エピ３０ マージンビットを確認しましょう。
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マージンビットを確認しましょう。
マージンビットとはＥＦＭ変換された 14 ビットの後に付ける３ビットのことです。同期信号とサブコードの S0 と S1 の後にも付けます。
マージンビットは、チャネルビットの１と１の間の０の個数が適度になるように、つまりピットとランドが３Ｔ〜１１Ｔになるような３ビットを入れます。
それから可能ならピットとランドがバランスできる方を選びます。
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エピ２７で見つけたフレームを再掲します。サブコードが 0x00 の場合です。
100000000001000000000010 010 ... 同期信号
01001000100000 000 ______________ ___ ... サブコード
01001000100000 100 01001000100000 000
01001000100000 100 01001000100000 000
01001000100000 100 01001000100000 000
01001000100000 100 01001000100000 000
01001000100000 100 01001000100000 000
01001000100000 100 01001000100000 100 ... 音楽データ（12 バイト分）
00100000010010 000 00100000010010 010
00100000010010 000 00100000010010 010 ... 訂正符号（４バイト分）
01001000100000 000 01001000100000 100
01001000100000 100 01001000100000 000
01001000100000 100 01001000100000 000
01001000100000 100 01001000100000 000
01001000100000 100 01001000100000 000
01001000100000 100 01001000100000 000 ... 音楽データ（12 バイト分）
00100000010010 000 00100000010010 000
00100000010010 000 00100000010010 000 ... 訂正符号（４バイト分）
同期信号の 24T の後に３ビット、サブコードの 14T の後にも３ビット、それから音楽データと訂正符号の 14T の後にも、もれなく３ビットが付いています。
これらがマージンビットです。
無音状態で音楽データが 0x00 の場合のことをエピ２６で考えてみたときには（面倒だったので）マージンビットは０００と仮定しましたが、実際には１００と０１０も入るのですね。００１は無い。
フレームの前半の音楽データでは０００と１００が交互に入り、訂正符号では０００と０１０が交互に入るというパターンですが、後半では１００が２連続したり、０００が連続したり等の違いがあります。どうなっているのか見ただけでは分からないですね。
チャネルビットが 01001000100000（0x00）や 00100000010010（0xFF）のとき、マージンビットは、0x00 の前の００１と 0xFF の後の１００が禁止されるだけで、０００や０１０などの値は選択可能です。
複数の値が選択できる場合にマージンビットを決めるのは、ピットとランドのバランス（カウンタの値）なのです。
ならば、カウントしてみましょう。
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同期信号の後にサブコードの 0x00 が続く場合、選択可能なマージンビットは０００と０１０なので、カウンタの初期値は０でランド開始として（これを 0L と表します）、
100000000001000000000010 000 01001000100000
11111111111___________11 111 1___1111______ = 0L +2 +3 -4 = 1L ★
100000000001000000000010 010 01001000100000
11111111111___________11 1__ _111____111111 = 0L +2 -1 +4 = 5P
カウンタが大きくなる０１０が選択される？ アレ？ アレ？
...。その次に 0x00 が続く場合、カウンタは５でピット開始（5P）なら、
000 01001000100000
111 1___1111______ = 5P +3 -4 = 4L ★
100 01001000100000
___ _111____111111 = 5P -3 +4 = 6P
010 01001000100000
1__ _111____111111 = 5P -1 +4 = 8P
なので０００が選ばれる。
もしもカウンタが１でランド開始（1L）だと、
000 01001000100000
___ _111____111111 = 1L -3 +4 = 2P
100 01001000100000
111 1___1111______ = 1L +3 -4 = 0L ★
010 01001000100000
_11 1___1111______ = 1L +1 -4 = -2L
なので、１００になる。...、むむっ、分かりました！
次に 0x00 が続く場合、マージンビットによって、
nL --> n+1P (000), n-1L (100), n-3L (010)
nP --> n-1L (000), n+1P (100), n+3P (010)
と変化する。ここから、
+3L --> 0L (010)
-3P --> 0P (010)
-3L --> -2P (000)
+3P --> +2L (000)
+2L --> +1L (100) or -1L (010)
-2P --> -1P (100) or +1P (010)
-2L --> -1P (000)
+2P --> -1P (000)
+1L --> 0L (100)
-1P --> 0P (100)
-1L --> 0P (000)
+1P --> 0L (000)
0L --> +1P (000) or -1L (100)
0P --> -1L (000) or +1P (100)
という状態遷移が導ける。つまり、0x00 が続くとカウンタは減少し続けて、最後は０と±１とをループする。
＊
だったら、0L のとき０００を選んで +1P になり、また０００を選ぶと 0L に戻るので、マージンビットは０００だけで良さそうだけど。
0L --> +1P --> 0L --> +1P --> 0L ...
実データでは、0L のときは１００を選んで -1L に、次は０００を選んで +0P に。それから１００を選んで +1P、０００を選んで 0L に戻るという遷移をしています。
0L --> -1L --> 0P --> +1P --> 0L ...
マージンビットは（カウンタの絶対値が同じ場合）０００以外を優先するのね。
＊
実は、ＣＤ-ＲＯＭ規格にはマージンビットの選択ルールの解説があって、
＞ If two combinations give the same, lowest DSV,
＞ a combination with a transition shall be chosen.
ですって。ちゃんと明記されていた（DSV はカウンタのことです）。
＊
同期信号は 0L 開始と仮定しましたが、0x00 のマージンビットの状況から逆算すると -4L だったようです。リードインの終わりで -4L になっているのでしょうか。
開始が -4L の場合、
100000000001000000000010 000 01001000100000
11111111111___________11 111 1___1111______ = -4L +2 +3 -4 = -3L
100000000001000000000010 010 01001000100000
11111111111___________11 1__ _111____111111 = -4L +2 -1 +4 = +1P ★
となり、正しく０１０が選択されることになります。その後は（+1P ですから）０００と１００が交互に選ばれる。
＊
ピットとランドをカウントした図を作ってみました。
横軸は時間で 1〜588 です。単位は［Ｔ］です。縦軸がカウンタの値です。カウントはピットで＋１、ランドで−１です。
青色（1〜24）は同期信号で、緑色（28〜43）はサブコード、赤色は音声データ、紫色（？）は訂正符号です。丸印は各データの終わりです。
音声データの前半は、0L --> -1L --> 0P --> +1P --> 0L と遷移していますね。
後半は訂正符号の影響で -1P からの開始になり、0xFF と 0x00 の間には１００と００１は選べないので、０００と０１０とを比べて０１０が選ばれます。その後は０００、１００、１００と選ばれて、
-1P --> +2P --> +1L --> 0L --> -1L
となり、その後は前半と同じパターンになる。ナルホド。
フレームの最後 T=588 では -4L になります。フレームの開始と同じになるのは偶然でしょうけど。いい感じ。
＊
さて、0x00 以外のサブコードの場合も調べましょう。
S0 : 00100000000001 = +8P
S1 : 00000000010010 = -8L
00 : 01001000100000 = +4P
40 : 01001000100100 = -2L
サブコード S0 では +8P、S1 では -8L とカウンタが大きく変動します。0x40 は -2L と小さいです。
いずれにしても同期信号の後、サブコードによって４つに分岐して、音楽データのマージンビットによってカウンタが０に近づいて、どこかで合流するのでしょう。
図にしましょう。横軸は時間で 1〜95 までです。縦軸はカウンタの値です。
サブコードの終わり（T=41）で S0 は +5L、0x40 は +3P、0x00 は +1P です。それと S1 は -9L です。S0, 0x40, 0x00 は値が近いですが、S0 の後には０００か００１しか選択できないので、S0 の合流はしばらく後です。
まず、T=59 から 0x00 と 0x40 が合流します。そのときのマージンビットは１００（-1L）と０１０（-3L）です。T=75 では 0L-1L = -1L, +2L-3L = -1L と同じになります。
それから、T=93 から S1 が合流。S0 が合流するのは T=347 でした（図にはありませんが）。
＊
最後までの図、欲しい？
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カウンタの最大と最小を調べてみます。
無音状態だと最大は 11 で、最小は -14 です。先の図で分かりますね。
エピ１７で乱数生成したデータなら ±55 程でしたが、本当の音楽が入っている部分ではどうでしょうか？
このデータでは -21〜21 でした。他のデータだと、大きいと ±30 程まで振れることがある感じ。
音楽データを恣意的に選んでカウンタを目一杯アップすると +80 くらいは上昇して、訂正符号のマージンビットではそれを吸収できそうにないことから、カウンタのオーバーフローは可能そうですね。データ作成してＣＤ-Ｒを焼いてみて観察したら良いかな。今後の課題ですね。
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マージンビットにはついてはこんな感じで。
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2025.6.3 推敲。
2025.6.4 微推敲。
