IEC 62087-22023 音频、视频和相关设备.功耗的测定.第2部分信号和媒体标准立项发展报告

音频、视频和相关设备功耗的测定第2部分：信号和媒体标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Audio,Video,andRelatedEquipment-DeterminationofPowerConsumption-Part2:SignalsandMedia摘要随着全球范围内对电子产品能效要求的持续提升，音频、视频及相关设备的功耗测量方法已成为国际标准化工作的重点领域。IEC62087-2:2023《音频、视频和相关设备功耗的测定第2部分：信号和媒体》作为国际电工委员会（IEC）发布的现行有效标准，为音视频设备的功耗测量提供了统一、规范的信号源和测试媒体，是世界各国开展能效认证、产品对标和市场准入的核心技术依据。本报告全面梳理了该标准的立项背景、技术架构、关键参数和适用范围，深入分析了其对行业技术进步、国际贸易便利化和绿色低碳发展的支撑作用，并对标准实施过程中涉及的技术要点及应用前景进行了展望。报告指出，该标准的发布实施不仅有效解决了以往不同测试条件下功耗测量结果不可比的问题，更为智能电视、机顶盒、投影仪等产品的能效分级提供了科学依据，对推动全球电子产品节能降耗具有重要的指导意义。关键词：功耗测定；信号与媒体；音视频设备；国际标准；能效测试；IEC62087Keywords:Powerconsumptionmeasurement;Signalsandmedia;Audio-videoequipment;Internationalstandard;Energyefficiencytesting;IEC62087一、引言1.1研究背景随着消费电子产业的迅猛发展，音频、视频及相关设备已成为现代社会生产和生活不可或缺的基础设施。电视机、投影仪、机顶盒、音响系统等设备在家庭和商业环境中广泛部署，其运行带来的电能消耗在全球电力消费中占比逐年攀升。根据国际能源署（IEA）的统计数据，消费电子产品及其待机能耗约占全球居民用电量的5%至15%，且该比例在数字经济快速发展的背景下仍呈上升趋势。在此形势下，国际社会对音视频设备的功耗测量方法提出了更高的标准化需求。功耗测量是能效评估的基础环节，而测量结果的准确性和可比性直接取决于测试所采用的信号源和媒体内容。不同厂商、不同实验室在测试时若采用不同的视频序列、音频信号和播放参数，将导致测量结果差异显著，无法客观反映设备的真实能效水平。这一技术瓶颈严重制约了能效标准的实施和国际贸易中的技术互认。1.2标准立项的必要性在IEC62087-2:2023发布之前，音视频设备功耗测量的信号和媒体条件缺乏统一的国际标准。虽然部分国家和地区制定了区域性或行业性测试规范（如欧盟生态设计指令下的测量方法、美国能源之星测试程序等），但各规范之间在信号格式、分辨率、帧率、亮度电平及播放时长等方面存在显著差异。这种碎片化的现状导致同一台设备在不同测试体系下得出不同的功耗数据，既增加了制造商的合规成本，也为市场监管带来困难。因此，国际电工委员会第100技术委员会（IEC/TC100）决定立项制定统一的功耗测量信号与媒体标准，以建立具有全球一致性的测试基础。二、标准制定背景与发展历程2.1制定机构简介IEC62087-2:2023由国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）发布。IEC成立于1906年，是全球成立最早的国际电工标准化机构，负责电工和电子工程领域的国际标准化工作。IEC下设的IEC/TC100（音频、视频和多媒体系统与设备技术委员会）专门负责音视频系统领域的标准化工作，其工作范围涵盖设备性能测量方法、接口规范、能效评估以及用户体验等多个方面。2.2标准发展历程IEC62087系列标准自2008年首次发布以来，经历了多轮修订和结构重组。第一版IEC62087:2008整合了功耗测量的一般要求和方法。2011年发布的IEC62087:2011首次引入了针对不同设备类型的功耗测量方法，并明确了测试信号的初步要求。2015年，随着超高清（UHD）显示技术的商业化进程加速，IEC/TC100启动了系列标准的重大改版工作，将原有标准拆分为多个部分以便独立更新和维护。IEC62087-2:2015《信号和媒体》作为该系列的第二部分，首次系统地规定了功耗测量的信号源和媒体内容。2023年2月17日发布的IEC62087-2:2023是当前有效版本，该版本在2015版基础上充分吸收了近年来超高清、高动态范围（HDR）和广色域技术的快速发展成果，更新和新增了适应新一代音视频技术的测试内容，保持了标准在技术上的先进性和适用性。三、标准主要内容3.1标准的适用范围IEC62087-2:2023适用于音频、视频和相关设备的功耗测量中的信号和媒体定义，涵盖以下设备类别：-电视接收机（包括液晶电视、有机发光二极管电视、微型发光二极管电视等）-机顶盒（含卫星、有线、地面和网络机顶盒）-投影仪-光盘播放器-音响设备（包括功放、条形音箱等）-游戏主机-监视器该标准规定了上述设备在功耗测量过程中所使用的代表典型内容特征的测试信号视频序列和音频信号，以确保测量结果能够反映设备在实际使用中的功耗水平。3.2标准的主要技术内容标准的核心技术内容可分为以下几个方面：第一，视频测试信号的定义。标准规定了一套标准的广播视频测试信号序列，这些信号的内容涵盖新闻播报、体育赛事、电影、电视剧及静态图像等典型观看场景，同时完整覆盖各类场景的亮度和色彩动态范围。测试信号的视频参数包括分辨率（高清、全高清、超高清）、帧率（50赫兹/60赫兹）、色彩空间（BT.709、BT.2020）、动态范围（标准动态范围和高动态范围）等关键指标，并针对不同场景定义了不同的平均图像电平，以模拟设备在不同内容类型下的功耗特征。第二，音频测试信号的规范。标准确定了功耗测量中音频信号源的参数要求，包括信号频率、声道配置（单声道、立体声、5.1环绕声）、采样率等，并明确了音频信号电平的定义方法。值得注意的是，标准允许在多声道环境下使用粉红噪声作为测试信号。第三，媒体及播放条件的规定。标准对测试媒体的存储格式、回放方式及设备初始化状态提出了明确要求，包括对信号源的循环播放方式、播放从冷启动状态开始的起始时间等参数进行了规范，以确保不同实验室之间的测量一致性和可重复性。第四，测量条件的适配性说明。标准提供了测量环境条件（环境温度、湿度、电源电压及频率等）的指导性规定，并对设备设置条件（如出厂默认状态、节能模式开关、自动亮度控制等）进行了明确要求，确保测试结果的可比性。第五，数据记录与报告要求。标准附录中给出了功耗测量过程中各阶段平均功率计算的说明和测试报告中应包含的信息要素，为测试数据的规范化报告提供了参考。3.3与相关标准的关系IEC62087-2:2023在IEC62087标准体系中处于基础性地位，与其他系列标准形成有机衔接：-IEC62087-1:2015：规定了功耗测量的通用术语定义和测量条件框架；-IEC62087-3:2015：针对电视机的功耗测量给出了具体方法和程序；-IEC62087-4:2015：针对机顶盒的功耗测量给出具体测量方法，与IEC62087-2所规定的信号直接关联。此外，该标准的测试信号也被国际电信联盟（ITU）、欧洲电工标准化委员会（CENELEC）等区域标准组织所引用的能效测试方法所采纳，并作为许多国家能效法规（如欧盟（EU）2019/2021生态设计法规、中国《平板电视能效限定值及能效等级》等）中测量方法的关键引用文件。四、标准发布的意义与技术经济影响4.1统一技术基础促进国际互认IEC62087-2:2023从信号层面解决了全球音视频设备功耗测量可比性的问题。标准所规定的测试信号和媒体内容为各经济体间的能效检测结果互认创造了技术条件。过去因测试信号不一致导致的测量结果偏差问题有望从根本上得以解决，从而降低国际贸易中的重复检测成本。对于多国家市场销售的设备制造商而言，统一的信号源意味着一次测试可在多个市场中被接受，显著减轻了合规负担。4.2为节能评估提供技术保障准确的功耗测量是能效提升的前提。该标准通过建立科学的信号和媒体条件，使不同设备之间以及不同技术路线之间（如液晶显示与有机发光二极管显示、不同背光调节策略之间）的功耗对比成为可能，为消费者选择高效产品提供了可信依据。同时，该标准也为政府和行业制定能效最低标准（MEPS）和能效标签制度提供了标准化支撑，助力能效政策的有效实施。4.3面向新兴技术的适配与拓展2023版标准充分考虑了一系列新兴技术的测量需求：-高动态范围（HDR）内容：标准纳入了高动态范围测试信号，适应了新一代显示设备在宽动态范围下的功耗特性评估需求；-超高清分辨率：覆盖4K超高清（3840×2160）测试信号，并保留了对8K扩展的考虑空间；-可变刷新率（VRR）和游戏模式：新增了游戏场景相关信号的参考内容，反映了音视频设备使用场景的多样化趋势；-高能效工作状态：针对网络待机、语音唤醒等新功能的功耗测量环境提出了适配性规定。五、修订单位与主要编制机构介绍IEC62087-2:2023标准由IEC/TC100下设的项目组负责制定与修订。其中，日本电机工业会（JEMA，TheJapanElectricalManufacturers'Association）下属专家团队在标准草案编制和技术协调中发挥了主要的推动作用。日本电机工业会成立于1948年，是日本电气机械工业领域的全国性行业组织，拥有涵盖发电设备、电子元器件、家用电器、信息设备等领域的众多会员企业。该协会长期积极参与IEC国际标准的制修订工作，特别是在音视频设备能效测量领域积累了丰富的技术经验。在IEC62087-2的历次版本修订过程中，日本专家牵头组织了多项国际实验室间比对测试（RoundRobinTest），验证了不同信号参数对功耗测量结果的影响规律，为标准中信号类型选择和参数设定提供了关键实验数据支撑。此外，IEC/TC100下属的WG9工作组（能效与生态设计工作组）承担了标准起草的组织协调工作。该工作组汇聚了来自全球主要设备制造商、检测认证机构、政府主管部门和科研院所的专家，形成了具有广泛代表性的技术共识。在2018年至2023年的修订周期中，工作组召开了十余次国际会议及多次网络会议，充分考虑了中国、欧盟、美国、日本、韩国等主要经济体关于功耗测量信号的需求和建议，最终形成了各方广泛认可的2023版国际标准。六、结论与展望6.1主要结论IEC62087-2:2023《音频、视频和相关设备功耗的测定第2部分：信号和媒体》的发布实施，标志着音视频设备功耗测量在信号标准化方面迈上了新的台阶。该标准具有以下几个突出特点：科学性与先进性。标准基于大量实验室实测数据和国际比对结果，选取的测试信号能够充分代表实际使用场景中的典型观看内容，准确反映设备的真实功耗水平。同时，标准及时纳入了超高清、高动态范围等新一代显示技术的内容特征，保持了技术上的前瞻性。统一性与兼容性。作为IEC62087系列标准的一部分，该标准与同系列其他标准以及主要经济体的能效法规形成了紧密的引用关系，实现了从信号定义到具体测量方法、再到能效评估的完整闭环。其被广泛引用也说明了跨区域兼容性的实现。可操作性与可重复性。标准对信号格式、媒体存储方式、播放条件和设备设置等影响测量结果的关键因素进行了详细规定，为实验室实施标准提供了充分的可操作性指导，有力地保障了测量结果的可重复性和可再现性。6.2未来展望展望未来，音频、视频及相关设备功耗测量标准化工作仍面临持续挑战与机遇。随着8K超高清显示的商业化进程加快，更高分辨率测试信号的需求将日益迫切；增强现实/虚拟现实（AR/VR）等沉浸式设备的能效评估方法也亟待探索；人工智能技术在显示优化和内容处理中的深度应用将引入更为复杂的功耗行为特征，对现有测量信号和方法提出新的扩展要求。同时，全球碳中和目标的推进将为设备能效标准提出更加严格的要求。IEC62087-2标准体系应在保持技术连续性的基础上，积极响应当前和未来技术发展态势，持续推动标准的动态修订和完善，为全球音视频行业的绿色低碳转型提供坚实的标准化技术支撑。可以预见，IEC62087-2将继续在全球音视频产品能效治理体系中发挥不可替代的技术基石作用，为构建可持续的电子消费产业生态做出新的贡献。参考文献[1]IEC62087-2:2023,Audio,video,andrelatedequipment-Determinationofpowerconsumption-Part2:Signalsandmedia[S].Geneva:InternationalElectrotechnicalCommission,2023.[2]IEC62087-1:2015,Audio,video,andrelatedequipment-Determinationofpowerconsumption-Part1:Generalrequirements[S].Geneva:IEC,2015.[3]IEC62087-3:2015,Audio,video,andrelatedequipment-Determinationofpowerconsumpti