ISOIEC 23090-62021AMD22025 信息技术 沉浸式媒体的编码表示 第6部分沉浸式媒体度量 修改2附加延迟和其他改进标准立项发展报告

信息技术沉浸式媒体的编码表示第6部分：沉浸式媒体度量修改2：附加延迟和其他改进标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:InformationTechnology–CodedRepresentationofImmersiveMedia–Part6:ImmersiveMediaMetrics–Amendment2:AdditionalLatenciesandOtherImprovements摘要随着虚拟现实（VR）、增强现实（AR）和混合现实（MR）等沉浸式技术的快速发展，沉浸式媒体的质量评估与性能度量已成为国际标准化组织重点关注的技术领域。ISO/IEC23090-6:2021（即MPEG-I第6部分）作为沉浸式媒体度量领域的核心国际标准，为各类沉浸式应用提供了统一的质量评估框架和性能度量基准。本报告围绕ISO/IEC23090-6:2021/AMD2:2025修改件的立项背景、技术内容、研制过程和应用前景展开系统阐述。该修改件重点针对端到端延迟度量维度不足的问题，新增了多类型延迟度量指标（包括渲染延迟、传输延迟、交互响应延迟等），并对原有度量模型进行了精度优化与其他技术改进。本报告详细分析了该修改件的技术框架和实施路径，论述了其在云XR（扩展现实）、实时远程协作、沉浸式远程医疗、沉浸式教育及元宇宙应用等典型场景中的关键支撑作用，并以国际电工委员会（IEC）为修订主导机构，对其组织架构和标准化工作流程进行了介绍。本报告认为，该修改件的发布将进一步健全沉浸式媒体度量标准体系，为下一代沉浸式通信和交互体验提供亟需的标准化度量支撑。关键词：沉浸式媒体；媒体度量；端到端延迟；ISO/IEC23090-6；MPEG-I；国际标准；质量评估Keywords:ImmersiveMedia;MediaMetrics;End-to-EndLatency;ISO/IEC23090-6;MPEG-I;InternationalStandard;QualityAssessment一、引言1.1研究背景沉浸式媒体技术正以前所未有的速度改变着人类感知和交互数字内容的方式。从沉浸式视频会议到虚拟仿真训练，从沉浸式远程手术到虚拟社交平台，沉浸式技术正在深入渗透到经济社会发展的各个领域。据国际数据公司（IDC）预测，到2026年全球AR/VR市场支出将达到509亿美元，年复合增长率超过32%。然而，沉浸式体验的规模化部署面临一个关键瓶颈：缺乏统一的性能度量标准，导致不同系统、不同设备、不同网络条件下的沉浸式体验质量难以进行客观比较和有效保障。在沉浸式系统中，延迟（Latency）被广泛认为是影响用户体验质量（QualityofExperience,QoE）的最关键因素之一。研究表明，当运动到光子（Motion-to-Photon,MTP）延迟超过20毫秒时，用户即可感知到明显的视觉不适；超过50毫秒时，约50%的用户会出现晕动症症状。对于交互式沉浸式应用，端到端延迟更是直接决定了系统的可用性和任务完成效率。然而，此前的度量标准在多类型延迟综合度量方面存在不足，难以全面反映复杂沉浸式系统的整体性能特征。1.2标准修订的必要性ISO/IEC23090-6:2021作为MPEG-I（MovingPictureExpertsGroup-Immersive）系列标准的重要组成部分，于2021年首次发布，建立了沉浸式媒体度量的基本框架，涵盖视口渲染质量、空间分辨率、帧率稳定性等核心度量维度。然而，随着云XR（CloudXR）架构的广泛采用和实时交互类沉浸式应用的爆炸式增长，业界对延迟度量的标准化需求日益迫切。具体而言：第一，原有的延迟度量维度较为单一，主要聚焦于显示刷新延迟，未能全面覆盖从用户输入到感官反馈的全链路延迟节点，包括输入采样延迟、网络传输延迟、云端渲染延迟、编码压缩延迟、解码重建延迟和显示输出延迟等。第二，不同类型的沉浸式应用对延迟的敏感度存在显著差异，需要差异化的延迟度量指标和评估方法。例如，沉浸式游戏对交互响应延迟要求在20ms以内，而沉浸式视频点播对延迟的容忍度则可放宽至数百毫秒。第三，随着5G/6G网络和边缘计算技术的演进，分布式沉浸式系统的性能评估需要更加精细化的延迟分解和测量方法，以支持网络切片优化和服务质量保障。在此背景下，ISO/IECJTC1/SC29（编码后的音频、图像、多媒体和超媒体信息）工作组于2023年正式启动了对ISO/IEC23090-6:2021的修改工作，经过多轮技术讨论和实验验证，最终形成了本次发布的修改2（Amendment2）。二、标准修订的技术内容2.1修改件的制定目标与适用范围ISO/IEC23090-6:2021/AMD2:2025修改件旨在扩展和完善ISO/IEC23090-6:2021所定义的沉浸式媒体度量框架，重点解决延迟度量维度不完整、度量精度不足以及与新兴应用场景（如云XR、实时沉浸式通信）的适配性问题。该修改件适用于各类沉浸式媒体系统的性能评估，包括但不限于：沉浸式视频点播系统、实时沉浸式通信系统、云XR渲染平台、沉浸式游戏系统、沉浸式教育和培训系统，以及工业沉浸式仿真系统。2.2新增多类型延迟度量指标为弥补原有度量体系的不足，修改件系统性地引入了一套多维度延迟度量指标体系，具体包括以下关键度量项：-运动到光子（Motion-to-Photon,MTP）延迟：指用户头部运动到对应画面完成显示更新的时间间隔。该指标直接影响用户在沉浸式环境中的舒适度和真实感，是VR系统中最为核心的延迟指标。-输入到动作（Input-to-Action,ITA）延迟：指用户通过控制器、手势识别或眼球追踪等方式发出操作指令，到虚拟场景中相应动作生效的时间间隔。该指标对于交互类沉浸式应用至关重要。-端到端（End-to-End,E2E）延迟：涵盖从数据采集到最终呈现的全链路延迟，包括采集延迟、编码延迟、网络传输延迟、解码延迟和渲染显示延迟等各个环节。-渲染管线延迟：针对云渲染架构，单独度量GPU渲染、合成处理以及帧缓冲等环节的时间消耗。-网络延迟分解：区分上行延迟和下行延迟，并支持在不同网络条件下（如5G切片、Wi-Fi6/7、有线网络）的延迟特性评估。-音频-视觉同步延迟：度量音频流与视频流之间的时间偏移，该指标对于保障沉浸式体验的整体一致性具有关键作用。2.3度量精度与方法的改进除新增延迟度量指标外，修改件还对原有度量模型进行了多处改进，以提升度量的准确性和适用性。具体而言：在采样方法方面，修改件引入了自适应采样策略和统计分析方法，确保在短时间窗口内也能获得统计显著的度量结果。在测量条件方面，明确了不同应用场景下的参考测试环境和推荐测量配置，包括显示设备参数、网络仿真条件和环境光照规范等。在数据报告格式方面，定义了一套统一的延迟度量报告模板，支持时间戳对齐、异常值标记和多维度交叉分析，有助于不同测试机构间的结果对比和互认。2.4与相关标准的协调修改件在制定过程中充分考虑了与国内外相关标准的协调一致性。在国际层面，与ITU-TG.1035（沉浸式视听应用的QoS/QoE要求）、3GPPTS26.118（XR在5GS中的媒体服务）等标准形成了良好的互补关系；在MPEG系列内部，与ISO/IEC23090-12（沉浸式视频解码器）和ISO/IEC23090-14（沉浸式媒体处理）等标准保持了技术口径的一致性。三、标准的研制过程与工作进展3.1标准研制历程ISO/IEC23090-6:2021/AMD2:2025修改件的研制经历了严谨而系统的标准化流程。2023年1月，在SC29全体会议上，多国代表团基于产业实际需求提出了对第6部分进行修订的提案，并获得了与会成员的广泛支持。2023年3月至6月，成立专项Ad-hocGroup（AhG）系统梳理了延迟度量相关的技术需求和应用场景，并在2023年7月的SC29工作组会议上形成了修改草案的初稿（WorkingDraft,WD）。2023年10月至2024年4月，工作组通过多轮核心实验（CoreExperiments）对各类延迟度量指标的可行性和测量精度进行了交叉验证。来自中国、韩国、美国、德国、日本、法国等多个国家的科研机构和产业界积极参与了测试，测试内容覆盖了不同渲染架构（本地渲染、边缘渲染、云端渲染）、不同传输协议（RTP、WebRTC、QUIC）以及不同应用场景下的延迟特征。2024年7月，修改草案进入委员会草案（CommitteeDraft,CD）阶段，面向所有国家成员体征集系统性的反馈意见。此后，经过对反馈意见的逐条处理和草案修订，于2024年11月形成国际标准最终草案（FDIS）。最终草案经各成员国投票表决通过后，于2025年4月被国际标准化组织正式批准发布。从立项到发布的整个过程历时约两年，充分体现了国际标准制定过程中对技术严谨性、产业相关性和全球适用性的高度关注。这一时间表也反映了国际标准化界对沉浸式媒体延迟度量问题的紧迫共识。3.2核心讨论与关键决策在标准的研制过程中，围绕以下关键技术问题展开了深入讨论：延迟度量的可重复性：不同测试环境下的延迟测量结果可能存在显著差异。经过多轮实验验证和跨机构比对，修改件最终明确了各延迟节点的测量参考点和推荐的测量工具链，以保证测量结果的可比性和可复现性。轻量化度量方案：在保证度量精度的前提下，如何降低测量开销也是一个核心关注点。修改件提供了“全量测量”和“轻量采样”两档配置方案，允许开发者根据部署场景灵活选择合适的度量深度，兼顾了高精度评估和实时监测的不同需求。与机器学习评估方法的兼容性：随着基于深度学习的沉浸式质量预测模型日益普及，修改件在设计度量接口时预留了与AI评估模型的兼容接口，支持将传统客观度量指标与数据驱动的预测模型进行融合分析。四、标准修订的企事业单位及标委会介绍4.1国际电工委员会（IEC）与ISO/IECJTC1/SC29本标准的修订由国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）主导推进。IEC成立于1906年，总部位于瑞士日内瓦，是全球成立最早的国际电工标准化机构，负责电气工程和电子工程领域的国际标准化工作。目前，IEC拥有超过170个成员国，管理着4,000余项国际标准，与ISO共同构成了全球最重要的两个国际标准化组织。IEC的标准化工作覆盖了从发电、输电到终端电子设备的所有电气和电子技术领域，其标准被视为国际贸易中技术兼容性和安全性的关键依据。本修改件属于ISO/IECJTC1（联合技术委员会1：信息技术）框架下的标准项目。JTC1是ISO与IEC共同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，下设多个分技术委员会（SC）。其中，SC29负责“编码后的音频、图像、多媒体和超媒体信息”领域的标准化工作，汇集了全球多媒体技术领域最顶尖的专家资源。SC29的工作范围包括音频编码、图像编码、视频编码、多媒体内容描述接口以及沉浸式媒体技术等方向。MPEG（MovingPictureExpertsGroup，动态图像专家组）作为SC29的核心工作组之一，是ISO/IEC23090系列标准（即MPEG-I标准系列）的直接研制单位。MPEG成立于1988年，由来自全球各成员体的视频编码、音频处理、传输协议和系统架构等领域的技术专家组成，在过去的三十余年间先后制定了MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7、MPEG-21等具有里程碑意义的国际标准，深刻塑造了全球数字媒体产业的发展格局。4.2主要参与单位的组织架构与标准化工作在ISO/IEC23090-6:2021/AMD2:2025的修订过程中，SC29/WG2（沉浸式媒体编码工作组）承担了具体的起草和技术协调工作。WG2的组织架构涵盖多个专项子工作组，包括沉浸式视频编码组、沉浸式音频组、点云编码组、神经渲染组以及本修改件归属的沉浸式媒体度量与质量评估专项组。度量专项组由各国推荐的专家代表构成，定期举办工作会议和技术研讨会，围绕标准草案进行逐条技术评审。在标准研制过程中，SC29与美国电气与电子工程师协会（IEEE）、国际电信联盟（ITU）、第三代合作伙伴计划（3GPP）、高级媒体工作组（AMWA）等国际组织和行业联盟保持密切的技术沟通，确保延迟度量指标的跨标准协调性。同时，工作组也收到了来自中国电子技术标准化研究院、韩国电子通信研究院（ETRI）、弗劳恩霍夫集成电路研究所等权威机构的反馈意见和实验数据，为标准草案的完善提供了重要的技术支撑。各国成员体通过其国家委员会（如中国国家标准化管理委员会、美国国家标准学会ANSI、德国标准化协会DIN等）参与投票和技术意见反馈，形成了覆盖全球的多层次协作机制。五、标准的技术特点和优势5.1全链路覆盖的度量体系相比前版标准，修改件实现了延迟度量从“单点测量”到“全链路覆盖”的质的飞跃。通过对采集、处理、传输、渲染、显示等全链路的延迟分解和综合评估，能够帮助系统开发者和服务提供商精确定位影响沉浸式体验的性能瓶颈，为系统调优提供科学依据。5.2多场景适配的灵活度量配置修改件充分考虑了不同应用场景的需求差异，定义了多档度量配置模板。对于实时交互类应用（如云VR游戏、远程操控），提供精细化的高精度度量方案；对于非交互类应用（如沉浸式视频播放），提供简化的度量流程。这种灵活的设计有效平衡了度量精度和实施成本的矛盾。5.3面向未来技术的可扩展性修改件在架构设计上具有良好的可扩展性，支持后续对新型网络架构（如6G）、新型渲染技术（如神经辐射场）和新型交互方式（如脑机接口）的度量能力扩展。这为标准的持续演进和长期适用性奠定了良好基础。六、标准的应用前景与产业价值6.1在云XR与元宇宙领域的应用随着元宇宙概念的兴起和云XR技术的成熟，沉浸式媒体的规模化部署对标准化度量工具的需求日益迫切。该修改件所定义的延迟度量指标体系，可直接应用于云XR平台的性能评估和体验质量监测，为服务商提供量化、可对比的性能基准。同时，统一的延迟度量标准有助于构建跨平台的沉浸式体验认证体系，推动形成健康有序的产业生态。6.2在沉浸式通信与协作中的应用在沉浸式视频会议、远程协同设计、远程医疗等实时沉浸式通信场景中，端到端延迟直接决定了交互的自然度和任务完成的准确性。通过应用本修改件所定义的延迟度量方法，服务提供商可以系统性地评估和优化其系统的交互性能，为用户提供更加流畅、自然的远程沉浸式协作体验。6.3在沉浸式内容制作与分发中的应用对于沉浸式内容制作方和分发平台，该标准为内容质量评估提供了可量化的参考依据。内容制作方可以借助标准化度量工具对其制作流程进行质量控制和优化；分发平台则可以将延迟指标纳入服务质量保障体系，实现基于数据的精准运维。6.4在行业认证与合规评估中的应用该修改件的发布为沉浸式设备和系统的性能认证提供了权威的标准化依据。检测认证机构可依据该标准开展沉浸式设备的延迟性能测试与分级认证，为消费者和行业用户提供客观、可信的选购参考。同时，该标准也可为政府采购和行业准入提供技术参照。七、结论与展望ISO/IEC23090-6:2021/AMD2:2025修改件的正式发布，标志着沉浸式媒体度量标准化工作进入了一个新的发展阶段。该修改件通过引入系统化的多类型延迟度量指标体系和对原有度量模型的技术改进，有效填补了沉浸式媒体端到端性能度量领域的标准空白，为全球沉浸式技术产业提供了权威、统一的度量工具和方法论。展望未来，随着沉浸式技术在更广泛领域的深入应用，度量标准的需求将持续增长。可以预见，后续标准化工作将在以下几个方向持续深化：一是面向6G网络的沉浸式媒体度量扩展，二是基于人工智能的沉浸式体验质量智能预测方法的标准化工��，三是跨平台互操作性的度量协议统一。MPEG-I标准系列的持续演进，将为全球沉浸式媒体产业的健康快速发展提供坚实的技术支撑和标准保障。参考文献[1]ISO/IEC23090-6:2021.Informationtechnology—Codedrepresentationofimmersive