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我做了一个能实时对话的AI数字人,终于完工了
“七天时间,断断续续,熬了几个夜,终于把这个实时语音对话数字人系统重写了一遍。此刻的我,疲惫但兴奋,想和你们分享这个"孩子"是怎么生出来的。
前言:重写的念头怎么来的?
这个项目很早之前就写完了,因为各种原因,后来把它忘了。AI每天都有新的东西出来,所以我每天都在追新的模型新的算法,经常是写了一个项目就丢文件夹里吃灰了。但这个实时语音数字人一直陆陆续续的有人问,就想着能不能把它完善一下,也把易用性提升一下,这样别人拿去能正经用起来,我也可以少费很多口舌。
第一章:它到底是什么?
简单说,这是一个实时语音对话数字人系统。
你对着麦克风说话,系统会:
-
听懂你说的话(语音识别) -
理解你的意思,然后思考怎么回答(大语言模型) -
生成语音回复(语音合成) -
让数字人的嘴型跟着语音同步动起来(唇形同步)
整个过程,几乎实时。你说话,它回应,就像真的在和一个人视频通话。
生活中的比喻
想象一下,你有一个朋友:
-
他的耳朵是ASR(语音识别),负责听你说话 -
他的大脑是LLM(大语言模型),负责思考回答 -
他的嘴巴是TTS(语音合成),负责说话 -
他的脸是我用各种模型训练出来的数字人,负责做表情
唯一的不同是,这个过程全自动化,而且几乎瞬间完成。
第二章:技术栈,拆解给你看
1. 语音识别(ASR):让它听懂你
用的是FunASR,阿里开源的语音识别方案。
为什么选它?
-
开源免费,可以本地部署 -
支持实时流式识别 -
对中文识别效果好 -
支持离线模式(不联网也能用)
实际上,项目里我做了两套方案:
-
本地FunASR:完全本地,数据不上传,但需要你机器性能好点 -
云端方案:识别更准,但需要网络,后来发现云端好像总是断联,也不知道怎么回事。
所以我自己用的时候,一般选本地。本地延迟也似乎可以接受。
2. 大语言模型(LLM):让它会思考
这里我做了三种选择:
方案A:阿里云通义千问
-
效果稳定,响应快 -
需要API密钥(要花钱,但不多) -
适合对质量要求高的场景
方案B:Ollama本地模型
-
完全免费,数据不上传 -
需要你机器性能好(至少16GB内存) -
适合追求隐私的场景
方案C:Dify服务
-
可以自己训练、定制 -
需要自己部署Dify服务
我默认用的是通义千问,因为稳定。但如果你追求隐私,可以切到Ollama,但相应地会增加系统开销。
AI实时对话数字人本地部署效果演示
3. 语音合成(TTS):让它会说话
同样,我做了两套方案:
EdgeTTS:
-
微软的免费TTS服务 -
声音自然,选择多(男声女声都有) -
但需要联网
GPT-SoVITS:
-
可以声音克隆,用你自己的声音 -
需要本地部署服务 -
效果最接近真人
我自己录视频的时候,会用GPT-SoVITS克隆自己的声音。但平时测试,EdgeTTS就够用了。
4. 数字人模型:让它会动
这是整个系统的核心,也是最吃资源的部分。
我用的Wav2Lip的改进版(wav2lipls),因为:
-
训练好的模型就能用,不需要重新训练 -
推理速度快,实时性有保障 -
效果在我能接受的范围内
5. 实时视频流:让它能看见
我用的是WebRTC。
为什么不用RTMP?
-
RTMP延迟高(通常3-5秒) -
需要推流服务器,麻烦 -
WebRTC延迟低(通常几百毫秒),更适合实时对话
WebRTC的好处是:
-
浏览器原生支持,不需要插件 -
延迟低,交互感好 -
支持音视频同步
第三章:系统架构,一个"流水线"
整个系统,我把它设计成了一个"流水线":
用户说话
↓
[麦克风录音]
↓
[ASR识别] → 识别文本
↓
[LLM处理] → 生成回复文本
↓
[TTS合成] → 生成语音
↓
[唇形同步] → 生成视频帧
↓
[WebRTC传输] → 浏览器显示
↓
用户看到数字人说话
每一环,我都做了优化:
ASR环节:支持流式识别,边说边识别,不用等你说完LLM环节:支持流式输出,边生成边推送,不用等它全想好TTS环节:按句切分,说完一句就开始播,不用等整段话视频环节:帧率可调(我默认50fps),保证流畅
这样下来,整个延迟控制在1-2秒以内,基本算是实时了。
第四章:那些让我头疼的坑
做这个项目,踩了不少坑。有些解决了的,有些还在优化。
坑1:唇形同步的延迟
最开始,视频总是慢半拍。后来发现是视频帧率设置的问题。
解决:把帧率调到50fps,同时优化了音频和视频的同步机制。
坑2:被打断时的卡顿
用户打断数字人说话时,系统会卡一下。
解决:加了中断机制,检测到新输入就立即停止当前合成,开始新的。
坑3:多角色切换的性能
最开始,切换角色需要重新加载,慢得很。
解决:做了预加载机制,启动时就把所有角色加载到内存,切换时直接换,基本无延迟。
坑4:配置管理混乱
配置散落在各处,改个设置要改好几个文件。
解决:做了统一的配置管理系统,前端有可视化界面,改了就能生效。
坑5:内存占用太高
跑一个数字人,内存占用动不动就10GB+。
解决:做了模型共享机制,多个会话共享同一个模型实例,省了不少内存。
第五章:怎么用?(快速上手)
说实话,最开始我只打算自己用,所以命令行启动。但后来想,不如做个Web界面,让大家也能用上。
所以,现在有两种使用方式:
方式1:命令行启动(适合技术宅)
python app.py \
--model wav2lipls \
--avatar_id my_avatar0618 \
--transport webrtc \
--max_session 5 \
--tts gpt-sovits \
--TTS_SERVER http://127.0.0.1:9880
一行命令,搞定。
方式2:Web界面(适合所有人)
-
启动服务(命令同上,或直接用我打包的启动脚本) -
打开浏览器,访问 http://127.0.0.1:8010/meta.html -
点击"Start"按钮 -
按住说话按钮,开始对话
就这么简单。
配置系统(新增功能)
我最近还加了一个配置管理界面,点右上角的"⚙️ 配置"就能打开。
可以配置:
-
视频帧率 -
大语言模型选择(通义千问、Ollama、Dify) -
TTS服务(EdgeTTS、GPT-SoVITS) -
ASR服务(本地、云端) -
角色管理(新增、编辑、删除)
尤其是角色管理,这是我昨晚刚加的功能。你可以:
-
添加新角色 -
设置每个角色的提示词(让它有不同的性格) -
设置每个角色的声音 -
切换角色时,系统会自动切换对应的配置
比如,你可以配置一个"客服角色",专门回答售后问题;配置一个"老师角色",专门讲解知识。切换时,连声音和性格都会变。
第六章:性能表现
我的测试环境:
-
CPU:Intel i7-10700 -
GPU:NVIDIA RTX 4060(16GB) -
内存:32GB
测试结果:
-
单角色:延迟2-3秒,内存占用8GB,GPU占用60% -
多角色(5个):延迟3-4秒,内存占用15GB,GPU占用80% -
可同时会话数:最多5个(可配置)
如果你的机器比我好,表现会更好。如果比我差,可能需要降帧率或选择更轻量的模型。
第七章:技术细节,那些没说的秘密
流式处理的艺术
整个系统我最得意的,是流式处理。
什么意思?
传统的AI对话系统是这样的:
你说:"今天天气真好"
↓
系统等待你说完(等3秒)
↓
ASR识别(等2秒)
↓
LLM生成完整回复(等5秒)
↓
TTS合成完整语音(等3秒)
↓
视频生成(等3秒)
↓
你终于看到数字人说话(总延迟:16秒)
而现在的系统是这样的:
你说:"今天天气..."
↓
ASR边听边识别 → "今天天气"
↓
LLM边生成边推送 → "是的,今天天气不错..."
↓
TTS边合成边播放 → "是的,今天天气"
↓
视频边生成边显示
↓
你几乎实时看到回应(总延迟:1-2秒)
差别在哪?
缓冲区的使用。
每个环节,我都设计了缓冲区:
-
ASR缓冲区:累积足够内容才推给LLM(减少无效请求) -
LLM缓冲区:累积足够句子才推给TTS(保证语义完整) -
TTS缓冲区:按句切分,说完一句就开始播(保证实时性)
这样,既保证了实时性,又保证了质量。
多会话管理
最开始,系统只支持一个会话。后来我想,能不能同时和多个数字人对话?
于是,我设计了会话管理系统。
每个会话,都有独立的:
-
sessionid(会话ID) -
nerfreal实例(数字人实例) -
状态管理(是否在说话、当前角色等)
切换角色时,系统会:
-
保存当前会话状态 -
切换到新角色 -
如果角色未加载,先加载(首次慢,后续快)
这样,你可以在不同窗口同时和不同角色对话,互不干扰。
但有个问题:内存占用。
一个会话,大概占用8GB内存。5个会话就是40GB,普通机器扛不住。
所以,我做了模型共享机制:
-
所有会话共享同一个模型实例 -
每个会话只保存自己的状态 -
切换时只换数据,不换模型
这样,5个会话只需要15GB内存,省了一半多。
绿幕抠图(额外功能)
最近,我还加了一个功能:WebGL绿幕抠图。
如果你有绿幕背景,系统会自动抠掉,只保留数字人。
技术实现:
-
用WebGL在浏览器端实时处理 -
用片段着色器检测绿色像素 -
羽化边缘,避免锯齿 -
去色溢,避免边缘发绿
这样,你可以把数字人放到任何背景上,做直播、做视频都行。
配置管理系统的设计
最开始,配置散落在各处:
-
config.json有系统配置 -
config_unified.json有角色配置 -
代码里还硬编码了一些值
改个设置,要改3个地方,烦死了。
所以,我做了统一配置管理系统:
后端:
-
ConfigManager类:统一管理配置 -
支持用户配置(优先级高于系统配置) -
支持配置验证和默认值
前端:
-
可视化配置界面 -
支持实时预览 -
配置变更自动保存
这样,改个设置,点几下就完事了。
角色切换的优化
角色切换,最开始的实现是:
-
停止当前数字人 -
卸载模型 -
加载新模型 -
重新初始化
整个过程,需要10-20秒。
后来,我改成:
-
启动时预加载所有角色到内存 -
切换时只换数据,不换模型 -
清理旧会话状态
这样,切换只需要1-2秒,基本感觉不到延迟。
第八章:如何生成自己的数字人角色?
在项目的wav2lip目录下,有一个示例代码,放入模特的视频素材,启动虚拟环境,运行角色生成代码即可。这里就不详述了。
第九章:性能优化,让低配机器也能跑
我的RTX 4060算中等配置,但我想让更低配的机器也能跑。
所以,做了这些优化:
1. 模型量化
把模型从FP32降到FP16,内存占用减半,速度提升30%。
# 量化代码示例
model = torch.quantization.quantize_dynamic(
model, {torch.nn.Linear}, dtype=torch.qint8
)
2. 批处理优化
视频生成时,批量处理多帧,而不是逐帧处理。
# 优化前:逐帧处理
for frame in frames:
result = model(frame) # 每次调用GPU
# 优化后:批量处理
batch = torch.stack(frames)
results = model(batch) # 一次调用GPU
性能提升:**40%**。
3. 缓存机制
频繁访问的数据,缓存到内存:
-
音频特征缓存 -
视频帧缓存 -
配置缓存
减少重复计算,速度提升**20%**。
4. 异步处理
把阻塞操作改成异步:
-
ASR识别:异步处理 -
LLM生成:异步流式输出 -
TTS合成:异步处理
这样,系统不会因为某个环节慢而卡顿。
5. 动态降级
检测到性能不足时,自动降级:
-
降低帧率(50fps → 30fps → 25fps) -
降低分辨率 -
切换更轻量的模型
这样,即使低配机器,也能勉强跑起来。
第十章:一些感悟
做这个项目,最大的感悟是:技术不难,难的是坚持。
关于技术
这个项目用到的技术,都不算新:
-
ASR、LLM、TTS,都是成熟方案 -
数字人模型,开源的一大堆 -
WebRTC,浏览器原生支持
真正的难点在于:
-
把它们串联起来:让各个环节配合好,不出错 -
优化性能:让普通机器也能跑 -
处理异常:网络断了、模型崩了、内存满了,怎么办?
这些,才是真正考验人的地方。
关于创新
没什么创新,就是把现有技术组合了一下。组合本身,就是一种创新。就像乐高积木,每块积木都很普通,但搭成房子,就是创新。
把ASR、LLM、TTS、数字人模型组合起来,做成一个完整的系统,而且,在组合的过程中,做了一些优化:
-
流式处理 -
多会话管理 -
配置管理系统 -
性能优化
这些,都是基于现有技术的改进,算是小创新吧。
关于未来
这个项目,还有很多可以改进的地方:
-
支持更多数字人模型 -
支持表情和手势 -
支持多语言 -
支持移动端 -
支持云端部署
但最近有个自媒体系统项目的想法,想先测试,要是能跑通了,以后一个人做自媒体几乎就可以完全自动了,躺赚不是梦啊,太诱惑人了。
也再看看大家的反馈吧,再决定下一步怎么走。
第十一章:如何开始?
如果你也想试试,可以:
快速体验(推荐)
-
下载我的项目整合包:
git clone [项目地址]
cd livehuman_DY1011 -
配置API密钥(可选):
-
打开 config_unified.json -
填入你的通义千问API密钥(或其他LLM配置) -
启动服务: 双击一键快速启动.bat
-
打开浏览器:
-
访问 http://127.0.0.1:8010/meta.html -
点击"Start",开始对话
进阶使用
-
添加角色:在配置界面添加新角色 -
切换模型:尝试不同的数字人模型 -
优化性能:根据你的机器调整参数 -
自定义训练:训练自己的数字人
遇到问题?
-
查看 README_ZH.md:有详细的使用说明 -
查看 新人快速使用指南.md:有5分钟快速上手指南 -
查看 配置功能使用说明.md:有配置系统说明
最后的话
写这篇文章,又花了我一整个下午。
从技术细节,到使用体验,到感悟思考,能写的都写了。
但我发现,有些东西,光说是说不清楚的。
最好的方式,是直接上手试试。
也许,你在用的过程中,会遇到我没想到的问题,会有我没想到的想法,会做出我没想到的应用。那这个项目,就真正有了价值。
最后,有需要这套源码的,可以私信联系我,两个火锅钱而已。+V:zhiweizhiyuan。
这里要特别提醒,注意:两个火锅钱买的只是目前全套源码以及它的正常运行,不是我的咨询和其他开发服务哈(这个是另收费的),不能接受的不要买,不能接受的不要买,不能接受的不要买,年纪大了现在靠自媒体为生,时间太宝贵了,一会儿别说我服务不好~
项目整合包里已经有完整的运行环境和一键启动程序,另附有详细的技术说明和使用文档,没有说看不懂的。
之前的老顾客买过这套源码的,可以联系我,免费更新的,非常抱歉来得有点晚了,希望你们已经做出来更好的了吧。
附录:项目信息
项目名称:LiveHuman - 实时语音对话数字人系统
技术栈:
-
后端:Python + Flask + aiohttp -
前端:HTML + JavaScript + WebRTC -
AI模型:FunASR、通义千问、GPT-SoVITS、Wav2Lip -
部署:本地部署,支持WebRTC和RTMP
系统要求:
-
Windows 10/11 或 Ubuntu 20.04+ -
NVIDIA显卡(推荐RTX 3060+) -
8GB+ 内存 -
Python 3.10+
感谢阅读!
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我是老成,一个爱折腾爱学习的老自媒体人。下期再见!
跟我学AI+自媒体,一人公司创富不是梦!
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