コラム音楽メディアとフォーマット・MQA Part11

投稿者: INORI - 12月 23, 2017

　Stereophileのジョン・アトキンソン氏が「MQA: Some Claims Examined」という記事を掲載しました。日本語訳をつけるとしたら”MQAについてのクレーム検証”。MQAが2014年の発表以来、賛否の世論が巷にあるなかで、彼らオーディオメディアのエディタ・ライターとしてのスタンスを改めて示しています。

　というのは、懐疑論はエンジニア、メーカー、エディターなどさまざまな立場で傾聴に値するものもありますが、近頃はあの有名な”MQA : Q&A”を掲載したStereophile(もう一つはComputerAudiophile)のエディターやモデレーターがMQAに肯定的だとして感情的かつ侮辱的に批判する論調がネットに存在し、それらへの冷静な反論の機会が今回の記事の背景にあると受け止めています。該当の記事から引用し意訳させて頂きます。

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　その内容ですが「私は騙されていますか？」というアトキンソン氏の皮肉のようなコメントで始まります。そしてMQAの基礎となるJ. Robert Stuart氏とPeter Craven氏によるAES論文で概念を学び感銘を受けたこと、デモンストレーションが説得力があったことを2014年12月の記事「I've Heard the Future of Streaming: Meridian's MQA」で紹介したとしています。「MQAは現在音楽愛好家が体験しているTidalやQobuzの最高CD品質と同じインターネットパイプを通じてハイレゾオーディオを実現します」と。

　また当初は"audio origami"の超音波オクターブがアーチファクトなしにどのようにベースバンドと切り離させるか懐疑的だったが文献が可能であることを示しているようだったこと、2016年5月の記事「Inseide MQA」ではファイルサイズについて検討し、MQAのボブ・スチュアート氏がアトキンソン氏の24bit/88.4kHzオリジナルファイルを16bit/44.1kHzより小さいMQAファイルで送り返し、その主張が明白であることを得たと述べています。

　同記事では「MQAの主張をさらに検討し、エンコードされた超高域データは元の録音のアナログノイズフロア下でカプセル化され下位ビットに埋め込まれるとしていますが、サンプルレートの半分近くでデコードしていない(ファイルの)ノイズフロアが上昇しているのだけれども、これはMQAの超高域データのカプセル化の兆候である可能性があり、その主張は正しいように思えた」としています。

　「MQAの最も重大な主張は、録音に使用されたオリジナルのA/Dとそれを再生するD/Aの両方のタイムドメイン(時間領域)エラーを補正できるということです。これにより数フィートの空気に相当するインパルス応答、耳/脳の時間的感度と同じ形式および順序の時間分解能とを有する完全な録音/再生チェーンが得られます。ジム・オースティン氏が彼の記事内でこの問題の主張のD/Aの見地を調べ、他のライターと私はこのタイムドメイン補正がデコードされたMQAファイルで聞いた常に優れた音質と相関していると推測しました。」

　「しかしデジタル・チェーンの動作をタイムドメインで最適化するには、A/D変換時にとても”short(短い)”なアンチエイリアス・フィルタを使用し、デジタルデータをデコードするときも同様に”short”再構成フィルタを使用します。タイムドメインでデータを制約するほど、周波数領域のデータを少なくすることができます。したがって、これらのフィルタはAurenderレビューの測定結果からわかるように”leaky(漏れやすい)”なため、超高域のイメージがベースバンドに畳み込まれます。このようなフィルターは新しいものではありません。WadiaのDigiMasterフィルターとPioneerのLegato Linearフィルターは両方が1980年代の終わり頃に遡り、AyreのD/AプロセッサーのListenフィルターもshortでleaky、オーディオ帯域より上側でスロー・ロールオフがあります。A/D側ではdCSとAyreのコンバータは両方とも自分のレコーディングで使っていますが、スローロールオフのアンチエイリアシングフィルタが切り替え可能です。」

　「フィルタ固有のエイリアシングが音質を低下させますか？これはすべての録音のスペクトルに依存し、今後ジム・オースティン氏の記事では、MQAが超高域の情報をロッシー的かロスレス的かどうかにエンコードする問題とともに検討されます。」

　「MQAの批評は密接に関わる音楽産業界、オーディオメーカー、消費者を議論に巻き込みます。来月は"As We See It."と題しこれらを説明します。」- John Atkinson

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　次に、Stereophileのジム・オースティン氏が「MQA Tested, Part1」という記事を掲載しています。上述のジョン・アトキンソン氏の記事が総論としたら各論というか、検証的に懐疑論に裏付けを示しながら回答していく体裁と受け止めています。冒頭、彼は「MQAについて心配するのは理解できます。それは大きな問題ですから。すでに多くのレコードレーベルやDACメーカーがサポートし、MQAの開発者らは音質的にも音楽業界体系的にもデジタルが破壊したものを解決する理想的なベンチャーデザインとして考えています。それ以外の方々は物事を別に見ています。」と述べています。(脚注1)

　「これが最初の記事であるシリーズの目標は、専門家としてではなく科学技術ライターとして公正かつ綿密に調査することです。私の役割は絶対的な判断を下すことではなく、専門家と相談しながら証拠を評価し明快にわかりやすく組み立てることです。私がエビデンスを示し人々は自身で決定することができます。」と前置きし、「複雑な案件なので、先ず最初に、MQAのタイムドメインの動作であるデコーダー/レンダラーのインパルス応答について取り上げます。」

　「リクエストから数ヶ月後、MQAのボブ・スチュアート氏が完全なインパルス列を含むMQAにエンコードされたファイルを送付してきました。その後、全く同じ情報を含む非エンコード24bit/96kHz FLACファイルを送ってきたので、MQAの性能を非MQA DACの性能と対等に比較することができました。」

　「インパルスはとても短い信号で、事実としてできうる限り最も短い信号ですが、とても短い信号の応答テストと同様にオーディオシステムのインパルス応答テストであると考えたくなります。インパルス応答テストはこういうことです。しかしインパルスは全ての周波数を含んでいますので、バンド制限システムではバンド内の周波数が全てですが、とても有用で一般的にシステム全体の忠実度を測るために使われます。出力インパルスが入力インパルスにより近く似ていれば、出力はいかなる入力より忠実です。」(脚注2)

　「MQAはボブ・スチュアート氏が述べているようにアナログ入力からアナログ出力のエンド・ツー・エンド技術です。このテストは途中から始めますので、デジタル化されたテスト信号をDACに直接送ることで”アナログ入力”ステージをスキップします。つまり私たちはMQAプロセスの半分をスキップしています。エンコーディングパートはMQAの音質向上の約70％を担っているとスチュアート氏は述べています。私たちがテストしている”レンダラー”(脚注3)はMQAのパフォーマンスに対して約10％寄与しているとスチュアート氏は語りました。」

　「手元にあるDACを測定しました。24bit/192kHzでアナログ出力を記録したので各サンプルは5マイクロ秒(5μs)を少し越えています。小さなマゼンタドットの個々のサンプルを見ることができるようにビューを拡大しました。主な水平分割は100μs離れています。比較を簡単にするために、すべてのプロットに対して同じ垂直スケールを使用しました。」

　テスト機材はBenchmark Media Systems DAC3 HGC (非MQA DAC)とMytek HiFi Brooklyn DAC (MQA DAC)が使用されています。

　「DAC3 HGCは信号の周波数領域での整合性を維持することに重点を置いているためリニアフェーズ(線形位相)・再構成フィルタが使用されており、周波数領域で非常に速くロールオフするので長めのリンギングが発生しやすく、メインピークの前後に対称のリンギングが発生します。これはリニアフェーズ・フィルタの典型です。MQAの根底にある主な概念の1つは、耳/脳のシステムがプリリンギングを不自然とみなすものですが、これにはかなり多くあります。それでもDAC3 HGCは素晴らしいサウンドです。」

図1 Benchmark DAC3 HGC, impulse response (one sample at 0dBFS, 96kHz sampling, 100µs/horizontal div.)

　「次のMytek Brooklyn DACは再構成フィルタをミニマムフェーズ(最小位相)に設定しています。リンギングがありますが、メインインパルスの前にプリリンギングはなく、ポストリンギングは通常、残響の下に埋め込まれます。」

図2 Mytek HiFi Brooklyn, Minimum Phase Filter, impulse response (one sample at 0dBFS, 96kHz sampling, 100µs/horizontal div.)

　「再びBrooklyn DACではスローロールオフ・フィルタに設定しています。これは周波数領域でゆっくりロールオフするフィルタを使うことでタイムドメインを改善することを示しています。レスポンスはとても短いですが、まだリニアフェーズ(かどうか、これがどれくらい問題なのか明らかではありません)がまだプリギンギングのままです。約20μsでしょうか。多くはありません。」

図3 Mytek HiFi Brooklyn, Slow Roll-Off Filter, impulse response (one sample at 0dBFS, 96kHz sampling, 100µs/horizontal div.)

　「次にMQAファイルをDACに送ります。96kHzではなく48kHzなので広いレスポンスを予想します。このレスポンスはかなりリニアフェーズですが、非対称なのは位相応答の非線形性を示唆しています。レスポンスのディテールはDACの特定フィルタにより異なります。」

図4 Benchmark DAC3 HGC, impulse response (one sample at 0dBFS, MQA-encoded, 48kHz sampling, 100µs/horizontal div.)

　「図5はMQAフィルタを有効にしたBrooklyn DACの適切なMQAを示していますが、他のMQA対応DACでも同様である必要があります。これは理想に近くプリリンギングがなくレスポンスは速く短い。MQAのタイムドメインが素晴らしいことを明示しています。Brooklyn DACのスローロールオフ・リニアフェーズフィルタのレスポンスはとても似た幅ですが、わずかにプリリンギングがあります。このような小さな違いは聞こえるでしょうか？」

図5 Mytek Brooklyn DAC with MQA enabled, impulse response (one sample at 0dBFS, MQA-encoded, 48kHz sampling, unfolded to 96kHz, 100µs/horizontal div.)

　「ジョン・アトキンソン氏によるここ数年の計測のヒント(暗示)がなければ驚くかもしれません。私はPCMファイルをBrooklyn DACヘ送りました。MQAファイルではありません。Brooklyn DACのMQAデコードをONにしました。同じ結果のように見えます。本当でしょうか。明らかにMQAデコーダが有効にされている限り、たとえ非MQAファイルでもインパルス応答は基本的に同じです。スチュアート氏は私にこう説明しました。MQAの実装においてMQAデコードが有効の場合、すべてのデータはMQAモデュールに送られファイルタイプを検出し作動します。Brooklyn DACを含むこのように組まれたDACでは非MQAファイルでもMQAのアップサンプリング・レンダラーに送られます。不要なMQAがまともなPCMを干渉していますか？(その場合は)無効にして下さい。」(脚注4)

図6 Mytek Brooklyn DAC with MQA enabled, non-MQA impulse response (one sample at 0dBFS, 96kHz sampling, 100µs/horizontal div.)

　「図6が示していないこと考慮する必要があります。これはMQAが主張するDeblurring(デブラリング)ではありません。MQAではDeblurringとはアナログ/デジタル変換で残っているタイムドメインのアーチファクトを除去することです。このテストファイルはデジタルドメインで作成され送付されているため、ここではアーチファクトはありません。MQAがどのように不完全なファイルを処理するのか、次回の記事ではDeblurringを論証・検証する方法を見つけたいと思っています。」

　「見識ある批評によるMQAに対する課題の1つは、MQAのアプローチがインパルス応答の形状を改善するかもしれないが、と同時にそのサンプリング方法が結果としてエイリアシングの増加を推定させ、まさにインパルスが生じたときに乱れをもたらすということです(*1)。彼らが正しいとすれば、どんなにタイムドメインが優位でもオフセットするでしょう。私は左チャンネルにMQAと右チャンネルに非MQAで、MQAと非MQAのインパルスレスポンスを同期させました。マイクロセカンドスケールで調べたインパルス間隔0.7msの30秒以上でMQAのインパルスが打ち切られた場所ではランダムなオフセットやオフセットは見られませんでした。」
　*1- アトキンソン氏に尋ねたところ、エイリアス・アーチファクトの存在がタイミングを不正確にすると主張する方を指しているということでした。

　「これは大きなパズルの小さな断片ですが、スタートです。MQAのフィルタ（非MQA DACでは再構成フィルタと呼ばれる）は、明らかにタイムドメインでとても良好に動作します。」(脚注5)

　「次回は、確かMQAの圧縮にはロッシーとの見方がありますが、それは本当に重要なことですか？」

　そしてこのテストにはMQAのコメントが付則されています。

　「図4のグラフはデコーダなしで直接MQAファイルをアナログに変換した結果を示しています。オースティン氏の文章では”このレスポンスはかなりリニアフェーズですが、非対称なのは位相応答の非線形性を示唆しています”と記述されています。48kHzのMQAテスト信号波形を見るとプリ応答はありません。図5から察するデコーダの"展開”が完全なインパルスを再現することはすばらしいことです。図4は特定のDAC（プリ・ポストリングを引き起こすおそれのある）のリニアフェーズ(線形位相)応答の信号の畳み込みを示しています。結果は非MQAファイルの場合でも同様で、フィルタタイプ（リニアまたはミニマムフェーズ）、レートおよびユーザー設定により他のコンバータでも異なるでしょう。」

図7 MQA-encoded impulse response sampled at 48kHz (50µs/horizontal div.)

　「この状況はMQAデコーダでは異なります。(たとえば、図5のようにすべてのMQA DACの応答が同じであることを望んでいます)　- Bob Stuart

脚注1：この問題はAs We See It を見てください - ジョン・アトキンソン
脚注2：厳密に言えば、DACのインパルス応答をテストするために使用する信号は、信号がサンプルレートの半分まで帯域制限されるというナイキスト/シャノン要件を破るという点で”イリーガル(不規則)”です - ジョン・アトキンソン
脚注3：コア・デコーダはMQAテストファイル用の回路の中にありますが、通常のアンパック処理以外ではそれほど多くありません。- ジム・オースティン
脚注4：ただしこの問題はAurender A10のレビューを参照してください。そこではMQAではない通常のPCMファイルが内蔵ドライブに保存されているため、MQAフィルタはオフにできません - ジョン・アトキンソン
脚注5：しかし私の測定値が示すように、このフィルタは周波数領域で "leaky(漏れやすい)"ものです - ジョン・アトキンソン

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　2017.12.11-12日にかけてStereophileに相次いで掲載されたMQA関連記事をご覧頂きました。アトキンソン氏の記事の前段では彼が2014年のMQAリリース時からジャーナリストとしてフォーマットをずっと追っていたこと、そして肯定論も懐疑論も技術的にわかる限りの範囲で把握していたることをうかがい知ることができるコンテクストを文章全体から見い出せます。また後段ではMQAフィルタ(再構成フィルタ)が新しいものではないことと"leaky"であることが述べられています。

　後半のオースティン氏の記事は懐疑論への技術的な検証、場合により反証となっている内容です。MQAファイルとnon-MQAファイルとをMQAフィルタ(非MQA DACでは再構成フィルタと称される)とその他のフィルタに通したインパルス応答の比較ではMQAフィルタはとても良好ですが、彼が言及しているようにインパルス応答性能はMQAのプロセスのD/A側での一部だということです。

　巷の技術的懐疑論はMQAがD/A側で再構成フィルタを追加しただけに過ぎない(エンコード側ではDRMを付加しただけ)という”前提”に立っていることから、今回の検証は意味のあるものだと受け止めています。両氏の記事は続くようですので次回があるとすれば引き続き関心は尽きません。最後に、今回記事の引用の機会をいただいたStereophileのジョン・アトキンソン氏へ謝意を申し上げます。

＊「」の引用文は英文を意訳したものです。正確性が必要ならば各本文をご参照下さい。
＊画像出典：Stereophile「MQA Tested, Part1」Jim Austin | Dec12, 2017

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