キーワード

【Primary ヘッダのキーワード】
Primary ヘッダには次のキーワードが必須である。

1	`SIMPLE = T`
2	`BITPIX`
3	`NAXIS`
4	`NAXISn (n = 1, ..., NAXIS)`
	&vellip#vdots;
	(other keywords)
	&vellip#vdots;
last	`END`

SIMPLEを除くキーワードは、すべての FITS ヘッダに必要であり、SIMPLEキーワードは Primary ヘッダには必ず必要である。 SIMPLEキーワードと NAXISnキーワードの間には表1にある以外の他のキーワードを挿入してはならない。また、SIMPLEキーワードを extension ヘッダに書いてはならない。

Primary データ配列の総ビット数は次のように与えられる。

$\displaystyle \mbox{$N_{bits}$}$	$\displaystyle =$	$\displaystyle \vert$ `BITPIX` $\displaystyle \vert \times$
		$\displaystyle ($ `NAXIS1` $\displaystyle \times$ `NAXIS2` $\displaystyle \times \cdots \times$ `NAXISm` $\displaystyle ),$	(1)

ここで $N_{bits}$ は非負で、最終レコードのデータ部分の残りを埋めるための空白部分を除いたビット数で、 mは NAXISの値、BITPIXと NAXISnは各々のキーワードに附属する値である。

必須キーワードの値は固定フォーマットで書かれるべきである。各々のキーワードの意味は次の通り。

SIMPLE: standard に従うFITS ファイルでは論理値 Tを持つべきである。Fの場合は standard に適合していないことを表す。
BITPIX: 整数値を持ち、付属するデータ配列のデータ値のビット数を表す。有効な値は下記の表2の通りで、データ配列の形式や値の範囲・精度に応じた適切な値を選ぶべきである。
NAXIS: 999 以下の非負の整数値を持ちデータ配列中の軸の数を表す。0の場合はその HDU にデータがないことを示す。
NAXISn: 非負の整数値を持ち、データ配列の n番目の軸に沿った要素数を表す。 $n = 1, \cdots, \texttt{NAXIS}$ に対応するこのキーワードが存在すべきである。
END: 値を持たず 9-80 桁は空白。ヘッダの論理的な終わりを表わし、ヘッダ中の最後の FITS ブロックになければならない。

値	データ表現
8	文字または符号無 2 進整数
16	16 ビット 2 進整数 (2 の補数)
32	32 ビット 2 進整数 (2 の補数)
64	64 ビット 2 進整数 (2 の補数)
-32	IEEE 単精度浮動小数点
-64	IEEE 倍精度浮動小数点

【extension ヘッダのキーワード】
extension のヘッダは次の表3のキーワードを必須とする。 XTENSIONキーワードと NAXISnキーワードの間には表3にある以外の他のキーワードを挿入してはならない。

1	`XTENSION`
2	`BITPIX`
3	`NAXIS`
4	`NAXISn`, `n`= 1, ..., `NAXIS`
	&vellip#vdots;
	(other keywords, including ...)
	`PCOUNT`
	`GCOUNT`
	&vellip#vdots;
last	`END`

extension data 中の総ビット数は、次の式で与えられる。

$\displaystyle \mbox{$N_{bits}$}$	$\displaystyle =$	$\displaystyle \vert$ `BITPIX` $\displaystyle \vert \times$ `GCOUNT` $\displaystyle \times$
		$\displaystyle ($ `PCOUNT` $\displaystyle +$ `NAXIS1` $\displaystyle \times$ `NAXIS2` $\displaystyle \times \cdots \times$ `NAXISm` $\displaystyle ),$	(2)

ここで $N_{bits}$ は非負で、最終レコードを満たすため、つけ加えられる空白を除いたビット数、mは NAXISの値、 BITPIX, GCOUNT, PCOUNT, NAXISnは各々のキーワードに附属する値である。

各々のキーワードの意味は

XTENSION: extension のタイプを示す文字列を持つ。extension のヘッダには必須であり、Primary ヘッダには現れてはいけない。衝突を避けるため extension 名は IAUFWG に登録されなければならない。
PCOUNT: 整数値を持ち、データ構造を定義する適切な値をとる。IMAGE Extension と ASCII Table Extension では 0 であり、BINTABLEではメインデータテーブルに続く予約エリアと補助データエリア(ヒープ)のバイト数を表す。random group ではグループの個々の配列に先立つパラメータ数を表す。
GCOUNT: 整数値を持ち、データ構造を定義する適切な値をとる。IMAGE, ASCII Table, BINTABLEの各 extension では 1 の値をとる。random group では random group の数を表す。

【他の予約されたキーワード】
他にも必須ではないが、予約されているキーワードが多数存在する。詳しくは原版(FITS Standard 4.0 の 4.4.2)を参照していただくこととし、ここでは概略を、HDU 全般に関わるもの、観測の記述に関するもの、書誌的記述に関するもの、コメント、データ配列に関するもの、WCS に関するもの、extension に関するもの、の順に言及する。

《HDU全般に関わるキーワード》

DATE: YYYY-MM-DD 形式または YYYY-MM-DDThh:mm:ss[.sss...] 形式の UTC での HDU が作成された日付。 YYYY は 4 桁の西暦、MM は 2 桁の月、DD は 2 桁の日であり、時間も記述する場合は Tを区切り文字として、hh が 2 桁の時間、mm が 2 桁の分、ss が秒 (小数点以下はオプション) である¹³。先頭の 0 は省略してはならず、秒の小数以下の部分は値のフォーマットと矛盾しない限り任意の長さが可能である。ある HDU のデッドコピーとして作成された HDU の場合は DATEキーワードはオリジナルのものを保持してもかまわない。
ORIGIN: FITS ファイルを作成した機関を示す。
EXTEND: 論理値 Tを持つ場合、そのデータセットに extension がある可能性を示す。以前の standard では extension がある場合は Primary ヘッダに置くべきとされていたが、現在は単に勧告的なものとなっている。
BLOCKED: このキーワードはデータセットの実ブロック長が論理レコード長の整数倍であり必ずしも等しくないことを示すため導入されたが、現在は使わない方が良い。

《観測の記述に関するキーワード》

DATE-OBS: 観測日時を UTC で表わしたもの(1972年以後。1972年以前は UT)。コメントで特に明記されない限り、観測のスタート時を表すと仮定される。¹⁴
TELESCOP: データ取得に使われた望遠鏡。
INSTRUME: データ取得に使われた機器。
OBSERVER: データを取得した観測者。
OBJECT: 観測された天体名。
EQUINOX: ヘッダまたはデータ中に与えられた位置を表すのに使われた座標系に対する equinox を年単位で浮動小数点表示したもの。
EPOCH: FITS ではこのキーワードは使われるべきではない。EQUINOXを使うこと。

《書誌的記述に関するキーワード》

AUTHOR: データを編纂した人の名前。出版物や多数のデータソースから作成されたデータの場合に適用される。
REFERENC: データが出版物から取られた場合の出典。

《コメントに関するキーワード》

COMMENT: 値を持たない('' 不要)。注釈のために使う。いくつ書いてもよい。
HISTORY: 値を持たない('' 不要)。データの処理の履歴を書く。いくつ書いてもよい。
“空白”キーワード: 1-8 桁が ASCII のブランク。9-80 桁は何を書いてもよい('' 不要)。いくつ書いてもよい。

《画像のデータ配列に関するキーワード》

BSCALE: 浮動小数点値で BZEROキーワードとともに配列のピクセル値が真の物理値と違う場合に真の物理値に変換するのに使う。指定がない時のデフォルト値は 1.0 である。
BZERO: 浮動小数点値で BSCALEキーワードとともに配列のピクセル値が真の物理値と違う場合に真の物理値に変換するのに使う。デフォルト値は 0.0 である。

BSCALEと BZEROを使った変換方程式は次のようになる:

物理値 $\displaystyle =$ BZERO $\displaystyle +$ BSCALE $\displaystyle \times$ 配列値 (3)

BZEROキーワードは FITS の BITPIXで許されていない符号付の8ビット整数や符号なしの数などの非標準のデータを表すためにも使われる。この場合は BSCALEキーワードと一緒に次の表4のような使い方をする。

`BITPIX`	元の	物理	`BZERO`
	データタイプ	データタイプ
8	符号無	符号付バイト	-128 ( $-2^{7}$ )
16	符号付	符号無 16ビット	32768 ( $2^{15}$ )
32	符号付	符号無 32ビット	2147483648 ( $2^{31}$ )
64	符号付	符号無 64ビット	9223372036854775808 ( $2^{63}$ )

BUNIT: 配列の値に BSCALEと BZEROを適用したあと、表わされるデータの単位を示す文字列。8章の単位が使われるべきである。
BLANK: BITPIXキーワードが正の値を持つ(= 整数データ配列)ヘッダでのみ使われるべきで、整数データ配列中の物理値の定義されていない配列値を表す整数値を指定する。
DATAMAX: 配列中の最大値の浮動小数点値。有効な物理値の最大値。
DATAMIN: 配列中の最小値の浮動小数点値。有効な物理値の最小値。

《WCSに関するキーワード(詳しくは 6章参照)》

WCSAXES: WCS での軸の数(整数)。WCS 関係キーワードの先頭におく。
CTYPEi: i 番目の軸のタイプを表す文字列。
CUNITi: i 番目の軸の CRVALと CDELTの物理単位。
CRPIXi: i 番目の軸上の参照点の位置を軸のインデックスで表す浮動小数点値。
CRVALi: i 番目の軸上の参照点での WCS値を表す浮動小数点値。
CDELTi: i 番目の軸上の参照点での WCS値の増分を与える浮動小数点値。
CROTAi: 標準座標系から異なる座標系への回転を表す浮動小数点値。今後の使用は推奨されず代わりに次の CDi_j, PCi_j を使う。
PCi_j: j 軸と i 軸の間の線形変換行列。
CDi_j: j 軸と i 軸の間のスケールを伴う線形変換行列。

《Extension に関するキーワード》

EXTNAME: 同じタイプの Extension (同じ XTENSIONを持つ)の間を区別するための文字列を値として持つ。
EXTVER: 同じ XTENSIONと EXTNAMEを持つ異なった extension を区別するために使う。整数値。1から始まる必要はなく、連続していなくてもかまわない。
EXTLEVEL: extension ヘッダ中の extension 階層内のレベルを表す整数値。

Osamu Kanamitsu
2019-02-15