Bob Stuarts MQA - Visie of Hype?

Bob Stuart is in de hifi-scene vooral bekend als medeoprichter en ontwikkelaar van Meridian Audio. Sinds enkele jaren trekt de Brit echter de aandacht met de audio-codec MQA. Met dit nieuwe formaat wil Stuart niet minder dan de digitale muziekdistributie de muziekindustrie revolutioneren. Met de recente start van MQA-streaming op TIDAL in hires-kwaliteit is dat misschien al gelukt.  

Omstreden onderwerp

Sinds de eerste presentatie van MQA (Master Quality Authenticated) in 2014 laaien de discussies wereldwijd op. Zoals gebruikelijk in de wereld van hoogwaardige weergave, zijn deze discussies vaak gekleurd door vooroordelen, wilde speculaties en onwetendheid. Al is het gebrek aan kennis in dit geval wel te vergeven, want zonder diepgaande kennis van digitale audiodata en actuele ontwikkelingen in de informatietheorie is MQA nauwelijks uit te leggen, laat staan te begrijpen.  

Waarom MQA?

(Zeer) eenvoudig gezegd zien Stuart en zijn zakenpartner Peter Craven de huidige "hires"-trend naar steeds hogere samplingrates en resoluties als een verkeerde ontwikkeling. Het is inmiddels algemeen aanvaard dat ook audio-informatie boven de vroeger aangenomen "hoordrempel" van 20 kHz wel degelijk invloed kan hebben op de geluidskwaliteit van een opname. Digitale opnames met meer dan cd-kwaliteit (44,1 kHz/16 bit) zijn dus zeker zinvol (Een digitaal muziekbestand kan toonfrequenties tot de zogenaamde Nyquist-frequentie weergeven, die gelijk is aan de helft van de samplingfrequentie. Een bestand met 44,1 kHz kan dus frequenties tot 22,5 kHz weergeven.) Volgens Stuart en Craven is de daadwerkelijke informatie-inhoud die met hogere samplingfrequenties kan worden vastgelegd relatief gering, maar wordt dit "gekocht" met een enorme toename in datarate en dus bestandsgrootte. Anders gezegd: een bestand met 96 kHz/24 bit is meer dan twee keer zo groot als hetzelfde nummer in cd-kwaliteit, maar biedt lang niet twee keer zoveel audio-informatie. Dit effect wordt nog duidelijker bij de stap van 96 kHz/24 bit naar 192 kHz/24 bit. Opnieuw verdubbelt de bestandsgrootte, maar de winst aan informatie is minimaal. Het overgrote deel van de extra data wordt (volgens Stuart en Craven) verspild aan het digitaliseren van stilte en ruis.

Informatiewaarde van een muziekopname aan de hand van een Ravel-opname (rode lijn: muzieksignaal, blauwe lijn: basisruis van de opname): Een sampling van 48 kHz (groen gebied A) legt al een groot deel van de muziekinformatie tot 24 kHz vast. Bij een sampling van 96 kHz (dubbele bestandsgrootte, roze gebied B) komen er relevante gegevens tot 48 kHz bij, maar slechts in geringe mate. Een nieuwe verdubbeling van samplingfrequentie en bestandsgrootte naar 192 kHz (paars gebied C) levert nauwelijks nog extra informatie op, omdat het nuttige signaal hier vrijwel volledig in de ruis verdwijnt. Verder valt op dat de hogere dynamiekresolutie van 24 bit-opnames vergeleken met 16 bit (lichtgroene lijn bij ca. -120 dB) slechts gebieden vastlegt die sowieso al in de ruis verdwijnen.  

Origami met muziek

MQA pakt dit anders aan. De codec concentreert zich op het gebied waar de meeste muziekinformatie zich bevindt en behoudt deze perfect. De extra informatie in de hogere frequenties wordt gecomprimeerd en als het ware verstopt in het ruisgebied van de lagere frequenties. Dit proces, dat Stuart "muziek-origami" noemt, kan herhaald worden: De informatie van een opname met 192 kHz / 24 bit wordt eerst "gevouwen" naar een bestand met 96 kHz / 24 bit, dat vervolgens opnieuw wordt gevouwen naar 48 kHz / 24 bit. Het resulterende bestand kan uiteindelijk als FLAC-container worden opgeslagen en is maar iets groter dan een normaal FLAC-bestand in cd-kwaliteit (MQA spreekt van ca. 20 - 30% extra bestandsgrootte), maar veel kleiner dan een hires-bestand. Dit bestand kan eenvoudig gestreamd of gedownload worden en op elk gebruikelijk afspeelapparaat met cd-kwaliteit worden afgespeeld. Als het afspeelapparaat echter over een MQA-decoder beschikt, kan deze de muziek-origami weer "ontvouwen" en de opname in de oorspronkelijke hoge resolutie master-kwaliteit afspelen.  

Video: Bob Stuart legt de muziek-origami van MQA uit (Engels)

   

Is MQA verliesvrij?

Tot zover (in sterk vereenvoudigde vorm) de theorie. Direct na de bekendmaking van MQA ontstonden hierover echter al de eerste felle discussies, bijvoorbeeld over de vraag in hoeverre MQA daadwerkelijk als "lossless", dus verliesvrije codec, kan worden beschouwd. En Bob Stuart drukt formuleert zich sinds die tijd uiterst omzichtig voor om een direct antwoord op deze vraag te vermijden. Het is nog voorstelbaar dat het grootste deel van de informatie in het hoge frequentiebereik datagereduceerd kan worden opgeslagen zonder daadwerkelijk informatieverlies. Maar de vraag blijft hoe en waar deze informatie dan in het resulterende bestand wordt verstopt. Tenminste met betrekking tot de pure digitale data moet er dus ergens informatie verloren gaan. Op Wikipedia wordt MQA daarom ook als "lossy" aangeduid. Stuart blijft er echter bij dat alleen onnodig gedigitaliseerde ruis verloren gaat, en dat deze bij het decoderen van het bestand met een passende filtering weer kan worden hersteld.  

MQA klinkt altijd beter!

MQA, Bob Stuart en steeds meer anderen beweren zelfs dat een MQA-gecodeerd muziekstuk zelfs beter zou klinken op een apparaat dat niet MQA-geschikt is. Dat klinkt verbazingwekkend, maar is eigenlijk niet zo onlogisch, want hier komt de "authenticatie" in Master Quality Authenticated om de hoek kijken. MQA ziet zichzelf niet als pure codec, maar als een standaard die alle aspecten van digitale muziekdistributie van opname tot weergave omvat. Het overgrote deel van de digitaal beschikbare muziekcatalogus is gemaakt door oorspronkelijk analoge masterbanden te digitaliseren. Vooral bij oudere digitaliseringen, maar tot op zekere hoogte ook vandaag nog, veroorzaken de gebruikte analoog-digitaal omzetters tijdens dit proces verschillende mate van samplingfouten. Sterk vereenvoudigd kun je het je zo voorstellen: Tot aan de genoemde Nyquist-frequentie kan een digitale sampling daadwerkelijk de verschillende frequenties van een muzieksignaal perfect weergeven. De steilheid van het signaal, oftewel het in- en uitschakelen van de toon, correct weergeven is echter veel moeilijker, vooral bij hoge tonen dicht bij de Nyquist-frequentie. De filtering die bij de A/D-conversie wordt gebruikt, zorgt hier voor een "trager" signaal, dus een signaal met een lagere steilheid. Bovendien ontstaan er zowel aan de in- als uitschakkant artefacten, zogenaamde overshooters (Engels: ringing). Vooral overshooters aan het begin van een toon kunnen de subjectief waargenomen geluidskwaliteit sterk beïnvloeden, omdat ze bij een natuurlijk geluid nooit voorkomen. Deze effecten noemen Stuart en Craven "Time Smear" (ongeveer: "tijdelijke vervaging"). Volgens hen is elke digitale opname die gebaseerd is op een bandmaster hier onvermijdelijk door getroffen. Maar de twee uitvinders hebben ontdekt dat deze fouten voor elke gebruikte A/D-converter een heel eigen signatuur hebben, als een soort vingerafdruk, en dus kunnen worden gecorrigeerd.  

Zo ziet MQA (blauwe lijn) eruit in vergelijking met een conventionele codering in 192 kHz / 24 bit (rode lijn). In het ideale geval moet MQA in staat zijn een muzieksignaal veel preciezer in de tijd en vooral zonder storende artefacten in de aanvangsfase weer te geven.   Idealiter gebeurt deze correctie direct bij de opname of omzetting. Als bekend is welke A/D-converter is gebruikt, kunnen ook bestaande digitale opnames met dezelfde nauwkeurigheid worden gecorrigeerd. En voor het geval dat deze informatie niet beschikbaar is, heeft MQA een geavanceerd algoritme ontwikkeld dat een bestaande digitale opname analyseert en de "vingerafdruk" van de gebruikte converter identificeert. Voordat de eigenlijke MQA-codec wordt toegepast en zijn "muziek-origami" uitvoert, worden dus eerst de door de oorspronkelijke analoog-digitaal omzetting veroorzaakte tijdsfouten gecorrigeerd. Daarom kan een MQA-gecodeerd bestand ook op een niet-MQA-apparaat beter klinken dan de tot nu toe beschikbare opnames. Sommige testers gaan zelfs zo ver dat ze sommige MQA-bestanden, afgespeeld als 48 kHz op een conventionele D/A-converter zonder MQA-ondersteuning, een betere geluidskwaliteit toeschrijven dan de vergelijkbare hires-bestanden in 96 kHz of 192 kHz. Maar om optimaal te kunnen genieten van de originele master-kwaliteit, is uiteraard een MQA-geschikt apparaat nodig. En hier heeft MQA nog een extra authenticatiestap toegevoegd: In de MQA-datastroom zijn gegevens ingebed die verifiëren dat een gestreamd of gedownload bestand onderweg niet is beschadigd of gewijzigd. Gecertificeerde MQA-apparaten beschikken over een bijbehorende indicator die oplicht als het afgespeelde bestand op basis van deze informatie is geauthenticeerd. Volgens MQA levert dit dan een geluidskwaliteit op die zo dicht mogelijk bij de oorspronkelijke opname komt met de aanwezige apparatuur.  

Filosofie en business

Bob Stuart wordt vaak geciteerd met de uitspraak dat MQA veel meer een filosofie dan een codec is. En niemand zal de ervaren uitvinder zijn liefde voor muziek en de best mogelijke weergave willen ontzeggen. Maar het is ook een feit dat Stuart, Craven en hun bedrijf MQA, Ltd. met deze technologie geld willen verdienen. Om volledig te kunnen genieten van de MQA-geluidskwaliteit is ten minste een MQA-gecertificeerde D/A-converter nodig. En de fabrikanten van MQA-producten moeten uiteraard voor elk verkocht apparaat een licentievergoeding betalen, evenals muziekstudio’s en streamingdiensten die met de verbeterde geluidskwaliteit willen adverteren. Dat verklaart waarschijnlijk ook waarom juist prominente vertegenwoordigers van hifi-fabrikanten zich luidruchtig in de MQA-discussie mengen. Want afgezien van de licentiekosten die integratie van MQA met zich mee zou brengen, vrezen velen een inmenging in het ontwerp van hun apparaten. MQA schrijft namelijk het gebruik van bepaalde chipsets voor voor de decodering en authenticatie van MQA. Wat er precies in deze chips gebeurt, weet alleen MQA; andere fabrikanten kunnen daar momenteel geen enkele invloed op uitoefenen. Vooral bedrijven als PS Audio of Chord Electronics, die tot nu toe hun eigen D/A-converter-algoritmes op basis van vrij programmeerbare FPGA-chips gebruiken, zouden hun technische benadering volledig moeten aanpassen als MQA een onmisbare standaard in de hifi-wereld zou worden.  

MQA afspelen

Misschien is daarom de lijst van partnerfabrikanten bij MQA tot nu toe nog vrij overzichtelijk gebleven. Maar naast - niet verrassend - Meridian, zijn er met Pioneer, Onkyo, Technics en NAD al enkele grote namen, evenals kleinere specialisten zoals Mytek, Aurender of Brinkmann. Ook de naam Bluesound komt voor in deze lijst, en door recente ontwikkelingen neemt deze multiroom-dochter van NAD een bijzondere positie op de markt in. Tot voor kort was, zoals gebruikelijk bij de introductie van een nieuwe standaard, het zeer beperkte aanbod van beschikbare MQA-muziek een van de belangrijkste argumenten van critici. Er is al enige tijd een raamovereenkomst met Warner Music, en op downloadportalen is MQA-muziek te koop. Maar in het geheel van de muziekindustrie zijn enkele honderden audiophile albums niet meer dan voetnoten. Sinds begin januari ziet de MQA-wereld er echter heel anders uit.  

MQA en TIDAL

Precies op tijd voor de start van de CES werd namelijk de lang aangekondigde samenwerking tussen MQA en de streamingdienst Tidal eindelijk gelanceerd. Alle abonnees van het "HiFi" premium-aanbod van Tidal kunnen nu geselecteerde albums in originele master-kwaliteit streamen. Het aanbod is ook hier nog beperkt, maar er zijn al tal van klassiekers uit de pop- en rockgeschiedenis en recent materiaal van populaire artiesten als Beyoncé of Coldplay beschikbaar. Dat streaming de toekomst van de muziekindustrie als geheel is, staat niet meer ter discussie. Maar voor echte hifi-fans op zoek naar de best mogelijke geluidskwaliteit waren hoge resolutie downloads in het digitale domein tot nu toe altijd de voorkeur. Als MQA echter ook bij streaming de beloofde kwaliteit levert en Tidal zijn belofte waarmaakt om alle nieuwe albums voortaan in MQA aan te bieden, is er nu in ieder geval een interessant alternatief.  

Tidal toont alle huidige MQA-titels onder de rubriek "Masters" in het albumoverzicht en belooft regelmatige aanvullingen  

Op dit moment is het gebruik van MQA nog (bijna) uitsluitend beperkt tot de desktopversies van Tidal. Om "echte" MQA van de computer af te spelen, moet de applicatie zo worden ingesteld dat het de geluids- en volumeregeling van het systeem omzeilt ("Exclusieve modus")    

MQA met Bluesound

Er is momenteel echter nog een kleine beperking, en hier speelt Bluesound weer een rol. Op dit moment is de MQA-ondersteuning van Tidal alleen beschikbaar op de desktopversies voor Windows en Mac. Mobiele afspeelapparaten en andere systemen zijn voorlopig nog uitgesloten. Alle andere systemen? Nee, niet helemaal, want een vastberaden Brits-Canadese fabrikant van hoogwaardige multiroom-systemen heeft zijn huiswerk gedaan en kon al bij de introductie van MQA op Tidal een afspeelmogelijkheid bieden die niet afhankelijk is van een computer. Alle producten van Bluesound, inclusief de apps voor iOS en Android, kunnen nu al MQA-streams van Tidal in volledige masterband-kwaliteit afspelen. Daar hoort bijvoorbeeld ook de Bluesound Node 2 bij, die eenvoudig op het bestaande hifi-systeem wordt aangesloten en zo elk systeem MQA-geschikt maakt.  

Multiroom in MQA-kwaliteit? Met Bluesound geen probleem    

Authentieke kwaliteit - MQA-weergave in de Bluesound-app   Of MQA nu echt de redding van goed geluid is, zoals Bob Stuart beweert, of toch slechts een hype, laat dit artikel in het midden. Ook de vele andere openstaande vragen blijven onbeantwoord – wat is de waarde van authenticatie van de masterband, als bekend is dat tijdens een muziekproductie of remastering meestal vaak wordt geschakeld tussen analoog en digitaal en tussen verschillende digitale formaten en samplingrates? En waarom negeert Bob Stuart in zijn uitleg de hele breedte van elektronische muziek, die al zo’n 20 jaar volledig digitaal wordt geproduceerd, vaak geen microfoon of analoge band heeft gezien, en daarom meestal veel minder ruis heeft dan oudere opnamen? Is MQA alleen iets voor hifi-fans boven de 60, die niets moeten hebben van moderne technologie? Waarschijnlijk niet. De enige echt belangrijke vraag is: hoe goed klinkt MQA nu werkelijk? Alles daarbuiten is slechts theorie, en daarom plannen we binnenkort een uitgebreide luistertest in Auditorium Hamm. Zodra de details bekend zijn, zullen we iedereen uitnodigen, zodat zo veel mogelijk mensen de kans krijgen hun eigen mening over MQA te vormen.