FITS (.fits，.fit)

予備知識

    • MIMEタイプ：application/fits，image/fits
    • FITS科学画像・データ形式．
    • 天体データの交換およびアーカイブ保存のための標準形式．
    • NASAおよびInternational Astronomical Unionによって承認された．
    • FITSはFlexible Image Transport Systemの頭字語である．
    • 複数のHDU(ヘッダデータユニット)を含むことができる．
    • 各HDUは画像，ASCII表，バイナリデータのいずれかが可能である．
    • 画像HDUは単チャンネルの2D画像の配列が保存できる．
    • バイナリとASCIIの表は2Dデータのみ保存できる．
    • バイナリ表の要素には多次元配列が使用できる．
    • スペクトルデータとラスタ画像を配列として保存する．
    • 1979年にDon Wells，Eric Greisen他によって開発された．

ImportとExport

  • Import["file.fits"]は単一のHDUのファイルについては，HDUタイプに応じてFITSファイルを画像またはデータ値の配列としてインポートする．
  • Import["file.fits"]はファイル内のすべてのHDUに対して<|1->hdu1,…|>という形式の連想を返す．
  • Import["file.fits",elem]はFITSファイルから指定された要素をインポートする．
  • Import["file.fits",{elem, i}]は i 番目のHDUに保存された elem を返す．
  • インポート形式はImport["file","FITS"]またはImport["file",{"FITS",elem,…}]で指定できる．
  • Export["file.fits",expr]は画像およびグラフィックスをそのラスタライズで画像としてFITSファイルにエキスポートする．
  • Export["file.fits",expr]は文字列と数値配列を表としてFITSファイルにエキスポートする．
  • Export["file.fits",1->expr1,…]は expri を i 番目のHDUにエキスポートする．
  • 一般的な情報は，以下の関数ページを参照のこと．
  • Import, Exportファイルからインポートする，あるいはファイルへエキスポートする
    CloudImport, CloudExportクラウドオブジェクトからインポートする，あるいはクラウドオブジェクトへエキスポートする
    ImportString, ExportString文字列からインポートする，あるいは文字列へエキスポートする
    ImportByteArray, ExportByteArrayバイト配列からインポートする，あるいはバイト配列へエキスポートする

Import要素

  • 一般的なImport要素：
  • "Elements" ファイル中の有効な要素とオプションのリスト
    "Summary"ファイルの概要
    "Rules"使用可能なすべての要素の規則のリスト
  • 構成要素：
  • "HDUCount"HDUの数
    "Summary"ファイルの概要
    "SummarySlideView"すべてのHDUのスライドビューによる概要
  • FITSファイルのすべての要素は番号付けされた連想としてインポートされ，1val1,2val2,…という形で返される．
  • データ表現要素：
  • "Data"画素値または表の要素の配列
    "Plaintext"画像と表の拡張の文字列表現
    "RawData"ファイルに保存されている生データ
  • 画像HDUに対して使用できるその他の要素：
  • "Graphics"Graphicsオブジェクトで与えられるラスタ画像
    "Image"Imageオブジェクトで与えられるラスタ画像
    "IndeterminateMask"画像中の不定値を表すSparseArray
  • バイナリおよびASCIIの表のHDUに対して使用できるその他の要素：
  • "TableData"テーブル拡張の表現
    "TableHeaders"表の列のヘッダ
    "TableUnits"表の列に対応する計測の単位
  • ImportとExportはデフォルトで画像HDUには"Image"要素を，バイナリおよびASCII表HDUには"Data"要素を使用する．
  • 以下のいずれかの形式を使って，部分データのインポートのためのサブ要素を与えることができる：
  • {elem,hdu}すべての要素に対して
    {elem,hdu,rows,cols}単一画像および表のHDUのデータ要素に対して
    {elem,hdu,spec1,spec2,…,rows,cols}より高次の画像HDUのデータ要素に対して
  • hdu，speci，rows，cols の部分指定は以下のいずれかが可能である：
  • AllすべてのHDU
    nn 番目のHDU
    n;;mn 番目から m 番目までのHDU
    n;;m;;sn 番目から s 刻みで m 番目まで
    {n1,n2,…}特定の HDU ni
  • 高度な要素：
  • "BitDepth"ファイルのグレーレベルの画素を表すのに使用するビット数
    "Channels"ファイルで使用される色チャンネルの数
    "ColorSpace"ファイルで使用される色符号化
    "DataType"ファイルに画像や表のデータを保存するために使用されるデータ型
    "Dimensions"データの次元
    "Extension"HDU拡張のタイプ
    "ImageSize"一つのフレームのラスタ次元
    "Range"生のデータ値の最小値と最大値
  • 一般的なメタデータ要素：
  • "MetaInformation"処理済みメタデータ
    "RawMetaInformation"ファイルに保存されているメタデータ
  • 記録デバイスと環境についての情報：
  • "Airmass"相対気団
    "Declination"望遠鏡軸の傾斜設定
    "Device"記録手段（例：カメラ）
    "Equinox"ファイルで使用される天球座標系の昼夜平分時で，一般に年で与えられる
    "ExposureTime"写真の露光時間（秒）
    "HourAngle"画像が撮られたときの描かれたオブジェクトの時角
    "ObservationDate"観測が行われた日付と時間
    "RightAscension"望遠鏡軸の赤経設定
    "SiderealTime"恒星時(LST)
    "Telescope"画像を捉えた望遠鏡
  • 書誌情報要素：
  • "Author"画像情報を編集した人
    "Reference"ファイルに関連付けられている書誌参照
  • よく使われるその他のメタデータ要素：
  • "Comments"ファイルに保存されている各データまたは画像に対するコメント
    "History"データまたは画像がどのように処理されてきたかについての記述
    "Object"観測オブジェクトの名前
    "Observer"データまたは画像を記録した人
    "Organization"ファイルの作成についての責任がある組織・機関
  • メタ情報フィールド名はFITS標準に従うように，エキスポートの際にすべて大文字に変換される．

オプション

  • ImportとExportのオプション：
  • DataReversedAutomatic行の順番を逆にするかどうか
  • Importオプション：
  • ColorFunctionAutomatic各セルにどのように色を付けるか
    ImageSizeAutomatic画像の全体の大きさ
    "Gamma"1.0描画に使用されるガンマ補正パラメータ
    "IncludeExtensions"AllインポートするHDU拡張
    "IncludeHeaders"False表見出しをインポートするかどうか
  • Export オプション
  • "Append"False既存のファイルに追加するかどうか
    "CompressionMethod"Noneエキスポート時に使用する圧縮アルゴリズム
    MetaInformationNoneエキスポート時に追加するヘッダごとのメタ情報
  • "CompressionMethod"の可能な設定には"GZIP"，"GZIPShuffled"，"Rice"，"HCompress"，"PLIO"がある．

例題

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例  (3)

画像データを含むFITSファイルをインポートする：

複数のHDUを含むFITSファイルをインポートする：

画像をFITSにエキスポートする：

スコープ  (7)

Import  (2)

すべてのHDUをインポートする：

画像HDUのみをインポートする：

データの次元等のメタデータをインポートする：

FITS画像ファイルの概要：

HDUを複数含むファイルの概要：

Export  (5)

画像をエキスポートする：

列のタイプが統一されている表をエキスポートする：

表データは最初のHDUには保存できない：

複数のHDUを持つファイルを作成する：

明示的な拡張を持つ複数のHDUのファイルを作成する：

多次元要素を持つ表をエキスポートする：

Import要素  (44)

利用できる要素  (2)

利用できる要素のリスト：

すべての要素を規則のリストとしてインポートする：

データ表現  (17)

画像データをインポートする：

適切な型を使って画像を構築する：

ASCII表をインポートする：

FITSファイルに保存されているデータ型をインポートする：

ファイル内の画像データをGraphicsオブジェクトとしてインポートする：

グラフィックスの一部をインポートする：

ファイルに保存された画像データをImageオブジェクトとしてインポートする：

画像の一部をインポートする：

ファイルに保存されたデータを文字列としてインポートする：

ファイルに保存されたデータの値の範囲をインポートする：

"Image"のHDUについては，これは生のデータの最小値と最大値と同じである：

表のHDUでは，範囲は表の数値的部分についてのみ計算可能である：

ファイルに保存された生のデータをインポートする：

適切な型を使って画像を構築する：

生のデータの一部をインポートする：

ファイルから表データをインポートする：

"TableData"要素は表のHDUだけをインポートする：

表データの一部をインポートする：

ファイルに保存された表の列見出しをインポートする：

"TableHeaders"要素は表のHDUから見出しだけをインポートする：

ファイルに保存された表の列に対応する計測値の単位をインポートする：

高度なImport要素  (6)

ファイルに保存されたデータを表すのに使用されるビット数をインポートする：

ファイルに保存されたデータの次元をインポートする：

ファイルに保存されたHDUのタイプをインポートする：

ファイルに保存された各画像フレームのサイズをインポートする：

ファイルの概要をインポートする：

ファイルに保存されたすべてのHDUの概要をインポートする：

メタデータ要素  (19)

ファイルに保存された画像データの相対気団を取得する：

ファイルに保存されたデータを収集した人の名前を取得する：

FITSファイルに保存されたコメントを取得する：

望遠鏡の光軸の赤緯設定を取得する：

記録機器の製造元を取得する：

このファイルで使用された天球座標系の分点を取得する：

写真露出時間を秒で取得する：

ファイルに保存されたデータがどのように処理されたのかについての説明を取得する：

画像が撮影されたときの描かれたオブジェクトの時角を取得する：

ファイルから処理済みのメタデータを取得する：

観測した天体の名前を取得する：

観測が行われた日付と時刻を取得する：

ファイルに保存されたデータの記録者の名前を取得する：

ファイルに保存されたデータを作成した組織または機関の名前を取得する：

ファイルからメタデータを取得する：

ファイルに関連付けられた参考文献を取得する：

望遠鏡の軸の赤経設定を取得する：

ファイルに保存された恒星時(LST)を取得する：

ファイルに保存されたデータを捉えるのに使用された望遠鏡の名前を取得する：

Export要素  (4)

"Data"  (2)

式をデータとしてエキスポートする：

"Rules"  (2)

データを規則のリストとしてエキスポートする：

データとメタデータを規則のリストとしてエキスポートする：

Importオプション  (6)

ColorFunction  (1)

デフォルトでは，画像データは色関数が適用されていないImageオブジェクトとしてインポートされる：

インポート中に特定の色関数を適用する：

DataReversed  (1)

デフォルトでは，ファイルに保存された画像データは，メタデータで指定されている場合に限り反転される：

インポート中に画像データを強制的に反転する：

ImageSize  (1)

デフォルトでは，画像はその完全解像度でインポートされる：

インポート画像のラスタサイズを指定する：

"Gamma"  (1)

デフォルトではガンマ補正は適用されない：

ガンマ補正を適用する：

ガンマ補正と色関数を適用する：

"IncludeExtensions"  (1)

デフォルトでは，FITSファイルに存在する，該当するすべてのタイプのHDUがインポートされる：

存在するすべてのHDUをインポートする：

"Image"のHDUのみの要素をインポートする：

複数のタイプのHDUの要素をインポートする：

"IncludeHeaders"  (1)

デフォルトではインポートされた表データには見出しが存在しない：

表見出しを含むようにデータをインポートする：

Exportオプション  (3)

Append  (1)

画像をエキスポートする：

デフォルトでは，同じファイルにもう一度エキスポートすると上書きとなる：

DataReversed  (1)

デフォルトでは画像データはエキスポート中に反転されない：

エキスポート中に画像データを強制的に反転させる：

"CompressionMethod"  (1)

デフォルトではエキスポート時に圧縮は行われない：

異なる圧縮方法を使ったファイルのサイズを比較する：

考えられる問題  (2)

「(」と「[」の文字を含むファイル名はサポートされていない：

これらの特殊文字を含むファイルはインポートすることもできない：

バイナリ表データは文字列値を含む多次元セルを保存することはできない：