要实现这样的程序,需要用到一些深度学习技术。以下是一个基本的实现思路:
1.收集视频和音频数据进行训练,数据最好是同步的。
2.使用深度学习模型,对视频帧进行关键点检测,从而获得嘴巴形态的坐标。
3.使用语音识别技术,将音频转换为文本。
4.将文本转换为发音序列,通过合成器生成对应的音频。
5.使用深度学习模型,将该发音序列映射到嘴型坐标序列。
6.将嘴型坐标序列与原始视频进行合成。
下面是一个简单的Python示例代码:
import cv2
import dlib
import numpy as np
import librosa
import argparse
import os
# 加载模型,使用dlib的68个特征点
predictor = dlib.shape_predictor('shape_predictor_68_face_landmarks.dat')
detector = dlib.get_frontal_face_detector()
# 视频处理类
class Video(object):
def __init__(self, path):
self.path = path
self.cap = cv2.VideoCapture(path)
self.fps = self.cap.get(cv2.CAP_PROP_FPS)
self.width = int(self.cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_WIDTH))
self.height = int(self.cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_HEIGHT))
self.total_frames = int(self.cap.get(cv2.CAP_PROP_FRAME_COUNT))
def __del__(self):
if self.cap.isOpened():
self.cap.release()
def get_frame(self, indx):
if indx >= self.total_frames:
return None
self.cap.set(cv2.CAP_PROP_POS_FRAMES, indx)
ret, frame = self.cap.read()
return frame
# 语音处理类
class Audio(object):
def __init__(self, path):
self.path = path
self.y, self.sr = librosa.load(path, sr=22050)
def get_audio(self, start, end):
return self.y[int(start*self.sr):int(end*self.sr)]
# 合成程序
class Synth(object):
def __init__(self):
self.frame_size = 256
self.frame_shift = 128
self.window = np.hanning(self.frame_size)
self.n_fft = self.frame_size
def get_spectrogram(self, audio):
stft = librosa.stft(audio, n_fft=self.n_fft, hop_length=self.frame_shift, win_length=self.frame_size, window=self.window, center=False)
spectrogram = np.abs(stft)**2
return spectrogram
def get_mel_basis(self, n_mels, fmin, fmax):
return librosa.filters.mel(sr=self.sr, n_fft=self.n_fft, n_mels=n_mels, fmin=fmin, fmax=fmax)
def get_mel_spectrum(self, spectrogram, mel_basis):
mel_spectrum = np.dot(mel_basis, spectrogram)
return mel_spectrum
def get_audio(self, spect, wav_encoder):
inv_mel_basis = np.linalg.pinv(self.mel_basis)
inv_spectrogram = np.dot(inv_mel_basis, spect)
return librosa.istft(inv_spectrogram, hop_length=self.frame_shift, win_length=self.frame_size, window=self.window)
def synthesize(self, text):
# 使用TTS合成声音
wav_encoder = TTS.synthesize(text)
audio = np.array(wav_encoder.output.audio).astype(np.float32)
audio /= np.max(np.abs(audio))
mel_basis = self.get_mel_basis(...)
spectrogram = self.get_spectrogram(audio)
mel_spectrum = self.get_mel_spectrum(spectrogram, mel_basis)
# 使用深度学习模型, 将发音序列映射到嘴巴坐标系
landmarks = model(mel_spectrum)
# 合并视频和音频
video = Video('./path/to/video')
audio = Audio('./path/to/audio')
for i in range(video.total_frames):
frame = video.get_frame(i)
gray = cv2.cvtColor(frame, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
faces = detector(gray, 0)
if len(faces) == 1:
landmarks = predictor(gray, faces[0])
landmarks = np.array([[p.x, p.y] for p in landmarks.parts()])
landmarks = landmarks[48:68]
# 合成视频
cv2.imshow('frame', frame)
if cv2.waitKey(1) & 0xFF == ord('q'):
break
def save(self, output_path):
out.release()
cv2.destroyAllWindows()
if __name__ == '__main__':
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument('--text', type=str, help='要说的话')
parser.add_argument('--output', type=str, help='输出路径')
args = parser.parse_args()
synth = Synth()
synth.synthesize(args.text)
synth.save(args.output)
需要注意的一些细节:
1.需要训练模型,以便将发音序列映射到嘴型坐标系。
2.将嘴巴形态与音频同步可能会很困难,因为光明不足、切换视角和数据延迟等原因可能导致偏差。
3.此代码可能不充分,具体部分还需要根据实际情况和需求进行调整和改进。