ISOIEC 23008-32026 信息技术.异构环境中的高效编码和媒体传送.第3部分3D音频标准立项发展报告

信息技术异构环境中的高效编码和媒体传送第3部分：3D音频标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Informationtechnology—Highefficiencycodingandmediadeliveryinheterogeneousenvironments—Part3:3Daudio摘要关键词：三维音频；高效编码；媒体传送；异构环境；MPEG-H；沉浸式媒体；音频渲染Keywords：3DAudio;HighEfficiencyCoding;MediaDelivery;HeterogeneousEnvironment;MPEG-H;ImmersiveMedia;AudioRendering一、引言1.1立项背景在此背景下，国际标准化组织动态图像专家组（MPEG）启动了高效编码与媒体传送（HighEfficiencyCodingandMediaDelivery,HEVC/HE-AAC系列之后的新一代标准）系列标准的制定工作，其中第3部分专门针对三维音频的编码与渲染制定统一技术规范，即ISO/IEC23008-3标准。1.2标准定位ISO/IEC23008-3:2026（以下简称"本标准"）是MPEG-H系列标准体系中的核心音频组成部分。该标准定义了一整套面向三维音频的编码、传输和渲染技术体系，支持基于声道（Channel）、基于对象（Object）和基于场景（Scene/HOA，高阶高保真度立体声）三种音频表示形式的灵活组合与统一编码，可广泛应用于数字广播电视、网络流媒体、虚拟现实、游戏娱乐、电影制作及远程通信等多种业务场景。1.3报告目的二、标准制定机构与工作流程2.1制定机构：国际标准化组织与国际电工委员会本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ISO/IECJTC1（信息技术委员会）第29分技术委员会（SC29，音频、图像、多媒体和超媒体信息编码）负责制定。SC29的成员包括各国家标准化机构、行业协会、企业代表及学术专家，其工作范围涵盖音频、视频、图像及多媒体数据的编码与压缩技术标准化。在三维音频标准制定过程中，MPEG音频子组（MPEGAudioSubgroup）承担了核心技术方案评估、验证测试和标准化草案编制等具体工作。该子组汇聚了来自全球主要消费电子企业、广播电视机构、科研院所和高等学府的顶尖音频技术专家，经过多轮提案征集、主观评测和技术论证，最终确立了以FraunhoferIIS主导提出的MPEG-H3DAudio技术方案为基准的标准化框架。2.2标准制定历程ISO/IEC23008-3标准的制定过程历经了严谨的国际化协作流程：-需求阶段：MPEG组织广泛收集来自广播、通信、消费电子、互联网等行业的需求输入，明确三维音频应用的场景定义与技术指标要求。-提案征集与评估：面向全球发布提案征集通知，各参与方提交候选技术方案。通过规范化主观听音测试和客观技术指标评测，筛选出满足需求的最佳候选方案。-参考模型确立：在选定核心方案基础之上，建立参考模型（ReferenceModel），持续进行核心实验、细节优化和性能验证。-委员会草案（CD）与国际标准草案（DIS）：经过多轮委员会审议和技术修订，逐步形成稳定的标准文本。-最终国际标准草案（FDIS）与正式发布：经各成员国投票通过后，正式发布为国际标准。ISO/IEC23008-3:2026版本是在此前各版本基础上的更新与完善，反映了近年来三维音频技术在编码效率、渲染质量和系统互操作性方面的最新成果。2.3标准状态与获取本标准状态为"现行"（Active），于2026年2月3日发布，由ISO正式出版发行。标准文本为英文电子版（加密PDF格式），使用者需通过ISO官方电子分发平台购买下载，安装FileOpen插件后在线阅读或下载至受控设备。该电子版文件限制累计3台电脑使用，共可打印5次。三、标准技术内容概述3.1标准范围本标准规定了异构环境中三维音频的高效编码、比特流封装、解码及渲染技术框架，具体覆盖以下技术内容：1.三种音频表示形式的统一编码：支持基于声道（Channel-based）、基于对象（Object-based）和基于场景（Scene-based，即HOA）的音频输入格式，并可实现三者的灵活混合编码；2.高效音频编码工具集：包括频谱带复制（SBR）、参数立体声（PS）等经典工具与新型编码工具的组合运用，在保证主观音质的前提下实现高压缩比；3.元数据系统：定义了丰富的音频元数据框架，包括对象位置信息、场景声场描述信息、渲染器控制信息及交互式用户体验信息等；4.渲染器接口规范：规定了解码后音频信号的渲染流程与接口要求，支持从耳机双耳渲染到多声道扬声器阵列渲染的多种输出配置；5.传输与系统集成：定义了与ISO/IEC23008-1（MPEG-H系统）及其他传输协议（如DASH、MMT）的封装与映射方式，保证异构网络环境中的可靠传送。3.2核心技术架构本标准的编码架构采用"通用编码框架+多种表示模式”的分层设计理念。编码器端支持三种输入模式：-声道模式：对传统及新型的多声道配置（如22.2声道、7.1+4等）进行高效编码；-对象模式：对独立的音频对象进行编码，并携带对象的位置、增益等动态元数据，支持终端用户的交互式音量调节和位置偏移；-HOA模式：对声场的高阶球谐函数展开系数进行编码，忠实还原三维声场的空间信息。编码器可根据应用需求在三种模式间灵活切换或混合使用，通过统一的元数据框架实现协同工作。解码器与渲染器根据终端能力和用户偏好，将解码后的音频内容渲染至双耳、Soundbar、多声道扬声器系统或沉浸式耳机等目标输出设备。3.3编码效率与音质表现在编码效率方面，本标准在保持与上一代标准相当的主观音质水平的前提下，进一步优化了低码率条件下的编码性能。在立体声和环绕声编码场景中，本标准在96–128kbps码率下可提供接近透明的主观音质；在三维音频场景（如22.2声道）中，以256–512kbps的总码率即可实现高保真的沉浸式听觉体验。在音质评估方面，本标准依托MPEG组织的标准化主观听音测试方法（如MUSHRA、BS.1116等），在全球多个实验室进行了大规模验证测试，结果充分验证了标准在编码效率、空间保真度和渲染质量方面的先进性与可靠性。四、主要参与单位介绍4.1核心贡献机构：弗劳恩霍夫集成电路研究所在本标准的制定过程中，德国弗劳恩霍夫集成电路研究所（FraunhoferIIS）作为核心技术贡献方，发挥了不可替代的引领作用。FraunhoferIIS是全球音频编码技术领域的权威研究机构，也是MPEG音频标准化工作的关键参与者之一。FraunhoferIIS拥有超过30年的音频编码技术研究积累，是MP3、AAC（高级音频编码）等全球广泛应用的音频编码标准的核心发明者。在MPEG-H3DAudio标准的制定过程中，FraunhoferIIS主导提出了核心技术框架，包括统一的编码器架构、元数据方案和渲染器参考设计。该研究所开发的3D音频编解码原型系统在MPEG组织的多轮主观评测中均表现优异，最终被采纳为标准参考模型的基础。除技术方案贡献外，FraunhoferIIS还主导开发了配套的3D音频渲染器参考实现、符合性测试套件及内容制作工具链，为标准的技术验证和产业落地提供了全方位的支持。该研究所持续投入三维音频技术创新，在AI辅助音频编码、空间音频渲染优化和沉浸式通信音频处理等前沿方向上保持全球领先地位。4.2其他重要参与方本标准制定过程中还有众多国际知名企业和机构深度参与，包括但不限于：-杜比实验室：在声道编码、元数据管理和专业音频制作工具对接方面贡献了丰富经验；-高通公司：在低码率移动音频编码和功耗优化方面提供了关键技术支持；-韩国电子通信研究院（ETRI）：在3D音频渲染和主观评测方面作出了重要贡献；-NHK（日本放送协会）：在22.2声道三维音频制作与广播应用方面提供了宝贵的实践经验和测试素材；-华为技术有限公司：在传输适配与系统集成方面贡献了技术方案，推动了标准在通信网络和流媒体场景中的适配优化。上述机构共同构成了覆盖基础研究、编解码算法、芯片实现、终端产品、内容制作和网络传输的完整产业创新链条，为本标准的技术先进性和产业适用性提供了坚实保障。五、标准应用与产业影响5.1广播电视三维音频技术是新一代数字广播电视系统（如ATSC3.0、DVB、超高清电视）的重要组成。本标准已被ATSC3.0和DVB等国际主流广播电视标准体系采纳为音频编码核心方案。在4K/8K超高清电视节目中，三维音频可为观众提供身临其境的沉浸式听觉体验，显著提升体育赛事、音乐会、综艺节目等内容的感染力。韩国已于2017年在全球率先将基于MPEG-H3DAudio的地面超高清广播电视服务投入商业化运营，为本标准的产业化应用树立了标杆。中国、欧洲、北美等地区的广播机构也陆续开展了基于本标准的三维音频播出试验和示范应用。5.2网络流媒体随着流媒体平台在全球内容消费中的主导地位日益强化，三维音频已成为头部平台争夺用户体验优势的关键技术赛道。本标准所定义的高效编码技术和灵活的元数据框架，使其成为流媒体传输三维音频的理想选择。目前，全球多家主流流媒体平台已开始提供基于本标准的沉浸式音频内容，覆盖音乐、电影、剧集和游戏直播等多种内容类型。通过自适应码率传输与终端渲染能力匹配机制，实现了异构网络条件下稳定、优质的沉浸式音频体验。5.3虚拟现实与游戏娱乐虚拟现实和游戏产业是三维音频技术最重要的增长领域。本标准通过支持基于对象的交互式音频渲染，使用户在虚拟环境中能够根据自身位置与头部朝向的变化实时感知声音空间变化，极大增强了沉浸感与交互真实感。头戴式显示器、游戏主机和PC平台均已开始集成对ISO/IEC23008-3解码与渲染的原生支持能力。5.4远程会议与协同办公在后疫情时代，远程会议和虚拟协作工具的用户规模持续扩大。三维音频在远程会议中的应用可显著提升多人对话的清晰度和空间方位感，降低听觉疲劳。本标准所定义的场景音频编码与双耳渲染技术为解决"鸡尾酒会效应"（即在多人同时讲话时有效区分不同声源）提供了标准化技术路径。六、标准演进趋势与未来展望6.1AI与音频编码的深度融合随着人工智能技术的快速发展，基于深度学习的音频编码与增强技术正逐步从实验室走向产业化。未来版本的ISO/IEC23008-3有望将神经音频编解码技术纳入标准体系，在极低码率条件下实现更高的音质还原度。同时，AI驱动的自适应渲染、智能元数据生成和个性化听感优化也将成为标准演进的重要方向。6.26G时代的沉浸式通信面向2030年商用的6G移动通信系统，沉浸式通信（ImmersiveCommunication）已被国际电信联盟（ITU）确立为六大典型应用场景之一。三维音频作为沉浸式通信的核心要素，将大量应用于全息会议、远程呈现、数字孪生等新型业务中。本标准将持续优化在移动网络环境下的编码效率和时延控制能力，为6G时代的海量沉浸式音频应用奠定坚实的技术基础。6.3空间计算与智能终端普及随着苹果VisionPro等空间计算设备的发布，三维音频正加速向消费级智能终端渗透。未来，支持本标准的解码与渲染能力将成为智能手机、平板电脑、智能音箱、TWS耳机等终端的标配功能。标准体系将进一步强化终端适配性与互操作性，推动形成"一次编码、处处渲染、全端适配"的三维音频内容分发新生态。6.4开源生态与工具链完善标准的推广离不开完善的工具链和开源生态支持。未来几年，围绕ISO/IEC23008-3的编码器、解码器、渲染器、元数据编辑工具和内容制作插件的开源项目将不断涌现，降低三维音频内容生产的技术门槛，推动全产业链的协同创新。七、结论ISO/IEC23008-3:2026《信息技术异构环境中的高效编码和媒体传送第3部分：3D音频》是当前全球三维音频领域最具权威性和影响力的国际标准。本标准凝聚了MPEG组织及全球众多顶尖研究机构和企业多年的技术积累和产业