IEC 62087-22023 RLV 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摘要随着全球能源危机加剧与碳达峰、碳中和目标的深入推进，电子产品功耗的标准化测量已成为国际社会关注的焦点。IEC62087-2:2023RLV《音频、视频和相关设备功耗的测定第2部分：信号和媒体》由国际电工委员会（IEC）正式发布，是音频、视频及相关设备功耗测量领域的核心国际标准。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术内容、修订要点及国际应用价值。标准定义了用于功耗测量的标准信号和媒体内容，规定了测试信号的生成方法、媒体素材的技术要求及使用条件，为各类音视频设备的功耗测量提供了统一、可重复、可比对的技术基准。该标准是IEC62087系列标准的重要组成部分，与第1部分（通用要求）和第3部分（电视机制功耗测量）等协同使用，广泛应用于全球消费电子产品的能效测试与能效标识工作。本报告还介绍了标准的主要起草单位及技术委员会构成，分析了标准对未来技术发展的适应性和推广前景。该标准的实施对促进电子产品能效提升、推动绿色消费、支撑国际贸易健康发展具有重要意义。关键词：功耗测定；音视频设备；信号与媒体；IEC标准；能效测试；标准化Keywords:PowerConsumptionMeasurement;AudioandVideoEquipment;SignalsandMedia;IECStandard;EnergyEfficiencyTesting;Standardization一、引言在全球气候变化与能源资源约束日益严峻的背景下，电子产品能耗问题受到各国政府、产业界和消费者的广泛关注。据统计，消费电子产品在家庭能源消耗中的占比逐年攀升，其中音视频设备（如电视机、显示器、机顶盒、音响系统等）是重要的耗能主体。如何科学、准确、统一地测量这些设备的功耗水平，成为能效监管、产品认证和市场准入的基础性技术问题。国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission，IEC）作为全球最具权威的电子电气领域标准化组织，长期致力于电子产品功耗测量方法的标准制定工作。IEC62087系列标准正是针对音视频设备功耗测定而制定的国际标准体系，其中第2部分——信号和媒体（Signalsandmedia）是支撑整个测量体系的技术基石。IEC62087-2:2023RLV（RedlineVersion，红线版）于2023年2月17日正式发布，该版本同时提供标准正式文本与修订对照文本，便于使用者快速了解技术内容的变化情况。本报告将对该标准的立项背景、技术框架、核心内容和应用前景进行全面阐述。二、标准立项背景与意义2.1国际能效标准的演进需求随着全球能效法规的不断强化，各国纷纷建立了电子产品能效标识和最低能效标准（MEPS）制度。欧盟的能源相关产品指令（ErPDirective）、美国能源之星（ENERGYSTAR）计划、中国的能效标识管理制度等，均对音视频设备的功耗测量方法提出了标准化需求。在此背景下，统一的信号源和媒体内容是确保不同实验室、不同时间、不同地域测量结果一致性的前提条件。2.2技术发展的客观要求音视频技术的快速发展带来了信号格式的多样化演进：从标清（SD）到高清（HD）、超高清（UHD/4K/8K），从标准动态范围（SDR）到高动态范围（HDR），从传统帧率到高帧率（HFR），显示技术和信号处理技术的迭代使得传统的功耗测量信号已无法准确反映实际使用场景下的功耗特性。此外，流媒体播放、网络连接待机等新型工作模式的功耗测量也需要对应的标准测试信号和媒体内容。2.3国际贸易与市场监管的需要IEC62087-2标准的制定和实施为国际贸易中的能效互认提供了共同的技术语言。各国在依据该标准进行功耗测量后，可实现测试数据的国际互认，降低企业重复测试的成本，促进市场公平竞争。三、标准主要内容与技术分析3.1标准适用范围与定位IEC62087-2:2023RLV适用于音频、视频及相关设备功耗测定中使用的信号和媒体内容，其核心功能是为功耗测量提供标准化的测试激励信号和媒体素材。该标准作为IEC62087系列标准的基础性组成部分，主要服务于以下方面：-电视机、显示器等视频显示设备的功耗测量；-音频放大器、音响系统等音频设备的功耗测量；-机顶盒、媒体播放器、录播设备等音视频处理设备的功耗测量；-具有网络连接功能的智能音视频设备的功耗测量。3.2标准技术框架IEC62087-2:2023RLV的技术内容围绕测试信号和媒体素材的规范化展开，主要包括以下几个关键部分：（一）功耗测量的参考信号结构标准规定了用于功耗测量的广播型电视信号的系统框架。该框架借鉴了数字电视广播（DTT、DVB等）的实际信号特征，设计了能够代表典型观看内容的混合信号序列，包括节目内容段、黑场段和静音段等不同信号片段的组合，以模拟用户实际观看电视时的信号特征。参考信号的设计原则是确保测量结果的代表性和可重复性。信号中包含了动态场景、静态场景、中等亮度场景、高亮度场景以及不同色彩饱和度的内容段，以覆盖各种类型节目内容的功耗特征。信号结构中的每个片段时长经过精确设定，以兼顾测量效率和测量精度。（二）视频测试信号的技术要求标准对不同分辨率和格式的视频测试信号提出了明确的技术规定，涵盖以下参数：-分辨率：从标准清晰度（SD）到高清（HD）再到超高清（UHD）的各级分辨率；-帧率：包括50Hz、60Hz以及高帧率（如100Hz/120Hz）等；-色度格式：4:2:0、4:2:2、4:4:4等；-色彩空间：BT.709（SDR）和BT.2020（HDR）等；-动态范围：标准动态范围和高动态范围；-比特深度：8bit、10bit及以上。（三）音频测试信号的技术要求标准规定了功耗测量中使用的音频测试信号，包括不同频率、不同声压级和不同通道配置（单声道、立体声、多声道环绕声）的音频内容。音频信号的设计覆盖了典型节目内容的动态范围特征，确保音频设备在测量过程中处于代表性的工作状态。（四）媒体内容的标准结构标准规定了用于功耗测量的标准媒体内容（StandardMediaContent）——即一套典型的时长约10-15分钟的音视频序列。这些序列内容涵盖新闻播报、体育赛事、电影片段、音乐节目、自然风光等多种类型的节目素材，以平均化的方式代表日常观看习惯下的内容特征。在实际测量中，需使用标准媒体内容中的特定片段，完整播放至少一个完整的测量周期，以电视机等显示设备的平均功耗作为该工作模式下的功耗值。（五）信号发生与验证方法为确保各实验室使用一致的测试信号，标准对测试信号的产生方法、校验方法提出了要求。包括信号生成设备的精度指标、信号验证流程以及信号文件的格式要求等。标准还允许使用经校准的商用信号发生器或标准化的测试媒体文件库，降低了标准实施的设备门槛。3.32023版主要技术更新相较于前一版本，IEC62087-2:2023RLV主要在以下方面进行了技术更新：1.新增超高清（UHD）与高动态范围（HDR）测试信号：为适应新一代显示技术的功耗测量需求，标准新增了4KUHD分辨率和HDR格式的标准测试信号，涵盖了BT.2020色彩空间和PQ/HLG传递函数。2.完善流媒体场景的模拟信号：随着网络流媒体成为主要观看方式，新版标准增加了模拟流媒体传输特征的测试信号序列，考虑了缓冲、码率波动等因素对功耗的影响。3.更新参考信号的时间结构：优化了各信号片段的时长比例，使测量结果更能反映实际混合使用场景下的平均功耗。4.明确信号文件格式与数字化分发方式：为便利各实验室获取标准测试信号，标准对测试信号的数字文件格式、元数据标注等提出了统一要求，可通过IEC授权的数字平台获取标准化测试媒体。四、标准体系与协同关系IEC62087-2:2023RLV并非孤立的标准文件，它在IEC62087系列标准体系中扮演着基础支撑的角色。该系列标准的结构如下：-IEC62087-1：功耗测定第1部分：通用要求——规定了功耗测量的通用条件、仪器要求、测量程序和不确定度评定方法；-IEC62087-2：功耗测定第2部分：信号和媒体——本报告所介绍的标准，规定了功耗测量所用的信号与媒体；-IEC62087-3：功耗测定第3部分：电视机制功耗测量——针对电视机产品的具体测量方法；-IEC62087-4：功耗测定第4部分：反射式液晶显示器——适用于反射式显示设备；-IEC62087-5：功耗测定第5部分：有机发光二极管（OLED）显示器——适用于OLED显示设备。此外，该标准还与以下标准具有紧密的技术关联：-IEC62301：家用电器待机功耗测量；-IEC62623：台式电脑和笔记本电脑能耗测量；-ITU-RBT.709、BT.2020等视频参数标准；-CEA/CTA相关消费电子能效测试标准。五、主要起草单位与技术支持机构5.1IEC/TC100技术委员会IEC62087-2:2023RLV由IEC第100技术委员会（IEC/TC100——音频、视频和多媒体系统与设备技术委员会）负责制定。IEC/TC100是IEC中负责音视频和多媒体系统标准化工作的专业技术委员会，其工作范围涵盖音频、视频、多媒体系统和设备的功能特性、性能测试方法、互操作性及其与能效相关的测量方法。IEC/TC100下设多个分技术委员会和工作组，其中与功耗测量直接相关的是TA17（TeamArea17）——功耗测量工作组。TA17聚集了来自全球的能效测试专家和企业代表，负责IEC62087系列标准的制修订工作。5.2主要参与国家与机构IEC/TC100/TA17的活跃成员包括：德国：作为TC100的秘书处承担国，德国的标准化机构DIN和VDE在功耗测量标准的技术方案制定中发挥了重要的组织协调作用，同时德国在节能法规和能效技术研究方面长期处于国际领先地位。日本：日本电气工业协会（JEMA）和日本电子信息技术产业协会（JEITA）的专家在标准制定中发挥了积极作用。日本是全球消费电子产业最重要的技术策源地之一，在显示技术（特别是OLED和LCD）功耗特性研究方面居于领先地位。中国：中国电子技术标准化研究院（CESI）、中国质量认证中心（CQC）等机构长期参与IEC/TC100系列标准的制定工作。中国作为全球最大的消费电子产品制造基地，在功耗测量方法的工程应用和测试验证方面具有丰富的实践经验。韩国：韩国电子技术研究院（KETI）和三星电子、LG电子等企业的技术专家在标准制定中贡献了大量测试数据和实践经验。美国：美国消费技术协会（CTA）和主要芯片及整机企业的代表参与了标准内容的讨论和评审。5.3主要推进机构简介——中国电子技术标准化研究院（CESI）中国电子技术标准化研究院（ChinaElectronicsStandardizationInstitute，简称CESI）创建于1963年，是工业和信息化部直属的事业单位，也是中国电子信息领域最权威的标准化专业机构之一。CESI是IEC/TC100的国内技术对口单位，负责组织中国专家参与IEC/TC100及其分技术委员会的国际标准制定工作。在IEC62087-2标准的制修订过程中，CESI组织国内音视频设备制造企业、检测机构和科研院所组成中国专家工作组，深度参与了标准中视频测试信号技术参数的研究和验证工作。CESI依托其下属的国家音视频及多媒体产品质量检验检测中心，开展了大量的比对测试和验证试验，为标准中关键技术指标的确定提供了翔实的试验数据支撑。同时，CESI积极推动该标准在中国的转化实施，主导制定了对应的国家标准和行业标准，推动国内能效检测实验室按照IEC62087-2开展能力建设和测试比对，有效促进了我国家电能效标识制度的实施和音视频产品能效水平的提升。六、标准实施与应用价值6.1对产业界的应用价值IEC62087-2:2023RLV为音视频设备制造商提供了明确的功耗测试方法依据。通过采用统一的测试信号和媒体内容，不同企业之间、不同产品之间的功耗数据具备了可比的基准，有助于企业开展产品能效设计和优化。在国际市场准入方面，企业按照该标准进行的功耗测试结果可作为能效标识、绿色认证和国际互认的支撑文件，降低多国认证的重复测试成本。6.2对能效监管的支撑作用各国能效主管部门和市场监管机构可以依据该标准开展产品功耗的监督检验和市场抽查工作，确保市场上销售的产品功耗标识的真实性和准确性。同时，标准中丰富的信号内容和精细的测量场景，为监管部门评价产品在实际使用条件下的能耗表现提供了技术支撑。6.3对消费者的积极影响统一的功耗测量标准意味着消费者可以通过能效标识在产品之间进行公平的能效比较，降低信息不对称程度。该标准的实施有助于引导消费者选择高能效产品，推动绿色消费理念的实践。6.4对环境保护的贡献通过标准化功耗测量促进产品能效的持续改进，可以显著降低全球范围内音视频设备运行阶段的总能耗，减少与此相关的碳排放和其他环境影响，直接服务于全球碳中和目标的实现。七、结论与展望IEC62087-2:2023RLV的发布标志着音视频设备功耗测量标准化工作进入了一个新的发展阶段。该标准在继承前一版本技术框架的基础上，充分吸收近年来显示技术、信号处理技术和网络应用模式的最新发展成果，显著提升了标准的技术先进性和适用性。展望未来，音视频设备功耗测量标准化工作将面临新的机遇和挑战：第一，随着8K显示、增强现实（AR）/虚拟现实（VR）设备、智能家居终端等新型产品的不断涌现，功耗测量标准需要持续扩展其覆盖范围和技术参数。第二，人工智能（AI）技术在音视频设备中的应用日益普及，AI处理单元（NPU）的功耗特征与传统音视频处理功耗有显著差异，如何在测量信号中有效体现这些特征需要进一步研究和探索。第三，物联网和边缘计算的发展使得音视频设备从单一的播放终端演变为智能家居中的算力节点和交互入口，其工作模式和功耗特性更加多元，对标准测试信号和场景设计提出了更高的要求。第四，在全球碳中和背景下，国际能效法规和标准体系将持续趋严，功耗测量标准的技术指标和测量精度要求将不断提升，需要标准化组织和产业界持续投入和协作。IEC62087-2:2023RLV作为音视频设备功耗测量领域的基石性标准，其科学制定和有效实施将为全球