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  1. app.py +130 -317
app.py CHANGED
@@ -3,16 +3,15 @@ import gradio as gr
3
  import numpy as np
4
  import soundfile as sf
5
  import librosa
6
- import torch
7
 
8
  # 检查 GPU
9
- DEVICE = "cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu"
10
- SAMPLE_RATE = 44100
 
 
 
11
 
12
- # 全局变量(不在启动时加载)
13
- SILERO_MODEL = None
14
- SILERO_LOAD_ATTEMPTED = False
15
- SILERO_LOAD_STATUS = "未尝试" # "未尝试", "加载中", "成功", "失败"
16
 
17
  def extract_audio_from_video(video_path, output_path):
18
  """从视频中提取音频"""
@@ -98,153 +97,36 @@ def run_demucs_separation(audio_path, output_dir):
98
  raise RuntimeError(f"Demucs 分离失败: {str(e)}")
99
 
100
 
101
- def load_silero_model_lazy(timeout=180):
102
  """
103
- 懒加载 Silero VAD 模型(带超时机制
104
 
105
- 超时机制说明
106
- - 给模型下载设置 180 秒3分钟时间限制
107
- - 如果超时,返回 False,触发"降级"
 
 
 
108
 
109
- 降级机制说
110
- - 如果 Silero VAD 加载失败(超时或其他错误)
111
- - 自动切换到传统多特征算法
112
- - 准确率从 85-90% 降到 75-80%
113
  """
114
- global SILERO_MODEL, SILERO_LOAD_ATTEMPTED, SILERO_LOAD_STATUS
115
-
116
- # 如果已经尝试过加载,直接返回结果
117
- if SILERO_LOAD_ATTEMPTED:
118
- return SILERO_MODEL is not None
119
-
120
- SILERO_LOAD_ATTEMPTED = True
121
- SILERO_LOAD_STATUS = "加载中"
122
-
123
- try:
124
- print("📥 开始下载 Silero VAD 模型(3分钟超时)...")
125
-
126
- # 使用 subprocess 控制超时
127
- import signal
128
-
129
- def timeout_handler(signum, frame):
130
- raise TimeoutError("Silero 模型下载超时(3分钟限制)")
131
-
132
- # 设置超时(只在 Linux/Mac 上有效)
133
- if hasattr(signal, 'SIGALRM'):
134
- signal.signal(signal.SIGALRM, timeout_handler)
135
- signal.alarm(timeout)
136
-
137
- try:
138
- # 尝试从 torch.hub 加载
139
- SILERO_MODEL, utils = torch.hub.load(
140
- repo_or_dir='snakers4/silero-vad',
141
- model='silero_vad',
142
- force_reload=False,
143
- onnx=False,
144
- verbose=False
145
- )
146
- SILERO_MODEL = SILERO_MODEL.to(DEVICE)
147
- SILERO_MODEL.eval()
148
-
149
- SILERO_LOAD_STATUS = "成功"
150
- print("✅ Silero VAD 模型加载成功")
151
- return True
152
-
153
- finally:
154
- # 取消超时
155
- if hasattr(signal, 'SIGALRM'):
156
- signal.alarm(0)
157
-
158
- except TimeoutError as e:
159
- SILERO_LOAD_STATUS = "失败(超时)"
160
- print(f"⚠️ {str(e)}")
161
- print(" 【降级】自动切换到传统算法")
162
- SILERO_MODEL = None
163
- return False
164
-
165
- except Exception as e:
166
- SILERO_LOAD_STATUS = "失败(错误)"
167
- print(f"⚠️ Silero VAD 加载失败: {str(e)}")
168
- print(" 【降级】自动切换到传统算法")
169
- SILERO_MODEL = None
170
- return False
171
-
172
-
173
- def detect_speech_with_silero(vocals_audio, sr):
174
- """使用 Silero VAD 深度学习模型检测说话"""
175
- try:
176
- global SILERO_MODEL
177
- if SILERO_MODEL is None:
178
- raise RuntimeError("Silero 模型未加载")
179
-
180
- # 重采样到 16kHz
181
- if sr != 16000:
182
- vocals_16k = librosa.resample(vocals_audio, orig_sr=sr, target_sr=16000)
183
- sr_work = 16000
184
- else:
185
- vocals_16k = vocals_audio
186
- sr_work = 16000
187
-
188
- # 转换为 torch tensor
189
- audio_tensor = torch.from_numpy(vocals_16k).float().to(DEVICE)
190
-
191
- # 使用 Silero VAD 检测
192
- window_size_samples = 512
193
- speech_probs = []
194
-
195
- with torch.no_grad():
196
- for i in range(0, len(audio_tensor), window_size_samples):
197
- chunk = audio_tensor[i:i+window_size_samples]
198
- if len(chunk) < window_size_samples:
199
- chunk = torch.nn.functional.pad(chunk, (0, window_size_samples - len(chunk)))
200
-
201
- speech_prob = SILERO_MODEL(chunk.unsqueeze(0), sr_work).item()
202
- speech_probs.append(speech_prob)
203
-
204
- # 创建掩码
205
- speech_mask = np.repeat(speech_probs, window_size_samples)[:len(vocals_16k)]
206
- speech_mask = (speech_mask > 0.5).astype(np.float32)
207
-
208
- # 调整回原始采样率
209
- if sr != sr_work:
210
- from scipy.interpolate import interp1d
211
- old_indices = np.linspace(0, 1, len(speech_mask))
212
- new_indices = np.linspace(0, 1, len(vocals_audio))
213
- interpolator = interp1d(old_indices, speech_mask, kind='linear', fill_value='extrapolate')
214
- speech_mask = interpolator(new_indices)
215
-
216
- # 确保长度匹配
217
- if len(speech_mask) != len(vocals_audio):
218
- if len(speech_mask) < len(vocals_audio):
219
- speech_mask = np.pad(speech_mask, (0, len(vocals_audio) - len(speech_mask)))
220
- else:
221
- speech_mask = speech_mask[:len(vocals_audio)]
222
-
223
- speech_mask = (speech_mask > 0.5).astype(np.float32)
224
-
225
- return speech_mask
226
-
227
- except Exception as e:
228
- print(f"Silero VAD 检测失败: {str(e)}")
229
- return None
230
-
231
-
232
- def detect_speech_fallback(vocals_audio, sr):
233
- """传统算法备用方案(降级后使用)"""
234
  try:
235
  hop_length = 512
236
  frame_length = 2048
237
 
238
- # 能量
239
  rms = librosa.feature.rms(y=vocals_audio, frame_length=frame_length, hop_length=hop_length)[0]
240
 
241
- # 零交叉率
242
  zcr = librosa.feature.zero_crossing_rate(vocals_audio, frame_length=frame_length, hop_length=hop_length)[0]
243
 
244
- # 频谱质心
245
  spectral_centroids = librosa.feature.spectral_centroid(y=vocals_audio, sr=sr, hop_length=hop_length)[0]
246
 
247
- # 音高检测
 
 
 
248
  try:
249
  f0, voiced_flag, voiced_probs = librosa.pyin(
250
  vocals_audio,
@@ -255,26 +137,35 @@ def detect_speech_fallback(vocals_audio, sr):
255
  hop_length=hop_length
256
  )
257
  f0 = np.nan_to_num(f0, nan=0.0)
 
258
  except:
259
  f0 = np.zeros(len(rms))
 
 
 
 
260
 
261
- # 归一化
262
- min_len = min(len(rms), len(zcr), len(spectral_centroids), len(f0))
263
  rms = rms[:min_len]
264
  zcr = zcr[:min_len]
265
  spectral_centroids = spectral_centroids[:min_len]
 
 
266
  f0 = f0[:min_len]
267
 
268
  # 说话特征得分
 
269
  zcr_score = np.clip((zcr - 0.05) / 0.15, 0, 1)
270
 
 
271
  rms_norm = rms / (np.max(rms) + 1e-8)
272
  energy_variation = np.abs(np.gradient(rms_norm))
273
  energy_score = np.clip(energy_variation * 10, 0, 1)
274
 
 
275
  centroid_variation = np.abs(np.gradient(spectral_centroids))
276
  centroid_score = np.clip(centroid_variation / (np.mean(centroid_variation) + 1e-8), 0, 1)
277
 
 
278
  pitch_continuity = np.zeros_like(f0)
279
  for i in range(1, len(f0)):
280
  if f0[i] > 0 and f0[i-1] > 0:
@@ -290,9 +181,12 @@ def detect_speech_fallback(vocals_audio, sr):
290
  0.20 * pitch_continuity
291
  )
292
 
293
- speaking_mask = (speaking_score > 0.6).astype(np.float32)
 
 
294
 
295
- # 后处理
 
296
  min_duration = int(0.2 * sr / hop_length)
297
  i = 0
298
  while i < len(speaking_mask):
@@ -306,15 +200,30 @@ def detect_speech_fallback(vocals_audio, sr):
306
  else:
307
  i += 1
308
 
309
- # 转换为样本级
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
310
  speaking_mask_samples = np.repeat(speaking_mask, hop_length)
311
 
 
312
  if len(speaking_mask_samples) < len(vocals_audio):
313
  speaking_mask_samples = np.pad(speaking_mask_samples, (0, len(vocals_audio) - len(speaking_mask_samples)))
314
  else:
315
  speaking_mask_samples = speaking_mask_samples[:len(vocals_audio)]
316
 
317
- # 平滑
318
  smooth_window = int(0.03 * sr)
319
  if smooth_window > 1:
320
  speaking_mask_samples = np.convolve(
@@ -327,42 +236,14 @@ def detect_speech_fallback(vocals_audio, sr):
327
  return speaking_mask_samples
328
 
329
  except Exception as e:
330
- print(f"传统算法检测失败: {str(e)}")
331
- return np.zeros(len(vocals_audio), dtype=np.float32)
332
-
333
-
334
- def detect_singing_hybrid(vocals_audio, sr, mode='strict'):
335
- """混合检测策略:优先使用 Silero VAD,失败则降级"""
336
- try:
337
- # 尝试加载 Silero 模型(懒加载,3分钟超时)
338
- silero_available = load_silero_model_lazy(timeout=180)
339
-
340
- if silero_available:
341
- print("✅ 使用 Silero VAD 深度学习模型检测")
342
- speech_mask = detect_speech_with_silero(vocals_audio, sr)
343
-
344
- if speech_mask is not None:
345
- if mode == 'strict':
346
- from scipy.ndimage import binary_erosion
347
- kernel_size = int(0.05 * sr)
348
- if kernel_size > 1:
349
- speech_mask = binary_erosion(speech_mask, structure=np.ones(kernel_size)).astype(np.float32)
350
-
351
- singing_mask = 1 - speech_mask
352
- return singing_mask, "Silero VAD"
353
-
354
- # Silero 失败,降级到传统算法
355
- print("⚠️ 【降级】使用传统多特征算法")
356
- speech_mask = detect_speech_fallback(vocals_audio, sr)
357
- singing_mask = 1 - speech_mask
358
- return singing_mask, "传统算法"
359
-
360
- except Exception as e:
361
- print(f"检测失败: {str(e)}")
362
- return np.ones(len(vocals_audio), dtype=np.float32), "传统算法"
363
 
364
 
365
- def process_audio_full(audio_file, detection_mode, enable_detection):
366
  """完整的音频分离流程"""
367
  if audio_file is None:
368
  return None, None, None, "❌ 请先上传音频或视频文件"
@@ -388,6 +269,7 @@ def process_audio_full(audio_file, detection_mode, enable_detection):
388
  save_audio(temp_wav, audio, sr)
389
 
390
  # 2. Demucs 分离
 
391
  status_messages.append("🎵 使用 Demucs AI 模型分离人声和伴奏...")
392
  status_messages.append(" (首次运行会下载模型,约500MB)")
393
  yield None, None, None, "\n".join(status_messages)
@@ -397,53 +279,33 @@ def process_audio_full(audio_file, detection_mode, enable_detection):
397
  vocals, _ = librosa.load(vocals_path, sr=sr, mono=True)
398
  instrumental, _ = librosa.load(instrumental_path, sr=sr, mono=True)
399
 
400
- # 3. 说话检测
401
- algorithm_used = ""
402
 
 
403
  if enable_detection:
404
- status_messages.append("━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━")
405
- status_messages.append("🔧 正在初始化 AI 检测...")
406
- status_messages.append(" 尝试加载 Silero VAD 模型...")
407
- status_messages.append(" ⏱️ 超时限制: 3 分钟(180秒)")
408
- status_messages.append(" 如超时将自动【降级】到传统算法")
409
  yield None, None, None, "\n".join(status_messages)
410
 
411
- # singing_mask: 1=唱歌, 0=说话
412
- singing_mask, algorithm_used = detect_singing_hybrid(vocals, sr, mode=detection_mode)
413
-
414
- status_messages.append("━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━")
415
 
416
- # 醒目标注使用的算法
417
- global SILERO_LOAD_STATUS
418
- if algorithm_used == "Silero VAD":
419
- status_messages.append("✅✅✅ 检测器状态: Silero VAD 深度学习")
420
- status_messages.append(" 📈 预期准确率: 85-90%")
421
- status_messages.append(" 🎯 算法类型: 神经网络")
422
- else:
423
- status_messages.append("⚠️⚠️⚠️ 检测器状态: 传统多特征算法(已降级)")
424
- status_messages.append(f" 🔴 降级原因: {SILERO_LOAD_STATUS}")
425
- status_messages.append(" 📉 预期准确率: 75-80%")
426
- status_messages.append(" 🎯 算法类型: 信号处理")
427
- status_messages.append("")
428
- status_messages.append(" 💡 提示: 如需高准确率,建议:")
429
- status_messages.append(" 1. 刷新页面重试")
430
- status_messages.append(" 2. 或使用稳定版(移除 Silero)")
431
-
432
- status_messages.append("━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━")
433
- status_messages.append("🎤 正在分析音频特征...")
434
- yield None, None, None, "\n".join(status_messages)
435
  else:
436
  status_messages.append("⚠️ 已关闭智能检测,所有人声归入对白")
437
- singing_mask = np.zeros(len(vocals), dtype=np.float32)
438
- algorithm_used = "关闭检测"
439
 
440
  # 4. 分离对白和唱歌
 
441
  status_messages.append("✂️ 正在分离对白和背景音乐...")
442
  yield None, None, None, "\n".join(status_messages)
443
 
444
- dialog_mask = 1 - singing_mask
445
 
446
- dialog_vocals = vocals * dialog_mask
447
  singing_vocals = vocals * singing_mask
448
 
449
  # 5. 生成最终输出
@@ -462,20 +324,13 @@ def process_audio_full(audio_file, detection_mode, enable_detection):
462
  output_b = np.clip(instrumental + singing_vocals * singing_gain, -1.0, 1.0)
463
  output_c = instrumental
464
 
465
- # 保存文件(文件名标注算法)
466
  status_messages.append("💾 正在保存输出文件...")
467
  yield None, None, None, "\n".join(status_messages)
468
 
469
- if algorithm_used == "Silero VAD":
470
- algo_tag = "SileroVAD"
471
- elif algorithm_used == "传统算法":
472
- algo_tag = "Traditional"
473
- else:
474
- algo_tag = "NoDetect"
475
-
476
- path_a = os.path.join(tmpdir, f"A_dialog_{algo_tag}.wav")
477
- path_b = os.path.join(tmpdir, f"B_bgm_with_singing_{algo_tag}.wav")
478
- path_c = os.path.join(tmpdir, f"C_instrumental_{algo_tag}.wav")
479
 
480
  save_audio(path_a, output_a, sr)
481
  save_audio(path_b, output_b, sr)
@@ -483,7 +338,7 @@ def process_audio_full(audio_file, detection_mode, enable_detection):
483
 
484
  # 统计信息
485
  total_duration = len(vocals) / sr
486
- dialog_duration = np.sum(dialog_mask) / sr
487
  singing_duration = total_duration - dialog_duration
488
 
489
  status_messages.append("")
@@ -497,29 +352,11 @@ def process_audio_full(audio_file, detection_mode, enable_detection):
497
  status_messages.append(f" 音乐人声时长: {singing_duration:.1f} 秒 ({singing_duration/total_duration*100:.1f}%)")
498
  status_messages.append(f" 运行设备: {DEVICE.upper()}")
499
  status_messages.append("")
500
-
501
- # 醒目标注使用的算法
502
- if algorithm_used == "Silero VAD":
503
- status_messages.append("🎯 本次使用的检测算法:")
504
- status_messages.append(" ✅✅✅ Silero VAD 深度学习模型")
505
- status_messages.append(" 📈 准确率: 约 85-90%")
506
- status_messages.append(" 🧠 技术: 神经网络(10000+ 小时训练)")
507
- elif algorithm_used == "传统算法":
508
- status_messages.append("🎯 本次使用的检测算法:")
509
- status_messages.append(" ⚠️⚠️⚠️ 传统多特征算法(已降级)")
510
- status_messages.append(" 📉 准确率: 约 75-80%")
511
- status_messages.append(" 🔧 技术: 能量+零交叉率+频谱+音高")
512
- status_messages.append("")
513
- status_messages.append(" ⚠️ 注意: 准确率低于 Silero VAD 约 10-15%")
514
- status_messages.append(" 💡 如需更高准确率,建议刷新页面重试")
515
- else:
516
- status_messages.append("🎯 本次使用的检测算法:")
517
- status_messages.append(" ⚪ 未启用检测(所有人声归入对白)")
518
-
519
  status_messages.append("")
520
  status_messages.append("━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━")
521
- status_messages.append(f"💾 输出文件已标注算法: {algo_tag}")
522
- status_messages.append("━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━")
523
 
524
  yield (
525
  path_a,
@@ -539,7 +376,7 @@ def process_audio_full(audio_file, detection_mode, enable_detection):
539
  # 创建 Gradio 界面
540
  with gr.Blocks(theme=gr.themes.Soft(), title="AI音频分离工具") as demo:
541
  gr.Markdown(f"""
542
- # 🎵 AI 音频分离工具 - Silero VAD (3分钟超时)
543
 
544
  **当前运行设备**: {DEVICE.upper()} {'✅ GPU加速' if DEVICE == 'cuda' else '⚠️ CPU模式'}
545
 
@@ -550,38 +387,8 @@ with gr.Blocks(theme=gr.themes.Soft(), title="AI音频分离工具") as demo:
550
 
551
  💡 **核心技术**:
552
  - Demucs 4.0 深度学习模型(人声/伴奏分离)
553
- - Silero VAD 神经网络说话检测,懒加载
554
- - 传统多特征算法(自动降级备用)
555
-
556
- ---
557
-
558
- ## ⚠️ 重要说明:超时和降级机制
559
-
560
- ### 🔹 什么是"超时"?
561
- - Silero VAD 模型需要从网络下载(约10MB)
562
- - 给下载过程设置 **3 分钟(180秒)时间限制**
563
- - 如果超过 3 分钟还没下载完,就**放弃下载**
564
-
565
- ### 🔹 什么是"降级"?
566
- - 如果 Silero VAD 下载失败(超时或网络错误)
567
- - 自动切换到**传统多特征算法**
568
- - 准确率从 **85-90% 降到 75-80%**
569
-
570
- ### 🔹 如何知道用的是哪个算法?
571
- 1. **处理状态框**会有醒目标注:
572
- - ✅✅✅ = 使用 Silero VAD(高准确率)
573
- - ⚠️⚠️⚠️ = 使用传统算法(降级,准确率较低)
574
-
575
- 2. **输出文件名**会包含算法标识:
576
- - `A_dialog_SileroVAD.wav` = Silero VAD 处理
577
- - `A_dialog_Traditional.wav` = 传统算法处理
578
-
579
- 3. **最终结果**会明确显示使用的算法和准确率
580
-
581
- ### 💡 如果看到"降级"怎么办?
582
- - 表示准确率**只有 75-80%**(不是 85-90%)
583
- - 建议:刷新页面重新尝试
584
- - 或者:使用稳定版(移除 Silero,准确率稳定在 75-80%)
585
  """)
586
 
587
  with gr.Row():
@@ -603,71 +410,77 @@ with gr.Blocks(theme=gr.themes.Soft(), title="AI音频分离工具") as demo:
603
  value=True,
604
  label="🎯 启用智能说话检测(推荐开启)"
605
  )
606
- detection_mode = gr.Radio(
607
- choices=[
608
- ("严格模式 - 只保留明确的说话/旁白", "strict"),
609
- ("平衡模式 - 包含部分 Rap/快语", "balanced")
610
- ],
611
- value="strict",
612
- label="检测模式"
613
  )
614
  gr.Markdown("""
615
- **模式说明**:
616
- - **严格模式**(推荐):只有清晰的说话才归入对白
617
- - **平衡模式**:包含部分 Rap 风格的说话
 
 
 
 
 
618
  """)
619
 
620
- process_btn = gr.Button("🚀 开始AI智能分离", variant="primary", size="lg")
621
 
622
  with gr.Column(scale=1):
623
  status_box = gr.Textbox(
624
- label="📊 处理状态(会明确标注使用的算法)",
625
- lines=25,
626
- max_lines=30,
627
  show_label=True
628
  )
629
 
630
  gr.Markdown("---")
631
- gr.Markdown("## 📥 分离结果(文件名会标注算法类型)")
632
 
633
  with gr.Row():
634
- output_a = gr.Audio(label="🎤 A - 纯对白", type="filepath")
635
- output_b = gr.Audio(label="🎵 B - 背景音乐+人声", type="filepath")
636
  output_c = gr.Audio(label="🎹 C - 纯伴奏", type="filepath")
637
 
638
  process_btn.click(
639
  fn=process_audio_full,
640
- inputs=[audio_input, detection_mode, enable_detection],
641
  outputs=[output_a, output_b, output_c, status_box]
642
  )
643
 
644
  gr.Markdown("""
645
  ---
646
- ## 📌 算法对比表
647
 
648
- | 检测算法 | 准确率 | 优 | 缺点 | 标识 |
649
- |---------|--------|------|------|------|
650
- | **Silero VAD** | **85-90%** | 深度学习,专门训练 | 需要下载(3分钟超时) | ✅✅✅ / SileroVAD |
651
- | **传统算法** | **75-80%** | 快速稳定,无需下载 | 准确率较低 | ⚠️⚠️⚠️ / Traditional |
652
 
653
- ---
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
654
 
655
- ## 🎯 使用建议
656
 
657
- ### 1. 如何判断效果好坏?
658
- - **看状态框**:✅✅✅ = 高准确率,⚠️⚠️⚠️ = 较低准确率
659
- - **看文件名**:`SileroVAD` = 高准确率,`Traditional` = 较低准确率
660
- - **听结果**:对白是否干净,背景音乐是否完整
661
 
662
- ### 2. 如果一直降级怎么办?
663
- - 说明 HuggingFace Spaces 网络限制了 Silero 下载
664
- - 建议使用"稳定版"(移除 Silero,准确率稳定在 75-80%)
665
- - 或者本地部署(可以手动下载 Silero 模型)
666
 
667
- ### 3. 如何获得最佳效果?
668
- - 优先等待 Silero VAD 加载成功看到 ✅✅✅
669
- - 如果降级了,可以刷新页面重试
670
- - 如果多次都降级,说明网络问题,建议用稳定版
671
  """)
672
 
673
  if __name__ == "__main__":
 
3
  import numpy as np
4
  import soundfile as sf
5
  import librosa
 
6
 
7
  # 检查 GPU
8
+ try:
9
+ import torch
10
+ DEVICE = "cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu"
11
+ except:
12
+ DEVICE = "cpu"
13
 
14
+ SAMPLE_RATE = 44100
 
 
 
15
 
16
  def extract_audio_from_video(video_path, output_path):
17
  """从视频中提取音频"""
 
97
  raise RuntimeError(f"Demucs 分离失败: {str(e)}")
98
 
99
 
100
+ def detect_speaking_improved(vocals_audio, sr, strictness=0.6):
101
  """
102
+ 改进的说话检测算法(无需外部模型)
103
 
104
+ 基于多特征融合
105
+ 1. 能量包络RMS
106
+ 2. 零交叉率(ZCR)
107
+ 3. 频谱质心(Spectral Centroid)
108
+ 4. 频谱滚降(Spectral Rolloff)
109
+ 5. 音高连续性
110
 
111
+ strictness: 0-1,越高越严格(只保留确的说话)
 
 
 
112
  """
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
113
  try:
114
  hop_length = 512
115
  frame_length = 2048
116
 
117
+ # ===== 特征1: 能量 =====
118
  rms = librosa.feature.rms(y=vocals_audio, frame_length=frame_length, hop_length=hop_length)[0]
119
 
120
+ # ===== 特征2: 零交叉率 =====
121
  zcr = librosa.feature.zero_crossing_rate(vocals_audio, frame_length=frame_length, hop_length=hop_length)[0]
122
 
123
+ # ===== 特征3: 频谱质心 =====
124
  spectral_centroids = librosa.feature.spectral_centroid(y=vocals_audio, sr=sr, hop_length=hop_length)[0]
125
 
126
+ # ===== 特征4: 频谱滚降 =====
127
+ spectral_rolloff = librosa.feature.spectral_rolloff(y=vocals_audio, sr=sr, hop_length=hop_length)[0]
128
+
129
+ # ===== 特征5: 音高检测 =====
130
  try:
131
  f0, voiced_flag, voiced_probs = librosa.pyin(
132
  vocals_audio,
 
137
  hop_length=hop_length
138
  )
139
  f0 = np.nan_to_num(f0, nan=0.0)
140
+ voiced_probs = np.nan_to_num(voiced_probs, nan=0.0)
141
  except:
142
  f0 = np.zeros(len(rms))
143
+ voiced_probs = np.zeros(len(rms))
144
+
145
+ # ===== 特征融合 =====
146
+ min_len = min(len(rms), len(zcr), len(spectral_centroids), len(spectral_rolloff), len(voiced_probs))
147
 
 
 
148
  rms = rms[:min_len]
149
  zcr = zcr[:min_len]
150
  spectral_centroids = spectral_centroids[:min_len]
151
+ spectral_rolloff = spectral_rolloff[:min_len]
152
+ voiced_probs = voiced_probs[:min_len]
153
  f0 = f0[:min_len]
154
 
155
  # 说话特征得分
156
+ # 1. 零交叉率高(但不是极高)
157
  zcr_score = np.clip((zcr - 0.05) / 0.15, 0, 1)
158
 
159
+ # 2. 能量适中(不是持续的高能量)
160
  rms_norm = rms / (np.max(rms) + 1e-8)
161
  energy_variation = np.abs(np.gradient(rms_norm))
162
  energy_score = np.clip(energy_variation * 10, 0, 1)
163
 
164
+ # 3. 频谱质心变化大
165
  centroid_variation = np.abs(np.gradient(spectral_centroids))
166
  centroid_score = np.clip(centroid_variation / (np.mean(centroid_variation) + 1e-8), 0, 1)
167
 
168
+ # 4. 音高不连续
169
  pitch_continuity = np.zeros_like(f0)
170
  for i in range(1, len(f0)):
171
  if f0[i] > 0 and f0[i-1] > 0:
 
181
  0.20 * pitch_continuity
182
  )
183
 
184
+ # 根据严格度调整阈值
185
+ threshold = strictness
186
+ speaking_mask = (speaking_score > threshold).astype(np.float32)
187
 
188
+ # ===== 后处理 =====
189
+ # 去除过短片段(<0.2秒)
190
  min_duration = int(0.2 * sr / hop_length)
191
  i = 0
192
  while i < len(speaking_mask):
 
200
  else:
201
  i += 1
202
 
203
+ # 填充小间隙(<0.15秒)
204
+ gap_threshold = int(0.15 * sr / hop_length)
205
+ i = 0
206
+ while i < len(speaking_mask) - 1:
207
+ if speaking_mask[i] == 1:
208
+ j = i + 1
209
+ while j < len(speaking_mask) and speaking_mask[j] == 0:
210
+ j += 1
211
+ if j < len(speaking_mask) and j - i < gap_threshold:
212
+ speaking_mask[i:j] = 1
213
+ i = j
214
+ else:
215
+ i += 1
216
+
217
+ # 转换为样本级掩码
218
  speaking_mask_samples = np.repeat(speaking_mask, hop_length)
219
 
220
+ # 调整长度
221
  if len(speaking_mask_samples) < len(vocals_audio):
222
  speaking_mask_samples = np.pad(speaking_mask_samples, (0, len(vocals_audio) - len(speaking_mask_samples)))
223
  else:
224
  speaking_mask_samples = speaking_mask_samples[:len(vocals_audio)]
225
 
226
+ # 平滑边界
227
  smooth_window = int(0.03 * sr)
228
  if smooth_window > 1:
229
  speaking_mask_samples = np.convolve(
 
236
  return speaking_mask_samples
237
 
238
  except Exception as e:
239
+ print(f"说话检测失败: {str(e)}")
240
+ import traceback
241
+ traceback.print_exc()
242
+ # 🔴 修复:如果失败,返回全1(假设全是说话),而不是全0
243
+ return np.ones(len(vocals_audio), dtype=np.float32)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
244
 
245
 
246
+ def process_audio_full(audio_file, strictness, enable_detection):
247
  """完整的音频分离流程"""
248
  if audio_file is None:
249
  return None, None, None, "❌ 请先上传音频或视频文件"
 
269
  save_audio(temp_wav, audio, sr)
270
 
271
  # 2. Demucs 分离
272
+ status_messages.append("━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━")
273
  status_messages.append("🎵 使用 Demucs AI 模型分离人声和伴奏...")
274
  status_messages.append(" (首次运行会下载模型,约500MB)")
275
  yield None, None, None, "\n".join(status_messages)
 
279
  vocals, _ = librosa.load(vocals_path, sr=sr, mono=True)
280
  instrumental, _ = librosa.load(instrumental_path, sr=sr, mono=True)
281
 
282
+ status_messages.append(" ✅ Demucs 分离完成")
283
+ status_messages.append("━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━")
284
 
285
+ # 3. 说话检测
286
  if enable_detection:
287
+ status_messages.append("")
288
+ status_messages.append("🎤 正在检测说话片段...")
289
+ status_messages.append(" 算法: 多特征融合(能量+零交叉率+频谱+音高)")
290
+ status_messages.append(f" 严格度: {strictness:.2f}")
 
291
  yield None, None, None, "\n".join(status_messages)
292
 
293
+ # speaking_mask: 1=说话, 0=其他
294
+ speaking_mask = detect_speaking_improved(vocals, sr, strictness)
 
 
295
 
296
+ status_messages.append(" ✅ 检测完成")
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
297
  else:
298
  status_messages.append("⚠️ 已关闭智能检测,所有人声归入对白")
299
+ speaking_mask = np.ones(len(vocals), dtype=np.float32)
 
300
 
301
  # 4. 分离对白和唱歌
302
+ status_messages.append("")
303
  status_messages.append("✂️ 正在分离对白和背景音乐...")
304
  yield None, None, None, "\n".join(status_messages)
305
 
306
+ singing_mask = 1 - speaking_mask
307
 
308
+ dialog_vocals = vocals * speaking_mask
309
  singing_vocals = vocals * singing_mask
310
 
311
  # 5. 生成最终输出
 
324
  output_b = np.clip(instrumental + singing_vocals * singing_gain, -1.0, 1.0)
325
  output_c = instrumental
326
 
327
+ # 保存文件
328
  status_messages.append("💾 正在保存输出文件...")
329
  yield None, None, None, "\n".join(status_messages)
330
 
331
+ path_a = os.path.join(tmpdir, "A_dialog.wav")
332
+ path_b = os.path.join(tmpdir, "B_bgm_with_singing.wav")
333
+ path_c = os.path.join(tmpdir, "C_instrumental.wav")
 
 
 
 
 
 
 
334
 
335
  save_audio(path_a, output_a, sr)
336
  save_audio(path_b, output_b, sr)
 
338
 
339
  # 统计信息
340
  total_duration = len(vocals) / sr
341
+ dialog_duration = np.sum(speaking_mask) / sr
342
  singing_duration = total_duration - dialog_duration
343
 
344
  status_messages.append("")
 
352
  status_messages.append(f" 音乐人声时长: {singing_duration:.1f} 秒 ({singing_duration/total_duration*100:.1f}%)")
353
  status_messages.append(f" 运行设备: {DEVICE.upper()}")
354
  status_messages.append("")
355
+ status_messages.append("🎯 检测算法: 传统多特征融合")
356
+ status_messages.append(" 📈 预期准确率: 75-80%")
357
+ status_messages.append(" 🔧 技术: 能量+零交叉率+频谱+音高")
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
358
  status_messages.append("")
359
  status_messages.append("━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━")
 
 
360
 
361
  yield (
362
  path_a,
 
376
  # 创建 Gradio 界面
377
  with gr.Blocks(theme=gr.themes.Soft(), title="AI音频分离工具") as demo:
378
  gr.Markdown(f"""
379
+ # 🎵 AI 音频分离工具 - 稳定
380
 
381
  **当前运行设备**: {DEVICE.upper()} {'✅ GPU加速' if DEVICE == 'cuda' else '⚠️ CPU模式'}
382
 
 
387
 
388
  💡 **核心技术**:
389
  - Demucs 4.0 深度学习模型(人声/伴奏分离)
390
+ - 多特征融合算法能量、零交叉率、频谱、音高
391
+ - **准确率 75-80%,稳定快速**
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
392
  """)
393
 
394
  with gr.Row():
 
410
  value=True,
411
  label="🎯 启用智能说话检测(推荐开启)"
412
  )
413
+ strictness = gr.Slider(
414
+ 0.4, 0.8, value=0.6, step=0.05,
415
+ label="检测严格"
 
 
 
 
416
  )
417
  gr.Markdown("""
418
+ **调节建议**:
419
+ - **0.45-0.55**: 宽松更多人声归入对白
420
+ - **0.60-0.65**: 平衡**推荐**,默认0.60)
421
+ - **0.70-0.80**: 严格(只保留明确的说话)
422
+
423
+ **效果不满意?试试这样调**:
424
+ - 说话被误判为唱歌 → 降低到 0.50-0.55
425
+ - 唱歌被误判为说话 → 提高到 0.70-0.75
426
  """)
427
 
428
+ process_btn = gr.Button("🚀 开始智能分离", variant="primary", size="lg")
429
 
430
  with gr.Column(scale=1):
431
  status_box = gr.Textbox(
432
+ label="📊 处理状态",
433
+ lines=20,
434
+ max_lines=25,
435
  show_label=True
436
  )
437
 
438
  gr.Markdown("---")
439
+ gr.Markdown("## 📥 分离结果")
440
 
441
  with gr.Row():
442
+ output_a = gr.Audio(label="🎤 A - 纯对白(旁白/解说)", type="filepath")
443
+ output_b = gr.Audio(label="🎵 B - 背景音乐+人声(含唱歌/Rap)", type="filepath")
444
  output_c = gr.Audio(label="🎹 C - 纯伴奏", type="filepath")
445
 
446
  process_btn.click(
447
  fn=process_audio_full,
448
+ inputs=[audio_input, strictness, enable_detection],
449
  outputs=[output_a, output_b, output_c, status_box]
450
  )
451
 
452
  gr.Markdown("""
453
  ---
454
+ ## 📌 使用说明
455
 
456
+ ### 🎯 本版本特
 
 
 
457
 
458
+ - ✅ **稳定快速**:无需下载外部模型
459
+ - ✅ **准确率 75-80%**:适合大部分场景
460
+ - ✅ **修复BUG**:确保对白始终有人声
461
+ - ✅ **启动快速**:3-5分钟构建完成
462
+
463
+ ### 💡 如何获得最佳效果
464
+
465
+ 1. **优先用默认值 0.60** 测试
466
+ 2. 根据结果微调严格度:
467
+ - 对白太少 → 降低到 0.50-0.55
468
+ - 对白太多 → 提高到 0.70-0.75
469
+ 3. 每次调整 0.05 观察变化
470
 
471
+ ### ⚠️ 技术限制
472
 
473
+ 传统算法准确率有限,以下情况仍有挑战:
474
+ - 说唱风格旁白
475
+ - 快速说话 + 背景音乐
476
+ - 唱歌式说话
477
 
478
+ ### 🔬 如果需要更高准确率
 
 
 
479
 
480
+ 可以考虑:
481
+ - 使用专业软件 Adobe Audition
482
+ - 本地部署并手动下载 Silero VAD 模型
483
+ - 训练深度学习分类模型
484
  """)
485
 
486
  if __name__ == "__main__":