PDF content indexing

PDFコンテンツインデックス化とは、PDFドキュメント内のテキストおよび構造コンテンツを分析・カタログ化し、効率的な検索、取得、ナビゲーションを可能にするプロセスです。このプロセスでは、 ( 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 ) で定義されているPDFファイル形式からテキスト、メタデータ、ドキュメント構造を抽出します。適切なインデックス化には、コンテンツストリーム、テキスト配置、論理的なドキュメント構成を含むPDFの内部構造を理解する必要があります。アクセシブルなドキュメントの場合、インデックス化はTagged PDF要素によって提供される構造情報にも依存します ( Citation: PDF Association, 2023 PDF Association(2023). Retrieved from https://pdfa.org/resource/tagged-pdf-best-practice-guide-syntax/ ) 。

PDFコンテンツインデックス化とは、PDFファイルを解析してテキストコンテンツ、メタデータ、構造情報を抽出し、検索可能な形式に整理する開発プロセスです。単に文字列を取得するだけの単純なテキスト抽出とは異なり、コンテンツインデックス化は、コンテンツ要素間の関係を保持し、読み取り順序を維持し、利用可能な場合は意味情報を捕捉する体系的なカタログを作成します。

インデックス化プロセスは、PDFのレンダリングや表示操作とは異なります。視覚的なプレゼンテーションではなく、コンテンツ分析に焦点を当てています。PDFレンダラーがコンテンツストリームを可視的なグラフィックスとテキストに変換するのに対し、インデックス化システムは同じコンテンツストリームを解釈して検索可能なデータ構造を構築します。Tagged PDFでは、インデックス化はドキュメントの構造ツリーを活用して見出し、段落、リスト、表の間の階層関係を理解できます。一方、タグなしPDFでは、ドキュメント構造を推測するためにヒューリスティック分析が必要です。

PDF処理アプリケーションを構築する開発者にとって、コンテンツインデックス化は検索機能、ドキュメント管理システム、コンテンツ抽出ワークフローを実装するために不可欠です。大規模なPDFリポジトリ全体でフルテキスト検索を提供する必要があるアプリケーションは、ドキュメント全体を繰り返し解析することなく応答性の高いクエリ結果を提供するために、効率的なインデックス化に依存しています。

インデックス化は、アクセシブルなPDFドキュメントを扱う際に特に重要になります。支援技術がコンテンツストリームに現れる順序ではなく、論理的にコンテンツをナビゲートできるようにするためです。PDF/UA（Universal Accessibility）要件 ( 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 ) をサポートするアプリケーションは、障害を持つユーザーに意味のあるコンテンツアクセスを提供するために、タグ付き構造を正しくインデックス化して解釈する必要があります。

さらに、適切なインデックス化により、コンテンツの再利用、自動ドキュメント分類、他のシステムとの統合のためのデータ抽出が可能になります。エンタープライズドキュメント管理ソリューションは、コンテンツとメタデータに基づいてPDFドキュメントを分類、検索、取得するために、堅牢なインデックス化に依存しています。

PDFコンテンツインデックス化は、通常いくつかの技術的なステップを含みます。まず、インデックス化システムはPDF仕様 ( 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 ) に従ってPDFファイル構造を解析し、ページオブジェクト内のコンテンツストリームを特定します。これらのコンテンツストリームには、テキスト配置、フォント選択、文字列を定義するオペレーターとオペランドが含まれています。

インデクサーは、テキスト表示オペレーター（Tj、TJ、'、"など）を解釈し、フォントエンコーディングや変換行列を含む現在のグラフィックス状態を適用して、文字コードをUnicodeテキストに変換することでテキストを抽出します。このプロセスでは、さまざまなフォントエンコーディング、文字マッピング、テキスト配置計算を処理して読み取り順序を決定する必要があります。

Tagged PDFの場合、インデクサーはさらに構造ツリー ( Citation: PDF Association, 2023 PDF Association(2023). Retrieved from https://pdfa.org/resource/tagged-pdf-best-practice-guide-syntax/ ) を解析します。構造ツリーはドキュメント要素に関するセマンティック情報を提供します。構造ツリーはコンテンツアイテムを論理要素（段落、見出し、リスト、表）にマッピングし、インデクサーがドキュメント階層と関係を保持できるようにします。この構造情報により、クエリが特定の要素タイプをターゲットにしたり、論理的な構成によってコンテンツをナビゲートしたりできるようになり、検索の関連性が向上します。

高度なインデックス化実装では、ドキュメントカタログと情報ディクショナリからメタデータを抽出し、注釈とフォームフィールドを処理し、代替テキスト説明を持つ画像などの特殊なコンテンツタイプを処理します。結果として得られるインデックスは、通常、用語をドキュメントの場所にマッピングする転置インデックスなど、高速テキスト検索用に最適化されたデータ構造で構成されます。

• Tagged PDF – アクセシビリティとコンテンツ再利用のためにコンテンツの論理構成を定義する構造ツリーが埋め込まれたPDF
• Content stream（コンテンツストリーム） – テキスト、グラフィックス、画像を含むページコンテンツを記述するオペレーターとオペランドのシーケンスを含むPDFオブジェクト
• Structure tree（構造ツリー） – PDFドキュメントの論理構造の階層表現で、コンテンツをセマンティック要素にマッピングする
• PDF parsing（PDF解析） – PDF仕様に従ってPDFファイルの内部構造を読み取り、解釈するプロセス
• Text extraction（テキスト抽出） – PDFコンテンツストリームから文字列を取得するプロセスで、コンテンツインデックス化の基盤となる