ISOIEC 6048-52026 信息技术 基于JPEG AI学习的图像编码系统 第5部分文件格式标准立项发展报告

信息技术基于JPEGAI学习的图像编码系统第5部分：文件格式标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:InformationTechnology—JPEGAILearning-BasedImageCodingSystem—Part5:FileFormat摘要随着人工智能技术在图像处理领域的深度融合应用，传统图像编码标准已难以满足超高压缩效率、语义理解与机器视觉任务协同工作的需求。为应对这一技术变革，国际标准化组织（ISO）与国际电工委员会（IEC）联合制定了ISO/IEC6048系列标准，其中ISO/IEC6048-5:2026《信息技术基于JPEGAI学习的图像编码系统第5部分：文件格式》作为该系列标准体系中的关键组成部分，专门规定了基于JPEGAI学习图像编码系统所生成码流的文件封装格式。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术框架、主要技术内容及其在标准化体系中的定位与作用，深入分析了标准对图像编码技术演进、AI视觉应用生态建设及国际标准化格局的影响。报告指出，ISO/IEC6048-5:2026通过定义统一、可扩展且兼容多重应用场景的文件格式规范，为JPEGAI编码码流的高效存储、传输与互操作提供了基础性技术保障，标志着智能图像编码标准化工作进入了一个全新的发展阶段，对于推动AI图像编码技术的产业化和国际化应用具有里程碑式的意义。关键词：JPEGAI；图像编码；文件格式；国际标准；人工智能；ISO/IEC6048AbstractWiththedeepintegrationofartificialintelligencetechnologyinthefieldofimageprocessing,traditionalimagecodingstandardscannolongermeetthedemandsofultra-highcompressionefficiency,semanticunderstanding,andcollaborativemachinevisiontasks.Inresponsetothistechnologicaltransformation,theInternationalOrganizationforStandardization(ISO)andtheInternationalElectrotechnicalCommission(IEC)jointlydevelopedtheISO/IEC6048seriesofstandards,amongwhichISO/IEC6048-5:2026servesasacriticalcomponentthatspecificallyspecifiesthefileencapsulationformatforbitstreamsgeneratedbytheJPEGAIlearning-basedimagecodingsystem.Thisreportsystematicallyreviewstheprojectbackground,technicalframework,coretechnicalcontent,andthepositioningandroleofthestandardwithinthestandardizationsystem,andthoroughlyanalyzesitsimpactontheevolutionofimagecodingtechnology,thedevelopmentofAIvisionapplicationecosystems,andthelandscapeofinternationalstandardization.ThereportpointsoutthatISO/IEC6048-5:2026providesfundamentaltechnicalassurancefortheefficientstorage,transmission,andinteroperabilityofJPEGAIcodedbitstreamsbydefiningaunified,extensiblefileformatspecificationcompatiblewithmultipleapplicationscenarios,markinganewstageofdevelopmentinthestandardizationofintelligentimagecodingandholdingmilestonesignificanceforpromotingtheindustrializationandinternationalapplicationofAIimagecodingtechnology.Keywords:JPEGAI;ImageCoding;FileFormat;InternationalStandard;ArtificialIntelligence;ISO/IEC6048一、引言1.1立项背景图像编码技术作为数字多媒体领域的基石性技术，其发展历程始终与信息技术整体演进紧密相伴。从早期的JPEG、JPEG2000，到后来的HEVC、AV1以及VersatileVideoCoding（VVC）等，每一代编码标准的更新都推动了图像存储与传输效率的大幅提升。然而，传统编码框架根植于信号处理与信息论的基础之上，其压缩性能已日趋逼近理论极限，面对爆发式增长的视觉数据量以及日益复杂的智能分析需求，传统方法正面临难以逾越的技术瓶颈。近年来，以深度学习为代表的人工智能技术在计算机视觉领域取得了突破性进展，为图像编码技术的革新提供了全新的技术路径。基于神经网络的端到端图像压缩方法在率失真性能上已经超越传统的混合编码框架，展现出巨大的发展潜力。在此背景下，国际标准化组织ISO/IECJTC1/SC29（编码音频、图像、多媒体和超媒体信息分技术委员会）于2020年前后启动了JPEGAI标准化倡议，旨在制定一套面向神经网络图像编码的国际化标准体系，以统一技术规范、促进产业应用。1.2标准编制意义ISO/IEC6048-5:2026作为JPEGAI标准家族中专门规范文件格式的标准，其编制具有多重战略意义。首先，文件格式作为编码码流与存储传输系统之间的接口层，直接决定了编码数据的封装方式、元数据组织结构和系统互操作能力，其标准化是实现端到端兼容的必要前提。其次，JPEGAI编码系统涉及多种编码工具、多个功能层次和丰富的应用场景，文件格式的规范化设计对于系统复杂度的管理和功能扩展性的保障具有决定性作用。再者，统一文件格式标准的建立有助于降低产业链各环节的集成成本，加速JPEGAI技术的商业化部署进程。1.3标准基本信息本标准的标准编号为ISO/IEC6048-5:2026，标准全称为《信息技术基于JPEGAI学习的图像编码系统第5部分：文件格式》（Informationtechnology—JPEGAIlearning-basedimagecodingsystem—Part5:Fileformat），由国际标准化组织（ISO）于2026年4月29日正式发布，标准状态为现行有效。标准的官方语言为英语，电子版采用加密PDF格式发行。二、标准技术框架2.1标准体系结构ISO/IEC6048系列标准采用多部分结构设计，各组成部分分别针对JPEGAI图像编码系统的不同功能层面进行规范。该系列标准目前包括以下主要部分：-第1部分：核心编码系统框架，规定了基于深度学习的图像编码总体架构和编码流程；-第2部分：编码工具与算法描述，详细定义了编码过程中使用的各类神经网络模块和算法组件；-第3部分：符合性与测试方法，规定了编码器和解码器的符合性测试程序；-第4部分：参考软件，提供了标准算法的参考实现代码；-第5部分：文件格式，即本标准，定义了编码码流的封装规范和文件存储结构。ISO/IEC6048-5:2026在上述体系中居于承上启下的关键位置。它一方面承接核心编码系统（第1部分）所产生的编码码流，将其封装为结构化的文件格式；另一方面为符合性测试（第3部分）、参考软件（第4部分）以及各类应用接口提供统一的文件访问接口和数据交换格式。2.2文件格式设计原则ISO/IEC6048-5:2026在文件格式设计中遵循以下几项核心原则：（1）可扩展性。考虑到AI图像编码技术仍在快速演进之中，文件格式设计了灵活的扩展机制，允许在不破坏现有解码器兼容性的前提下，通过扩展字段和补充增强信息（SEI）机制引入新的功能特性。（2）兼容性。文件格式在顶层设计上与ISO基础媒体文件格式（ISO/IEC14496-12）保持一致的架构风格，便于与现有多媒体系统进行集成。同时，格式支持封装传统JPEG编码码流作为兼容层，确保在JPEGAI解码器不可用的情况下仍能通过传统解码器实现基本图像还原。（3）面向应用的灵活性。考虑到JPEGAI编码系统需要支持人类视觉消费（HumanVision）和机器视觉分析（MachineVision）两大类的不同应用需求，文件格式设计了可选的多个编码表示（Representation）存储机制，支持在单一文件中同时存储面向人眼感知的编码图像和面向机器分析的特征编码数据。（4）元数据的完备性。文件格式提供了丰富的元数据支持机制，包括编码参数信息、颜色空间描述、色调映射信息、区域语义标注信息、神经网络模型标识等，为上层应用提供了充分的上下文信息支撑。三、标准主要内容3.1文件总体结构ISO/IEC6048-5:2026所规定的文件格式采用面向对象的分层结构设计。文件整体由一个文件头（FileHeader）和若干个数据盒（Box）组成。文件头标识文件类型和标准符合性等级，数据盒则根据功能分为以下几大类：-元数据盒（MetaBox）：存储文件级和图像级的元数据信息；-编码流盒（BitstreamBox）：承载JPEGAI编码码流数据；-特征数据盒（FeatureDataBox）：存储面向机器视觉任务的语义特征数据；-缩略图盒（ThumbnailBox）：提供快速预览所需的低分辨率图像数据；-扩展盒（ExtensionBox）：为未来功能扩展预留的空间。3.2编码码流封装规范标准对JPEGAI编码码流的封装作出了详细规定。每个编码图像单元被封装为一个独立的样本（Sample），多个样本可以组合为样本组（SampleGroup）以支持序列图像的高效管理。标准定义了以下关键封装要素：-样本入口（SampleEntry）：描述编码样本所采用的编码参数集、神经网络模型标识和解码配置信息；-时间戳信息：支持图像序列的呈现时间控制和同步；-编码层次信息：支持分层编码码流的封装，包括基础层和增强层的组织方式；-区域信息：支持图像中不同语义区域的编码质量分级和位置标注。3.3功能特性支持JPEGAI文件格式设计充分考虑了多样化的功能需求，具体包括以下方面。在多用途图像编码方面，该格式支持在单一文件中同时存储面向人类视觉的编码图像和面向机器视觉的编码特征，两种表示通过不同的数据盒进行隔离管理，解码端可根据任务需求选择性地获取所需数据，从而有效节省存储空间和传输带宽。在可扩展编码方面，该格式支持空间可扩展和质量可扩展两种模式，编码码流可被组织为基础层和增强层结构，解码器可根据实际带宽和解码能力实现不同分辨率或不同质量等级的图像重建。在渐进式解码方面，该格式支持渐进式传输和显示，用户可在接收完整文件之前先获取低质量版本的图像预览。在安全性支持方面，标准预留了加密数据和数字签名的封装接口，允许内容提供者对编码码流进行加密保护和完整性校验。在语义信息标注方面，该格式支持将目标检测、图像分割等视觉任务的输出结果以结构化语义元数据的形式存储于文件之中，从而使编码码流与语义信息产生关联，为后续智能分析和检索提供了便利。3.4兼容性与互操作规定标准充分考虑了与现有图像编码标准的兼容性问题。文件格式支持将传统JPEG编码的码流封装为兼容层数据，当JPEGAI解码器不可用或解码失败时，解码系统可回退至传统JPEG解码路径，从而保证基本图像显示功能不受影响。同时，标准还定义了与其他ISO/IEC图像标准的互操作方式，包括对EXIF信息的支持、对ICC色彩配置文件的嵌入、以及与其他多媒体标准中封装格式的映射关系。四、标准参与单位与编制过程4.1标准的组织管理机构ISO/IEC6048-5:2026由ISO/IECJTC1（信息技术联合技术委员会）下属的SC29分技术委员会负责制定。SC29是国际多媒体编码标准化领域最为核心的技术委员会，其工作范围涵盖音频、图像、视频和超媒体信息的编码表示。在JPEGAI标准的编制过程中，SC29专门设立了JPEGAI工作组（AdHocGroup），负责协调各参与国家的技术提案和标准文本的起草工作。4.2主要参与编制单位ISO/IEC6048-5:2026的编制凝聚了全球多个国家和地区标准化机构及顶尖科研机构、产业公司的心血。其中，中国电子技术标准化研究院（CESI）作为中国在信息技术标准化领域的核心支撑单位，深度参与了本标准的编制工作。中国电子技术标准化研究院（以下简称“电子标准院”）是工业和信息化部直属的事业单位，也是国家标准化管理委员会批准成立的全国信息技术标准化技术委员会（TC28）的秘书处单位。在JPEGAI标准制定过程中，电子标准院充分发挥了其在标准化研究、国际标准对口管理和产学研协调方面的综合优势。在技术研究层面，电子标准院组织国内高校与企业在神经网络图像编码、文件封装设计等方面开展了系统性研究，向ISO/IECJTC1/SC29提交了多项技术提案，其中关于元数据组织结构和兼容层设计的相关建议被标准文本采纳。在组织协调层面，电子标准院负责组织国内相关单位参加历次SC29全体会议和工作组会议，协调国内意见的统一形成，维护中国在国际标准化事务中的话语权。在试验验证层面，电子标准院牵头搭建了符合性测试验证平台，组织开展了多轮文件格式互操作测试，为标准技术方案的可行性和稳定性提供了验证支撑。此外，本标准编制过程中也汇集了来自欧洲、美国、日本、韩国等国家和地区标准化机构的专家智慧，体现了图像编码技术领域国际协作的最新成果。4.3标准编制历程ISO/IEC6048-5:2026的编制经历了需求调研、框架设计、技术评估、草案编制、委员会审查和国际标准最终草案投票等多个阶段。自启动至正式发布，整个编制过程历时约两年半。在此过程中，文件格式部分的技术方案经历了多轮讨论和修订，在兼容性、可扩展性和实现复杂度等多个维度上反复权衡，最终形成了国际各方广泛认可的方案。五、标准的技术特点与创新5.1面向AI的图像表示范式相较于传统图像编码标准中文件格式仅作为码流的被动容器，ISO/IEC6048-5:2026将文件格式设计为面向AI图像编码特性的主动适配载体。该格式不仅能够存储压缩后的图像像素数据，更能够对编码过程中生成的深层语义特征进行结构化组织和存储。这种设计突破了传统文件格式仅关注像素级数据表示的限制，使得编码系统在压缩效率和智能分析能力两个维度上实现了协同优化。5.2双层次数据组织架构标准所定义的“编码表示—语义特征”双层次数据组织架构是其最具创新性的设计之一。该架构允许在同一文件中同时封装面向人眼感知的像素级编码数据和面向机器分析的语义级特征数据，二者共享元数据描述信息，但各自独立存储和管理。这一设计不仅降低了数据冗余，也为多种智能应用场景提供了灵活的数据访问接口。5.3开放的扩展机制考虑到深度神经网络技术在持续快速演进，标准设计了多层级的扩展接口。在文件级别，通过扩展盒机制允许添加新的数据类型；在编码样本级别，通过配置信息扩展实现对新编码工具的支持；在元数据级别，通过语义标注扩展机制适配新的视觉任务类型。这种开放式的设计确保了标准在未来相当长一段时间内的技术适用性。六、标准应用场景与产业价值6.1典型应用场景6.2产业化价值分析从产业化角度审视，ISO/IEC6048-5:2026的统一格式规范为整个AI图像编码产业链提供了关键的接口标准，其价值体现在以下四个层面。在芯片与设备制造环节，统一的文件格式简化了解码硬件和AI芯片的设计复杂度，降低了多格式支持带来的研发成本。在软件与平台服务环节，标准化的文件格式使得图像处理软件、云服务平台和内容分发网络能够以统一的接口处理AI编码图像，显著减少了系统集成和适配的工作量。在内容生产与分发环节，内容提供商可基于标准格式制作和分发AI编码图像内容，无需针对不同平台进行多版本适配，有效降低了内容生产成本。在终端用户体验环节，统一格式保障了跨平台、跨设备的互操作性，用户可以无障碍地在不同系统和设备之间分享和使用AI编码图像内容。七、结论与展望ISO/IEC6048-5:2026《信息技术基于JPEGAI学习的图像编码系统第5部分：文件格式》作为JPEGAI标准体系的重要组成部分，通过对编码码流文件封装格式的标准化，为AI图像编码技术的产业化应用奠定了坚实的技术基础。该标准的正式发布，不仅在技术层面解决了AI编码数据统一封装与互操作的关键问题，更在产业层面为智能图像处理生态体系的构建提供了统一的接口规范。展望未来，随着以深度学习为代表的人工智能技术向更深层次发展，图像编码技术将持续向智能化、语义化和任务驱动化方向迈进。ISO/IEC6048-5:2026所确立的开放式文件格式架构，为后续技术演进预留了充分的扩展空间。可以预见，在统一文件格式标准的基础之上，JPEGAI编码技术将在超高清图像分发、智能视觉物联网、沉浸式媒体、