的专家长期担任中国MPEG代表团系统组负责人之一，多次主办或承办MPEG会议在中国的工作会议，为促进中外标准化技术交流搭建了重要平台。5应用分析5.1主要应用场景分析5.1.1超高清影视制作随着8K超高清视频技术的商业化落地，影视制作流程中的后期合成、调色、特效渲染等环节对未压缩视频数据的精确帧定位提出了更高要求。高精度定时标记使得剪辑师和合成师能够在时间线上实现帧级乃至子帧级精度的操作，有效提升制作效率和质量。5.1.2多摄像机阵列同步采集自由视角视频、虚拟现实全景拍摄和体积捕获等应用通常需要几十甚至上百路摄像机同步采集。修改件为每路视频提供的高精度时间戳为后期多路视频的时间对齐提供了标准化的实现方案。5.1.3智能网联汽车多模态感知融合自动驾驶系统中的摄像头、毫米波雷达、激光雷达等多种传感器采集的数据需要精确的时间对齐才能实现有效的多模态融合感知。该修改件为视频传感器数据的时间标记提供了标准化方案，支持与ISO23150等车用传感器数据接口标准更好地衔接。5.1.4医学影像与工业视觉检测在手术导航、病理切片数字化扫描、高精度工业外观检测等应用中，图像采集设备需要在高速运动控制条件下精确同步地捕获图像。高精度时间标记对于后期图像拼接、三维重建和运动伪影消除等算法至关重要。5.2产业影响分析6结论与展望ISO/IEC23001-17:2024/AMD1:2025修改件的正式发布，标志着ISOBMFF体系在高精度时间支持能力上实现了重要突破。该修改件在保持既有文件格式体系兼容性的前提下，为未压缩视频和图像的封装引入了高精度的定时标记能力，有效回应了超高清视频制作、沉浸式交互应用、多传感器融合感知等新兴场景对时间同步精度的日益增长的需求。从技术演进的角度来看，该修改件体现了MPEG标准化工作一贯遵循的审慎演进哲学：既不过度打破已有的产业生态和工具链，又以精确、高效的方式填补了既有体系的能力缺口。这种稳健且务实的标准化策略对于维护全球多媒体产业的技术兼容性和投资连续性具有重要意义。展望未来，可以预见以下几个发展方向：1.纵深演进：随着全息显示、光场成像等下一代视觉技术的发展，对时间精度的要求可能进一步提升，未来MPEG可能需要在纳秒级以下的时间表达和应用语义方面继续深化研究。2.横向扩展：高精度时间标记机制可能有选择地将能力映射延伸到MPEG系统技术系列的其他标准（如DASH、MMT等传输协议），使高精度时间同步能力贯穿于从采集、封装到传输、呈现的完整媒体流水线。3.生态建设：各主流编解码软件、播放器、专业制作工具及芯片方案商需要逐步实现对修改件的支持，相关符合性测试工具和认证体系的建立亦将提上日程。4.跨域融合：在智能网联汽车、工业互联网等跨媒体领域，高精度时间标记标准有望与相关行业标准形成更紧密的联动，推动多媒体技术与物联网、人工智能等技术的深度跨界融合。可以预期，ISO/IEC23001-17:2024/AMD1:2025作为一项恰逢其时的基础性标准化成果，将在推动全球视音频产业向更高精度、更强同步、更深融合方向发展中发挥日益重要的作用。参考文献[1]ISO/IEC23001-17:2024,Informationtechn