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"Indeed the examples for some of these advanced tools are out of date or nonexistent (#850, #167).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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