PDF dictionary decoding

PDF dictionary decodingとは、PDFファイル構造内のエンコードされたバイトストリーム表現から辞書オブジェクトを解析および解釈するプロセスです。辞書は、 ( 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 ) で規定されているように、PDFオブジェクトのプロパティと属性を定義するキーと値のペアを含むPDFの基本的なデータ構造です。Dictionary decodingの理解は、PDF操作、生成、または解析ツールに携わる開発者にとって不可欠です。

PDF dictionary decodingとは、PDFファイル内のシリアライズされた形式から辞書オブジェクトを読み取り、解釈する技術的なプロセスを指します。PDF構文では、辞書は二重山括弧（<<と>>）で囲まれ、キーが名前オブジェクト（/で始まる）で値が任意のPDFオブジェクトタイプであるキーと値のペアのシーケンスを含みます。デコードプロセスには、バイトストリームの解析、辞書境界の識別、名前と値の関連付けの抽出、および生データをアプリケーションが処理できる使用可能なデータ構造に変換することが含まれます。

Dictionary decodingは、圧縮またはエンコードされたコンテンツデータの解釈を扱うコンテンツストリームデコーディングとは異なります。コンテンツストリームはFlateDecodeやASCII85Decodeなどのフィルタを使用する場合がありますが、dictionary decodingは主にキーと値のペアの構造的構文の解析に焦点を当てています。また、一般的なオブジェクト解析とも異なります。辞書には特定の構文規則とネストの動作があり、特に辞書が他のオブジェクトへの参照やネストされた辞書を含む場合、特殊な処理が必要になるためです。

PDF処理アプリケーションを構築する開発者にとって、適切なdictionary decodingは非常に重要です。なぜなら、辞書はPDFドキュメントの構造と動作のほぼすべての側面を定義するからです。ドキュメントカタログやページツリーから、フォント定義やアノテーションのプロパティまで、辞書はアプリケーションがPDFを正しくレンダリング、変更、または情報抽出するために必要なメタデータと設定データを保持しています。不適切なdictionary decodingは、解析エラー、破損した出力、または不正な形式のPDFが処理される際のセキュリティ脆弱性につながる可能性があります。

Dictionary decoding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 ) に準拠したアクセシブルなPDFを扱う際に特に重要です。構造辞書には、ドキュメントの階層、読み上げ順序、セマンティックタグ付けに関する重要な情報が含まれているためです。PDF/UA準拠を実装する開発者は、支援技術がドキュメントを適切に解釈できるように、構造要素辞書を正確にデコードする必要があります。さらに、PDFライブラリにおけるパフォーマンス最適化は、効率的なdictionary decodingアルゴリズムに依存することが多く、大きなドキュメントには迅速な解析が必要な数千の辞書オブジェクトが含まれる場合があります。

Dictionary decodingプロセスは、PDFパーサーがバイトストリーム内で開始区切り文字<<に遭遇したときに始まります。その後、パーサーは終了区切り文字>>に到達するまで、連続したキーと値のペアを読み取るステートマシンに入ります。各ペアについて、パーサーはまずキーとして名前オブジェクト（/で始まる）を識別し、次に続く値オブジェクトのタイプを決定します。これは数値、文字列、配列、参照、またはネストされた辞書である可能性があります。

( 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 ) で規定されている辞書をデコードする際、パーサーはいくつかの技術的な考慮事項を処理する必要があります。間接オブジェクト参照（番号と世代番号のペアに続いてRで示される）では、パーサーはファイル内の別の場所で定義されたオブジェクトを解決するために相互参照テーブルを維持する必要があります。名前オブジェクトは、16進表記#XXを使用したエスケープ文字を処理するためにデコードする必要があります。文字列値は、リテラル形式（括弧で囲まれた）または16進形式（山括弧で囲まれた）で表示される場合があり、それぞれ異なるデコードロジックが必要です。

パーサーは、PDF構文規則、特に空白文字の処理も尊重する必要があります。スペース、タブ、キャリッジリターン、ラインフィードは辞書要素の間に表示される場合がありますが、実際のデータの一部ではありません。ネストされた辞書には再帰的な解析が必要であり、一部の辞書タイプには、パーサーが検証すべき特定の必須キーがあります。たとえば、ページ辞書には、値が/Pageである/Typeキーと、ページツリーを参照する/Parentキーが含まれている必要があります。高度な実装には、PDF仕様に対する検証や、不正な形式の辞書に対するエラー回復メカニズムが含まれる場合があります。

• PDFオブジェクトタイプ – 辞書、配列、文字列、数値、名前、ストリームを含むPDFの基本的なデータタイプ
• 相互参照テーブル – オブジェクト番号をバイトオフセットにマッピングするインデックス構造で、dictionary decoding中の間接オブジェクト解決を可能にする
• ドキュメントカタログ – PDFドキュメントのルート辞書で、ドキュメントのオブジェクト階層へのエントリポイントとして機能する
• 構造要素辞書 – ( Citation: PDF Association, 2023 PDF Association(2023). Retrieved from https://pdfa.org/resource/tagged-pdf-best-practice-guide-syntax/ ) で説明されているように、Tagged PDFの論理構造ツリーを定義する辞書オブジェクト
• コンテンツストリーム – 構造的な辞書とは別に、ページコンテンツを記述するエンコードされた命令とデータのシーケンス