PDF parser encoding

PDFパーサーエンコーディングとは、PDFドキュメントからテキストコンテンツを正確に抽出および処理するために、PDFパーサーが解釈しなければならない文字エンコーディング機構を指します。PDFパーサーがドキュメントからテキストを読み取る際、PDF構造内で定義されたエンコーディング仕様に従ってバイトシーケンスをデコードし、意味のあるUnicode文字に変換する必要があります ( 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 ) 。このプロセスは、PDFプロセッシングアプリケーションにおけるテキスト抽出、検索機能、およびアクセシビリティ機能の基盤となります。

PDFパーサーエンコーディングとは、PDFドキュメント内のバイト値を文字コードにマッピングするエンコーディングスキームを体系的に解釈することです。通常UTF-8のような単一のエンコーディングを使用する単純なテキストファイルとは異なり、PDFドキュメントは複数のエンコーディング層を採用しています。これには、組み込みエンコーディング（WinAnsiEncodingやMacRomanEncodingなど）、Encodingディクショナリを通じて定義されるカスタムエンコーディング、およびToUnicode CMapで定義される文字からUnicodeへのマッピングが含まれます ( 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 ) 。

PDFパーサーは、PDFコンテンツストリームとテキストオブジェクトからテキスト文字列を正確にデコードするために、これらのエンコーディング層をナビゲートする必要があります。これは一般的な文字エンコーディング変換とは異なります。PDFエンコーディングには、フォント固有のマッピング、グリフ識別子（CIDフォントの場合はCID）、およびPDF内の生バイトから最終的なUnicode出力までの間の複数のエンコーディング変換の可能性が含まれるためです。

アクセシビリティのコンテキストで使用されるTagged PDFの場合、スクリーンリーダーや支援技術が正確なテキスト抽出に依存しているため、適切なエンコーディング解釈がさらに重要になります ( 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 ) 。

PDFパーサーエンコーディングの正確な処理は、開発者にとって以下のような重要な関心事項に不可欠です。

テキスト抽出の精度: インデックス作成、検索、またはデータ処理のためにPDFからテキストを抽出するアプリケーションは、文字シーケンスを適切にデコードする必要があります。そうしないと、文字化けした出力、文字の欠落、または下流処理を破壊する不正確なテキストが生成されるリスクがあります。

アクセシビリティコンプライアンス: PDF/UAやその他のアクセシビリティ標準では、支援技術が障害を持つユーザーにコンテンツを提示できるように、テキストコンテンツが適切なUnicode形式で抽出可能であることが求められます ( 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 ) 。エンコーディングエラーは、コンプライアンスとユーザビリティに直接影響します。

国際化サポート: ラテン文字以外のスクリプト、多言語コンテンツ、または特殊記号を含むPDFは、適切なエンコーディング解釈に大きく依存しています。グローバルなアプリケーションを構築する開発者は、PDFパーサーが多様なエンコーディングスキームを正確に処理できるようにする必要があります。

検索と分析: 全文検索、コンテンツ分析、および自然言語処理機能は、PDFソースから正確にデコードされたUnicodeテキストを取得することに依存しており、パーサーエンコーディングはこれらの機能の基盤要件となります。

PDFパーサーエンコーディングは、複数段階のデコーディングプロセスを通じて動作します。

文字コードの抽出: パーサーはまず、PDFコンテンツストリーム内のテキスト表示演算子（TjやTJなど）から生のバイト値を抽出します。これらのバイトは文字コードを表しており、まだ実際の文字ではありません。

エンコーディングルックアップ: パーサーはフォントのEncodingエントリを参照して、文字コードを文字名またはグリフ識別子にマッピングします。シンプルフォントは事前定義されたエンコーディングまたはカスタムEncodingディクショナリを使用し、CIDフォントはCMapリソースを使用して文字コードをCIDにマッピングします ( 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 ) 。

Unicodeマッピング: 最新のテキスト抽出では、パーサーはこれらの中間表現をUnicodeに変換する必要があります。これは通常、文字コードをUnicode値に明示的にマッピングするToUnicode CMap（存在する場合）を参照することで行われます。ToUnicode CMapがない場合、パーサーはグリフ名または標準エンコーディングマッピングに基づくヒューリスティックな方法にフォールバックする場合があります。

テキストの組み立て: 最後に、パーサーはデコードされたUnicode文字を文字列に組み立てます。この際、テキストの配置、読み取り順序（Tagged PDFでは特に重要 ( Citation: PDF Association, 2023 PDF Association(2023). Retrieved from https://pdfa.org/resource/tagged-pdf-best-practice-guide-syntax/ ) ）、および論理構造を考慮します。

PDFパーサーを実装する開発者は、ToUnicode CMapの欠落、カスタムエンコーディングベクトル、シンボリックフォントのアイデンティティエンコーディング、およびマルチバイト文字コードシーケンスを必要とする複合フォントなどのエッジケースを処理する必要があります。

• Character Encoding（文字エンコーディング） – 文字をバイトシーケンスとして表現するシステムで、PDFテキストエンコーディングの基盤を形成します
• CMap – CIDキー付きフォントにおける文字コードと文字識別子の間のマッピングを定義するリソース
• ToUnicode CMap – テキスト抽出のために文字コードからUnicodeへの明示的なマッピングを提供する特殊なCMap
• Font Dictionary（フォントディクショナリ） – エンコーディング情報や文字メトリクスを含むフォントメタデータを含むPDFオブジェクト
• Tagged PDF – 論理的なドキュメント構造を含む構造化PDFフォーマットで、適切なコンテンツ抽出のために正確なテキストエンコーディングが必要です