PDF parser decoding

PDFパーサーデコーディングとは、PDFパーサーがPDFファイル内のエンコードされたバイトストリームを解釈し、利用可能なデータ構造やコンテンツに変換するプロセスです。PDF文書は ( 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 ) で定義されているように、さまざまなエンコーディング方式や圧縮フィルタを使用してコンテンツを格納しているため、パーサーはこれらの要素を体系的にデコードして、テキスト、画像、メタデータ、構造情報を抽出する必要があります。このデコーディング処理は、あらゆるPDF処理ワークフローの基本であり、アプリケーションがPDFコンテンツを読み取り、レンダリング、または操作することを可能にします。

PDFパーサーデコーディングとは、PDFパーサー内の特定の機能を指し、エンコードされたデータを元の形式または中間表現に変換する処理を担当します。PDFファイルは複数層のエンコーディングを使用しています。ストリームオブジェクトはFlateやLZWなどのフィルタを使用して圧縮されている場合があり、テキスト文字列はさまざまな文字エンコーディングでエンコードされている場合があり、バイナリデータは16進数またはASCII85形式で表現されることが多くあります。デコーダーコンポーネントは、各オブジェクトに適用されたエンコーディング方式（通常はオブジェクトの辞書で指定される）を識別し、適切なデコーディングアルゴリズムを適用し、さらなる処理に適した形式でデータを再構築する必要があります。

これは、ファイル構造の解析、相互参照テーブルの読み取り、オブジェクト関係のナビゲーションという広範なタスクを含む一般的なPDFパージングとは異なります。パージングはPDFの組織構造の理解を扱うのに対し、デコーディングは個々のオブジェクト内のコンテンツ変換に特化して対処します。また、デコードされたデータを取得して視覚的な出力を生成するPDFレンダリングとも異なります。

PDFファイルを扱う開発者にとって、パーサーデコーディングの理解は以下の理由から不可欠です。第一に、適切なデコーディングは、PDFから正確なコンテンツを抽出するために必要です。テキスト抽出、データマイニング、アクセシビリティ機能、コンテンツ移行のいずれの場合でも重要です。不適切なデコーディングは、文字化け、文字の欠落、画像の破損を引き起こす可能性があります。第二に、PDF処理アプリケーションを開発する際、開発者はさまざまなエンコーディング方式を正しく処理して、異なるPDFジェネレーターやバージョン間の互換性を確保する必要があります。第三に、パフォーマンス最適化は効率的なデコーディング戦略に依存することが多く、大きな文書では解凍や文字マッピングが計算集約的になる可能性があります。最後に、 ( 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 ) などの標準に準拠したアクセシビリティ実装では、タグ付きコンテンツ構造の正確なデコーディングが、支援技術に適切な読み順とセマンティック情報を提供するために不可欠です。

PDFパーサーデコーディングは、複数段階のプロセスを通じて動作します。

1. フィルタの識別：パーサーは各ストリームオブジェクトの辞書を調べて、適用されたフィルタ（例：/Filter /FlateDecode）を識別します。複数のフィルタが連鎖している場合があり、適用順序の逆順で順次デコーディングが必要です。

2. ストリームの解凍：圧縮されたストリームに対して、パーサーは適切な解凍アルゴリズムを適用します。一般的なフィルタには、FlateDecode（zlib/deflate圧縮）、LZWDecode、DCTDecode（JPEG）、CCITTFaxDecodeなどがあります。

3. 文字エンコーディングの解決：テキスト文字列とコンテンツストリームは、エンコーディング仕様、フォントエンコーディング、またはCMapリソースに基づいて文字からUnicodeへのマッピングが必要です。これは ( 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Tagged PDF文書で特に重要であり、適切なテキスト抽出が文書のセマンティクスを維持します。

4. バイナリデータの変換：16進数文字列（山括弧で囲まれている）とASCII85エンコードデータ（チルダで囲まれている）は、バイナリ形式に変換されます。

5. オブジェクトの再構築：デコードされたデータは、高レベルの処理関数がアクセスできる使用可能なオブジェクト（テキスト文字列、画像データ、パス定義、または構造化コンテンツ要素）に組み立てられます。

パーサーは、暗号化されたコンテンツ（デコーディング前に復号化が必要）、破損または非準拠のエンコーディング、プラットフォーム固有のエンコーディングバリエーションなど、エンコーディングのエッジケースを処理して、堅牢なPDF処理を保証する必要があります。

• PDFパーサー – PDFファイル構造とコンテンツの読み取りと解釈を担当するソフトウェアコンポーネント
• コンテンツストリーム – デコーディングが必要な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
• PDFフィルタ – PDFストリームに適用されるエンコーディングおよび圧縮方式で、デコーディング時に逆処理が必要
• 文字エンコーディング – 文字コードを実際の文字にマッピングするシステムで、正確なテキスト抽出に不可欠
• Tagged PDF –で説明されているように、アクセシビリティ機能を維持するために適切なデコーディングが必要なセマンティックマークアップを含むPDF構造