PDF parser object offset

PDF parser object offsetとは、PDF ファイル内の特定の PDF オブジェクトが開始される位置を示すバイト位置のことです。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 ) で定義されているように、これらのオフセットは、PDF パーサーがドキュメント全体を順次読み取ることなく、ファイル全体のオブジェクトにランダムアクセスできるようにする間接オブジェクトシステムにとって重要です。オブジェクトオフセットは主にクロスリファレンステーブル（xref テーブル）に格納されており、オブジェクト番号とファイル内の物理的な位置のマッピングを行うインデックスとして機能します。

PDF parser object offsetとは、間接オブジェクトが開始される PDF ファイルの先頭からの正確なバイト位置を表す数値です。オフセットはバイトゼロ（ファイルの先頭）からバイト単位で測定され、間接オブジェクト定義のオブジェクト番号の最初の文字を指します。例えば、あるオブジェクトが PDF ファイルのバイト位置 1523 から始まる場合、そのオブジェクトオフセットは 1523 になります。

これらのオフセットは、PDF オブジェクトの論理的な識別子であるオブジェクト番号とは異なります。オブジェクト番号（「5 0 obj」など）は参照する対象のオブジェクトを識別するのに対し、オブジェクトオフセットは物理的なファイル構造内でそのオブジェクトをどこで見つけられるかをパーサーに伝えます。PDF のクロスリファレンステーブルは、オブジェクト番号とそれに対応するバイトオフセットとのマッピングを維持し、順次ファイルスキャンを行わずに任意のオブジェクトへの効率的なランダムアクセスを可能にします。

オブジェクトオフセットを理解することは、PDF の解析、生成、または操作ツールを扱う開発者にとって不可欠です。PDF パーサーやリーダーを構築する際、オブジェクトオフセットを正しく解釈することで、パーサーがファイル全体を読み取るのではなく、必要なオブジェクトに直接ジャンプできるため、効率的なドキュメント読み込みが保証されます。これは、大きな PDF ドキュメントや、遅延読み込みや増分更新などの機能を実装する際に特に重要になります。

PDF の作成または編集機能を実装する開発者にとって、クロスリファレンステーブル内のオブジェクトオフセットを正確に維持することは、有効な PDF ファイルを生成するために重要です。オフセットが不正確だと、PDF リーダーがオブジェクトの位置を特定しようとする際に失敗し、破損した、または読み取れないドキュメントになります。これは、既存のファイルに新しいオブジェクトを追加し、新しいクロスリファレンスセクションが古いオブジェクトと新しいオブジェクトの両方の位置を正確に参照する必要がある増分更新を実装する際に特に関連します。

PDF パーサーがドキュメントを開くとき、まずクロスリファレンステーブルを見つけます。通常、これはドキュメントの最後にあるファイルトレーラーを読み取ることで行われます ( 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 ) 。クロスリファレンステーブルには、PDF 内の各間接オブジェクトのエントリが含まれており、各エントリはファイル内のオブジェクトのバイトオフセットを指定します。

クロスリファレンステーブル構造はサブセクションで構成され、各エントリには以下が含まれます：

• バイトオフセット（通常 10 桁、ゼロパディング）
• 世代番号（5 桁）
• オブジェクトが使用中（’n’）か空き（‘f’）かを示すキーワード

例えば、クロスリファレンスエントリは次のようになります：

0000001523 00000 n

これは、オブジェクトがバイト位置 1523 にあり、世代番号が 0 で、現在使用中であることを示します。パーサーがこのオブジェクトにアクセスする必要がある場合、位置 1523 へのファイルシーク操作を実行し、その位置からオブジェクト定義の読み取りを開始します。

増分更新を含む PDF ファイルでは、複数のクロスリファレンステーブルが存在する可能性があり、それぞれに独自のオブジェクトオフセットセットがあります。パーサーは、任意のオブジェクトの最新バージョンを見つけるために、これらのテーブルを逆順に走査する必要があります。圧縮オブジェクトストリーム（PDF 1.5 で導入）では、オブジェクトがストリームオブジェクト内に格納される変形が存在し、2 レベルのルックアップが必要になります：まずオフセットによってオブジェクトストリームを見つけ、次に解凍されたストリーム内の特定のオブジェクトを見つけます。

• クロスリファレンステーブル – オブジェクト番号を PDF ファイル内のバイトオフセットにマッピングするインデックス構造
• 間接オブジェクト – 番号付けされた PDF オブジェクトで、他のオブジェクトから参照でき、クロスリファレンステーブルを介して位置が特定される
• ファイルトレーラー – PDF ファイルの最後にあるセクションで、クロスリファレンステーブルとドキュメントカタログへのポインタを提供する
• 増分更新 – 新しいクロスリファレンスセクションとともにファイルの末尾に変更を追加することで PDF を変更する方法
• オブジェクトストリーム – 複数の PDF オブジェクトを含む圧縮ストリームで、ファイルサイズを削減するために使用されるが、特別なオフセット処理が必要