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名 前

DjVu − DjVu お よ び DjVuLibre

は じ め に

イ ン タ ー ネ ッ ト は 世 界 の 誰 も が 利 用 で き る ユ ニ バ ー サ ル な 図 書 館 を 構 築 す る 世 界 規 模 の イ ン フ ラ を 提 供 し て い る 一 方 、 世 界 優 れ た 知 恵 や 歴 史 、 文 学 な ど は 伝 統 的 な 図 書 館 の 地 下 室 に 眠 っ た ま ま に な っ て い ま す 。 た く さ ん の 図 書 館 や コ ン テ ン ツ オ ー ナ ー は コ レ ク シ ョ ン の デ ジ タ ル 化 の 真 っ 最 中 で す 。 こ う し た 努 力 の 多 く が 紙 の 文 書 を SGML の よ う な コ ン ピ ュ ー タ で 使 え る 形 式 に 変 換 す る と い う 骨 の お れ る 仕 事 に 費 や さ れ て い る 一 方 、 こ の よ う な 変 換 作 業 に 多 大 な コ ス ト が か か る た め 変 換 さ れ る 文 書 の 量 自 体 が 限 ら れ て し ま っ て い ま す 。 文 書 の ス キ ャ ン や 画 像 の 電 子 的 な 配 信 は か な り コ ス ト が 安 く な っ て い る ば か り で な く 、 視 覚 的 な 特 徴 を 保 存 す る と い う 理 由 で オ リ ジ ナ ル 文 書 に 忠 実 で あ る と 言 え ま す 。 ネ ッ ト ワ ー ク コ ネ ク シ ョ ン や コ ン ピ ュ ー タ の ス ピ ー ド が 劇 的 に 向 上 し て い ま す が 、 WEB か ら ア ク セ ス で き る ス キ ャ ン 文 書 画 像 の 数 は 比 較 的 少 な い と 言 え ま す 。 こ れ に は い く つ か の 理 由 が あ り ま す 。 一 つ は 、 白 黒 の 綴 じ ら れ て い な い 紙 以 外 の ス キ ャ ニ ン グ の コ ス ト が 比 較 的 高 い こ と で す 。 最 近 で は オ ー ト シ ー ト フ ィ ー ダ 付 の 低 価 格 で 高 速 な カ ラ ー ス キ ャ ナ が 出 て き て い ま す の で 、 こ の 問 題 は 次 第 に な く な っ て 行 く で し ょ う 。 二 つ 目 は 、 長 い 間 使 用 さ れ て き た 画 像 圧 縮 の 標 準 や フ ァ イ ル フ ォ ー マ ッ ト が 高 解 像 度 の ス キ ャ ン 文 書 の 配 信 、 特 に カ ラ ー 文 書 の 配 信 に 向 い て い な い こ と が 証 明 さ れ た こ と で す 。 フ ァ イ ル サ イ ズ や ダ ウ ン ロ ー ド に か か る 時 間 が 実 用 的 で な い ば か り で な く 、 デ コ ー ド し た り 描 画 に か か る 時 間 も 相 当 な も の で す 。 100 DPI の カ ラ ー で ス キ ャ ン さ れ た JPEG 形 式 の 典 型 的 な 雑 誌 の ペ ー ジ は 通 常 100 KB か ら 200 KB 程 度 の サ イ ズ に な り ま す が 、 テ キ ス ト は ほ と ん ど 読 む こ と が 出 来 ま せ ん 。 画 面 で 読 む に は 充 分 な 画 質 と は 言 え ま せ ん し 、 印 刷 す る に は 画 質 が 悪 す ぎ ま す 。 同 じ ペ ー ジ は 300 DPI で ス キ ャ ン す れ ば 表 示 に も 印 刷 に も 充 分 な デ ー タ に な り ま す が 、 フ ァ イ ル サ イ ズ は 300 KB か ら 1000 KB と な っ て し ま い 、 リ モ ー ト で ア ク セ ス す る に は 実 用 的 で は な い サ イ ズ で す 。 も う 一 つ 大 き な 問 題 は 300 DPI の レ タ ー サ イ ズ 、 フ ル カ ラ ー デ ー タ を デ コ ー ド す る と 約 24 MB も の メ モ リ を 消 費 す る た め 、 デ ィ ス ク ス ワ ッ プ を 引 き 起 こ し 易 く な っ て し ま い ま す 。 三 つ 目 の 理 由 は 、 デ ジ タ ル 文 書 は 単 な る ペ ー ジ の 集 ま り 以 上 の も の で あ る と い う こ と で す 。 ス キ ャ ン 文 書 の ペ ー ジ は 紙 と 同 じ く 連 続 し て い ま す 。 よ り 使 い 易 く す る に は 、 瞬 時 に ス ト レ ス な く ペ ー ジ め く る こ と が 出 来 る よ う な 仕 組 み 必 要 で す 。 さ ら に 重 要 な こ と は 、 た い て い の 既 存 の フ ォ ー マ ッ ト で は 、 ユ ー ザ は 見 た い ペ ー ジ を 表 示 す る に は は じ め に 文 書 全 体 を ダ ウ ン ロ ー ド し な け れ ば な ら な い こ と で す 。 し か し 、 ユ ー ザ の 中 に は 文 書 全 体 を ダ ウ ン ロ ー ド せ ず に 、 瞬 時 に 見 た い ペ ー ジ へ ア ク セ ス し た い 人 も い ま す 。 効 果 的 な ブ ラ ウ ジ ン グ を 行 う に は 、 効 果 的 に ラ ン ダ ム な ペ ー ジ に ア ク セ ス し た り 、 高 速 に ペ ー ジ を め く っ た り 、 高 速 に 描 画 す る こ と が 必 要 で す 。 こ れ ら 全 て は 、 先 進 的 な 圧 縮 技 術 や 、 先 読 み 機 能 、 プ リ デ コ ー デ ィ ン グ 、 キ ャ ッ シ ュ 機 能 、 累 積 的 な 描 画 機 能 を 組 み 合 わ せ る こ と で 実 現 さ れ て い ま す 。 DjVu は 各 ペ ー ジ 複 数 の コ ン ポ ー ネ ン ト (テ キ ス ト 、 背 景 、 画 像 、 共 有 辞 書 な ど ) に 分 解 し て 、 こ れ を 複 数 の ペ ー ジ で 共 有 し ま す 。 ま た 、 こ れ ら は 必 要 な 時 に ダ ウ ン ロ ー ド さ れ ま す 。 こ れ ら の 全 て の 要 件 は 、 オ ン デ マ ン ド の ダ ウ ン ロ ー ド や 、 先 読 み 、 デ コ ー ド 、 キ ャ ッ シ ン グ 機 構 、 ペ ー ジ 画 像 の 累 積 的 な 描 画 機 構 な ど の 非 常 に 洗 練 さ れ て い て 、 か つ 小 さ な コ ン ト ロ ー ル メ カ ニ ズ ム が 必 要 で す 。 こ こ で 考 え ら れ て い る こ と は 、 単 な る 文 書 画 像 圧 縮 技 術 で は な く ド キ ュ メ ン ト 配 信 の た め の 総 合 的 な プ ラ ッ ト フ ォ ー ム で す 。

DjVu は こ う し た 要 件 を 満 た す 画 像 圧 縮 技 術 で あ り 、 文 書 フ ォ ー マ ッ ト で あ り 、 イ ン タ ー ネ ッ ト の 文 書 配 信 プ ラ ッ ト フ ォ ー ム で す 。

DjVu の 画 像 圧 縮

DjVu 画 像 の 圧 縮 は 次 の 三 つ の 技 術 を ベ ー ス に し て い ま す :

DjVuPhoto

IW44 と し て も 知 ら れ て い る DjVuPhoto は 累 積 的 な デ コ ー ド /描 画 機 能 を 持 っ た 、 Wavelet ベ ー ス の 連 続 階 調 画 像 用 の 圧 縮 技 術 で す 。 主 に カ ラ ー や グ レ ー ス ケ ー ル の 写 真 画 像 の 圧 縮 で 使 わ れ ま す 。 同 じ 品 質 の 画 像 で は 通 常 JPEG に 比 半 分 の サ イ ズ に 圧 縮 さ れ ま す 。

DjVuBitonal

JB2 と し て も 知 ら れ る DjVuBitonal は 白 黒 画 像 の 圧 縮 で 、 テ キ ス ト 画 像 を 効 果 的 に 圧 縮 す る こ と が 出 来 る よ う に 、 文 字 な ど の よ う な ペ ー ジ 中 に 似 通 っ た 模 様 が 反 復 し て い る 点 を 活 用 し て い ま す 。 主 に テ キ ス ト や 単 純 な 図 面 な ど の 白 黒 画 像 の 圧 縮 に 使 用 さ れ ま す 。 典 型 的 な 300 DPI の ペ ー ジ を DjVuBitonal で 圧 縮 す る と お よ そ 5 か ら 25 KB 程 度 と な り 、 TIFF-G4 や PDF と 比 べ 、 約 3 か ら 8 倍 も 小 さ く な り ま す 。

DjVuDocument

DjVuDocument は 、 雑 誌 の ペ ー ジ の よ う な 写 真 と テ キ ス ト の 両 方 を 含 む カ ラ ー デ ジ タ ル 文 書 の た め に 設 計 さ れ た 圧 縮 技 術 で す 。 DjVuDocument は 画 像 を 個 別 に 圧 縮 さ れ た レ イ ヤ で 表 し ま す 。 前 景 レ イ ヤ は 通 常 DjVuBitonal で 圧 縮 さ れ 、 テ キ ス ト や 図 を 含 み ま す 。 背 景 レ イ ヤ は DjVuPhoto で 圧 縮 さ れ 、 背 景 の テ ク ス チ ャ や 写 真 を 低 解 像 度 で 保 持 し ま す 。

DjVu 文 書 配 信 プ ラ ッ ト フ ォ ー ム

DjVu テ ク ノ ロ ジ ー は イ ン タ ー ネ ッ ト に デ ジ タ ル 文 書 を 効 果 的 に 配 信 す る た め に 一 か ら 設 計 さ れ ま し た 。 マ ル チ ペ ー ジ 文 書 を 扱 う 様 々 な 方 法 や 、 ハ イ パ ー リ ン ク や 目 タ ー で タ 、 検 索 テ キ ス ト な ど コ ン テ ン ツ を よ り 価 値 あ る も の に す る 様 々 な 機 能 を 備 え て い ま す 。

バ ン ド ル ド 形 式 の マ ル チ ペ ー ジ 文 書

バ ン ド ル ド 形 式 の マ ル チ ペ ー ジ DjVu 文 書 は 文 書 全 体 を 一 つ の フ ァ イ ル で 表 現 し ま す 。 こ の フ ァ イ ル は 全 て の ペ ー ジ と 補 助 的 な 情 報 (ペ ー ジ の デ ィ レ ク ト リ 、 ペ ー ジ 間 で 共 有 さ れ る デ ー タ 、 サ ム ネ イ ル な ど )を 保 持 し ま す 。 単 一 の フ ァ イ ル フ ォ ー マ ッ ト を 採 用 す る こ と で 、 ド キ ュ メ ン ト を 保 存 し た り 電 子 メ ー ル に 添 付 す る の に 非 常 に 便 利 で す 。 マ ル チ ペ ー ジ 文 書 の URL を ブ ラ ウ ザ に 打 ち 込 む と 、 DjVu ブ ラ ウ ザ プ ラ グ イ ン は フ ァ イ ル 全 て を ダ ウ ン ロ ー ド し ま す が 、 最 初 の ペ ー ジ は デ ー タ が ダ ウ ン ロ ー ド さ れ た と 同 時 に 表 示 さ れ ま す 。 ツ ー ル バ ー か ら す ぐ に 別 の ペ ー ジ へ 移 動 す る こ と が 出 来 ま す 。 し か し 、 文 書 が リ モ ー ト の WEB サ ー バ 上 に 保 存 さ れ て い た と し ま す 。 最 初 の ペ ー ジ に 容 易 に ア ク セ ス す る こ と が で き 、 そ の 文 書 が 必 要 で な い こ と が 分 か り ま す 。 す る と 残 り の ペ ー ジ は 表 示 す る 必 要 は あ り ま せ ん が 、 ブ ラ ウ ザ ー は デ ー タ の ダ ウ ン ロ ー ド を 続 け 、 サ ー バ や 回 線 の 帯 域 を 無 駄 に 使 い 続 け ま す 。 ま た 、 最 初 の ペ ー ジ の 要 約 を 読 ん で か ら 、 100 ペ ー ジ 目 へ ジ ャ ン プ す る こ と も で き ま す 。 し か し 、 100 ペ ー ジ 目 は 1 ペ ー ジ か ら 99 ペ ー ジ ま で の デ ー タ が ダ ウ ン ロ ー ド さ れ る ま で 表 示 さ れ ま せ ん 。 こ の 二 つ 目 の 問 題 (不 必 要 に 待 つ こ と )は HTTP/1.1 プ ロ ト コ ル の バ イ ト サ ー ビ ン グ オ プ シ ョ ン を 使 用 し て 解 決 す る こ と が 出 来 ま す 。 こ の オ プ シ ョ ン は WEB サ ー バ や プ ロ キ シ 、 キ ャ ッ シ ュ 、 ブ ラ ウ ザ で サ ポ ー ト さ れ て い な け れ ば な り ま せ ん 。 し か し 、 バ イ ト サ ー ビ ン グ は 最 初 の 問 題 (帯 域 の 浪 費 )は 解 決 で き ま せ ん 。

イ ン ダ イ レ ク ト 形 式 の マ ル チ ペ ー ジ 文 書

イ ン ダ イ レ ク ト 形 式 の マ ル チ ペ ー ジ DjVu 文 書 は こ れ ら 二 つ の 問 題 を 解 決 し ま す 。 イ ン ダ イ レ ク ト 形 式 の マ ル チ ペ ー ジ DjVu 文 書 は 複 数 の フ ァ イ ル で 構 成 さ れ ま す 。 中 心 と な る フ ァ イ ル は イ ン デ ッ ク ス フ ァ イ ル と 呼 ば れ て い ま す 。 ブ ラ ウ ザ で 表 示 す る と き は バ ン ド ル ド 形 式 と 同 じ よ う に イ ン デ ッ ク ス フ ァ イ ル の URL を 使 い ま す 。 イ ン デ ッ ク ス フ ァ イ ル は 非 常 に 小 サ イ ズ で す 。 こ の フ ァ イ ル は 文 書 の デ ィ レ ク ト リ と ペ ー ジ の デ ー タ を 含 む 二 次 的 な フ ァ イ ル の URL を 含 ん で い る だ け で す 。 イ ン ダ イ レ ク ト 形 式 の フ ァ イ ル を 表 示 す る 場 合 は 、 ブ ラ ウ ザ は 表 示 し て い る ペ ー ジ の デ ー タ に ア ク セ ス し て い る だ け で す 。 ブ ラ ウ ザ は ペ ー ジ の キ ャ ッ シ ュ を 管 理 し 、 設 定 に よ っ て は 現 在 の ペ ー ジ に 続 く ペ ー ジ を 何 ペ ー ジ か 先 読 み す る た め 、 ペ ー ジ の ア ク セ ス は 合 理 的 な ス ピ ー ド で 行 う こ と が 出 来 ま す 。 こ の モ デ ル は 、 WEB が 提 供 す る 帯 域 を よ り 効 果 的 に 使 用 す る こ と が 出 来 ま す 。 ま た 、 長 い 文 書 の 別 の ペ ー ジ へ ジ ャ ン プ す る と き 不 必 要 に 遅 延 が 発 生 す る こ と も あ り ま せ ん 。

ア ノ テ ー シ ョ ン

全 て の DjVu 画 像 は オ プ シ ョ ン と し て い わ ゆ る ア ノ テ ー シ ョ ン チ ャ ン ク を 持 つ こ と が 出 来 ま す 。 ア ノ テ ー シ ョ ン チ ャ ン ク は 、 別 の 文 書 や 任 意 の WEB へ の ハ イ パ ー リ ン ク を 定 義 す る の に 使 用 さ れ ま す 。 ま た 、 ア ノ テ ー シ ョ ン チ ャ ン ク は 初 期 表 示 モ ー ド や 、 ハ イ ラ イ ト エ リ ア 、 ペ ー ジ や 文 書 に 関 す る 任 意 の メ タ デ ー タ を 保 持 す る の に も 使 用 さ れ ま す 。

検 索 テ キ ス ト

全 て の DjVu 画 像 は オ プ シ ョ ン と し て 画 像 を 対 応 す る テ キ ス ト に 関 連 付 け た 隠 れ た テ キ ス ト レ イ ヤ を 持 つ こ と が 出 来 ま す 。 こ の テ キ ス ト レ イ ヤ は 通 常 OCR ソ フ ト ウ ェ ア を 実 行 す る こ と で 作 成 す る こ と が 出 来 ま す 。 こ の テ キ ス ト 情 報 に よ り 、 DjVu 文 書 に イ ン デ ッ ク ス を 作 成 し た り DjVu の ペ ー ジ 画 像 か ら テ キ ス ト を コ ピ ー /ペ ー ス ト す る こ と が 出 来 ま す 。

サ ム ネ イ ル

DjVu 文 書 は あ ら か じ め 作 成 さ れ た ペ ー ジ の サ ム ネ イ ル を 保 持 す る こ と が 出 来 ま す 。

DjVuZone お よ び DjVuLibre

DjVu テ ク ノ ロ ジ ー は 初 め 1995 年 か ら 1999 年 に か け て AT&T Labs の 数 名 の 研 究 員 に よ っ て 開 発 さ れ ま し た 。 そ の 後 LizardTech, Inc. ( http://www.lizardtech.com ) が AT&T Labs か ら 商 業 化 権 を 取 得 し ま し た 。 LizardTech は 今 で は DjVu を 使 っ て 文 書 を 作 成 し た り 配 信 し た り す る た め の た く さ ん の ソ リ ュ ー シ ョ ン を 提 供 し て い ま す 。

DjVuZone WEB サ イ ト ( http://www.djvuzone.org ) は 最 初 に DjVu テ ク ノ ロ ジ ー を 開 発 し た 数 名 の AT&T Labs の 研 究 員 に よ っ て 維 持 さ れ て い ま す 。 私 た ち は DjVu に 関 す る 独 立 し た 情 報 ソ ー ス を 提 供 す る こ と で DjVu テ ク ノ ロ ジ ー の 推 進 を 図 っ て い ま す 。 商 業 化 に よ り 占 有 さ れ た 文 書 フ ォ ー マ ッ ト に は 非 常 に 小 さ な 余 地 し か 残 さ れ て い な い こ と を 知 り つ つ 、 LizardTech は 2000 年 の 12 月 に DjVu の リ フ ァ レ ン ス ラ イ ブ ラ リ を GNU の パ ブ リ ッ ク ラ イ セ ン ス の 下 で リ リ ー ス し ま し た 。 こ の ラ イ ブ ラ リ は 圧 縮 形 式 と 基 本 的 な コ ー デ ッ ク を 定 義 し た も の で す 。 6 ヵ 月 後 、 LizardTech は Unix 版 の ビ ュ ー ア の ソ ー ス コ ー ド と と も に 、 更 新 さ れ た DjVu リ フ ァ レ ン ス ラ イ ブ ラ リ を リ リ ー ス し ま し た 。 こ れ ら 二 つ の リ リ ー ス が 、 DjVuLibre ソ フ ト ウ ェ ア の 基 礎 を 成 し て い ま す 。 私 た ち は オ ー プ ン ソ ー ス の コ ミ ュ ニ テ ィ の 期 待 に 沿 う よ う に ビ ル ド シ ス テ ム を 変 更 し ま し た 。 様 々 な バ グ や ポ ー タ ビ リ テ ィ の 問 題 が 修 正 さ れ ま し た 。 ま た 、 私 た ち は イ ン ス ト ー ル や 使 用 方 法 を 簡 便 に す る 一 方 、 LizardTech の リ リ ー ス の 基 本 的 な 構 造 を 保 持 し て い ま す 。

DjVuLibre ソ フ ト ウ ェ ア 以 下 の コ ン ポ ー ネ ン ト を 含 み ま す :

構 造 を こ の 方 法 で 圧 縮 す る こ と が 出 来 ま す 。

cjb2(1)

DjVuBitonal コ マ ン ド ラ イ ン エ ン コ ー ダ 。 こ の ソ フ ト パ タ ー ン マ ッ チ ン グ 圧 縮 ツ ー ル は PBM 画 像 か ら DjVuBitonal 画 像 を 作 成 し ま す 。 可 逆 で 圧 縮 す る こ と も 、 圧 縮 率 を 改 善 す る 非 可 逆 形 式 で も 圧 縮 可 能 で す 。 可 逆 圧 縮 モ ー ド は LizardTech の 商 用 製 品 に 匹 敵 す る 性 能 を 発 揮 し ま す 。

cpaldjvu(1) イ ン デ ッ ク ス カ ラ ー 画 像 用 DjVuDocument コ マ ン ド ラ イ ン エ ン コ ー ダ 。 こ の エ ン コ ー ダ は ス ク リ ー ン シ ョ ッ ト の よ う な 色 数 の 少 な い 画 像 の 圧 縮 に 最 適 化 さ れ て い ま す 。 全 体 に 占 め る 率 の 高 い 色 は 背 景 へ 配 置 さ れ ま す 。 ほ か の 色 は 前 景 レ イ ヤ へ 配 置 さ れ ま す 。
csepdjvu(1) 分 割 さ れ た 画 像 用 の DjVuDocument コ マ ン ド ラ イ ン エ ン コ ー ダ 。 こ の エ ン コ ー ダ は 、 あ ら か じ め 分 離 さ れ た 前 景 画 像 と 背 景 画 像 入 力 す る と 、 DjVuDocument 画 像 を 生 成 し ま す 。
ddjvu(1)

DjVu 画 像 の コ マ ン ド ラ イ ン デ コ ー ダ 。 こ の プ ロ グ ラ ム は 指 定 し た 解 像 度 で 、 DjVu 文 書 の 指 定 ペ ー ジ の 指 定 箇 所 を PNM 画 像 へ 変 換 し ま す 。