Eight-to-fourteen modulation

eight-to-fourteen modulation (EFM) は、コンパクトディスク(CD)、レーザーディスク(LD)、および以前のミニディスク(MD)で使用されているデータ符号化技術（正式には伝送路符号）である。日本語においてはEFM変調と表記されることもあるが、"modulation"が既に変調の意味である。
関連する符号化として、DVDやスーパーオーディオCD(SACD)で使われているEFMPlusがある。
EFMとEFMPlusはどちらもケイス・スホウハメル・イミンクによって発明された。欧州特許庁の元長官のは、「イミンクのEFMの発明は、デジタル革命に決定的な貢献をした」と述べている。
技術的な分類.
EFMは直流バイアスのないRLL符号化に分類される。これは以下の2つの特性を持つ。
光記録システムでは、サーボ機構は半径方向、焦点方向、回転速度の3次元でトラックを正確に追跡する。ほこり、指紋、小さな引っかき傷などの日常的な取り扱いによる損傷は、取得されるデータに影響を与えるだけでなく、サーボ機能も破壊する。場合によっては、サーボがトラックをスキップしたり、動けなくなることもある。特定のピットとランドのシーケンスは特にディスク欠陥の影響を受けやすいので、そのようなシーケンスが発生しないようにすれば、ディスクの再生可能性が改善され得る。EFMを使用することで、取扱いに非常に強いディスクを製造することができ、非常に効率的な方法で工学上の課題が解決される。
動作原理.
EFMでは、格納されるデータはまず8ビットのブロックに分割される。それぞれの8ビットブロックは、ルックアップテーブルによって対応する14ビットの符号化ワードに変換される。
変換後の14ビットワードは、二進数の2つの"1"の間に最小で2個、最大で10個の"0"が必ず入るように選択されている。これは、ビットがNRZ(I)で符号化されているためである。すなわち、ランドからピットまたはピットからランドへ変化する箇所を"1"、変化のない箇所を"0"としてディスクに記録される。元の符号が"0011"の場合、その前の記録がピットならば"PPLP"、ランドならばその逆の"LLPL"として記録される（ここで、"P"はピット、"L"はランドを表す）。2つの"1"の間に2つの連続した"0"がある場合、ピットまたはランドが3つ連続する。例えば、"010010"は"PLLLPP"（または"LPPPLL"）として記録される。EFMシーケンス"000100010010000100"は"PPPLLLLPPPLLLLLPPP"（またはその逆）として記録される。
EFMでは2つの"1"の間に少なくとも2つの"0"があることが保証されているので、全てのピットとランドは少なくとも3ビットクロックサイクルの長さであることが保証される。この特性は、再生機構に使用される光ピックアップに対する要求を減らす（明暗が激しく変化することがない）ので非常に有用である。連続する"0"が最大でも10個であることが保証されているので、再生機器が最悪の条件の場合でもクロック回復を確実にする。
EFMでは、隣接する14ビットワード間に3ビットのマージンビットが置かれる。これは復号には必要ではないが、指定された最小・最大ランレングス制約に違反することなく連続したコードワードが連結できることを保証する。それらはまた符号化されたシーケンスのDCバランスを維持するために選択される。従って、8ビットのデータを符号化するには17ビットのディスクスペースが必要となる。
EFMPlus.
EFMPlusは、DVDやSACDで使用される符号化技術である。
EFMPlusのエンコーダは、4つの状態を有する決定性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する。有限状態機械エンコーダによって生成された二進数シーケンスは、連続する"1"の間に最小で2個、最大で10個の"0"を有する。これは従来のEFMと同じであるが、従来のEFMのようなマージンビットはない。
EFMPlusは、記憶容量をユーザーバイトあたり1チャンネルビット削減することで、記憶容量を1/16 = 6.25％増加させる。EFMPlus生成シーケンスの復号は、長さ2のスライディングブロックデコーダによって達成される。すなわち、入力ワードのシーケンスを一意に再構成するためには2つの連続するコードワードが必要となる。