EmoTalk3D – 华为、复旦联合推出的3D数字人框架

EmoTalk3D是一款由华为诺亚方舟实验室、南京大学和复旦大学联合开发的3D数字人框架。其核心技术在于合成具有丰富情感表达的3D会说话头像，能够精准捕捉和重现人类说话时的唇部动作、面部表情，甚至是细微的情感变化，如皱纹和其他面部微动。

EmoTalk3D是什么

EmoTalk3D是由华为诺亚方舟实验室、南京大学与复旦大学共同推出的一种3D数字人框架。它的核心在于生成具有丰富情感的3D会说话头像。EmoTalk3D能够捕捉并重现人类在说话时的唇部运动、面部表情，甚至是更细微的情感细节，如皱纹和其他面部微小动作。通过“Speech-to-Geometry-to-Appearance”映射框架，该技术实现了从音频特征到3D几何序列的预测，最终合成3D头像的外观。

EmoTalk3D的主要功能

• 情感表达合成：根据输入的音频信号生成相应情感的3D头像动画，包括喜悦、悲伤、愤怒等多种情感状态。
• 唇部同步：确保3D头像在发声时，唇部运动与实际发音高度一致。
• 多视角渲染：支持从不同视角查看3D头像，保持高质量和一致性。
• 动态细节捕捉：再现说话时的微表情和动态细节，如皱纹和细微表情变化。
• 可控情感渲染：用户可以实时调整3D头像的情感表达，满足不同需求。
• 高保真度：采用先进渲染技术，生成高分辨率、极具真实感的3D头像。

EmoTalk3D的技术原理

• 数据集建立（EmoTalk3D Dataset）：收集了多视角视频数据，包括情感标注及每帧的3D面部几何信息，数据来源于多个受试者在不同情感状态下录制的多视角视频。
• 音频特征提取：使用预训练的HuBERT模型作为音频编码器，将输入语音转换为音频特征，提取情感标签。
• Speech-to-Geometry Network (S2GNet)：输入音频特征和情感标签，预测动态3D点云序列，基于门控循环单元（GRU）架构生成4D网格序列。
• 3D几何到外观的映射（Geometry-to-Appearance）：基于4D点云，使用Geometry-to-Appearance Network (G2ANet)合成3D头像的外观，将外观分解为规范高斯（静态外观）和动态高斯（由面部运动引起的皱纹、阴影等）。
• 4D高斯模型：采用3D高斯Splatting技术表示3D头像外观，每个3D高斯由位置、尺度、旋转和透明度参数化表示。
• 动态细节合成：通过FeatureNet和RotationNet网络预测动态细节，如皱纹和微表情变化。
• 头部完整性：对非面部区域（如头发、颈部和肩部），使用优化算法从均匀分布的点构建。
• 渲染模块：融合动态高斯和规范高斯，渲染出自由视角的3D头像动画。
• 情感控制：通过人工设置情感标签和时间序列变化，控制生成头像的情感表达。

EmoTalk3D的项目地址

• 项目官网：https://nju3dv.github.io/projects/EmoTalk3D
• arXiv技术论文：https://arxiv.org/abs/2408.00297

EmoTalk3D的应用场景

• 虚拟助手和客服：可以作为智能客服或虚拟助手，提供更加自然和情感丰富的互动体验。
• 电影和视频制作：在电影、电视和视频游戏中生成逼真的角色和动画，提升视觉体验。
• 虚拟现实（VR）和增强现实（AR）：在VR和AR应用中提供沉浸式体验，与用户进行更加真实的互动。
• 社交媒体和直播：用户可以利用EmoTalk3D创建和自定义自己的3D形象，在社交媒体平台或直播中展示。
• 广告和市场营销：创建吸引人的3D角色，应用于广告宣传或品牌推广。

常见问题

EmoTalk3D是否可以用于商业用途？
是的，EmoTalk3D的应用场景广泛，可以用于商业广告、虚拟助手等多个领域。

如何获取EmoTalk3D？
您可以访问其官方网站，获取更多信息和下载相关资源。

EmoTalk3D支持哪些平台？
EmoTalk3D可以在多种平台上使用，具体支持情况请参考官方网站的说明。