IEC 61937-172025 应用IEC 60958的非线性PCM编码音频比特流的数字音频接口 第17部分AVS3-P3格式的非线性PCM比特流标准立项发展报告

应用IEC60958的非线性PCM编码音频比特流的数字音频接口第17部分：AVS3-P3格式的非线性PCM比特流标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:DigitalAudio-InterfaceforNon-linearPCMEncodedAudioBitstreamsApplyingIEC60958-Part17:Non-linearPCMBitstreamsAccordingtotheAVS3-P3Format摘要随着超高清视频产业的快速发展和沉浸式音频技术的持续演进，传统线性PCM音频接口已难以满足新一代高效音频编码格式的传输需求。在此背景下，国际电工委员会（IEC）于2025年7月正式发布了IEC61937-17:2025标准，该标准定义了基于IEC60958数字音频接口传输AVS3-P3格式非线性PCM编码音频比特流的技术规范。本标准是IEC61937系列标准在AVS3-P3音频编码格式领域的重要扩展，填补了我国自主知识产权的第三代音频编码标准（AVS3-P3）在国际数字音频接口领域的标准空白。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术内容、编制过程及预期应用价值，并对主要参与单位的贡献进行了详细介绍。该标准的发布实施，将有力支撑超高清电视、沉浸式音频、智能终端等领域的产业应用，促进我国自主音视频编码技术标准的国际化推广，推动全球数字音频传输技术的标准化进程。关键词：IEC61937；非线性PCM；AVS3-P3；数字音频接口；音频编码；IEC60958；超高清音频Keywords:IEC61937;Non-linearPCM;AVS3-P3;DigitalAudioInterface;AudioCoding;IEC60958;Ultra-highDefinitionAudio一、引言1.1背景概述数字音频接口技术是连接音频编码与音频消费终端的关键纽带，其标准化程度直接影响着音视频产业的生态发展。自20世纪90年代以来，IEC60958标准（原AES/EBU及S/PDIF标准）作为消费级和专业级数字音频设备间传输的主要接口规范，在全球范围内得到广泛应用。然而，随着音频编码技术的不断进步，尤其是面向超高清视频和沉浸式音频应用的高效压缩编码格式的涌现，传统的IEC60958线性PCM传输机制已无法满足对非对称压缩比特流的传输需求。为应对这一挑战，IEC61937系列标准应运而生，该系列标准专门定义了在IEC60958接口上传输非线性PCM编码音频比特流的方法。自2000年首次发布以来，IEC61937系列标准已涵盖了包括DolbyDigital、DTS、MPEG-2/4AAC、DolbyE、Mpeg-H等多种主流音频编码格式，成为全球数字音频传输领域的基础性标准之一。1.2AVS3-P3音频编码标准概述AVS3是中国数字音视频编解码技术标准（AVS，AudioVideocodingStandard）系列的第三代标准，代表着我国在音视频编解码技术领域的最高技术成就。AVS3-P3即AVS3标准的第三部分，专注于音频信号的编码，采用了基于AI的编码工具（如神经网络滤波器）、新的量化与熵编码技术，尤其针对沉浸式音频、三维声场重建等新场景做了深度优化。AVS3-P3编码标准的出现，为我国超高清视频产业的音频链路提供了自主可控的技术解决方案。然而，AVS3-P3编码后的比特流属于非线性PCM数据格式，无法直接通过传统IEC60958接口进行传输，这成为制约AVS3-P3在消费终端广泛应用的关键瓶颈之一。1.3标准立项必要性从产业需求来看，随着我国超高清视频产业政策的持续推进（如《超高清视频产业发展行动计划（2019—2022年）》），8K超高清视频和三维声技术已逐步进入实用化阶段，AVS3-P3作为与之配套的核心音频编码格式，其对标准化传输接口的迫切需求日益凸显。从国际竞争格局来看，标准是产业竞争的制高点，AVS3-P3编码格式在IEC层面的接口标准制定，不仅关乎技术实现，更关乎中国自主标准在国际话语权上的竞争。基于上述背景，制定IEC61937-17标准具有充分的必要性和紧迫性。二、标准编制依据与原则2.1编制依据本标准的编制严格遵循以下技术文件与国际法规框架：-IEC60958系列标准：规定了数字音频接口的物理层和数据链路层规范，是本标准所需承载和适配的基础传输协议。具体包括IEC60958-1（基本参数）、IEC60958-3（消费类应用）和IEC60958-4（专业类应用）等部分。-IEC61937系列既有标准：特别是已发布的各分部分（Part1至Part16），为本标准提供了格式定义、突发信息头结构、时序要求等核心参考框架。-AVS3-P3音频编码标准（GB/T33475.3-2018及更新版本）：规定了AVS3-P3编码比特流的语法、语义及解码过程，是本标准定义接口传输内容格式的直接依据。-ISO/IEC23000系列及ITU-RBS.2051等国际标准：为沉浸式音频的渲染、元数据管理等提供了参考。2.2编制原则-兼容性原则：确保与既有IEC61937各分部分标准在接口协议、帧结构、突发信息头格式等方面保持高度一致性，降低产业链适配成本。-自主性原则：充分体现AVS3-P3编码格式的技术特性，保持我国自主知识产权的完整性和技术优势。-可扩展性原则：预留必要的扩展空间，支持未来AVS3-P3标准的更新迭代。-实用性原则：兼顾专业制作与消费应用两大场景，确保标准在各类设备上的可实现性和互操作性。三、标准主要技术内容3.1标准架构与适用范围IEC61937-17:2025作为IEC61937系列的第17部分，遵循该系列标准的总体架构，但独立对应AVS3-P3格式。标准明确规定了：-适用于使用IEC60958接口传输AVS3-P3非线性PCM编码音频比特流的应用场景；-定义了AVS3-P3比特流在IEC60958帧结构中的封装格式；-规定了突发信息头（BurstInformationHeader）中相应字段的值和含义；-界定了数据传输的时序要求和状态位设置方法。适用范围涵盖数字电视接收设备、机顶盒、AV功放、条形音箱、智能音响以及专业音频设备等所有需要通过IEC60958接口传输AVS3-P3数据的终端产品。3.2帧结构与数据封装AVS3-P3格式的数据传输在IEC61937标准框架下被定义为“突发”（Burst）模式，即通过IEC60958信道以突发脉冲形式传输压缩音频数据（称为"PCM突发载荷"）。每个突发包含三个主要区块：前导（Preamble）、突发信息头（BurstInformationHeader）和突发载荷（BurstPayload）。-前导区：使用特定的同步字组合（如0xF872、0x4E1F）标识突发的起始位置，确保接收端准确恢复数据边界。-突发信息头：包含了数据类型（DataType）、数据流编号、突发长度、数据字节数等关键字段，其中DataType字段被赋予专门对应AVS3-P3格式的新值，与其他格式加以区分。-突发载荷：承载AVS3-P3编码后的音频帧数据，按照AVS3-P3的访问单元边界进行分割和排列。3.3时序要求与状态位设置标准严格规定了突发的时序约束，包括突发间隔的抖动容忍度、突发内PCM帧与数据采样点的映射关系以及错误掩盖过程中的时序恢复策略。在状态位（ChannelStatus）设置方面，本标准针对消费类应用（IEC60958-3）和专业类应用（IEC60958-4）分别给出了推荐配置：-对于消费类设备，格式信息（Format）字段设置为非线性PCM的指示值，并正确设置声道数、采样率等辅助信息；建议使用CategoryCode标记数字电视接收设备或数字音频放大器的类别。-对于专业设备，强调与AES3标准的状态位兼容性，将ChannelStatus中的可靠性标志位和采样率精度标志位设为标准推荐值。3.4数据速率与缓冲要求AVS3-P3编码器输出的码率随编码参数（如目标质量、声道数、采样率）动态变化。标准因此规定了接收端需具备的弹性缓冲管理策略，以平滑码率波动并保证IEC60958固定传输速率的稳定输出。针对不同声道配置（如立体声、5.1声道、7.1+4对象沉浸式音频等），标准提供了推荐的最小缓冲深度参考值。四、与相关标准的关系4.1与IEC61937系列标准的关系IEC61937-17是IEC61937系列标准的一个有机组成部分，在整体架构、术语定义、通用机制上与该系列的Part1（通用规范）保持一致。但在数据格式适配对象上，本部分具有明确的专属性——仅对应AVS3-P3格式，而不同于该系列中其他分部分对应的Dolby、DTS、MPEG-H等格式。该定位方式遵循了IEC61937系列“一个分部分对应一种格式”的编制传统，有利于各格式的独立演进和更新。4.2与IEC60958的衔接关系IEC60958是承载层标准，而IEC61937-17是应用适配层标准。IEC61937-17将AVS3-P3压缩比特流通过突发封装方式适配到IEC60958的通道中，但并未对IEC60958的物理层电气特性和连接器规范进行修改。这一设计确保了已有大规模部署的IEC60958硬件基础设施无需更换即可支持AVS3-P3的传输。4.3与AVS3-P3编码标准的分工AVS3-P3标准本身规定了编码器输出的比特流语法和解码流程，但不涉及传输层接口的适配。IEC61937-17恰好弥补了这一空白，两项标准在技术上形成了从编码到传输的完整闭环。在国际标准化层面，IEC61937-17与ISO/IEC23008-3（MPEG-H3DAudio）等沉浸式音频编码标准在接口策略上也保持对齐理念，为多种编码格式在同一设备中的共存提供了条件。五、标准修订的参与单位5.1主要起草单位本标准的制定由国家广播电视总局广播电视科学研究院（简称“广科院”，AcademyofBroadcastingScience，ABS）牵头主导，联合华为技术有限公司、中国电子技术标准化研究院、北京大学、清华大学等单位共同完成。此外，数字音视频编解码技术标准（AVS）工作组在标准的立项推进和技术方案形成过程中发挥了核心协调作用。5.2核心参与单位详细介绍：广播电视科学研究院（ABS）广播电视科学研究院是国家广播电视总局直属的科研机构，是我国广播电视和网络视听领域最重要的综合性标准研究制定机构之一。-历史沿革与定位：广科院成立于1958年，长期致力于广播电视基础技术研究、关键设备开发和行业标准化工作。作为全国广播电影电视标准化技术委员会（SAC/TC239）的秘书处承担单位和国际电信联盟（ITU）对口研究工作的核心支撑单位，广科院在国内外广电技术标准领域具有深厚积淀和广泛影响力。-在本标准中的具体贡献：广科院作为本标准编制的牵头单位，全面负责了IEC61937-17:2025的立项论证、草案起草、国内外技术协调和最终送审工作。具体包括：（1）组建由标准研究、音频编码算法、接口协议开发等领域专家构成的专项工作组；（2）组织完成了AVS3-P3比特流在IEC60958接口上的适配性仿真验证与硬件原型测试；（3）主导撰写了标准草案各版本，并协调处理了各阶段国际反馈意见；（4）作为我国对口专家单位，在IEC/TC100（音频、视频及多媒体系统与设备技术委员会）会议上积极推动标准的审议进程。-技术能力支撑：广科院建有音频编码与沉浸式声学实验室，配备了专业音频分析设备、数字接口协议分析仪和一致性测试系统，为标准的验证测试提供了权威的技术支撑条件。此外，广科院多年来深度参与我国地面数字电视（DTMB）、超高清电视（HDR）等重大标准的研发与推广，积累了从编码端到传输端再到终端显示的完整标准化工作经验。除广科院外，华为技术有限公司凭借在终端芯片和音视频处理领域的强大研发能力，为标准中的接收端适配方案和低延迟传输设计提供了重要的技术输入。北京大学和清华大学则从音频编码算法优化和信道建模理论层面提供了学术支撑。AVS工作组的组织协调保证了本标准与AVS3-P3编码标准之间的无缝衔接和版本同步。六、标准实施预期影响6.1对产业发展的推动作用-超高清视听产业链闭环的形成：IEC61937-17的发布，打通了AVS3-P3编码音频从制作端到消费终端的最后一道接口瓶颈，使我国超高清视频产业链真正实现了从采集→制作→编码→传输→解码→呈现的全链路自主可控。-终端设备升级的标准化路径：该标准为芯片厂商、终端制造商提供了明确的技术指引和合规依据，降低了不同厂商设备间的互联互通风险，缩短了产品研发周期。-内容制作与分发环节的标准化保障：内容制作机构可根据该标准制作和分发基于AVS3-P3编码的音频内容，配合超高清电视及网络视听平台的AVS3视频编码（AVS3-P2），全面推广我国自主音视频标准整体解决方案的规模化应用。6.2对国际标准格局的影响-中国标准的国际化突破：中国自主知识产权的音频编码格式能够进入IEC标准体系并在IEC61937系列中占据独立分部分地位，标志着中国音视频标准国际化从“参与”向“主导”的重要转变。-推动全球超高清音频生态多样化：IEC61937系列中增加AVS3-P3格式，改变了以往该系列中基本由欧美日等国编码格式垄断的局面，为全球超高清音频生态系统注入了新的技术选择和竞争活力。-促进技术与市场的双向开放：本标准的发布也为国际音频设备厂商产品进入中国市场扫清了标准壁垒，有助于形成中外技术合作的新格局。6.3应用前景展望-应急广播与公共安全：AVS3-P3在应急广播中的音频传输应用可依托本标准，借助IEC60958接口的广泛部署实现快速落地。-车载音频与智能座舱：新一代智能座舱对沉浸式音频的需求日益增长，AVS3-P3具备的高压缩效率和三维声支持能力，使其成为车载音频的有力候选方案，本标准的发布为该场景的接口标准化提供了支撑。-专业音频制作与现场演出：在专业音频领域（如转播车、演播室、现场扩声系统中），IEC61937-17为AVS3-P3音频流的实时传输提供了可靠的接口选择，有助于专业音频制作流程与消费终端的数据互通。七、结论IEC61937-17:2025的发布是我国自主音频编码标准国际化进程中的一座重要里程碑。该标准在保持与IEC61937系列既有框架高度兼容的前提下，为AVS3-P3非线性PCM编码音频比特流在IEC60958数字音频接口上的传输提供了清晰、完备的技术规范，填补了国际标准在这一特定领域的空白。标准的技术内容兼顾了消费类与专业类应用场景，充分考虑了产业链各环节的实现可行性和互操作性需求，具备扎实的技术基础和广泛的适用性。展望未来，随着AVS3-P3编码标准本身的持续演进（如面向更高阶Ambisonics和场景式音频的扩展）、5G/6G通信技术的深入应用以及人工智能音频处理和传输技术的快速发展，IEC61937-17也有望进一步修订和扩展。我