SyncAnimation – 南科大等推出的实时音频驱动生成头部运动框架-爱论文

SyncAnimation是什么

SyncAnimation是实时端到端的音频驱动框架，用于生成人体姿态和说话头像动画。通过音频信号实时生成与音频同步的上半身姿态和面部表情，包括嘴唇动作，实现高精度和高同步性的动画效果。框架基于NeRF技术，结合了音频到姿态和表情的同步模块，能从单目图像或噪声输入中生成具有丰富细节的头像动画。能在保持流畅动画的同时，生成逼真的面部细节和自然的动态变化。

SyncAnimation的主要功能

音频驱动的实时渲染：基于NeRF的端到端框架，能通过音频信号实时生成说话头像和上半身姿态，支持“一镜到底”和“零镜到底”两种推理方式。高精度姿态与表情生成：通过AudioPose Syncer和AudioEmotion Syncer模块，实现从音频到头部姿态和面部表情的稳定、精确、可控的映射，逐步生成与音频同步的上半身、头部和嘴唇形状。无缝融合与同步渲染：High-Synchronization Human Renderer模块确保头部和上半身的无缝融合，实现音频同步的嘴唇动作，无需后期处理。保持身份信息与细节：在静音期间，能保持面部表情和上半身动作的一致性，同时保留人物的身份信息和面部细节。高实时性能：在NVIDIA RTX 4090 GPU上，SyncAnimation的推理速度可达41 FPS，是首个能实时生成音频同步上半身运动和头部动作的方法。

SyncAnimation的技术原理

AudioPose Syncer（音频到姿态同步器）：负责将音频信号映射到动态的头部姿态。通过音频特征提取和姿态预测网络，AudioPose Syncer能生成与音频同步的头部姿态偏移量，通过逆归一化将其转换为原始空间中的姿态参数。确保头部姿态与音频的稳定性和一致性，在静音期间也能保持自然的头部动作。AudioEmotion Syncer（音频到表情同步器）：AudioEmotion Syncer专注于生成与音频同步的面部表情。通过音频特征驱动面部表情的变化，包括眉毛动作、眨眼等细节，实现自然的情感表达。结合了音频特征和预测的系数来控制表情变化，通过隐式函数生成逼真的头部动画。High-Synchronization Human Renderer（高同步性人体渲染器）：负责将头部和上半身的动作无缝融合，实现音频同步的嘴唇动作。通过优化渲染流程，确保生成的头像在视觉上与音频高度同步，同时保持人物的身份信息和面部细节。

SyncAnimation的项目地址

项目官网：https://syncanimation.github.io/GitHub仓库：https://github.com/syncanimationarXiv技术论文：https://arxiv.org/pdf/2501.14646

SyncAnimation的应用场景

虚拟主播与直播：SyncAnimation能实时生成与音频高度同步的虚拟人物动画，适用于新闻播报、直播教学等场景。可以直接渲染出上半身姿态和头部动作，避免了传统方法中将头部贴回到身体的不自然感。视频会议与远程协作：在视频会议中，SyncAnimation可以通过音频驱动生成逼真的虚拟人物头像，在网络带宽受限的情况下，能保持高质量的视觉效果。动画制作与影视特效：可以用于动画制作，通过音频信号快速生成角色的面部表情和姿态动画，提高了制作效率。还可以用于影视特效中的人物动画生成，实现更加自然的动态效果。游戏开发：在游戏开发中，SyncAnimation可以用于生成实时的NPC（非玩家角色）动画，使角色的动作和表情更加生动。有助于提升游戏的沉浸感和玩家的体验。智能客服与虚拟助手：SyncAnimation可用于生成虚拟客服或助手的动画形象，在与用户互动时表现出更加自然的表情和姿态。