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8対14変調（EFM ）は、コンパクト ディスク（CD）、レーザーディスク（LD）、Hi-MD以前のミニディスクで使用されるデータ符号化技術（正式にはライン コード）です。EFMPlusは、 DVDやスーパー オーディオ CD （SACD）で使用される関連コードです。
EFMとEFMPlusは、どちらもKees A. Schouhamer Imminkによって発明されました。欧州特許庁元長官Benoît Battistelliによると、「ImminkのEFMの発明は、デジタル革命に決定的な貢献をした」とのことです。[1]
技術分類
EFM [2]はDCフリーランレングス制限（RLL）コードの一種であり、次の2つの特性を持つ。
- 符号化されたシーケンスのスペクトル（電力密度関数）は低周波数端で消え、
- 同じ種類の連続ビットの最小数と最大数は指定された範囲内である。[3] [4]
光学記録システムでは、サーボ機構が半径、焦点、回転速度の 3 次元でトラックを正確に追跡します。ほこり、指紋、小さな傷などの日常的な取り扱いによる損傷は、取得されたデータに影響を与えるだけでなく、サーボ機能にも悪影響を及ぼします。場合によっては、サーボがトラックをスキップしたり、動かなくなったりすることがあります。ピットとランドの特定のシーケンスは特にディスクの欠陥の影響を受けやすく、そのようなシーケンスを記録から除外するとディスクの再生可能性が向上します。EFM を使用すると、取り扱いに非常に耐性のあるディスクが生成され、非常に効率的にエンジニアリングの課題が解決されます。
仕組み
EFM 規則では、保存されるデータは最初に 8 ビットのブロック (バイト) に分割されます。各 8 ビット ブロックは、ルックアップ テーブルを使用して、対応する 14 ビットのコードワードに変換されます。
14 ビット ワードは、バイナリ 1 が常に最小 2 個、最大 10 個のバイナリ 0 で区切られるように選択されます。これは、ビットがNRZI エンコーディング、つまりモジュロ-2 積分でエンコードされるため、バイナリ 1 はランドからピット、またはピットからランドへの変化としてディスクに保存され、バイナリ 0 は変化なしとして示されます。シーケンス 0011 は、前に書き込まれたピットに応じて、1101 またはその逆の 0010 に変更されます。2 つの 1 の間に 2 つの連続する 0 がある場合、書き込まれたシーケンスには 3 つの連続する 0 (または 1) が含まれます。たとえば、010010 は 100011 (または 011100) に変換されます。EFM シーケンス 000100010000100 は、111000011100000111 (またはその逆) に変換されます。
EFM では、2 つの 1 の間に少なくとも 2 つのゼロが存在することが保証されるため、すべてのピットとランドの長さが少なくとも 3 ビット クロック サイクルであることが保証されます。この特性は、再生メカニズムで使用される光学ピックアップへの要求を軽減するため、非常に便利です。最大 10 個の連続ゼロにより、プレーヤーで 最悪のケースのクロック回復が保証されます。
EFM では、隣接する 14 ビットのコードワード間に 3 つのマージ ビットが必要です。これらはデコードには必要ありませんが、指定された最小および最大ランレングスの制約に違反することなく連続するコードワードを連結できることを保証します。また、エンコードされたシーケンスのDC バランスを維持するためにも選択されます。したがって、最終的には、8 ビットのデータをエンコードするには 17 ビットのディスク領域が必要です。[5]
EFMプラス
EFMPlus [6] [7]はDVDやSACDで使用されるチャンネルコードである。
EFMPlus エンコーダーは、 4 つの状態を持つ決定論的有限オートマトンに基づいており、8 ビットの入力ワードを 16 ビットのコードワードに変換します。有限状態マシン エンコーダーによって生成されるバイナリ シーケンスには、連続する 1 の間に少なくとも 2 個、最大で 10 個のゼロが含まれます。これは、従来の EFM と同じです。従来の EFM のようなパッキング (マージ) ビットはありません。
EFMPlus は、ユーザー バイトあたり 1 チャネル ビットのストレージ要件を効果的に削減し、ストレージ容量を 1/16 = 6.25% 増加させます。EFMPlus によって生成されたシーケンスのデコードは、長さ 2 のスライディング ブロック デコーダーによって実行されます。つまり、入力ワードのシーケンスを一意に再構成するには、連続する 2 つのコードワードが必要です。
参考文献
- ^ EPO. 「デジタル革命の先駆者：CD、DVD、Blu-rayディスクコーディングの開発者Kornelis Schouhamer Imminkが欧州発明家賞の最終候補に選出」。2019年1月31日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年6月7日閲覧。
- ^ 米国特許 4,501,000、EFM 特許、コンパクト ディスク、CD-R、ミニディスクに適用。
- ^ Kees Schouhamer Immink (1990 年 12 月). 「Runlength-Limited Sequences」. Proceedings of the IEEE . 78 (11): 1745– 1759. doi :10.1109/5.63306.
ランレングス制限シーケンスの制限特性について詳細に説明しています。
- ^ Kees A. Schouhamer Immink (2004 年 11 月)。Codes for Mass Data Storage Systems (第 2 版完全改訂版)。オランダ、アイントホーフェン: Shannon Foundation Publishers。ISBN 90-74249-27-2. 2015年8月23日閲覧。
- ^ Tekla S. Perry. 「キース・イミンク: コンパクト ディスクを軌道に乗せた男」 2017 年。引用: 「各シーケンスは 3 つの結合ビットで区切られ、合計 17 ビットで各 8 ビットのデータ チャンクを表します。」
- ^ Kees Schouhamer Immink (1995)。「EFMPlus: マルチメディア コンパクト ディスクのコーディング フォーマット」。IEEE Transactions on Consumer Electronics。CE -41: 491– 497。EFM
に代わる高密度の代替方式について説明します。
- ^ 米国特許 5,696,505 、EFMPlus 特許、 DVD、DVD±RW、SACDに適用。
外部リンク
関連ウェブサイト
- 8 から 14 への変調変換表
- ECMA-130 CD-ROM 標準（EFM の完全な説明を含む）
- ECMA-267 DVD-ROM 標準、EFMPlus の完全な説明を含む