El apilamiento de enfoque (también conocido como combinación de planos focales y apilamiento en z [1] o combinación de enfoque ) es una técnica de procesamiento de imágenes digitales que combina múltiples imágenes tomadas a diferentes distancias de enfoque para brindar una imagen resultante con una mayor profundidad de campo (DOF) que cualquiera de las imágenes de origen individuales. [2] [3] El apilamiento de enfoque se puede utilizar en cualquier situación en la que las imágenes individuales tengan una profundidad de campo muy reducida; La fotografía macro y la microscopía óptica son dos ejemplos típicos. El apilamiento de enfoque también puede resultar útil en fotografía de paisajes .
El apilamiento de enfoque ofrece flexibilidad: dado que es una técnica computacional, se pueden generar imágenes con varias profundidades de campo diferentes en el posprocesamiento y compararlas para obtener el mejor mérito artístico o claridad científica. El apilamiento de enfoque también permite la generación de imágenes físicamente imposibles con equipos de imágenes normales; Se pueden generar imágenes con regiones de enfoque no planas. Las técnicas alternativas para generar imágenes con profundidad de campo aumentada o flexible incluyen codificación de frente de onda , cámaras de campo luminoso e inclinación .
El punto de partida para el apilamiento de enfoque es una serie de imágenes capturadas a diferentes distancias de enfoque; en cada imagen se enfocarán diferentes áreas de la muestra. Si bien ninguna de estas imágenes tiene la muestra completamente enfocada, en conjunto contienen todos los datos necesarios para generar una imagen que tiene todas las partes de la muestra enfocadas. Las regiones enfocadas de cada imagen pueden detectarse automáticamente, por ejemplo mediante detección de bordes o análisis de Fourier , o seleccionarse manualmente. Luego, los parches enfocados se combinan para generar la imagen final.
Este procesamiento también se denomina z-stacking , fusión de planos focales (o zedificación en francés). [4] [5]
Obtener suficiente profundidad de campo puede ser particularmente desafiante en fotografía macro , porque la profundidad de campo es menor (menos profunda) para los objetos más cercanos a la cámara, por lo que si un objeto pequeño llena el encuadre, a menudo está tan cerca que no se puede enfocar toda su profundidad. En seguida. La profundidad de campo normalmente aumenta al reducir la apertura (usando un número f mayor ), pero más allá de cierto punto, detener la apertura causa borrosidad debido a la difracción , lo que contrarresta el beneficio de estar enfocado . También reduce la luminosidad de la imagen. El apilamiento de enfoque permite aumentar de manera efectiva la profundidad de campo de las imágenes tomadas con la apertura más nítida. Las imágenes de la derecha ilustran el aumento de DOF que se puede lograr combinando múltiples exposiciones.
La misión Mars Science Laboratory tiene un dispositivo llamado Mars Hand Lens Imager (MAHLI), que puede tomar fotografías que luego se pueden apilar. [6]
En microscopía , son deseables aperturas numéricas altas para capturar la mayor cantidad de luz posible de una muestra pequeña. Una apertura numérica alta (equivalente a un número f bajo) proporciona una profundidad de campo muy reducida. Los objetivos de mayor aumento generalmente tienen menor profundidad de campo; un objetivo de 100× con una apertura numérica de alrededor de 1,4 tiene una profundidad de campo de aproximadamente 1 μm . Al observar una muestra directamente, las limitaciones de la poca profundidad de campo son fáciles de sortear enfocando hacia arriba y hacia abajo a través de la muestra; Para presentar eficazmente datos de microscopía de una estructura 3D compleja en 2D, el apilamiento de enfoque es una técnica muy útil.
La microscopía electrónica de transmisión de barrido con resolución atómica encuentra dificultades similares, donde las características de la muestra son mucho mayores que la profundidad de campo. Al tomar una serie pasante , la profundidad de enfoque se puede reconstruir para crear una única imagen completamente enfocada. [7]
Hay una serie de programas que le permiten obtener el equivalente a una profundidad de campo infinita en sus fotografías, con un enfoque nítido desde el primer plano hasta el fondo. ¿Cómo es esto posible? Tomando múltiples fotografías de la misma escena y apilándolas luego en una composición que presenta solo las partes más nítidas de cada imagen. Uno de los mejores es Helicon Focus.
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