Lab8 - 全景图拼接

本次实验我们实现全景图拼接算法。

本次实验内容为课程作业，计算成绩。你需要将源代码、可执行程序（注明运行环境）和实验文档发送至pengsida@zju.edu.cn，邮件标题为Lab8-学号-姓名，压缩包和文件夹名称都为Lab8-学号-姓名。

本次作业提交截止时间为2020年6月20日 23:59:59，逾期将要扣分。

全景图拼接回顾

全景图拼接是利用同一场景的多张图像通过重叠部分寻找匹配关系，从而生成整个场景图像的技术。全景图的拼接方法有很多，如按场景和运动的种类可以分为单视点全景拼接和多视点全景拼接。

对于平面场景和只通过相机旋转拍摄的场景来说，可以使用求每两幅图像之间的一个Homography变换来映射到一张图像的方法，还可以使用恢复相机的旋转的方式得到最终的全景图。当相机固定只有水平方向旋转时，也可以使用柱面或球面坐标映射的方式求得全景图。

对于每一幅图像来说，我们都可以把它们投影到一个柱面上，得到柱面上的图像。柱面图像的坐标变换为：

$x'=rtan^{-1}(\frac{x}{f})$

$y'=\frac {ry}{\sqrt{x^2+f^2}}$

其中 $(x',y')$ 为柱面上的坐标, $(x,y)$ 为平面图像坐标，其坐标原点都已移至图像中心， $r$ 为柱面半径， $f$ 为焦距。

然而为了得到柱面投影图像，我们往往需要将柱面图像上的点逆变换到平面图像上的对应像素点，进行插值，得到完整的柱面图像，逆变换的变换公式为:

$x=ftan(\frac{x'}{r})$

$y=\frac{y'}{r}\sqrt{x^2+f^2}$

对每两幅相邻的柱面图像进行特征提取和匹配（特征可以选用SIFT、ORB等，可以使用OpenCV的函数实现），寻找两幅相邻图像的对应关系。

使用上一步得到的匹配关系，求出每两幅柱面图像的一个平移变换，利用平移变换将所有图像拼接到一起。得到一幅全景图。

你需要实现名为 Panorama#### 的类，其中 #### 代表你学号的后四位。
这个类需要继承自接口类 CylindricalPanorama ，我们提供了头文件，请下载 hw8_pa.h 并包含在你的全景图类中，因为依赖OpenCV库，所需要的头文件需要自己补充。

class CylindricalPanorama {
public:
  virtual bool makePanorama(std::vector<cv::Mat>& img_vec,cv::Mat& img_out,double f) = 0;
};

img_vec为输入的平面图像，img_out为求出的全景图，f为相机焦距。
makePanorama函数实现全景图拼接功能。本次实验会根据图像插值，平移变换求解以及图像融合实现的复杂程度给予一定的加分奖励。

本次试验需要完成两组两组图像序列的拼接任务。请下载两组测试数据，相机焦距也附在数据文件夹的K.txt文件中。将得到的拼接结果附在实验报告中。

数据1(ZIP)
数据2(ZIP)