Le point de départ de l’empilage de mise au point est une série d’images capturées à différentes distances de mise au point ; dans chaque image, différentes zones de l’échantillon seront mises au point. Bien qu’aucune de ces images n’ait l’échantillon entièrement mis au point, elles contiennent collectivement toutes les données nécessaires pour générer une image dont toutes les parties de l’échantillon sont mises au point. Les zones focalisées de chaque image peuvent être détectées automatiquement, par exemple par détection des bords ou analyse de Fourier, ou sélectionnées manuellement. Les patchs focalisés sont ensuite mélangés pour générer l’image finale.
Ce traitement est également appelé z-stacking, focal plane merging (ou zedification en français).
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En photographieModifier
Avoir une profondeur de champ suffisante peut être particulièrement difficile en macrophotographie, car la profondeur de champ est plus petite (moins profonde) pour les objets plus proches de l’appareil photo, donc si un petit objet remplit le cadre, il est souvent si proche que toute sa profondeur ne peut pas être mise au point en même temps. La profondeur de champ est normalement augmentée en réduisant l’ouverture (en utilisant un nombre f plus grand), mais au-delà d’un certain point, la réduction de l’ouverture entraîne un flou dû à la diffraction, ce qui annule l’avantage de la mise au point. Cela réduit également la luminosité de l’image. L’empilement de la mise au point permet d’augmenter efficacement la profondeur de champ des images prises à l’ouverture la plus nette. Les images de droite illustrent l’augmentation de la DOF qui peut être obtenue en combinant plusieurs expositions.
La mission Mars Science Laboratory dispose d’un dispositif appelé Mars Hand Lens Imager (MAHLI), qui peut prendre des photos qui peuvent ensuite être empilées par mise au point.
En microscopieEdit
En microscopie, les ouvertures numériques élevées sont souhaitables pour capturer autant de lumière que possible à partir d’un petit échantillon. Une ouverture numérique élevée (équivalente à un nombre f faible) donne une profondeur de champ très faible. Les objectifs à fort grossissement ont généralement une profondeur de champ plus faible ; un objectif 100× avec une ouverture numérique d’environ 1,4 a une profondeur de champ d’environ 1 μm. Lors de l’observation directe d’un échantillon, les limites de la faible profondeur de champ sont faciles à contourner en effectuant une mise au point vers le haut et vers le bas à travers l’échantillon ; pour présenter efficacement les données de microscopie d’une structure 3D complexe en 2D, l’empilement des mises au point est une technique très utile.
La microscopie électronique à transmission à balayage à résolution atomique rencontre des difficultés similaires, lorsque les caractéristiques de l’échantillon sont beaucoup plus grandes que la profondeur de champ. En prenant une série à travers la focale, la profondeur de champ peut être reconstruite pour créer une seule image entièrement focalisée.