電子書籍とその形式: DjVu - その歴史、長所、短所、および特徴

70年代初頭、アメリカの作家マイケル・ハートは、 得ます イリノイ大学に設置された Xerox Sigma 5 コンピューターへの無制限のアクセス。 マシンのリソースを有効に活用するために、彼は米国独立宣言を再版する最初の電子書籍を作成することにしました。

今日、主に携帯機器 (スマートフォン、電子書籍リーダー、ラップトップ) の開発のおかげで、デジタル文学が普及しました。 これにより、多数の電子書籍フォーマットが登場しました。 それらの機能を理解し、その中で最も人気のあるものの歴史を語ってみましょう。DjVu 形式から始めましょう。

/フリッカー/ レーン・ピアマン / CC

フォーマットの登場

DjVu は、Web 開発者にインターネット上で高解像度の画像を配布するツールを提供するという 1996 つの目的を持って、XNUMX 年に AT&T Labs によって開発されました。

実際のところ、その時点ではすべての情報の 90% がまだ残っています。 保管されていました 紙で書かれており、重要な文書の多くにはカラー画像や写真が含まれていました。 テキストの読みやすさと画像の品質を維持するには、高解像度のスキャンを行う必要がありました。

古典的な Web 形式 (JPEG、GIF、PNG) では、このような画像を扱うことができましたが、その代わりに容量が犠牲になりました。 JPEGの場合は、テキストが 読まれました モニター画面では、300 dpi の解像度でドキュメントをスキャンする必要がありました。 雑誌のカラーページは約 500 KB を占めました。 当時、このサイズのファイルをインターネットからダウンロードするのはかなりの労力を要するプロセスでした。

代替手段は OCR 技術を使用して紙の文書をデジタル化することでしたが、20 年前はその精度が理想とは程遠く、処理後に最終結果を手作業で大幅に編集する必要がありました。 同時に、グラフィックスと画像は「行き過ぎた」ままでした。 また、スキャンした画像をテキスト文書に埋め込むことができたとしても、紙の色や質感など、歴史的文書の重要な要素である視覚的な詳細の一部が失われます。

これらの問題を解決するために、AT&T は DjVu を開発しました。 これにより、解像度 300 dpi でスキャンしたカラー文書を元のサイズ 40 MB で 60 ～ 25 KB に圧縮することが可能になりました。 DjVu では、白黒ページのサイズが 10 ～ 30 KB に削減されました。

DjVu がドキュメントを圧縮する方法

DjVu は、スキャンした紙文書と PDF などの他のデジタル形式の両方で動作します。 DjVu の仕組み です 画像を前景、背景、白黒 (ビット) マスクの XNUMX つのコンポーネントに分割するテクノロジー。

マスクは元のファイルの解像度で保存され、 含まれています テキストやその他の明確な詳細（細い線や図）、および対照的な画像の画像。

解像度は 300 dpi で、細い線や文字の輪郭を鮮明に保ち、AT&T の FAX 用 JBIG2 アルゴリズムのバリエーションである JB2 アルゴリズムを使用して圧縮されます。 JB2の特徴 です ページ上で重複する文字を検索し、その画像を XNUMX 回だけ保存します。 したがって、複数ページの文書では、連続する数ページごとに共通の「辞書」が共有されます。

背景にはページやイラストのテクスチャが含まれており、マスクよりも解像度が低くなります。 ロスレス背景は 100 dpi で保存されます。

フォアグラウンド 店 ほとんどの場合、テキストの色は黒で、印刷される XNUMX つの文字と同じであるため、その解像度は通常さらに低下します。 前景と背景を圧縮するために使用されます ウェーブレット圧縮.

DjVu ドキュメント作成の最終段階はエントロピー エンコーディングです。このエントロピー エンコーディングでは、適応算術エンコーダーが同一文字のシーケンスをバイナリ値に変換します。

フォーマットの利点

DjVu のタスクは сохранить 紙文書の「プロパティ」をデジタル形式で保存できるため、非力なコンピュータでもそのような文書を操作できるようになります。 したがって、DjVu ファイルを表示するソフトウェアには「高速レンダリング」機能が備わっています。 記憶に残る彼女に感謝します 読み込み中 DjVu ページのうち、画面に表示される必要がある部分のみ。

これにより、「未ダウンロード」ファイル、つまり複数ページの DjVu ドキュメントの個々のページを表示することも可能になります。 この場合、(JPEG のように) ファイルがダウンロードされるときにコンポーネントが「表示される」ように見える場合、画像の詳細のプログレッシブ描画が使用されます。

20 年前、この形式が導入されたとき、ページは XNUMX 段階で読み込まれました。最初にテキスト コンポーネントが読み込まれ、数秒後に画像と背景の最初のバージョンが読み込まれました。 その後、本のページ全体が「出現」しました。

2002 レベル構造の存在により、スキャンした書籍を検索することもできます (特別なテキスト レイヤーがあるため)。 これは技術文献や参考書を扱うときに便利であることが判明したため、DjVu はいくつかの科学書籍ライブラリの基礎となりました。 たとえば、XNUMX 年に彼は インターネットアーカイブ オープン ソースからスキャンされた書籍を保存するプロジェクトの形式の XNUMX つ (TIFF および PDF と並んで) として使用されます。

フォーマットのデメリット

ただし、他のテクノロジーと同様に、DjVu にも欠点があります。 たとえば、本のスキャンを DjVu 形式にエンコードする場合、ドキュメント内の一部の文字が、外観が似ている他の文字に置き換えられる場合があります。 これは文字「i」と「n」で最も頻繁に発生するため、この問題が発生します。 受け取った 名前は「陰問題」。 これはテキストの言語には依存せず、特に数字やその他の小さな繰り返し文字に影響します。

その原因は、JB2 エンコーダでの文字分類エラーです。 スキャンを 10 ～ 20 個のグループに「分割」し、各グループの共通記号の辞書を形成します。 この辞書には、一般的な文字と数字の例が、ページとその出現座標とともに含まれています。 DjVu ブックを表示すると、辞書の文字が適切な場所に挿入されます。

これにより、DjVu ファイルのサイズを減らすことができますが、XNUMX つの文字の表示が視覚的に似ている場合、エンコーダはそれらを混同したり、同じものと誤認したりする可能性があります。 これにより、技術文書内の数式が破損する場合があります。 この問題を解決するには、圧縮アルゴリズムを放棄することができますが、これにより書籍のデジタル コピーのサイズが増加します。

この形式のもう XNUMX つの欠点は、多くの最新のオペレーティング システム (モバイル オペレーティング システムを含む) でデフォルトでサポートされていないことです。 したがって、これを使用するには、サードパーティ製のソフトウェアをインストールする必要があります。 プログラムただし、一部の電子リーダー (ONYX BOOX など) は、必要なアプリケーションがすでにインストールされているため、「すぐに使える」DjVu 形式をサポートしていることに注意してください。

ところで、Android ベースのリーダー向けアプリケーションで他に何ができるかについては、以前の記事の XNUMX つで説明しました。 材料.

リーダー オニキス ボックス クロノス

スマートフォン、タブレット、リーダーなどのモバイル デバイスの小さな画面で DjVu ドキュメントを操作するときに、別の形式の問題が発生します。 DjVu ファイルは本の見開きをスキャンした形式で表示される場合があり、専門的な文献や作業文書は A4 形式であることが多いため、情報を探すには画像を「移動」する必要があります。

ただし、この問題も解決できることに注意してください。 もちろん、最も簡単な方法は、別の形式のドキュメントを探すことです。ただし、このオプションが不可能な場合 (たとえば、DjVu で大量の技術文献を扱う必要がある場合)、電子リーダーを使用できます。対角線が 9,7 ～ 13,3 インチの大きなもので、このような文書を扱うために特別に「調整」されています。

たとえば、ONYX BOOX シリーズでは、このようなデバイスは次のとおりです。 クロノス и MAX 2 (ちなみに、この読者モデルのレビューを準備しましたので、近々ブログで公開する予定です) Note、対角10,3インチで解像度が向上したE Ink Mobius Cartaスクリーンを備えています。 このようなデバイスを使用すると、イラストのすべての詳細を元のサイズで冷静に調べることができ、教育的または技術的な文献を頻繁に読む必要がある人に適しています。 DjVu および PDF ファイルを表示するには 中古 デジタル化されたフォントのコントラストや太さを調整できるNEO Reader。

この形式には欠点があるにもかかわらず、DjVu は現在でも文学作品を「保存」するための最も人気のある形式の XNUMX つです。 これは主に彼が です オープンであり、今日のいくつかの技術的制限により、最新のテクノロジーと開発がそれを回避できます。

次の資料では、電子書籍フォーマットの出現の歴史とその作品の特徴についての話を続けます。

PS いくつかの ONYX BOOX リーダーのセット:

• テクノロジーと「古代」: ONYX BOOX クロノス リーダーのレビュー
• 女王は読書をするように設計されています: ONYX BOOX クレオパトラ 3 電子書籍のレビュー
• ONYX BOOX Darwin 4 のレビュー: E-Ink で最高の電子書籍

出所： habr.com