moviepy1.03音视频剪辑:使用manual_tracking和headblur实现追踪人脸打马赛克
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一、引言
在moviepy官网的案例《Tracking and blurring someone’s face》和CSDN的moviepy大神ucsheep《MoviePy - 中文文档4-MoviePy实战案例-追踪人脸,打马赛克》都提供了追踪人脸并给影片中卓别林脸部打马赛克的样例,二者代码完全相同。
但老猿按照同样的方法实现却报ImportError错:
from moviepy.video.tools.tracking import manual_tracking, to_fxfy
ImportError: cannot import name 'to_fxfy' from 'moviepy.video.tools.tracking' (C:\Program Files\Python37\lib\site-packages\moviepy\video\tools\tracking.py)
查看tracking .py的源码,确实没有 to_fxfy方法。
为了解决该问题,老猿到处查找该问题相关资料,在ucsheep大神的QQ群内进行了咨询,并在moviepy的github项目中进行了咨询。ucsheep大神可能太忙,没有就该问题进行答复,而moviepy开源项目负责人之一tburrows13是这样答复的:
"Indeed the examples for some of these advanced tools are out of date or nonexistent (#850, #167). I'm expecting to update them soon.
In the meantime, have a look at #1061 or consider the documentation: https://zulko.github.io/moviepy/ref/videotools.html#module-moviepy.video.tools.tracking which looks like it is more up-to-date."
参考了 1061相关答复,试了下还是报错:ValueError: assignment destination is read-only
。
没办法,老猿只好阅读源代码,反复进行测试,循序渐进,曲折前进,最后实现了三种不同方式的人脸追踪打马赛克,下面就为大家介绍第一种解决思路。
二、背景知识
2.1、headblur简介
追踪人脸打马赛克需要使用headblur函数。
调用语法:
headblur(clip,fx,fy,r_zone,r_blur=None)
说明:
其中参数fx和fy是两个函数,该函数带参数t,用于确认t时刻需要模糊化范围的中心点位置,moviepy将对以中心点为圆心半径r_zone的圆范围内的图像进行模糊化处理,模糊化处理时的卷积核大小由r_blur指定。关于r_blur参数的作用请大家参考《moviepy音视频剪辑:headblur的参数r_blur卷积核的功能作用及用途》。
2.2、manual_tracking简介
manual_tracking是moviepy的工具模块moviepy.video.tools.tracking提供的函数,该模块还提供了autoTrack函数和findAround,其中findAround是供manual_tracking和autoTrack使用,autoTrack是根据匹配模式自动选择跟踪对象,后面再介绍。manual_tracking用于手工选择要跟踪的位置。
调用语法:
manual_tracking(clip, t1=None, t2=None, fps=None, nobjects = 1, savefile = None)
说明:
- t1、t2:用于指定需要进行跟踪的剪辑位置范围,如果t2为None,则只跟踪t1位置的帧,如果t1、t2都为None则跟踪整个剪辑
- fps:该参数不是剪辑本身的fps,而是跟踪时剪辑的以秒为单位的时间范围内需要显示的帧数,即在跟踪时,每秒的时间长度范围内需要抽取fps参数设定的帧数图像来显示,如t1和t2定义的剪辑跟踪长度为30秒,fps设置为2,则跟踪时moviepy会从剪辑中每秒抽取2帧显示,跟踪者需要对60帧图像标记跟踪位置
- nobjects :每帧中需要跟踪位置的个数,缺省为1,当需要跟踪多个对象时设置为实际跟踪对象的个数
- savefile :跟踪数据需要写入文件时由该参数指定保存文件的名称,可以带路径。
manual_tracking会根据参数 t1、t2以及fps和nobjects 设定,将剪辑 t1到t2位置的子剪辑逐帧显示出来,让操作者通过鼠标点击跟踪对象如人脸的中心,manual_tracking记下点击位置的xy坐标和对应剪辑的位置t,直到该时间段内所有帧都会,返回值为一个Trajectory对象组成的列表,列表元素的个数为nobjects参数的值指定。
三、实现自己的fx、fy方法
从headblur的参数介绍可以获知,fx、fy是返回二者参数t所在剪辑位置的跟踪点坐标,因此老猿按照这个目标来实现了这2个函数,由于跟踪点的手工跟踪一般不会设置fps很大,如设置为2,因此实际手工跟踪的帧的数量远少于实际数量,因此这个函数需要确保没跟踪的帧在fx、fy函数中也能返回对应坐标,老猿的处理很简单粗暴,对这种帧就返回距其最近的跟踪帧的坐标。
3.1、实现代码:
if __name__ == '__main__':
def main():
movie_in = sys.argv[1] #参数指定的视频文件名
if len(sys.argv) == 3: #是否指定了只加载视频的前n秒,n为浮点数
subclip_s = float(sys.argv[2])
else:
subclip_s = None
clip = VideoFileClip(movie_in)
if subclip_s is not None:
clip = clip.subclip(0, subclip_s)
tracking = moviepy.video.tools.tracking.manual_tracking(clip, fps=2)[0] #取返回的第一个跟踪对象,实际上nobjects使用的是默认值1,因此也就一个跟踪对象
trackingInf = list(zip(tracking.tt, tracking.xx, tracking.yy)) #将跟踪点相关的时间、横坐标信息、纵坐标保存到列表trackingInf,即列表中每个元素为元组,该元组为(t,x,y)形式
#定义fx和fy函数:
def fx(t):
nonlocal trackingInf
t1 = t2 = None
for tc in trackingInf:
if t == tc[0]: #t即为跟踪的帧
return tc[1]
elif t > tc[0]: #记录t前面最近的跟踪帧
t1 = tc
else:#找到t之后最近的跟踪帧
if t1: #前面有跟踪帧
d1 = t - t1[0]
d2 = tc[0] - t
d = min(d1, d2)
return t1[1] if d == d1 else tc[1]
else: #t应该至少前面有个跟踪帧、后面也有个跟踪帧,否则为异常数据
return 0
return tc[1] #返回x坐标
def fy(t):
nonlocal trackingInf
t1 = t2 = None
for tc in trackingInf:
if t == tc[0]:
return tc[2]
elif t > tc[0]:
t1 = tc
else:
if t1:
d1 = t - t1[0]
d2 = tc[0] - t
d = min(d1, d2)
if d > 0.5: return 0
return t1[2] if d == d1 else tc[2]
else:
return 0
return tc[2]#返回y坐标
clip_blurred = clip.fx(vfx.headblur, fx, fy, 30) #进行模糊化处理,圆半径设置为30像素
clip_blurred.write_videofile(movie_in + '_blurred_me.mp4', bitrate="3000k") #输出文件
main()
3.2、执行效果
启动参数设置为F:\video\zbl1.mp4 54
,对应视频为卓别林《淘金记》,加载视频的前4秒,跟踪设置为整个剪辑跟踪,fps为2,因此需要选择8个帧的跟踪数据。最终输出后的视频动画:
总体效果看起来还不错,就是当头部动作幅度比较大时有少许帧会遮不住。
四、小结
上面介绍了老猿结合manual_tracking使用headblur实现跟踪人脸打马赛克的过程,但这种方法其实是最笨的方法,上面的代码虽然达到了想要的效果,但一点也不Pythonic,老猿也非常不满意,但实现这个方法的同时,老猿想到了更好的办法,在付费专栏的文章《moviepy音视频剪辑:追踪人脸打马赛克的三种实现方式》介绍了另外两种更好的方法。同时在付费专栏《moviepy音视频剪辑:使用autoTrack、manual_tracking+headblur实现半自动追踪人脸打马赛克
》介绍了结合autoTrack的半自动跟踪实现方案和案例。
更多moviepy的介绍请参考《PyQt+moviepy音视频剪辑实战文章目录》或《moviepy音视频开发专栏》。
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