Image decompression

画像の展開（Image decompression）とは、PDFファイルに保存された圧縮画像データを復号化し、元の表示可能な形式に復元するプロセスです。PDFファイルは画像品質を維持しながらファイルサイズを削減するために様々な圧縮アルゴリズムを使用しており、これらの圧縮画像はレンダリングまたは抽出時に展開される必要があります。 ( Citation: N.A., 2020 (N.A.). (2020). Document management — Portable document format — Part 2: PDF 2.0 .  International Organization for Standardization Retrieved from https://www.iso.org/standard/75839.html ) によれば、PDFはJPEG、JPEG2000、JBIG2、Flateなど、特定の展開手順を必要とする複数の画像圧縮フィルタをサポートしています。

PDF開発における画像の展開とは、PDF文書内の画像データに適用された圧縮アルゴリズムをプログラム的に逆変換するプロセスを指します。画像がPDFに埋め込まれる際、通常はDCTDecode（JPEG圧縮）、JPXDecode（JPEG2000）、CCITTFaxDecode（白黒画像用）、FlateDecode（可逆圧縮）などのフィルタを使用した圧縮形式で保存されます。展開プロセスでは、圧縮された画像ストリームを読み取り、画像のストリーム辞書で指定されたフィルタに基づいて適切な展開アルゴリズムを適用し、元のピクセルデータを再構築します。

単独のファイルからの単純な画像読み込みとは異なり、PDF画像の展開にはストリームオブジェクト、フィルタパラメータ、色空間、画像メタデータなど、PDF構造の理解が必要です。展開されたデータは、最終的な表示前に色空間変換、解像度スケーリング、マスキングなどの追加処理が必要な場合があります。

PDFコンテンツを扱う開発者にとって、画像の展開を理解することは、いくつかの実用的なシナリオにおいて重要です。PDFビューアやレンダラーを構築する際、文書を正確に表示するために画像を正しく展開する必要があります。PDFから画像を抽出する文書処理アプリケーションでは、適切な展開により、抽出された画像が意図した品質と形式を維持することが保証されます。画像はPDFファイルサイズの最大部分を占めることが多いため、パフォーマンスの最適化は効率的な展開に依存します。

アクセシブルなPDFを作成する開発者は、 ( Citation: N.A., 2014 (N.A.). (2014). Document management applications — Electronic document file format enhancement for accessibility — Part 1: Use of ISO 32000-1 (PDF/UA-1) .  International Organization for Standardization Retrieved from https://www.iso.org/standard/64599.html ) などの標準で求められているように、画像が適切に展開され、代替テキスト説明と関連付けられていることを確認する必要があります。さらに、展開を理解することで、開発者は破損または不適切に圧縮された画像の問題をトラブルシューティングし、レンダリング中のメモリ使用量を最適化し、サムネイル生成や画像分析などの機能を実装することができます。

PDFにおける画像展開プロセスは、いくつかの技術的なステップで構成されます。まず、PDFパーサーが/Subtype /Image指定を持つストリームオブジェクトを特定することで、文書構造内の画像XObjectを識別します。ストリーム辞書には、使用された圧縮アルゴリズムを指定する/Filterエントリと、アルゴリズム固有のパラメータを提供するオプションの/DecodeParmsが含まれます。

展開がトリガーされると、フィルタタイプに基づいて適切なデコーダーが呼び出されます。DCTDecode（JPEG）の場合、標準のJPEG展開ライブラリが使用されます。FlateDecodeの場合、zlib/deflateアルゴリズムがデータを展開します。JBIG2Decodeは二値画像データ用の特殊なデコーダーを必要とします。一部の画像は複数のフィルタを順次使用することがあり、連鎖した展開操作が必要になります。

展開後、生の画像データは/Width、/Height、/BitsPerComponent、/ColorSpaceなどの追加プロパティに従って解釈され、ピクセル配列が再構築されます。展開されたデータは様々な色空間（DeviceRGB、DeviceGray、DeviceCMYK、またはICCベース）にあり、適切な色変換が必要です。最後に、オプションの画像マスク、ソフトマスク、または補間設定が適用され、画像がレンダリングまたは抽出の準備が整います。

• Image XObject – 再利用可能なコンテンツストリームとして画像を表すPDFオブジェクトタイプ
• Stream compression – 画像やその他のコンテンツを含む、PDFのデータストリームを圧縮する一般的なプロセス
• Color space – 画像ピクセル値の解釈方法を定義する色モデルとパラメータ
• Filters – データの復号化方法を決定する、PDFストリーム辞書で指定される圧縮またはエンコード方法
• Content stream – 画像配置を含むページコンテンツを記述するPDF演算子とオペランドのシーケンス