作者:马健
邮箱:[email protected]
发布:2009.09.22
更新:
2012.06.11
针对PdfToy的新进展,更新了相关内容。
1 引言
2 理论
3 实现
3.1 MRC模型的转换
3.1.1 单层DjVu
3.1.2 3层DjVu
3.1.3 2层DjVu(彩色文本)
3.2 图像的转换
3.2.1 JB2转JBig2
3.2.2 IW44转JPEG 2000
3.2.3 JPEG与CCITT G4的转换
3.3 隐藏文本的转换
3.4 目录的转换
3.5 其他部分的转换
4 结论
5 引申
5.1 用DjVu技术制作PDF
5.2 反向转换
5.3 PDF浏览器限制
1 引言
在扫描电子文档领域,PDF与DjVu各有特色,也都各有一批坚定的支持者,所以网上经常能看到求助实现两种格式互相转换的帖子——都希望能转成自己或别人喜欢的格式。网上提供的解决方案也多种多样,从最简单的虚拟打印(PDF与DjVu均有虚拟打印机),到使用专门的工具 (单步)或工具集合(多步)转换都有。
出于兴趣,我最近也在这方面进行了一些技术探索,不过重点不在结果本身(我个人一直不主张在不同格式之间转来转去穷折腾),而在于转换的过程:希望能从技术角度比较PDF与DjVu的模型与内部数据压缩算法,尽量实现无损转换,同时保持文件长度变化不大。
本文就是上述过程的一个记录。
2 理论
按我个人的理解,DjVu的高压缩比主要来自以下几个方面:
- 基于MRC(Mixed Raster Content,参见ISO/IEC 16485)模型的分层结构:将扫描图像分解成前景、背景、蒙板层,然后针对不同层的特点,采用最适合的图像压缩算法。在表达文字、图像混合的点阵图像时,这种方法无疑比传统不分层的、眉毛胡子一把抓的静态图像压缩格式(如JPEG、JPEG 2000、PNG、TIFF、GIF等)更优秀。另外按照ISO/IEC 16485的建议,如果对图像先分割成子区域(strip)再进行分层,或采用N层结构,可能获得更高的压缩性能。不过DjVu大概认为追求这样的性能提高不太值得,所以一直坚持采用MRC的基本三层模型。
- 在分层的基础上,DjVu从阅读心理出发,认为阅读者对扫描页面文字部分的关注度,要高于对插图、底纹的关注度。因此对于文字部分,不对像素尺寸进行缩减, 保持尽可能高的清晰度和分辨率;而对于插图、底纹部分,一般先进行缩图,然后再有损压缩——通常长、宽缩至原来的1/3~1/12,显示的时候再放大回来。简单算一下就可以知道,就算长、宽只缩至1/3,图像面积也只有原来的1/9大, 即还没怎么着呢就轻松达到1:9的压缩比,自然能够大大减小最终的文件长度,付出的代价是:很多DjVu文件的插图看起来模模糊糊的,这其中的原因除了有损压缩外,图像缩放更主要。DjVu文件各层的像素尺寸,可以从DjVuToy导出的DjVu文件信息中看到,有兴趣的不妨看一看。那些经常问“为什么我看到的DjVu这么模糊?”或“为什么国外的DjVu比国内的DjVu更清晰?”的人,更应该好好看看。
- 在编码方面,DjVu的文字层采用JB2压缩算法。这种算法的核心思想是:把整页文字切分成一个个符号(shape),相同的符号不再重复编码,这样整页文字可以用一个无重复的符号集合(称为“字典”,dictionary)、一个页面描述集合来表示。单条页面描述可以用三元组(idx,x,y)表示,idx代表符号在字典中的序号,(x,y)是该符号的显示位置,说白了每条页面描述的意思就是:在(x,y)处显示编号为idx的符号。采用这种方式,不仅页面中的空白部分不再需要编码,而且对于印刷字体(尤其是字母文字), 每一页中符号的重复程度是很可观的,这些重复的符号编码也都可以省略了,所以压缩比要比常规静态图像要大。不过这种算法的问题是:如何判断两个符号是相同的?毕竟图像是扫描出来的, 二值化后字符边缘充满了毛刺,要说两个字一个像素不差不太可能,总要有一个容忍程度,差异超过此容忍程度即认为两个符号不同,否则认为相同。在常规DjVu制作软件中, 一般提供给用户三种选择:无损(lossless)、清洁(clean)、有损(lossy),容忍程度从小到大,而最终文件长度则从大到小。DjVu一向标榜的就是高压缩比,所以常规制作软件的缺省选择都是有损,这样就可能因为把相似字误判为相同字而出现错别字:
http://djvu.org/forum/phpbb/viewtopic.php?t=659
http://readfree.net/bbs/read.php?tid=277235
这个问题是JB2有损压缩的原罪,理论上很难完全避免,实际上各DjVu生成引擎都会在内部进行一些判别以求弥补,但效果如何谁也说不清。所以在有足够的证据(我很怀疑有谁能提出这样的证据)证明某个DjVu引擎不会对中文相似字进行误判之前,我绝对不可能把我自己需要保留的文件压缩成有损JB2。当然,给别人看的就另当别论了,错不错的关我P事?
另外这种判别与图像的扫描DPI密切相关,DPI值低于300时误判的可能性要比300 DPI及其以上的误判可能性更大。按照国外扫描界的要求(参见大名鼎鼎的《The Scan and Share tutorial version 1.07》),扫描时应该用300 DPI灰度扫描,然后用软件放大至600 DPI,再处理成DjVu。这就是为什么有些人总觉得国外的DjVu比国内的更清晰的原因:大家的DPI不一样! - DjVu的插图、底纹部分通常采用IW44压缩算法,这种算法基于小波(Wavelet)分析,原理基础和JPEG 2000差不多,一般采用较高压缩比,代价是图像质量用肉眼就能看出是有损的。
与ISO 32000-1相对照,其实以上特性在PDF中也有:
- PDF的transparent imaging model支持多层结构,包括透明、半透明,比DjVu的模型结构复杂多了。
- 从PDF 1.4(对应Acrobat5)开始支持JBig2压缩,这种压缩算法在核心思想上(参见ISO/IEC 32000-1:2008第7.4.7节、ISO/IEC 14492:2001)与DjVu的JB2压缩一模一样。不过JBig2考虑的范围更广泛一些,除文字、线型图外,还考虑到半调(halftone)图像等,因此定义远比JB2复杂。换句话说,JB2数据流可以完全转换成JBig2数据流,但是反向就不一定了——JBig2中的某些东西在JB2中没有对应。
- 从PDF 1.5(对应Acrobat6)开始支持JPEG 2000压缩,这种压缩算法的理论基础与DjVu的IW44压缩一样,都是基于小波分析。从实际图像测试结果看,对于同一张连续色调图像,这两种算法在同样的压缩比下,最终的视觉效果差别不明显。换句话说,对于同一张图像,这两种算法压缩出来的文件长度可以差不多,视觉效果也差不多。
所以,在理论上,大多数DjVu可以在转换成PDF时,做到在文件长度变化不大(变化还是有,毕竟文件结构方面存在差异)的情况下,数据无损(JB2->JBig2)或视觉无损(IW44->JPEG 2000)。
注意我说的是“大多数DjVu”,因为例外总是存在的。
3 实现
理论说上一大堆,如果没有一个实际实现,总还是觉得有点虚。所以我就以FreePic2Pdf的PDF生成引擎为基础,加入对DjVu的支持,最终在DjVuToy中实现了DjVu转PDF功能:一次可以转换一本书, 除图像外还包括多级书签、隐藏文本,但不包括注释、缩略图等。
下面分别介绍一下其中几个关键技术的实现原理和方法,及对最终结果的验证。
3.1 MRC模型的转换
前面说过,DjVu的基本图像模型是ISO/IEC 16485 MRC三层模型,但并非所有DjVu都凑足了三层,有些只有单层或2层。
- 单层DjVu:又称为Photo DjVu(彩色、灰度)或Bi-Level DjVu(黑白),一页只有一层图像,彩色、灰度图像可以采用IW44或JPEG压缩,黑白图像采用JB2或CCITT G4压缩。
- 2层DjVu:又称为彩色文本(Color Text)DjVu,即只有前景层(JB2压缩或CCITT G4压缩)和背景层(IW44或JPEG压缩),但前景层允许带颜色,此时的JB2又称为Colorized JB2。这是对原JBig2标准的扩展,为DjVu所独有。
- 3层DjVu,即包含蒙板层、前景层、背景层这3层的DjVu。蒙板层为黑白图像,可以采用JB2或CCITT G4压缩;前景层、背景层为灰度或彩色图像,可以采用IW44或JPEG压缩。
下面针对这三种情况,讨论DjVu的MRC到PDF图像模型的转换。
3.1.1 单层DjVu
单层DjVu其实就是单一的图像,与PDF中的图像可以直接建立对应关系,因此单层DjVu转PDF不涉及太多模型层面的东西,转换的时候将整幅图像插入PDF页面中即可。
3.1.2 3层DjVu
3层DjVu也不复杂,PDF的图像模型中同样允许使用蒙板,甚至允许指定蒙板的透明度(权重),因此3层DjVu转PDF,在模型上也没有太多的问题,只在于怎么选择合适的蒙板表示而已。
最终我选择了用SMask实现,原因很简单:用这种方式产生的PDF在Acrobat中浏览时可以指定背景色 ,即成为常说的“透明背景PDF”。
这个例子是一个三层结构的DjVu文件及用DjVuToy转换后的PDF文件,有兴趣的可以比较一下显示效果。内部数据的比较结果如下:
- DjVu:蒙板层像素尺寸2774×3543,数据流长度26896字节;前景层232×296(长、宽仅为蒙板层的1/12),数据流长度5138字节;背景层925×1181(长、宽仅为蒙板层的1/3),数据流长度34334字节。
- PDF:各层像素尺寸与DjVu一样,数据流长度分别是:27424字节、5083字节、34386字节,差别不大。
各位如果有兴趣,不妨把这个例子DjVu另存为单张静态图像,可以看到文件长度急剧膨胀,对照一下将有助于理解我前面说的DjVu高压缩比的原因。
DjVu转PDF的官方转换软件Caminova DocumentExpress Enterprise 7.5(简称deent75)在转换多层DjVu的时候,有一个噱头:转换出来的PDF带有图层控制,可以在用Acrobat浏览的时候,指定显示前景层或背景层。我个人觉得图层控制会增加PDF文件的长度,而且支持图层控制的PDF浏览器和会用的人都很少,所以就没管它。
DjVuToy的噱头是:转换出来的PDF是背景透明的,不论是单层还是多层,用户在浏览的时候都可以指定背景色。
3.1.3 2层DjVu(彩色文本)
“彩色文本”是DjVu的一个独门绝技。如果页面中含有彩色文字,在DjVu中可以有两种实现方法(参见Lizardtech公司2005年出版发行的《Lizardtech DjVu Reference DjVu V3》第7.1.3.1节“Foreground Encoding”):
- 常规三层法:文字轮廓用JB2压缩,作为蒙板层(Sjbz);颜色部分用IW44压缩,作为前景层(FG44)。上面这个例子就采用这样的技术。为了追求高压缩比,通常对前景层进行大比例缩图(如上面这个例子长宽缩至1/12),这样在还原显示的时候,文字颜色看起来可能会有点怪异,因为 缩放后的前景层总会与原来的有点差异。
- 彩色文字法:文字轮廓用JB2压缩,成为蒙板层(Sjbz),然后对每个符号的颜色进行编码,成为前景颜色层(FGbz)。
两种方法相比较,后者的编码效率要更高一些,显示时的文字颜色也比较纯正,缺点是每个符号的颜色必须是单一纯色,不能出现变化(如渐变色文字)。而前者的适应范围无疑要更广泛一些,压缩比问题通常通过缩图解决,如长宽缩至1/12,则面积仅为原先的1/144,还没开始编码就轻松超过1:100的压缩比。
以我对PDF的了解,采用彩色文字的DjVu如果想转换成PDF,最无损的办法大概是:把Sjbz数据段拆成“字典”和“页面描述”两个部分,字典中的符号封装成点阵字体嵌入PDF,页面描述中的 内容转换成PDF的字符输出指令,FGbz中的颜色描述则转换成PDF的前景色设置指令。显示的时候,按照指定的颜色显示字符,字符点阵来自内嵌字体。
这种方法好是好,但是其中的复杂性我只是想一想就失去了尝试的勇气。所以最终还是偷了个懒:把2层结构转换成常规3层结构。官方转换软件deent75用的也是这个方法,不过DjVuToy比deent75多了一个选择:可以选择转换时前景层的缩图比例。
在2层模型转成3层模型的时候,需要先把彩色前景层还原出来,然后再缩图成前景层,原蒙板层、背景层则不变,这样就将2层变成了3层。如果前景层不缩图,则转换出来的PDF在视觉效果上与原始DjVu是完全一样的,但是文件长度会大增——多出来的前景层是灰度或彩色,不论采用JPEG还是JPEG 2000压缩,如果画面尺寸降不下来,文件长度也就降不下来。
在deent75中,对前景层一律缩图至原像素长、宽的1/12,而DjVuToy的缺省值与deent75相同,但如果对质量很在意而对文件长度不在意,也可以手工设置缩图比例。
另外前景层图像的生成也很有讲究,deent75的生成方法我模仿了很久也没有模仿出来,现在这个是经过大量实验得到的,在文件长度、图像质量方面不见得比deent75差。
3.2 图像的转换
3.2.1 JB2转JBig2
这个部分初看起来似乎没啥悬念:把JB2中的字典、页面描述解码出来,按照JBig2的要求重新编码、封装即可,中间不需要全图解码成位图后再重新分割、聚类。
但是实际做过以后才会知道,这中间还是有讲究的:如果不对字典进行处理,直接就编码、封装,最终的结果大概会比最初的JB2数据流长约20%。其中的原因我也是看了Adam Langley的jbig2enc才明白:如果字典中的某些符号在页面描述中多次出现,可以把这些符号单独编成一个字典,那些只出现一次的符号编成另外一个字典,这样可以减小页面描述中的索引位数,最终减小整个数据流长度。这种技术没看到有谁专门命名,姑且称之为“字典二次编码”技术。这种技术对多页共用字典固然有影响, 对单页独享字典也有影响。
除了上述字典二次编码技术外,JBig2的算术编码效率也对最终数据流长度有影响,不过这部分太复杂了,不是一般人能搞定的。
对最终编码结果的验证则很简单:
- 用DjVuToy可以导出DjVu文件结构,用PdfToy或免费开源的PdfView可以导出PDF文件结构,比较一下其中JB2、JBig2数据流的长度,即可知道编码效率的差异。从实际测试结果看,差异有一些,但是绝对没有网上常见的DjVu宣传资料上宣称的那么大。
- 用PdfToy或UnicornViewer 0.17以上版本可将PDF中的JBig2数据流转换成JB2并封装成DjVu文件,用DjVuToy可导出转换前后的DjVu文件的字典、页面描述,用FindDupFile可验证这两个文件的字典完全相同,页面描述用Excel重新排序后也可以验证完全相同,因此可认为JB2转JBig2及反向的JBig2转JB2过程均是完全无损的。
这样的验证其实说明一件事:对于采用JB2压缩的单层DjVu,可以用DjVuToy无损转换成PDF,文件长度也差不多。
另外JB2与JBig2的相似性也不是偶然的,在AT&T的Patrick Haffner、Leon Bottou、Yann Lecun与Lizardtech公司的Luc Vincent合著的论文《A General Segmentation Scheme For DjVu Document Compression》第2章中,对JB2算法的来历进行了介绍:
The mask image is encoded with a new bi-level image compression algorithm called JBZ or DjVuBitonal. It is a variation on AT&T's proposal to the emerging JBIG2 standard. The basic idea of JB2 is locate individual shapes on the page (such as characters), and use a shape clustering algorithm to find similarities between shapes. Shapes that are representative of each cluster (or in a cluster by themselves) are coded as individual bitmaps with a method similar to JBIG1.
看来不仅名字相似,JB2与JBig2追到根子上还有血缘关系,不过似乎JBig2后来又发展出了一些新花样,而JB2就此颓废了——所托非人啊!
3.2.2 IW44转JPEG 2000
我本人的数学基础不太好,对小波分析更是望而生畏,所以没有研究是否可能像JB2转JBig2那样,在不解码成位图的情况下实现直接转换,而是采用了一个偷懒的笨办法:先把IW44解码成位图,根据解码前后的数据流长度可以算出压缩比,然后按照这个压缩比,再把位图压缩成JPEG 2000。这里面的关键就是:JPEG 2000压缩允许指定压缩比,保证压缩出来的数据流长度在指定的范围内。
对最终编码结果的验证也很简单:
- 用DjVuToy导出DjVu文件结构,用PdfToy或PdfView导出PDF文件结构,比较其中BG44、FG44与JPXDecode数据流的长度,即可知道编码效率的差异。从实际测试结果看,差异可以忽略。
- 用PdfToy或UnicornViewer 0.17以上版本可以将PDF中的JPEG 2000图像无损导出,用图像比较软件可以从统计角度定量比较二者的差异,也可以直接用肉眼比较一下,在我看来都差不多,基本上可以认为是“视觉无损”,除非压缩率超过了一定限度。
如果有谁对小波比较精通,不妨对IW44和JPEG 2000进行一下深入研究,我总觉得这二者是可以直接转换的——研究有成果了别忘记通知我一声。
上面的JB2、IW44验证说明:对于3层DjVu,在用DjVuToy转换成PDF后,模板层肯定是无损的,前景层、背景层视觉无损,文件长度差异不大。
对于2层DjVu,由于需要补充前景层,转换后文件长度增加会明显,前景层缩图造成的影响在某些情况下也是视觉可查的。
3.2.3 JPEG与CCITT G4的转换
按照《Lizardtech DjVu Reference DjVu V3》的规定,DjVu中的蒙板层除JB2压缩外,还可以采用CCITT G4压缩,其Chunk ID为Smmr;前景层、背景层除IW44外,还允许采用JPEG压缩,其Chunk ID分别为FGjp、BGjp。
由于这两种压缩算法的压缩效率与JB2、IW44相差太多,因此采用这两种压缩算法的DjVu文件在现实中根本没有,我自己测试用的文件也是用软件特意制作出来的。
PDF本身支持CCITT G4、JPEG压缩,因此采用这两种压缩的图像可以无损转换至PDF——CCITT G4可能还需要重新编码,JPEG图像整个嵌进去即可。
3.3 隐藏文本的转换
DjVu的设计初衷是针对扫描图像,但也提供隐藏文本功能,方便对文档内容进行检索、复制等。
DjVu中的隐藏文本通过OCR获得,带隐藏文本的DjVu习惯上称为“双层DjVu”,这其实是从“双层PDF”沿用过来的——用扫描图像制作的PDF,也可以通过OCR生成隐藏文本。
在DjVu转PDF的过程中,如果DjVu已经有隐藏文字,自然希望能够直接转过去,不用再OCR。但其中涉及到DjVu与PDF的一个本质区别。
DjVu的设计目的从未变过,就是针对扫描图像,文字不过是辅助,因此DjVu中的文字是真正的“隐藏”文字,只有文字的编码(utf-8)、文字的位置,但不含任何字体信息,因此理论上是显示不出文字的,除非再额外指定字体。
PDF中的文字则与图像并列,显示出来是正常的,隐藏起来不过是特例。因此在PDF中,文字除了有编码、显示位置、显示比例外,还要有字体信息。所以在将DjVu中的隐藏文本转换成PDF时,麻烦就麻烦在字体上。
PDF中的字体可以是内嵌字体,也可以是外挂字体。具体哪种更优,各人看法不同。我自己是比较倾向于外挂字体。
PDF中对外挂字体有特殊规定,要求所有PDF浏览器均支持的14种标准字体中,就有9种是针对西欧拉丁语系(Latin 1),对CJK(中、日、韩)则规定了额外的标准字体,是否支持由各浏览器自行决定。Acrobat如果装了亚洲语言包,是能支持Adobe的CJK标准字体的。UnicornViewer是中国人开发的,对CJK的支持就更不用说了。
换句话说,如果采用外挂字体,其实只有Latin 1(西欧11国)和CJK(简、繁、日、韩)才能保证平台通用性,其它语言,如俄语,理论上说可以指定Windows的TrueType字体作为外挂字体,但其平台通用性无法保证。
在用deent75转换DjVu成PDF时,对于隐藏文字也只针对Latin 1和CJK的外挂字体转换。DjVuToy在隐藏文本转换方面完全学自deent75,其位置与deent75的差异在小数点后第4位——DjVuToy我觉得到小数点后第4位 已经足够,deent75觉得还应该保留更多的位数。
DjVuToy在模仿deent75的基础上,也做了一些改进:
- 强化了对中、日、韩竖排文字的支持。deent75完全没有竖排的概念,这点很令人诧异,毕竟这家公司的总部就在亚洲。
- 允许将word合并成line。合并后单个word的位置可能出现变化,但是数据流长度大大减小,校对的时候也简单许多。
- deent75转换出来的双层PDF是“图压字”,即隐藏文字在底层,图像在上层。这样的处理存在一些弊端,因此DjVuToy向Acrobat学习,采用了“字压图”的方法,即图像在底层,隐藏文字在上层。
总之,有些东西是用出来的。
3.4 目录的转换
目录在PDF中称为Outline,在DjVu中称为Bookmark、Contents,其实就是在浏览的时候,左侧显示出来的分级大纲。
DjVu中的目录其实比PDF简单得多,而且不能实现对跳转位置的精细控制:在PDF中,通过点击目录项既可以跳转到某一页,也可以跳转到页中的某个位置,而DjVu只能跳转到页,这点和PDG的目录差不多。
DjVuToy转换DjVu目录的时候就是直转,即将DjVu中的utf-8转换成PDF的Unicode,页码也照转。不过我也偷了点懒:DjVu中的目录允许跳转到某个文件或某个URL,DjVuToy对这些情况就无视了。
3.5 其他部分的转换
在DjVu中,还有注释、缩略图等内容,这些在PDF中都有对应,理论上说在转换成PDF也应该能转过去,不过我看官方的deent75也没管这些,所以我也都无视了,反正这些东东对我来说也根本碰不到,不值得花时间。
4 结论
综上所述,大多数DjVu在转换成PDF时,可以在文件长度变化不大的情况下,做到数据无损(JB2转JBig2)或视觉无损(IW44转JPEG 2000),并能将隐藏文本、目录等一起转换过去,前提是转换的方法和工具得当。
从这一点上说,“DjVu格式的压缩比高于PDF格式”的观点其实是不成立的——在“格式”上PDF也可以实现DjVu的高压缩比,因此二者的差异不在于“格式”,而在于把静态图像转换成最终“格式”的工具和方法。
5 引申
5.1 用DjVu技术制作PDF
目前常见的PDF制作工具,包括Acrobat,在将静态图像转换成PDF时,多半采用“嵌入”的方式,即将整个静态图像数据流甚至文件嵌入PDF文件中,不进行进一步的处理 (如按MRC模型分层)。这种方法的好处是技术简单、实现方便、图像可以完全无损,缺点是经常有人抱怨这样做出来的PDF文件比DjVu大得多。
而从前面的描述来看,DjVu的高压缩比与它的“分层结构、按需编码”有直接关系,而这是可以复制到PDF中来的。因此我认为如果想提高扫描版PDF的压缩率,可以在PDF制作软件上进行改进:引入商业DjVu制作软件的内核或引擎,对需要转换成PDF的扫描图像进行分层,然后按照分层结果选择最有效的图像压缩算法。即把上面说的“图像->DjVu->PDF”过程简化成“图像->PDF”,中间这一步在PDF制作软件内部悄悄完成了。
当然,如果不嫌麻烦,或者有OCR的技术积累,也可以自己去做分层的开发,但最终结果是一样的。其实在我第一次看到用luratech公司的产品制作出来的高压缩比PDF时,我就怀疑他们是这么干的。这也是促使我去写这篇文章的原因之一。 而目前的deent75,也允许用户指定生成的结果文件是DjVu还是PDF,如果选择PDF,就直接实现了图像转分层PDF。
5.2 反向转换
在讨论完DjVu转PDF后,一个很自然的问题就是:这样转换出来的PDF,能不能再转回DjVu?
我对这个问题的回答是:看你想怎么转。最简单的办法当然是直接打印到DjVu虚拟打印机上,或者找一个现成的PDF2DjVu软件,喜欢折腾的也可以先把PDF转图片,然后图片转DjVu。
不过既然前面说了半天数据格式转换,那咱们的思维还是别太发散,还是按照同样的思路:能不能从PDF文件数据流里抽取图像数据流,及层次描述,然后尽量无损地转换回DjVu?我的回答是:不一定。理由如下:
- 对于PDF中的JBig2数据流,如果没有半调图像掺合在里面,则与DjVu的JB2数据流具有对应关系,可以无损转回JB2数据流。不过我在PdfToy和UnicornViewer中实现这个过程的时候,碰到了与最初JB2转JBig2一样的问题:转回来的文件长度要比原DjVu文件长度大。从对djvulibre源代码的分析看,这同样也是因为JB2中的“字典二次编码”造成的,不过我实在没有耐心深入研究,所以采取了一个偷懒的办法:在“导出”界面中增加了一个“二次编码”选项,如果该选项未选中,则用我自己的偷懒方法,即把JBig2中的数据取出来,直接转换成JB2编码,中间不需要全图解码成位图,这个过程可以验证是无损的;否则把全图解码成位图,然后用minidjvu或djvulibre的cjb2, 按无损参数重新进行分割、聚类,再编码成JB2,这样出来的结果可能造成字典和页面描述的改变,但全图仍然是无损的,数据流长度也能变小一点。
- 对于PDF中的JPEG 2000数据,我也没办法直接转换成IW44,而且由于djvulibre中的IW44压缩接口不支持指定压缩率,所以即使解码成位图后重新压缩,也很难保证文件长度不变。
- 彩色文字方面,如果不重新处理,我也猜不出该用什么方法才能转回去。
因此,我至今也只实现了把PDF中的JBig2导出为DjVu,但不敢去试PDF->DjVu,而且建议各位也别闲来无事转着玩,不然哪天突然后悔了可没地儿买药去。
反向转换的研究虽然进行得不彻底,不过也产生了其他的副产品:在研究过程中,我感觉未来采用JPEG 2000压缩的PDF会增加,因此在UnicornViewer中专门加强了对这方面的支持,并且我名下所有与PDG相关的软件,均开始支持“名为PDG实为JPEG 2000的文件”:如果PDF中的图片实在转不回DjVu,干脆导出成图片看算了。
5.3 PDF浏览器限制
按照我前面说的方法和工具转换出来的PDF采用了JBig2、JPEG 2000压缩,前者要求Acrobat 5以上版本,后者要求Acrobat 6以上版本的浏览器才能正常显示。好在现在主流的Acrobat版本最低也是7。其他常见的PDF浏览器中,PDF-XChange支持这两种格式没有问题,Foxit需要专门的插件,CajViewer则不支持。我自己的UnicornViewer没有问题,在JPEG 2000方面还进行过专门强化,比Acrobat8的兼容性更好。