特に天文学で科学画像にFITS形式を使用する理由 JPEG、PNGなどのフォーマットとどう違うのですか？

私は天文学に不慣れで、テレスコピックデータセットはJPEGの代わりにFITS形式で保存できることがわかりました。なぜ科学画像専用の特別な画像フォーマットがあるのですか？

ファイル形式は業界/分野固有である傾向があり、形式、ツール、およびフィールドが時間とともに互いにより依存するように進化する分野の期待があります。JPEGはアマチュアデジタル写真と進化し、PNGはWebと進化しました。同様に、FITSは天文データ処理と共進化しており、開発にまったく異なる目標やコミュニティが関与していたフォーマットよりも当然、その目的に適しています。

（Pedantic nit：JPEGは、圧縮方法とそれを設計したグループの名前です。ファイル形式は技術的には「JFIF」ですが、誰もが口語でJPEGと呼びます。）

画像形式として、FITSにはJFIFとPNGに欠けている多くの望ましい品質があり、これらは科学的データにとって重要です。

• ピクセルあたりのより多くのビット（CCDは12、14、またはそれ以上のビットを記録できる）のストレージ、および浮動小数点値。
• 任意の数のデータチャネルの格納（科学データには、JPEGおよびPNGが制限されているRGBよりも多くの周波数帯域またはその他の周波数帯域がある場合があります）。
• JPEGの一般的な（厳密には必須ではありませんが）非可逆圧縮はありません。
• より高い解像度（たとえば、JPEG / JFIFは各方向で65,535ピクセルに制限されています）、およびFITSは3Dデータボリュームを保存することもできます。
• ヘッダー内の無制限のメタデータ（空の座標、望遠鏡に関する情報など）のサポート。JPEGおよびPNGにはフィールドがなく、任意のメタデータを記録するように設定されていません。

また、天文学にFITSを使用することは、JPEG / JFIFとPNGの両方が存在することを前提としています。FITSは1981年に標準化され、1992年にはJPEG、1996年にはPNGとして標準化されました。彼らが発明された時期には、FITSファイルを対象とする天文学の画像処理ツール（およびFITS形式の天文学データのアーカイブの増加）がすでに広く使用され、存在していたため、決して行われない形式に切り替えることは大きな努力でした新しいフォーマットがフィールドの以前の要件をすべて満たすだけでなく、それを超えない限り。

FITSには、PNGのようなフォーマットにはない、天体の座標（空のどこに画像が対応するか）や複数の露出の保存など、多くの優れた機能があります。また、ほとんどの従来の画像形式はそれほど柔軟ではありません。たとえば、FITSは浮動小数点データストレージをサポートしています。画像のピクセルは1.2324241のような正確な値を持つことができますが、PNGは4つのチャネル（rgba）のそれぞれに256の可能な値を持っています。