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摘要随着全球对气候变化和碳排放问题的日益关注，信息与通信技术（ICT）产业的能耗问题已成为国际社会关注的焦点。在视频媒体消费领域，显示设备在终端侧能耗中占据主导地位，如何在不影响用户体验的前提下有效降低显示功耗，已成为国际标准化组织持续推进的重要方向。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》的立项与发布展开系统分析。该修正案由ISO/IECJTC1/SC29（编码音视频、图像、超媒体与信息分技术委员会）归口管理，国际电工委员会于2025年9月18日正式发布。报告首先阐述了标准制定的技术背景与产业需求，包括显示技术的演进、现有节能机制的局限性以及新型显示面板（如OLED和Mini-LED）对元数据驱动的动态功耗优化的迫切需求；其次，详细分析了该修正案的技术内容，重点聚焦于新增的显示器功率降低元数据（DisplayPowerReductionMetadata,DPRM）的定义、语法结构及其在编码流中的嵌入与传输方式；再次，深入解析了绿色元数据技术框架的架构及其创新性；随后，综述了国内外相关标准化进展与产业协同态势；最后，对该标准的产业应用前景和未来演进方向进行了展望，并对其在推动全球视听产业绿色转型中的战略意义进行了总结评价。本报告旨在为标准使用者、产业界和标准化工作者提供系统全面的参考。关键词：绿色元数据；节能媒体消耗；功率降低元数据；MPEG系统；显示功耗；视频编码；国际标准Keywords:GreenMetadata;Energy-efficientMediaConsumption;PowerReductionMetadata;MPEGSystems;DisplayPowerConsumption;VideoCoding;InternationalStandard1引言1.1标准立项背景全球数字化进程的加速推进使得视频内容的生产、传输与消费规模持续膨胀。据国际能源署（IEA）统计，全球数据中心、内容分发网络及终端显示设备所消耗的电力已占全球总用电量的相当比例，且该比例仍呈上升趋势。在典型的视频播放场景中，显示终端（包括电视、显示器、笔记本电脑、平板电脑及移动设备）所消耗的能量占整个系统总能耗的60%至80%不等，这使其成为节能优化空间最大的环节之一。MPEG系统标准体系中，ISO/IEC23001-11《节能媒体消耗（绿色元数据）》标准系列正是针对上述产业痛点而制定的国际标准。该标准首次发布于2019年，旨在通过定义一种与视频内容相关联的元数据机制，使编码端能够对视频内容特征进行分析，并以元数据的形式将内容相关的节能提示信息传递给解码端和显示端，从而使显示设备能够根据内容特征动态调整其功耗策略，在不显著影响感知画质的前提下实现节能目标。然而，随着显示技术的快速发展，新一代显示面板（如OLED、Mini-LED和Micro-LED）在功耗特性方面呈现出与传统LCD面板截然不同的规律。OLED面板的功耗与像素亮度和色彩饱和度高度相关，而传统LCD的背光功耗则相对恒定。这些新的功耗特性使得现有绿色元数据标准中的节能机制无法充分发挥作用，亟需定义一种专门针对新型显示面板功耗特性的功率降低元数据，以补充和扩展原有标准的能力边界。1.2标准修订目的与意义ISO/IEC23001-11:2023/AMD2:2025修正案的制定具有以下重要目的与意义：技术层面，该修正案弥补了现有标准在新型显示技术适配方面的不足，通过定义专门针对新型显示面板功耗特性的功率降低元数据，使绿色元数据机制能够覆盖从传统LCD到新一代OLED、Mini-LED等各类显示技术，扩大了标准的适用范围。产业层面，该修正案的发布为显示终端厂商、视频服务提供商和内容制作方提供了统一的节能技术接口，有助于降低产业协同成本，推动节能技术在视频产业链中的规模化部署。社会层面，在碳中和与碳达峰成为全球共识的背景下，该标准的发布为ICT产业提供了一项务实可行的节能技术路径，对于推动全球视听产业的绿色转型具有积极的示范意义。1.3技术背景及产业发展态势随着显示技术的代际更替，显示面板的功耗特性正在发生深刻变化。OLED（有机发光二极管）显示面板以其自发光特性和优异的对比度表现，正在从高端智能手机向电视和大尺寸显示市场加速渗透。与此同时，Mini-LED背光技术的成熟使得LCD面板在局部调光（LocalDimming）方面获得了质的飞跃。这两种技术路线的共同特征是：显示功耗与视频内容的空间分布和时间变化高度耦合，这为基于内容感知的动态功耗管理提供了可能，同时也对元数据驱动的功耗优化机制提出了更高要求。从标准化和产业生态的角度来看，绿色元数据标准的持续推进面临着一个关键趋势：HDR（高动态范围）技术正在重塑视频内容的生产与消费方式。HDR内容具有更高的峰值亮度和更宽的亮度动态范围，这使得显示设备在呈现HDR内容时的功耗波动更为剧烈。以典型HDR视频播放场景为例，一个平均亮度为200尼特、峰值亮度为1000尼特的HDR视频序列，其瞬时功耗可能在不同帧之间相差3~5倍，而这种功耗波动恰恰为基于内容元数据的自适应节能策略提供了巨大的优化空间。如何在保留HDR视觉体验核心优势的前提下，通过智能元数据机制实现功耗的精细化调控，已成为产业界的共同关注焦点。在此背景下，各主要国际标准化组织纷纷加快了相关标准的制定步伐。ISO/IECJTC1/SC29作为多媒体编码与系统技术的权威标准化组织，依托MPEG系列标准的广泛产业基础，在绿色媒体技术领域持续深耕，本次发布的AMD2修正案正是其系统性布局的重要组成部分。同时，国际电信联盟（ITU）、消费者技术协会（CTA）等组织也在显示功耗测量、节能标识等配套领域同步推进相关工作，形成了多层次的标准协同格局。2标准范围及技术内容2.1标准范围ISO/IEC23001-11:2023/AMD2:2025适用于所有涉及视频内容编解码、传输和显示的应用场景，具体包括：-流媒体视频服务：包括OTT（Over-The-Top）流媒体平台、广播电视和IPTV等视频分发场景；-本地视频播放：包括各类终端设备上的本地存储视频文件播放场景；-视频会议与通信：包括实时视频通信和协作场景中的节能媒体处理需求；-游戏与交互式媒体：包括云游戏、本地游戏和交互式媒体应用中的功耗优化场景；-数字标牌与公共服务显示：包括公共场所信息显示系统的节能管理场景。需要注意的是，本次发布的AMD2修正案主要以增量技术内容的方式补充至ISO/IEC23001-11:2023基本版本中，而非对现有文本的全面替代。标准使用者需将本修正案与ISO/IEC23001-11:2023基本文本及此前发布的AMD1修正案结合使用，以获取完整的标准技术要求。2.2主要技术内容本标准修正案的核心技术内容涉及以下方面：2.2.1新显示器功率降低元数据（DPRM）的定义该修正案定义了一类新型的功率降低元数据，专门针对采用新型显示面板技术（如OLED、Mini-LED等）的显示设备。与传统背光控制元数据不同，DPRM在核心设计理念上实现了重要拓展：传统背光控制元数据以显示面板的背光单元（BLU）为优化对象，通过调整背光亮度来降低功耗，而DPRM则面向像素自发光显示架构，以像素级亮度和色彩为控制维度，支持对显示功耗的精细化调控。这种从"背光调光"到"像素级光控"的技术逻辑转变，使DPRM能够开发出远多于传统背光控制模式的节能维度，尤其是在高亮度和高饱和色彩内容的处理方面具有显著优势。2.2.2元数据语法与语义修正案中定义了完整的元数据语法结构，包括元数据类型标识、时间有效性描述、内容区域划分以及可用的功耗降低策略标识等关键信息元素。这些信息以标准化格式嵌入视频编码流中，保证不同厂商设备之间的互操作性。2.2.3编码流中的嵌入与传输机制该修正案规定了功率降低元数据在ISO/IEC23008-1（MPEG-H系统）中基于ISOBMFF（ISOBaseMediaFileFormat，ISO/IEC14496-12）容器的封装方式，以及在ISO/IEC23008-2（HEVC）和ISO/IEC23090-3（VVC）等视频编码标准中的补充增强信息（SEI）消息的嵌入方式，确保元数据能够伴随视频内容从编码端到显示端的端到端传递。在SEI消息的嵌入方面，该修正案延续了MPEG标准中SEI消息统一封装的指导思想——所有新增的功率降低元数据SEI消息采用统一的载荷标识（payloadID）进行识别，并采用与既有SEI消息一致的结构化语法进行承载。值得关注的是，该设计为未来MPEG将SEI消息逐步从视频编码标准中剥离并统一纳入ISO/IEC23001-11等系统标准体系的演进方向奠定了技术基础。通过将显示适配相关语法从具体视频编码标准中独立出来，标准体系实现了视频编码层（VCL）与显示适配层的松耦合，从而能够更灵活地适配未来显示技术的发展。2.2.4解码端与显示端参考行为修正案中同时对解码终端和显示终端在接收到功率降低元数据后应遵循的参考行为进行了描述，包括元数据的解析规则、有效性判断以及可选的功耗调节策略映射等。2.3标准技术架构图为便于理解各标准模块之间的关系，下图给出了绿色元数据在视频系统中的整体运作架构：```┌────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐│┌──────────────────┐│││内容分析器││││(ContentAnalyzer)│││└────────┬─────────┘│││内容特征提取││▼││┌──────────────────┐│││绿色元数据编码││││(GreenMetadata││││Encoder)│││└────────┬─────────┘│││生成SEI消息/元数据││▼││┌────────────────────────────────────────────────────────────┐│││ISO/IEC23001-11绿色元数据类型││││┌─────────────┐┌─────────────┐┌──────────────────┐│││││显示器功率││显示转向/││新显示器功率降低││││││降低元数据││背光调节││元数据(DPRM)││││││(DPR)││(DST/DBL)││[AMD2新增]│││││└─────────────┘└─────────────┘└──────────────────┘│││└────────────────────────────────────────────────────────────┘│││封装││▼││┌────────────────────────────────────────────────────────────┐│││传输/封装层││││┌──────────────────┐┌──────────────────────────────┐│││││ISOBMFF容器││SEI消息(HEVC/VVC)││││││(ISO/IEC14496-12)││(ISO/IEC23008-2/23090-3)│││││└──────────────────┘└──────────────────────────────┘│││└────────────────────────────────────────────────────────────┘│││传输││▼││┌────────────────────────────────────────────────────────────┐│││解码端/显示端││││┌──────────────────┐┌──────────────────────────────┐│││││元数据解析器│───▶│功耗控制策略引擎│││││└──────────────────┘└──────────────┬───────────────┘│││└─────────────────────────────────────────┼────────────────────┘││▼││┌────────────────────────┐│││显示面板功耗调节││││(OLED/Mini-LED/LCD等)│││└────────────────────────┘│└────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘```*图1绿色元数据系统架构及AMD2新增模块示意图*2.4关键技术特点2.4.1面向新型显示技术的适配设计相较于原有的绿色元数据机制主要针对传统LCD背光控制，本修正案在技术设计上充分考虑OLED和Mini-LED等新型显示面板的功耗特性。OLED面板中每个像素自发光，功耗与像素亮度、色彩饱和度和显示面积高度相关；Mini-LED面板的局部调光技术则使得背光功耗与内容的空间亮度分布密切相关。新的功率降低元数据能够携带更细粒度的内容区域亮度分布信息，为显示设备提供精准的功耗调节依据。2.4.2向后兼容与可扩展性该修正案在设计上充分考虑了与现有标准体系的兼容性。新增的元数据类型不会影响旧有设备的正常解码和显示，而旧有标准中定义的元数据类型也被完整保留。同时，元数据语法结构中预留了可扩展字段，以便未来新增更高级的节能策略和控制方式。2.4.3编码端与显示端的灵活分工该标准允许在编码端、转码端或分发端灵活生成功率降低元数据——既可以在离线内容制作阶段由专业的视频分析工具生成，也可以在实时编码流程中由编码器内部的计算模块在线生成。显示端可根据自身的硬件能力和功耗管理策略决定如何利用这些元数据，兼顾了灵活性和可实施性。3标准适用性分析3.1主要应用场景3.1.1流媒体视频服务对于OTT流媒体服务提供商而言，功率降低元数据可以在视频编码和转码阶段生成并嵌入内容流中，终端播放设备在解码后可根据元数据信息调整显示策略。据估算，对于平均观看时长超过3小时的流媒体用户而言，采用基于绿色元数据的节能策略可使显示环节功耗降低10%至30%，对于大规模用户群体而言，累计节能效果十分可观。3.1.2广播电视与IPTV在广播和IPTV场景中，由于内容传输链路相对固定且编码参数较为稳定，功率降低元数据的生成和插入可以在播出链路的编码端统一完成，终端设备无需进行额外的处理即可获得节能能力。3.1.3移动终端与便携设备对于依赖电池供电的移动终端（如智能手机、平板电脑和笔记本电脑），显示功耗管理直接影响设备的续航时间。功率降低元数据可帮助移动设备在不影响用户体验的情况下延长电池续航。以智能手机为例，当播