PDF images performance

PDF images performanceとは、PDF文書内で画像を埋め込み、レンダリング、操作する際の効率性と最適化の考慮事項を指します。画像は通常、PDFファイルサイズの最大部分を占め、レンダリング速度、メモリ消費量、ユーザー体験に大きな影響を与えます。特に ( 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 ) で定義されている複数の高解像度画像を含む文書を扱う場合、画像パフォーマンス特性の理解は効率的なPDFワークフローを作成するために不可欠です。

PDF images performanceは、PDF文書内で画像がどのように処理されるかに関する相互に関連するいくつかの側面を包含します。これには、異なる画像フォーマット(JPEG、JPEG2000、JBIG2、CCITT)のファイルサイズへの影響、圧縮方法、解像度設定、色空間構成が含まれます。パフォーマンスには、画像デコード速度、レンダリング中のメモリ使用量、画像ストリーミングとプログレッシブ表示の効率性などの実行時の考慮事項も含まれます。単純な画像ファイル最適化とは異なり、PDF画像パフォーマンスは ( 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 ) で定義されている文書構造を考慮する必要があります。これには、画像がXObjectとしてどのように保存されるか、インラインか参照か、そして画像マスクやソフトマスクがレンダリングの複雑さにどのように影響するかが含まれます。

PDF画像パフォーマンスは、Web画像最適化といくつかの重要な点で異なります。PDFには同じ画像が複数回含まれる可能性があり(スペースを節約するために単一のXObjectとして参照される)、画像はリサンプリングなしで拡大縮小または変換される可能性があり、レイヤー化されたコンテンツではレンダリング順序が重要になります。さらに、PDFはモノクロ画像用のJBIG2のような、Web上に相当するものがない特殊な画像フォーマットをサポートしており、パフォーマンス特性は画面表示と印刷出力の両方のシナリオを考慮する必要があります。

開発者にとって、PDF画像パフォーマンスはアプリケーションの応答性、メモリフットプリント、ユーザー満足度に直接影響します。非圧縮または非効率的にエンコードされた画像を含む最適化されていないPDFは、数秒ではなく数分かかって開き、ギガバイトのメモリを消費し、アプリケーションのクラッシュを引き起こす可能性があります。サーバーサイド処理シナリオでは、画像パフォーマンスはスループットとインフラストラクチャコストに影響します。毎日数千のドキュメントを処理するPDF処理サービスは、許容可能な応答時間を維持するために画像処理を最適化する必要があります。

画像パフォーマンスは特定のユースケースで重要になります：メモリと処理能力が限られたモバイルアプリケーション、高速なページ間ナビゲーションを必要とするWebベースのPDFビューア、数千のPDFを変換または操作するバッチ処理システム、 ( Citation: PDF Association, 2023 PDF Association(2023). Retrieved from https://pdfa.org/resource/tagged-pdf-best-practice-guide-syntax/ ) で概説されているように効率的な画像処理を必要とするタグ付きPDFを扱うアクセシビリティワークフローなどです。画像パフォーマンスの低下は、Webアプリケーションのタイムアウトエラー、クラウドベースシステムのストレージコストの増加、ドキュメントワークフローにおけるユーザー体験の低下など、他の問題に連鎖する可能性があります。

PDF画像パフォーマンスの最適化は複数のレベルで機能します。ストレージレベルでは、適切な圧縮アルゴリズムの選択が基本です。写真にはJPEG、モノクロドキュメントにはJBIG2またはCCITT、コンピュータ生成グラフィックスの可逆圧縮にはFlateDecodeを使用します。 ( 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 ) のPDF仕様では、画像データのエンコードと保存方法を制御するさまざまな画像ディクショナリとストリームフィルタが定義されています。

解像度管理はパフォーマンスに大きな影響を与えます。画像を表示サイズに合わせてダウンサンプリングすること(通常、画面では150-300 DPI、印刷では300-600 DPI)により、目に見える品質の低下なしにファイルサイズを削減できます。3000x2000ピクセルの画像を300x200ピクセルで表示する場合、リサンプリングしないと95%のデータが無駄になります。Image XObjectは、同じ画像データを重複なしで複数回参照できるため、繰り返されるロゴやグラフィックを含むドキュメントにとって重要です。

実行時には、レンダリングエンジンはパフォーマンスのためにいくつかの戦略を採用します。遅延読み込みは必要になるまで画像デコードを延期し、プログレッシブレンダリングは高品質画像が読み込まれる前に低解像度プレビューを表示し、キャッシュは繰り返しの解凍を避けるためにデコードされた画像データを保存します。画像補間設定は品質と速度のトレードオフに影響します。最近傍法は高速ですがピクセル化された結果を生成し、バイキュービック補間は遅いですが滑らかになります。

色空間の選択もパフォーマンスに影響します。DeviceRGB画像は、埋め込みプロファイルを持つICCBasedカラースペースよりも処理が簡単ですが、後者はより良い色精度を提供します。色が不要な場合に画像をDeviceGrayに変換すると、ファイルサイズを66%削減し、レンダリング速度を向上させることができます。

• Image XObject – PDF内で再利用可能な画像ストリームオブジェクトで、データの重複なしに複数回参照できます
• PDF compression – ファイルサイズを削減しながら品質とデコードパフォーマンスのバランスを取るために使用されるさまざまなアルゴリズム(Flate、JPEG、JBIG2)
• PDF rendering – PDFページ記述を表示可能なピクセルに変換するプロセスで、画像の複雑さに大きく影響されます
• Soft mask – PDFの画像ベースの透明度メカニズムで、追加のレンダリングパスが必要となり、パフォーマンスに影響します
• Downsampling – 表示要件に合わせて画像解像度を削減し、パフォーマンスを向上させるプロセス