化身“阿凡达”，国外小哥开源 AI 实时变脸工具 Avatarify

疫情期间，很多人都在用 Zoom 和 Skype 等软件进行视频会议。国外一位开发小哥觉得这样开会太无聊，于是基于 first-order-model 开发了一个能够把别人的照片套在自己脸上的“变脸”软件 Avatarify，并将其开源。

看过电影阿凡达（Avatar）的朋友应该对这款软件的立意并不陌生，简单理解就是把别人的脸套在自己的表情上实时驱动。Avatarify 的作者 Ali Aliev 最初只是想逗一下在 ZOOM 上开会的同事，在视频会议期间将一些名人的脸实时叠加到自己的脸上。于是他参考了发表在 arxiv 上的一篇论文 “First Order Motion Model for Image Animation”，并基于论文中的开源项目 first-order-model 构建了 Avatarify。如图所示，作者使用 Avatarify 模仿马斯克与同事进行视频会议：

与其他 AI 人脸交换技术（如 deepfakes）类似，Avatarify 的算法是在你想交换的脸上训练的，即训练材料是你想要模仿的人的脸部图像。该模型通过在目标的相似类别（比如人脸）上训练算法，实现了面部表情的实时呈现。但由于该软件对视频进行的是实时处理，即需要同时打开视频会议、Avatarify 等软件，因此对于 GPU 的要求比较高（作者用的是 1080 Ti，勉强达到 33 FPS）。

GPU ：越强越好，以下是作者使用的不同显卡的帧数参考：

GeForce GTX 1080 Ti：每秒 33 帧

GeForce GTX 1070：每秒 15 帧

GeForce GTX 950：每秒 9 帧

可以看到 1080 Ti 才能勉强不掉帧，想玩的同学量力而行......

PS：也可以在 Google 的 Colab 上进行远程测试，用谷歌的硬件来跑，在国外的朋友可以试试。

摄像头一个

下载训练好的神经网络权值：

Dropbox

Yandex.Disk

Google Drive

不同操作系统的朋友往下看：

Linux

使用v4l2loopback创建虚拟摄像头

1.下载 Miniconda Python 3.7 ，运行安装命令:

bash Miniconda3-latest-Linux-x86_64.sh

2.克隆 avatarify 镜像仓库，并安装相关依赖项 (需要 sudo 权限):

git clone https://github.com/alievk/avatarify.gitcd avatarifybash scripts/install.sh

3.把之前下好的网络权值文件vox-adv-cpk.pth.tar 放在 avatarify 的目录下 (注意不要解压)。

Windows 10

1. 安装 Miniconda Python 3.7 。

2. 安装 Git 。

3. 点击开始菜单，在运行中输入"miniconda". 根据提示运行 Anaconda Prompt 。

4. 输入以下指令下载并安装 Avatarify ：

git clone https://github.com/alievk/avatarify.gitcd avatarifyscriptsinstall_windows.bat

5. 把之前下好的网络权值文件 vox-adv-cpk.pth.tar 放在 avatarify 的目录下 (注意不要解压)。

6. 运行 run_windows.bat 如果安装成功,桌面会打开两个摄像头界面（一个是默认摄像头，一个是 avatarify 摄像头），不要关闭它们进行下一步。

7. 安装 OBS Studio 以抓取 Avatarify 摄像头的内容（主播直播常用的后台软件）。

8. 安装 VirtualCam 插件. 选择 Install and register only 1 virtual camera.

9. 运行 OBS Studio。

10. 点击来源一栏中的“+” —— 窗口捕获 —— 选择添加现有一栏中的 "[python.exe]: avatarify" —— 编辑 —— 转换 —— 自适应屏幕。

11. 在 OBS Studio 中, 点击工具栏 —— VirtualCam，选择自动启动，缓冲帧设置为 0，开始。

现在 OBS-Camera可以在 ZOOM 或其他视频会议软件中使用了。（10-11 步只需要设置一次）

除了 Linux 和 Windows 10 以外，作者还提供了 Mac 操作系统和一种连入 Google 平台的远程测试方法，详情请点击。

作者在 Avatarify 项目中提供了一组名人的标准化身（爱因斯坦、蒙娜丽莎等），你也可以把其他你想变成的名人的图片素材放到 avatars 文件夹里，但注意要遵循以下规则：

1、人物图片最好为正方形。

2、参考文件夹里的默认图片，人物面部距离不宜太远或太近。

3、人物图片背景不宜太过复杂，单一色调为佳。

先打开 Avatarify 再打开视频会议软件。

Linux

运行脚本指令创建虚拟摄像机 /dev/video9，可在 scripts/settings.sh修改对应配置。

可以运行指令 v4l2-ctl--list-devices 显示系统中的所有设备。

运行:

bash run.sh

弹出 cam 和 avatarify 窗口， cam 窗口用来控制面部位置， avatarify 窗口可以预览 Avatar。

Windows 10

在 Anaconda Prompt 中运行：

cd C:pathtoavatarifyrun_windows.bat

打开 OBS Studio，此时OBS-Camera上将显示 Avatarify 处理后的人物面部。

2. 弹出cam 和 avatarify 窗口， cam 窗口用来控制面部位置，avatarify 窗口可以预览 Avatar。

注意：如果视频延迟过高，可以在 OBS Studio 中右键单击“预览”窗口，然后取消选中“启用预览”。

按键

功能

1-9

快速切换准备好的 Avatar

Q

打开 StyleGAN 生成的 Avatar，每按下一次新的 Avatar 会被采样

0

开启/关闭 Avatar

A/D

切换上一个/下一个 Avatar

W/S

打开/关闭 ZOOM 摄像头

U/H/J/K

调整摄像头位置， H - 左移, K - 右移, U - 上移, J - 下移 （每次移动 5 像素，与 Shift 键一起按移动 1 像素）。

Shift-Z

重置摄像头位置

Z/C

调整原像透明度

X

重置参考帧

F

切换参考帧搜索模式

R

Mirror reference window.

T

Mirror output window.

L

重新载入 Avatar

I

显示 FPS

ESC

退出

Avatarify 支持任何视频会议应用程序，只要其中的视频输入源可以更改即可（ZOOM、Skype、Hangouts、Slack…）。聪明的朋友已经准备好了吴彦祖的 Avatar，开始和你的朋友视频吧。（当然，前提是你得有个 1080 Ti 以上的显卡）