什麼是MQA？（一）概念說明
摘錄自 audionet https://www.audionet.com.tw
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相信關注Hi-Res高解析音樂的朋友，都有聽過MQA這個名辭，但很多人一知半解。你可知道，MQA的處理方式是將聲音資訊「折疊再折疊」？而不同的器材設備、不同的播放方式，同一個MQA檔案會展現不同的聲音效果？為何MQA的副檔名是FLAC，它們之間有何關聯？還有，你可知道，其實透過OPPO藍光播放機就能避開重重解碼問題，直接獲得「最高等級」MQA播放效果？到底MQA是一個什麼樣的處理技術，現在又有哪些軟體、硬體、網路串流支援？這回我們一次解答。
什麼是MQA？ MQA是什麼？它的原文是Master Quality Authenticated的縮寫，是英國Meridian共同創辦人Bob Stuart所主導開發的一種音訊編碼技術。講到Meridian，相信很多劇院老玩家都知道，它是世界上對音效編碼與壓縮技術最有貢獻的品牌之一，例如MLP（Meridian Lossless Packing）壓縮技術就是源自Meridian，而這個MLP就是Dolby TrueHD和dts-HD等多聲道音效壓縮技術的核心，被廣泛運用於DVD、DVD-Audio、BD與UHD BD等光碟軟體，我們甚至可以說，因為有Meridian MLP，才有今日家庭劇院音效的運用與風行。 那Bob Stuart所推出的MQA是什麼呢？簡單說，就是針對市場上越來越廣泛的Hi-Res高解析音訊所開發的編碼壓縮技術。大家都知道Hi-Res音訊的好處在於解析度高、資料量大、聲音質感細膩，然而它的問題就是檔案很大，而且為了維持Hi-Res高資訊量的好處，我們只能使用「無損失」的壓縮編碼技術，例如FLAC或Apple Lossless格式，經過這些無損壓縮處理之後，能一定程度縮減檔案大小，但仍然不夠完美，用於下載尚可接受，用於串流就仍嫌龐大。 就因為受到網路頻寬的限制，今日的網路音樂串流服務標榜能夠提供「CD等級音質」就很不錯了，例如Deezer Elite、Qobuz 與Tidal HiFi等等。而MQA的好處，就是它可以將Hi-Res音訊壓縮到只有「CD等級音質」大小，讓網路串流Hi-Res音訊成為可能。而這點就讓MQA受到關注，要知道，網路串流是今日最有發展潛力的生意模式，各項調查報告都指出：在實體唱片、檔案下載、網路串流等各種音樂販售模式中，網路串流的營業額是唯一不斷快速成長者，而且未來還會持續，而MQA對這場串流服務競爭有著重要意義，所有經營網路串流的業者無人不關注MQA的可能性。 |
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| 一向關注高解析音樂的2L Music網站現在有提供多種解析度檔案供網友下載，其中就包含MQA，圖中「MQA Stereo」一欄便是。請留意，我們以第一條曲目MAGIFICAT為例，都是一樣長度的立體聲曲目，CD等級的44.1kHz/16bit版本大小為23MB、MQA為50MB、96kHz/24bit為90MB、192kHz/24bit為185MB、352.8kHz/24bit為410MB。其中MQA版本僅大於CD，小於所有的Hi-Res解析度FLAC檔案，而你知道這個MQA檔案完全展開時的解析度能有多高嗎？答案是352.8kHz/24bit，由此你就能知道它有多省空間了吧。 |
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| 再來我們比較同樣原始解析度都是352.8kHz/24bit的FLAC檔案和經過MQA編碼處理的檔案（副檔名也是FLAC），兩者都具備展現352.8kHz/24bit音質的潛力，都是一樣長度的立體聲曲目，經過MQA編碼之後的檔案大幅縮小，差距最多的可以達到八倍以上，差距最小的也有五倍左右。 |
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因為MQA能將高解析音訊壓縮成只有接近CD等級大小，讓網路串流高解析成為可能，受到不少音樂串流服務商的青睞，其中最受本地消費者期待的就是TIDAL，在2017年初，TIDAL就推出了以MQA編碼的音樂串流服務，稱為TIDAL Master，能提供88.2kHz/24bit或96kHz/24bit等級的Hi-Res音樂串流內容。
特殊的壓縮方式：折疊、折疊、再折疊 那MQA是怎麼縮小的呢？簡單來說，就是將24kHz以上的極高頻聲音資訊，以編碼方式藏到0Hz~24kHz的頻寬之中，並改裝成小音量訊號（有人說類似噪音的型態），這樣聽起來很玄，而Bob Stuart是用一個很簡明的方式來向大家說明，他說MQA就好像一張紙，上面承載了Hi-Res音訊的所有資訊，折疊（fold）之後，它所佔檔案大小就只有原本的一半，解碼時只要再將紙張展開（unfold），你就可以得到原始的資訊量。而MQA的特色就是可以折疊、折疊、再折疊，讓檔案資訊縮小、縮小、再縮小。 舉例來說，原本96kHz的Hi-Res音訊檔案折疊之後，就能變得跟CD等級檔案（48kHz）類似大小，而這樣的折疊可以進行多次，現階段MQA最高可以支援到352.8kHz（或384kHz）解析度，進行三次折疊之後，檔案大小就相當於44.1kHz（或48kHz），如果你覺得難以想像，可以參考本篇的多種圖片說明。當然，這只是讓一般人容易理解的一個說法，實際的運作是更為複雜的編碼過程。 而編碼壓縮完成之後的資訊，Bob Stuart稱之為Music Origami，他特別強調， MQA雖然能大幅壓縮檔案大小，但是能在解碼之後還原出相同的檔案資訊，所以和MP3這類的「破壞性壓縮」不同。儘管MQA可以折疊再折疊，它仍然是一種無損失的技術，Bob Stuart標榜MQA在完全展開（unfold）之後，能讓使用者聽到錄音室裡原汁原味的聲音效果，對Hi-Res檔案的儲存與播放能帶來很大效益。 因為能將檔案大小壓縮到跟CD同級，讓高解析音樂透過網路串流變成可能，讓原本就標榜能提供CD音質的音樂串流服務，視MQA為升級加值的利器，其中最受台灣音響迷期盼的就是TIDAL，其在2017 CES展覽期間已正式推出MQA音訊的串流服務，稱為TIDAL Master，能提供88.2kHz/24bit或96kHz/24bit等級的Hi-Res音樂內容串流。只要是原本TIDAL HiFi（無損CD音質）的用戶，都可以直接升級為TIDAL Master用戶。而提供TIDAL Master內容的來源主要為華納音樂集團（Warner Music Group）、TIDAL歌手及獨立唱片公司，歌曲數目據說超過 30,000首以上，香港等地區發燒友早已有人採用，可惜的是，TIDAL至今仍未在台灣開放。 |
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| 這是MQA官方提供的概念簡圖，第一步是先取得原汁原味的音樂訊號，有最高的解析度和音質。然後經過MQA方式編碼處理（稱為Music Origami），就好像將音樂資訊折疊一般。最後達成MQA檔案，錄音師只要使用MQA的編碼工具，就可以審視它在不同解碼狀態下的效果。（圖片取自MQA） |
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| 在Bob Stuart的官方blog中也有用這幾張圖來說明MQA的解碼方式，其中可以看到檔案結構和頻率響應。請見圖1，這是無解碼（無展開）時的檔案播放狀態，只能呈現0~24kHz頻寬之間的聲音資訊，標示為A。而無損失的聲音資訊B和C以編碼方式隱藏在0~24kHz頻寬之間的微小音量部份（甚至類似於噪音的型態），此時能播放出44.1kHz或48kHz取樣率的聲音效果。 |
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| 請見圖2，如果透過軟體能進行一次的展開，也就是MQA Core解碼，那麼就可以將其中的無損失音訊B進行展開，此時能呈現88.2kHz或96kHz的聲音效果。此時也一併提供了下一階段展開所需要的相關資訊。 |
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請見圖3，如果是透過硬體能進行Full decoder，那麼就能再將隱藏於聲音資訊中的無損失資訊C再進行展開，此時能獲得最佳的聲音效果。MQA Renderer的展開也是相同效果，差異在於功能較為受限，例如輸出能力較差、不支援MQA串流等等，是適用於小型行動裝置的方案。
為何MQA的副檔名是FLAC？ 除了壓縮方式特殊之外，MQA還有許多特性與我們一般熟悉的Hi-Res音樂檔案不同，例如其中一項，MQA本身沒有專屬的副檔名，而是結合多種我們已經熟悉的副檔名。你可以這樣來理解，MQA是一種編碼的方式，而不是檔案的「格式」，與WAV、FLAC這些檔案格式並不相同。MQA等於是利用FLAC等格式作為載體，內含MQA資訊內容，就好像FLAC是一個容器，裡面裝的是MQA編碼後的數據資料。而這個容器的條件必須是「無損失編碼的PCM格式」，所以可以是FLAC、WAV，也可以是ALAC。不過現階段 2L Music、e-onkyo 等網站所能下載的MQA檔案都是以FLAC格式為主，這就是為什麼大家看到MQA檔案的副檔名幾乎都是FLAC的原因。 這麼做會有一個狀況，就是容易混淆，很多消費者搞不清楚為何MQA的副檔名是FLAC，也造成MQA檔案和一般FLAC檔案不易辨識。例如2L Music在網站上開放下載的檔案，就會以檔案的名稱來進行區別，例如同一首曲目，一般的FLAC檔名為：2L-125_xxx_04.flac。而MQA版本的檔名為：2L-125_xxx_04.mqa.flac，而它們的實際副檔名都是FLAC。 那為什麼要這麼做呢？因為能帶來一個非常大的好處，就是播放的「支援性」。假如，MQA如同FLAC一樣，是一種新出現的「格式」，那麼要業界所有的軟體、硬體都納入支援，絕對要花上不少時日，將阻礙MQA的使用和普及。而現在採用這樣的方式，原本所有支援FLAC、WAV、ALAC等格式的軟硬體都能直接支援MQA，直接進行播放，業界完全不用重新適應，消費者也幾乎不會碰到支援性的問題，能大幅提高MQA的運用與流通，是很聰明的作法。 任何裝置都能播放MQA，但效果可能不同 再來MQA還有一個特性，如果你沒有支援MQA的設備或軟體，照樣能播放MQA檔案，只是播放出來的就是受限的效果，也就是44.1kHz或48kHz的聲音資訊，無法展現出檔案原始的高資訊量，不過即便如此，44.1kHz或48kHz也相當於「無壓縮」的CD等級了，所以就算你的設備不支援MQA，也能從同一個檔案聽到CD等級音訊，已經優於多數傳統的壓縮格式（例如MP3）。但如果你的設備或軟體有支援MQA解碼，隨著播放設備不同、操作方式不同，同一個MQA檔案仍然會呈現出不同效果，設備等級越高效果越好。 為什麼要這樣做呢？這其實是很合理而且周到的做法。因為今日跟早年以黑膠、CD等實體唱片為播放載體的狀況有很大不同，今日大家播放數位音樂檔案有很多種方式，每個人的需求、採用的設備等級也都不同，因此，同一個檔案會面臨多種設備、環境和解碼條件，如果不能對應所有的狀況，將會造成使用上的困難，也就是今日我們面臨的這個局面。 舉個例子你就明白了，例如我們在網路上花錢買了一個192kHz/24bit的檔案，以消費者角度，當然希望所有裝置都能播放，無論是PC、NAS、手機、USB隨身碟…等統統都可以播，愛怎麼聽就怎麼聽，有最大的利用率。然而現實的狀況是常常有困難，例如手機不支援192kHz，那麼這個買來的檔案就只能在家裡使用了，無法跟著手機帶出門。而MQA不同，無論你的設備條件如何，它統統都可以播放，可以歸納出以下四種播放狀況。 No decode：就是你的播放環境（包含軟體和硬體）完全沒有解碼MQA的能力，沒關係，一樣能播放MQA檔案，不過只能辨識成最低規格。舉例來說，使用一個不具備MQA解碼能力的軟體或播放器，播放一個192kHz/24bit的MQA編碼檔案，就會得到48kHz的聲音效果。前面說過，雖然無法展現MQA的全部實力，不能算是Hi-Res，但最少也有「CD等級」，對許多人來說「CD等級」已經足夠提供夠水準的聲音了。不過要留意一點，就是設備支援的檔案「格式」要對應，例如某個MQA編碼的檔案，其格式為FLAC，那麼你的播放設備自然要支援FLAC格式，如果連這點都辦不到，自然就不能播放了。 |
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| MQA Core：簡單說，當採用能對應MQA的「軟體」播放時（軟體解碼），能讓MQA音訊展開（unfold）第一層折疊，例如在電腦端採用Tidal HiFi、Audirvana或Roon這些支援MQA的軟體，就可以展開MQA的第一層折疊，其解析度最高不超過96kHz/24bit或88.2kHz/24bit。例如，你用Tidal HiFi播放一個原始編碼為192kHz/24bit的MQA檔案，最終播放出來的效果會是96kHz/24bit，而這種展開MQA第一層折疊之後輸出的音訊，也被稱為MQA Core。 |
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Full Decoder：如果是採用能對應MQA的「硬體」裝置播放（硬體解碼），除了能將音訊做第一層展開（Origami unfold to Core），接著還進行更多層的展開，和各種相關處理，最終展現出最完整的MQA效果，展現音訊的最佳解析度。例如，你採用具備高級MQA解碼能力的硬體裝置，播放一個原始編碼為352.8kHz/24bit的MQA檔案，最終播放出來的效果就會是352.8kHz/24bit，不打折，而此時就是MQA最佳的播放狀態，聲音質感也是最佳的。
那如果PC端的「播放軟體」和USB DAC這類的「硬體」兩個環節都具備MQA解碼能力呢？那麼就會有兩種解碼方式，第一種，是由播放軟體進行第一層展開，再交由USB DAC進行後續解碼。第二種，是直接交由後端的USB DAC進行硬體解碼。以TIDAL播放軟體為例，其選單中就可以設定「Pass through MQA」，就是將音訊直接交由USB DAC來進行解碼，如果搭配的USB DAC具備優秀的硬體解碼能力時，這個選項將可能達到較好的效果。 |
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MQA Renderer：這個比較特別，可以算是比較輕濟、輕量的MQA解決方案（low cost, lightweight solution）。簡單說，就是運用於小型或行動型裝置上，可以進行MQA解碼，不過其最高解析度會受限於裝置的解碼能力，而且不支援MQA串流。另外，就是它只能對應單一或少量的訊號格式輸入，例如audioquest DragonFly就是典型，它能解碼MQA，只有單一輸入，而且不支援MQA串流播放。
MQA在解碼過程中還有一個特性值得一提，就是其解碼過程是一層層展開的，前一層展開後，會挾帶讓後一層展開的必要資訊，例如MQA Core展開之後就挾帶了必要資訊，能夠進行下一階段Full decoder或是MQA Renderer的完整解碼。 那是不是沒有達到Full decoder等級，就等於解碼不完全、玩半套，效果會不好呢？MQA的官方文件中有提到，不管是No decode、MQA Core、Full decoder所產生出的聲音效果，錄音師都可以在製作端進行個別檢視，以確保三種產出結果都是處於最佳狀態，也就是說，只是受到播放條件限制而有不同的聲音解析度，但效果都是能做到最佳化的，這是MQA官方的說法。 當以軟體來解碼時，只能達成一次性的MQA Core解碼，一定會有人想問：有沒有辦法透過軟體解碼一次就達成Full decoder狀態呢？Bob Stuart曾在受訪時提到：這是不可能的，因為MQA是一個完整的音樂訊號編碼和解碼的過程，它的開始和結束都必須是類比訊號（MQA is an analog to analog process.），要做到Full decoder必須知道最末端的DAC為何種型態，是否支援MQA解碼，因此，PC上的軟體解碼只能做到MQA Core階段的第一層展開，無法做到Full decoder的完全展開。 有一統江湖的可能性？ 看了這麼多不同的狀況和解碼方式，是不是覺得有點頭暈呢？怎麼事情好像越來越複雜了？其實，MQA的設計並非要把事情搞複雜，而是要達成最簡單、最易用的狀態。 我們先放下音響迷的執著，不要計較「是否達成Full decoder的狀態」，先用一般的使用情境來看。試想一下，未來隨著網路頻寬增加、數位檔案價格下滑，Hi-Res檔案勢必越來越多，如果你取得了一個352.8kHz/24bit FLAC檔案（我們以2L的MAGNIFICAT測試檔案為例），它的大小為410MB，不僅佔空間，而且只要手邊的軟體或硬體不支援，就是不能播，所以取得之後，只能放在某些有空間、而且支援352.8kHz取樣率的設備上使用。現代人能播放音樂的管道很多，能取得的檔案解析度各式各樣，有的能播有的不能播，其實是很麻煩的。 而同一個2L的MAGNIFICAT檔案，如果有經過了MQA的編碼處理，那它的大小只剩50MB，相當於八分之一。取得之後，它可以在任何裝置上播放，就算你的軟硬體不支援MQA，它也能呈現CD等級音質。而且你的軟硬體不需要去適應新的檔案格式，現在支援FLAC的設備就能支援MQA，完全沒有支援性問題，所以你可以將這個MQA檔案儲存於任何裝置上，想聽就聽。而當這個檔案遇上了可支援的軟體時，它可以展現部份實力，例如以88.2kHz/24bit來呈現，讓你聽到更好的音質。如果遇上了更好的硬體設備，例如能完全解碼MQA的USB DAC或DAP播放器，那麼還有機會展現出全部實力，呈現352.8kHz/24bit的聲音效果，獲得最極致的聽感。 而在串流部份，則是能將Hi-Res高解析音訊編碼成只有CD等級大小，讓串流Hi-Res音樂成為可能，從各方面來看MQA都能達成前所未有的便利，讓Hi-Res能更易於使用、更容易與我們的生活接軌，幾乎可說是有一統江湖的條件。 而事情真的會這麼美好嗎？可惜的是，TIDAL一直沒有引進台灣，我們只能從香港發燒友的口中得知，TIDAL Master（MQA版）的聲音質感確實優於TIDAL HiFi（CD等級），包含聲音的圓滑度、密度、高低兩端的延伸都能聽得出差別。而在硬體器材部份倒是有一個好消息，過去能進行實測的對象並不多，而這個情形今年改觀了，有一款新視聽雜誌讀者都很熟悉，甚至很多人擁有的器材，能以非常輕鬆的方式播放MQA檔案，而且還是達成完全展開的Full decoder狀態，是什麼器材呢？它就是OPPO UDP-205 4K藍光播放機，我們做了實測，請看Part II報導。 |
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