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ffsubsync

自动对齐字幕和视频的开源解决方案

FFsubsync是一个开源的自动字幕同步工具,适用于各种语言的字幕。它通过分析视频音频和字幕文件,利用快速傅里叶变换算法找出最佳匹配点,从而解决字幕与视频不同步的问题。该工具支持多种文件格式,处理速度快,通常只需20-30秒即可完成同步。FFsubsync特别适用于处理从不同来源获取的视频和字幕文件,如下载的电影、电视剧或在线视频平台的内容。它可以有效解决由于帧率差异、剪辑不一致或时间码错误导致的字幕同步问题,为用户提供更好的观看体验。FFsubsync为提升视频观看体验提供了一个简单有效的解决方案,特别适合需要处理大量视频字幕的用户。

FFsubsync

CI 状态 支持乌克兰 使用 mypy 检查 代码风格:black 许可证:MIT Python 版本 文档状态 PyPI 版本

与语言无关的字幕与视频自动同步,使字幕与视频中的正确起始点对齐。

从这样:变成这样:

支持开发

请考虑支持乌克兰,而不是直接捐赠给这个项目。话虽如此,应一些人的要求,你现在可以使用页面顶部的 Github Sponsors 按钮或下面的 Paypal 捐赠按钮来帮助支付我的咖啡费用:

捐赠

安装

首先,确保已安装 ffmpeg。在 MacOS 上,可以这样安装:

brew install ffmpeg

(Windows 用户:确保 ffmpeg 在你的路径中,并且可以从命令行引用!)

接下来,获取软件包(兼容 Python >= 3.6):

pip install ffsubsync

如果你想冒险尝试,可以按以下方式获取最新版本:

pip install git+https://github.com/smacke/ffsubsync@latest

使用方法

ffssubsyncffsubsync 都可以作为入口点:

ffs video.mp4 -i unsynchronized.srt -o synchronized.srt

有时你可能有一个正确同步的 srt 文件,但是使用的是你不熟悉的语言,同时还有一个未同步的你母语的 srt 文件。在这种情况下,你可以直接使用正确同步的 srt 文件作为同步参考,而不是使用视频作为参考:

ffsubsync reference.srt -i unsynchronized.srt -o synchronized.srt

ffsubsync 使用文件扩展名来决定是对音频进行语音活动检测还是直接从 srt 文件中提取语音。 同步问题

如果同步失败,可以尝试以下方法:

  • 通过传递 --no-fix-framerate 参数,尝试假设视频和字幕帧率相同进行同步;
  • 尝试传递 --gss 参数,使用黄金分割搜索来找到视频和字幕帧率之间的最佳比例(默认情况下,只评估几个常见比例);
  • 如果字幕与视频的不同步超过60秒(实际上不太可能,但也有可能),可以尝试将 --max-offset-seconds 的值设置为大于默认的60;
  • 尝试使用 --vad=auditok,因为在音频质量较低的情况下,auditok有时比WebRTC的VAD效果更好。Auditok不专门检测语音,而是检测所有音频;这个特性在某些情况下可能导致同步效果不佳,但在某些情况下可能会有效。

如果同步仍然失败,可以考虑尝试以下类似工具之一:

  • sc0ty/subsync:进行语音转文字并寻找匹配的词素
  • kaegi/alass:基于Rust的字幕同步器,使用复杂的动态规划算法
  • tympanix/subsync:基于神经网络的方法,在进行语音检测时直接优化对齐
  • oseiskar/autosubsync:使用自定义频谱图和逻辑回归进行语音检测
  • pums974/srtsync:采用与ffsubsync类似的方法(WebRTC的VAD + FFT最大化信号互相关)

速度

ffsubsync 通常在20到30秒内完成,具体取决于视频的长度。最耗时的步骤实际上是提取原始音频。如果你已经有一个正确同步的"参考"srt文件(这种情况下可以跳过音频提取),ffsubsync 通常在不到一秒内运行完成。

工作原理

同步算法分为3个步骤:

  1. 将视频文件的音频流和字幕离散化为10毫秒的窗口。
  2. 对于每个10毫秒的窗口,确定该窗口是否包含语音。对于字幕来说,这很容易做到(我们只需确定每个时间窗口内是否有字幕"开启");对于音频流,使用现成的语音活动检测器(VAD),如webrtc内置的检测器。
  3. 现在我们有了两个二进制字符串:一个用于字幕,一个用于视频。尝试通过匹配0和0、1和1来对齐这些字符串。我们对这些对齐进行评分,计算方法为(与字幕1匹配的视频1的数量)-(与字幕0匹配的视频1的数量)。

第3步中得分最高的对齐方式决定了如何在时间上偏移字幕,使其与视频正确同步。由于二进制字符串相当长(对于超过一小时的视频,可能有数百万位),使用朴素的O(n^2)策略来评分所有对齐是不可接受的。相反,我们利用"评分所有对齐"是一个卷积操作的事实,可以用快速傅里叶变换(FFT)实现,将复杂度降低到O(n log n)。

局限性

在大多数情况下,视频和字幕之间的不一致发生在视频中存在但字幕中不存在的起始或结束片段,反之亦然。例如,当字幕中的电视剧回顾部分在视频中被剪掉时,就可能发生这种情况。FFsubsync在这些情况下通常表现良好,根据我的经验,这涵盖了95%以上的使用场景。处理开头和结尾片段以外的中断和分割留待未来工作(见下文)。

未来工作

除了总体稳定性和可用性改进外,一项工作旨在扩展同步算法,以处理视频中间出现但字幕中不存在的分割/中断(或反之)。开发一个稳健的解决方案需要一些时间(假设可能的话)。更多详情请参见 #10

历史

该项目的实施始于2019年HackIllinois黑客马拉松,并获得了荣誉提名(排名前5的项目,不包括获得公司特定奖项的项目)。 鸣谢

本项目的实现离不开以下库的支持:

  • ffmpeg及其Python封装ffmpeg-python,用于从视频中提取原始音频
  • 来自webrtc的VAD及其Python封装py-webrtcvad,用于语音检测
  • srt,用于处理SRT文件
  • numpy以及间接使用的FFTPACK,为基于FFT的字幕(或字幕与视频)之间的快速对齐评分算法提供支持
  • 其他优秀的Python库,如argparserichtqdm,虽与核心功能无关,但为开发者和用户提供了更好的体验。

许可证

本项目代码采用MIT许可证

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