CN118331431A - 虚拟数字人驱动方法与装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种虚拟数字人驱动方法与装置、电子设备及存储介质，方法包括：获取音频数据，基于所述音频数据得到第一表情基系统中多个第一表情基的权重；基于第一表情基系统中第一表情基与第二表情基系统中第二表情基的映射关系，以及所述多个第一表情基的权重，得到第二表情基系统中多个第二表情基的权重，并利用所述多个第二表情基的权重驱动虚拟数字人，其中，第二表情基系统为ARKit表情基系统，第一表情基系统中第一表情基的数量大于第二表情基系统中第二表情基的数量，能提高虚拟数字人面部驱动的准确性，使面部表情更加自然。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟数字人领域，特别涉及一种虚拟数字人驱动方法与装置、电子设备及存储介质。
背景技术
目前针对写实类的虚拟数字人，可以用ARKit（苹果推出的AR开发平台）定义的52个表情基来驱动虚拟数字人，使其面部做出相应表情，但是该方案下虚拟数字人展现出的面部表情细节不够丰富，不够自然，给人一种僵硬的感觉。
因此，如何提供一种虚拟数字人驱动的方案，以提高虚拟数字人面部驱动的准确性，使面部表情更加自然，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的技术问题，本申请实施例提供一种虚拟数字人驱动方法与装置、电子设备及存储介质。
第一方面，本申请实施例提供了一种虚拟数字人驱动方法，包括：
获取音频数据，基于所述音频数据得到第一表情基系统中多个第一表情基的权重；
基于第一表情基系统中第一表情基与第二表情基系统中第二表情基的映射关系，以及所述多个第一表情基的权重，得到第二表情基系统中多个第二表情基的权重，并利用所述多个第二表情基的权重驱动虚拟数字人，其中，第二表情基系统为ARKit表情基系统，第一表情基系统中第一表情基的数量大于第二表情基系统中第二表情基的数量。
第二方面，本申请实施例还提供了一种虚拟数字人驱动装置，包括：
计算单元，用于获取音频数据，基于所述音频数据得到第一表情基系统中多个第一表情基的权重；
驱动单元，用于基于第一表情基系统中第一表情基与第二表情基系统中第二表情基的映射关系，以及所述多个第一表情基的权重，得到第二表情基系统中多个第二表情基的权重，并利用所述多个第二表情基的权重驱动虚拟数字人，其中，第二表情基系统为ARKit表情基系统，第一表情基系统中第一表情基的数量大于第二表情基系统中第二表情基的数量。
第三方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如第一方面所述的虚拟数字人驱动方法的步骤。
第四方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如第一方面所述的虚拟数字人驱动方法的步骤。
上述方案中，由于先基于音频数据得到第一表情基系统中多个第一表情基的权重，再将第一表情基系统中多个第一表情基的权重转化为第二表情基系统中多个第二表情基的权重，而非直接基于音频数据得到第二表情基系统中所有第二表情基的权重，能够提高得到的第二表情基的权重的准确性，从而能够提高虚拟数字人面部驱动的准确性，使面部表情更加自然。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种虚拟数字人驱动方法一实施例的流程示意图；
图2为第一表情基系统中第一表情基与第二表情基系统中第二表情基的映射关系；
图3为本申请实施例提供的一种虚拟数字人驱动装置一实施例的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
另外，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请实施例中将会用到术语“包括”，用于指出其后所声明的特征的存在，但并不排除增加其它的特征。
参照图1所示，为本申请实施例提供的一种虚拟数字人驱动方法的流程示意图，该虚拟数字人驱动方法，包括：
S10、获取音频数据，基于所述音频数据得到第一表情基系统中多个第一表情基的权重；
本实施例中，需要说明的是，音频数据可以是原始的音频数据，或者文字转化成的音频数据。第一表情基系统是区别于第二表情基系统（即ARKit表情基系统）的另一套表情基系统，其包含多个第一表情基，其包含的第一表情基的数量大于52个（即ARKit表情基的数量）。也就是说，相较于ARKit表情基系统，第一表情基系统对面部表情进行了更细致的划分。图2中示出了第一表情基系统的62个第一表情基。在基于音频数据得到第一表情基系统中多个第一表情基的权重时，可以基于音频数据得到第一表情基系统中多个第一表情基的权重，或者基于音频数据得到第一表情基系统中一部分第一表情基的权重，之后基于第一表情基系统中一部分第一表情基的权重推演出第一表情基系统中另一部分第一表情基的权重，其中，第一表情基系统中多个第一表情基的权重、第一表情基系统中一部分第一表情基的权重和第一表情基系统中另一部分第一表情基的权重均可以通过预先训练好的预测模型来生成。比如，图2中标**的37个第一表情基可以为前述一部分第一表情基，图2中未标**的25个第一表情基可以为前述另一部分第一表情基，在计算出标**的37个第一表情基的权重后，可以基于标**的37个第一表情基的权重计算未标**的25个第一表情基的权重，而标**的37个第一表情基的权重可以重新计算，或者不重新计算。
S11、基于第一表情基系统中第一表情基与第二表情基系统中第二表情基的映射关系，以及所述多个第一表情基的权重，得到第二表情基系统中多个第二表情基的权重，并利用所述多个第二表情基的权重驱动虚拟数字人，其中，第二表情基系统为ARKit表情基系统，第一表情基系统中第一表情基的数量大于第二表情基系统中第二表情基的数量。
图2中，最后一行的ARKit表情基tongueOut（吐舌头）不存在对应的第一表情基，则不需要计算tongueOut的权重，可以将tongueOut的权重设置为0。除了最后一行外，每一条行数据表示至少一个第一表情基与一个ARKit表情基的映射关系，在计算出多个第一表情基的权重之后，需要基于该映射关系计算出多个ARKit表情基的权重，最终使用多个ARKit表情基的权重驱动虚拟数字人。比如4个第一表情基：mouth_funnel_dl（左上唇向下）、mouth_funnel_dr（右上唇向下）、mouth_funnel_ul（左下唇向上）和mouth_funnel_ur（右下唇向上）映射到mouthFunnel（稍张嘴并双唇张开）这一ARKit表情基，则需要基于mouth_funnel_dl、mouth_funnel_dr、mouth_funnel_ul和mouth_funnel_ur的权重计算mouthFunnel的权重。最终可以得到图2中所有ARKit表情基的权重，利用所有ARKit表情基的权重驱动虚拟数字人。
本申请实施例提供的虚拟数字人驱动方法，由于先基于音频数据得到第一表情基系统中多个第一表情基的权重，再将第一表情基系统中多个第一表情基的权重转化为第二表情基系统中多个第二表情基的权重，而非直接基于音频数据得到第二表情基系统中所有第二表情基的权重，能够提高得到的第二表情基的权重的准确性，从而能够提高虚拟数字人面部驱动的准确性，使面部表情更加自然。
在前述方法实施例的基础上，所述基于第一表情基系统中第一表情基与第二表情基系统中第二表情基的映射关系，以及所述多个第一表情基的权重，得到第二表情基系统中多个第二表情基的权重，可以包括：
计算第二表情基Q的权重γ_Q，计算公式为：γ_Q＝∑（ai×γ_Pi）；
其中，∑（ai×γ_Pi）表示对ai×γ_Pi进行求和，∑（ai×γ_Pi）中∑的下标为i＝1，上标为N，N表示映射到第二表情基Q的第一表情基的数量，γ_Pi表示映射到第二表情基Q的第i个第一表情基Pi的权重，ai表示γ_Pi对应的权重系数，ai根据映射到第二表情基Q的第一表情基的权重确定。
在前述方法实施例的基础上，ai的计算公式可以为：ai=λi/（∑λi）；
其中，∑λi表示对λi进行求和，∑λi中∑的下标为i＝1，上标为N，λi=（1/（（2π）0.5×δ））×exp（－（γ_Pi－μ）2/（2×δ）），μ为映射到第二表情基Q的第一表情基的权重的均值，δ为映射到第二表情基Q的第一表情基的权重的方差。
在前述方法实施例的基础上，所述利用所述多个第二表情基的权重驱动虚拟数字人，可以包括：
对第二表情基Q的权重γ_Q进行优化，优化公式为γ_QQ＝1/（1＋exp（－5×γ_Q））－0.5；
其中，γ_QQ为优化后的第二表情基Q的权重；
利用优化后的第二表情基Q的权重驱动虚拟数字人。
参照图3所示，为本申请实施例提供的一种虚拟数字人驱动装置的结构示意图，该装置包括：
计算单元30，用于获取音频数据，基于所述音频数据得到第一表情基系统中多个第一表情基的权重；
驱动单元31，用于基于第一表情基系统中第一表情基与第二表情基系统中第二表情基的映射关系，以及所述多个第一表情基的权重，得到第二表情基系统中多个第二表情基的权重，并利用所述多个第二表情基的权重驱动虚拟数字人，其中，第二表情基系统为ARKit表情基系统，第一表情基系统中第一表情基的数量大于第二表情基系统中第二表情基的数量。
本申请实施例提供的虚拟数字人驱动装置，由于先基于音频数据得到第一表情基系统中多个第一表情基的权重，再将第一表情基系统中多个第一表情基的权重转化为第二表情基系统中多个第二表情基的权重，而非直接基于音频数据得到第二表情基系统中所有第二表情基的权重，能够提高得到的第二表情基的权重的准确性，从而能够提高虚拟数字人面部驱动的准确性，使面部表情更加自然。
在前述装置实施例的基础上，所述驱动单元，具体可以用于：
计算第二表情基Q的权重γ_Q，计算公式为：γ_Q＝∑（ai×γ_Pi）；
其中，∑（ai×γ_Pi）表示对ai×γ_Pi进行求和，∑（ai×γ_Pi）中∑的下标为i＝1，上标为N，N表示映射到第二表情基Q的第一表情基的数量，γ_Pi表示映射到第二表情基Q的第i个第一表情基Pi的权重，ai表示γ_Pi对应的权重系数，ai根据映射到第二表情基Q的第一表情基的权重确定。
在前述装置实施例的基础上，ai的计算公式可以为：ai=λi/（∑λi）；
其中，∑λi表示对λi进行求和，∑λi中∑的下标为i＝1，上标为N，λi=（1/（（2π）0.5×δ））×exp（－（γ_Pi－μ）2/（2×δ）），μ为映射到第二表情基Q的第一表情基的权重的均值，δ为映射到第二表情基Q的第一表情基的权重的方差。
本申请实施例提供的虚拟数字人驱动装置，其实现过程与本申请实施例提供的虚拟数字人驱动方法一致，所能达到的效果也与本申请实施例提供的虚拟数字人驱动方法相同，在此不再赘述。
如图4所示，本申请实施例提供的一种电子设备，包括：处理器40、存储器41和总线42，所述存储器41存储有所述处理器40可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器40与所述存储器41之间通过总线42通信，所述处理器40执行所述机器可读指令，以执行如上述虚拟数字人驱动方法的步骤。
具体地，上述存储器41和处理器40能够为通用的存储器和处理器，这里不做具体限定，当处理器40运行存储器41存储的计算机程序时，能够执行上述虚拟数字人驱动方法。
对应于上述虚拟数字人驱动方法，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述虚拟数字人驱动方法的步骤。
以上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种虚拟数字人驱动方法，其特征在于，包括：
获取音频数据，基于所述音频数据得到第一表情基系统中多个第一表情基的权重；
基于第一表情基系统中第一表情基与第二表情基系统中第二表情基的映射关系，以及所述多个第一表情基的权重，得到第二表情基系统中多个第二表情基的权重，并利用所述多个第二表情基的权重驱动虚拟数字人，其中，第二表情基系统为ARKit表情基系统，第一表情基系统中第一表情基的数量大于第二表情基系统中第二表情基的数量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于第一表情基系统中第一表情基与第二表情基系统中第二表情基的映射关系，以及所述多个第一表情基的权重，得到第二表情基系统中多个第二表情基的权重，包括：
计算第二表情基Q的权重γ_Q，计算公式为：γ_Q＝∑（ai×γ_Pi）；
其中，∑（ai×γ_Pi）表示对ai×γ_Pi进行求和，∑（ai×γ_Pi）中∑的下标为i＝1，上标为N，N表示映射到第二表情基Q的第一表情基的数量，γ_Pi表示映射到第二表情基Q的第i个第一表情基Pi的权重，ai表示γ_Pi对应的权重系数，ai根据映射到第二表情基Q的第一表情基的权重确定。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，ai的计算公式为：ai=λi/（∑λi）；
其中，∑λi表示对λi进行求和，∑λi中∑的下标为i＝1，上标为N，λi=（1/（（2π）0.5×δ））×exp（－（γ_Pi－μ）2/（2×δ）），μ为映射到第二表情基Q的第一表情基的权重的均值，δ为映射到第二表情基Q的第一表情基的权重的方差。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述利用所述多个第二表情基的权重驱动虚拟数字人，包括：
对第二表情基Q的权重γ_Q进行优化，优化公式为γ_QQ＝1/（1＋exp（－5×γ_Q））－0.5；
其中，γ_QQ为优化后的第二表情基Q的权重；
利用优化后的第二表情基Q的权重驱动虚拟数字人。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取音频数据，基于所述音频数据得到第一表情基系统中多个第一表情基的权重，包括：
获取音频数据，基于所述音频数据得到第一表情基系统中多个第一表情基的权重；
基于所述多个第一表情基的权重得到第一表情基系统中除所述多个第一表情基外的至少一个第一表情基的权重。
6.一种虚拟数字人驱动装置，其特征在于，包括：
计算单元，用于获取音频数据，基于所述音频数据得到第一表情基系统中多个第一表情基的权重；
驱动单元，用于基于第一表情基系统中第一表情基与第二表情基系统中第二表情基的映射关系，以及所述多个第一表情基的权重，得到第二表情基系统中多个第二表情基的权重，并利用所述多个第二表情基的权重驱动虚拟数字人，其中，第二表情基系统为ARKit表情基系统，第一表情基系统中第一表情基的数量大于第二表情基系统中第二表情基的数量。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述驱动单元，用于：
计算第二表情基Q的权重γ_Q，计算公式为：γ_Q＝∑（ai×γ_Pi）；
其中，∑（ai×γ_Pi）表示对ai×γ_Pi进行求和，∑（ai×γ_Pi）中∑的下标为i＝1，上标为N，N表示映射到第二表情基Q的第一表情基的数量，γ_Pi表示映射到第二表情基Q的第i个第一表情基Pi的权重，ai表示γ_Pi对应的权重系数，ai根据映射到第二表情基Q的第一表情基的权重确定。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，ai的计算公式为：ai=λi/（∑λi）；
其中，∑λi表示对λi进行求和，∑λi中∑的下标为i＝1，上标为N，λi=（1/（（2π）0.5×δ））×exp（－（γ_Pi－μ）2/（2×δ）），μ为映射到第二表情基Q的第一表情基的权重的均值，δ为映射到第二表情基Q的第一表情基的权重的方差。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至5任一项所述的虚拟数字人驱动方法的步骤。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行如权利要求1至5任一项所述的虚拟数字人驱动方法的步骤。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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