基于CNN-Transformer的跟踪器代码实现

跟踪器（tracker）是计算机视觉中的一个重要工具，用于跟踪视频中的目标。基于 CNN-Transformer 的跟踪器是近年来比较流行的一种跟踪器，下面我们来介绍其代码实现。

首先，我们需要导入必要的库，包括 PyTorch、NumPy、argparse 和 cv2。

import torch
import numpy as np
import argparse
import cv2

接着，我们需要定义一些超参数，包括输入图像的大小、batch size、模型的路径等。

# 超参数
input_size = 224
batch_size = 10
model_path = 'model.pth'

然后，我们需要定义一个函数 `get_model`，用于加载模型。

def get_model(model_path):
    model = torch.load(model_path)
    model.eval()
    return model

接着，我们需要定义一个函数 `preprocess`，用于对输入图像进行预处理。具体来说，我们需要对图像进行缩放、裁剪、标准化等操作。

def preprocess(img):
    img = cv2.resize(img, (input_size, input_size))
    img = img.astype(np.float32) / 255.
    img = (img - 0.5) / 0.5
    img = np.transpose(img, (2, 0, 1))
    img = np.expand_dims(img, axis=0)
    img = np.repeat(img, batch_size, axis=0)
    return img

接着，我们需要定义一个函数 `track`，用于跟踪视频中的目标。具体来说，我们需要读取视频、初始化跟踪器、读取每一帧图像、对图像进行预处理、输入到模型中进行预测、更新跟踪器的状态等操作。

def track(video_path, model_path):
    # 加载模型
    model = get_model(model_path)
    
    # 初始化跟踪器
    tracker = cv2.TrackerKCF_create()
    
    # 读取视频
    cap = cv2.VideoCapture(video_path)
    if not cap.isOpened():
        print('Failed to open video file:', video_path)
        return
    
    # 读取第一帧图像
    ret, frame = cap.read()
    if not ret:
        print('Failed to read first frame of video file:', video_path)
        return
    
    # 选择 ROI
    bbox = cv2.selectROI(frame, False)
    ok = tracker.init(frame, bbox)
    
    # 处理每一帧图像
    while True:
        # 读取图像
        ret, frame = cap.read()
        if not ret:
            break
        
        # 对图像进行预处理
        img = preprocess(frame)
        
        # 输入到模型中进行预测
        with torch.no_grad():
            output = model(torch.Tensor(img))
        
        # 更新跟踪器的状态
        bbox = tracker.update(frame)
        if ok:
            p1 = (int(bbox[0]), int(bbox[1]))
            p2 = (int(bbox[0] + bbox[2]), int(bbox[1] + bbox[3]))
            cv2.rectangle(frame, p1, p2, (0, 255, 0), 2, 1)
        
        # 显示图像
        cv2.imshow('frame', frame)
        if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
            break
    
    # 释放资源
    cap.release()
    cv2.destroyAllWindows()

最后，我们使用 argparse 模块来解析命令行参数，从而方便地调用 `track` 函数。

if __name__ == '__main__':
    parser = argparse.ArgumentParser(description='Track object in a video using CNN-Transformer')
    parser.add_argument('video_path', type=str, help='path to the input video')
    parser.add_argument('model_path', type=str, help='path to the pre-trained model')
    args = parser.parse_args()
    
    track(args.video_path, args.model_path)

这样，我们就完成了基于 CNN-Transformer 的跟踪器代码实现。