By

欢迎转载，请支持原创，保留原文链接:blog.ilibrary.me

玩了几个月的Stable Diffusion, 做个笔记，方便后面查阅。

本地搭建Stable Diffusion

  1. WebUI 做图片
  2. Comfy UI + AnimateDiff做动画
  3. https://github.com/AbdBarho/stable-diffusion-webui-docker/wiki/Setup, docker 启动,
    1. docker compose --profile auto-cpu up --build 数据加载在./data目录下，可以把模型下载到./data/models下面
  4. aaa
  5. bbb

开源模型Stable Diffusion使用

默认的模型生成的图片特别难看，非常吓人。需要手动下载一些风格模型才能生成好看的图片。

Stable Diffusion微调/LORA

核心知识点如下:

  1. Diffusion 模型是图像生成领域中应用最广的生成式模型之一，除此之外市面上还有生成对抗模型（GAN）、变分自动编码器（VAE）、流模型（Flow based Model）等其他模型，它们都是基于深度学习为训练方式的模型。
    1. 这篇文章把Stable Diffusion基础知识介绍得不错. 6000字干货！超全面的Stable Diffusion学习指南：初识篇 图片生成方案
  2. Stable Diffusion开源，免费，可以自由控制内容的生成。是由Stability AI出品。
    1. ClipText 文本编码器：用于解析提示词的 Clip 模型
    2. Diffusion 扩散模型：用于生成图像的 U-Net 和 Scheduler
      1. U-Net是神经网络. U-Net 原本是用于生物医学图像分割的神经网络模型，因为工作结构像一个 U 型字母，因此被称为 U 型神经网络训练模型
      2. Scheduler是采样算法.在训练扩散模型过程中，可以采用不同的算法来添加噪音，而 Scheduler 就是用来定义使用哪种算法来运行程序，它可以定义降噪的步骤、是否具备随机性、查找去噪后样本的算法等，因此它又被称为采样算法。
    3. VAE 模型：用于压缩和恢复的图像解码器. 最后的解码器 VAE，全称是 Variational Auto Encoder 变分自动编码器。简单来说，它的作用就是将高维数据（像素空间）映射到低维空间（潜空间），从而实现数据的压缩和降维。它由编码器（Encoder）和解码器（Decoder）两部分组成，编码器用于将图像信息降维并传入潜空间中，解码器将潜在数据表示转换回原始图像，而在潜在扩散模型的推理生成过程中我们只需用到 VAE 的解码器部分。
  3. ControlNet很强大，可以做文字嵌入。如果要控制用户的肢体，动作，服装风格等，可以用controlnet.
  4. LoRa也是必学的知识点，做微调用的技术方案.
  5. VAE也是必考知识点. VAE 的全称是 Variational Auto-Encoder，翻译过来是变分自动编码器，本质上是一种训练模型，Stable Diffusion 里的 VAE 主要是模型作者将训练好的模型“解压”的解码工具。
  6. Stabe Diffusion VAE的完整结构, 来自深入浅出完整解析Stable Diffusion. 
     SD VAE模型中有三个基础组件：

 GSC组件：GroupNorm+Swish+Conv
 Downsample组件：Padding+Conv
 Upsample组件：Interpolate+Conv
 同时SD VAE模型还有两个核心组件：ResNetBlock模块和SelfAttention模型，两个模块的结构如上图所示。

 SD VAE Encoder部分包含了三个DownBlock模块、一个ResNetBlock模块以及一个MidBlock模块，将输入图像压缩到Latent空间，转换成为Gaussian Distribution。

 而VAE Decoder部分正好相反，其输入Latent空间特征，并重建成为像素级图像作为输出。其包含了三个UpBlock模块、一个ResNetBlock模块以及一个MidBlock模块。

    Stable Diffusion VAE components

  7. 入门建议用WebUI
  8. 自动化用ComfyUI
  9. 做动画用Animate Diff
  10. Stable Diffusion 2出来了， The SD 2-v model produces 768x768 px outputs.
  11. 文本信息对图片生成的控制。SD模型在生成图片时，需要输入prompt提示词，那么这些文本信息是如何影响图片的生成呢？ 答案非常简单：通过注意力机制。 在SD模型的训练中，每个训练样本都会对应一个文本描述的标签，我们将对应标签通过CLIP Text Encoder输出Text Embeddings，并将Text Embeddings以Cross Attention的形式与U-Net结构耦合并注入，使得每次输入的图片信息与文本信息进行融合训练。
  12. 深入浅出完整解析Stable Diffusion, 这篇文章技术深度很深，值得一读,强烈推荐！
    1. SD模型融合的形式，一共三种有如下所示：
      1. SD模型 + SD模型 -> 新SD模型
      2. SD模型 + LoRA模型 -> 新SD模型
      3. LoRA模型 + LoRA模型 -> 新LoRA模型
  13. 多模态领域的神器——CLIP（Contrastive Language-Image Pre-training），跨过了周期，从传统深度学习时代进入AIGC时代，成为了SD系列模型中文本和图像之间的“桥梁”。并且从某种程度上讲，正是因为CLIP模型的前置出现，加速推动了AI绘画领域的繁荣。CLIP主要的贡献就是利用无监督的文本信息，作为监督信号来学习视觉特征。原文
  14. 多模态机器学习，英文全称 MultiModal Machine Learning (MMML). 通常主要研究模态包括”3V”：即Verbal(文本)、Vocal(语音)、Visual(视觉)。
  15. 对齐Alignment. 从两种或多种不同的模态中识别（子）元素之间的直接关系。来自多模态学习
  16. 深入浅出聊聊stable diffusion原理, 英文原文.
  17. Stable Diffusion 超详细讲解, csdn. JarodYv写的系列文章非常值得一读.
  18. 多模态机器学习
  19. 多模态机器学习
  20. 图生图方法首先是由 SDEdit 所提出的。SDEdit可以应用于任何的扩散模型。因此我们在Stable Diffusion中也有了图生图的功能。

Stable Diffusion理论

  1. 发展进程: GAN->DDPM->Diffusion->Stable Diffusion
  2. Stable Diffusion 脱胎于 Diffusion 模型。深入浅出聊聊stable diffusion原理, 英文原文.
    1. Stable Diffusion 超详细讲解, csdn.
      1. JarodYv写的系列文章非常值得一读.
    2. Diffusion Model(扩散模型)的训练可以分为两部分：
      1. 正向扩散过程 → 为图像添加噪声。
      2. 反向扩散过程 → 去除图像中的噪声。
      3. 核心是U-Net,一种卷积神经网络，由弗莱堡大学计算机科学系开发，用于生物医学图像分 割。
        • 该网络基于完全卷积神经网络
        • 其架构经过修改和扩展，可以使用更少的训练图像来实现更精确的分割。使用 U-Net 架构，在现代（2015 年） GPU上分割 512 × 512 图像只需不到一秒钟的时间。
        • U-Net 架构也已用于迭代图像去噪的扩散模型。
        • 该技术是许多现代图像生成模型的基础，例如DALL-E、Midjourney和Stable Diffusion。
      4. 训练的结果是一个噪声预测器.
      5. Stable Model
    3. Stable Diffusion和Diffusion最大的区别在于所有操作都在latent space(你可以理解为缩略图)完成的。
      1. Diffusion Model最大的问题是它的扩散过程是在图像空间中进行的，计算起来非常慢,你无法在任何单个GPU上运行，GMEM也吃不消。
      2. 稳定扩散（Stable Diffusion）是一种潜在扩散模型(Latent diffusion model)，它不是在高维图像空间中操作，而是先将图像压缩到潜空间中，潜空间的大小只有原来的48分之一，因此它减少了需要处理的数据量，从而获得了更高的效率，这就是为什么它能运行得更快的原因。
      3. 增噪音是在缩略图里面完成的。
      4. 去噪音也是在缩略图里完成的。
      5. 一个核心的概念在于VAE, 通过VAE来把缩略图扩充到高精度图片。
      6. VAE的训练是通过原图和缩略图之间
      7. The latent space of Stable Diffusion model is 4x64x64, 48 times smaller than the image pixel space.
      8. Stable Diffusion can create images from 64×64 to 1024×1024 pixels, but optimal results are achieved with its default 512×512 size.
    4. 变分自编码器（Variational Autoencoder）
      1. 图像压缩解压缩是通过使用一种叫做变分自编码器（Variational Autoencoder）的技术来完成的。
    5. 提示词首先由CLIP标记器进行标记，CLIP是OpenAI 开发的深度学习模型，用于生成任何图像的文本描述，Stable DiffusionV1使用CLIP的标记器.
      1. Stable Diffusion Model 限制提示中使用75个标记（75标记不等于75个单词）
      2. 分词器只能对训练期间见过的单词进行分词。
      3. 嵌入（Embedding）是一个 768 值的向量。每个标记（token）都有自己唯一的嵌入向量。Embedding是由 CLIP 模型固定的，该模型在训练过程中学习得到。

## ControlNet

  1. 它是由斯坦福大学的Lvmin Zhang 和 Maneesh Agrawala 在2023 提出的
  2. ControlNet 是指一组使用稳定扩散精炼而成的神经网络，可在生成图像时实现精确的艺术和结构控制。它通过结合特定于任务的条件来改进默认的稳定扩散模型。
  3. 与传统的 Img2Img 技术不同，ControlNet 引入了一种突破性的途径来管理生成图像中的姿势、纹理和形状等元素， ControlNet 等模型的多功能性有助于应对不同的场景。
  4. 训练ControlNet官方教程
  5. ControlNet的5大模型
    1. Openpose, 控制人物姿势、手、表情
    2. Depth, 主要应用于对于场景的描绘还原，尤其是富有空间感的多层次场景。选择一个空间照片，选择任意一个带有depth的预处理器。depth也可以用来生成人物，尤其是那种肢体交叠，人体透视的场景。
    3. Canny, 用于边缘检测，需要还原外形的情景下，如果图像有一些需要精细表达的内容，也可以使用canny，它可以保证你的文字、标识不变形。如果使用canny的时候有些线条无法识别，尝试降低threshold数值，能将明暗差异不那么明显的部分线条识别进来。canny现在主要应用于线稿上色.
    4. SoftEdge（Hed）柔和边缘又叫做整体边缘线条检测，相较于canny精确的线条检测，softedge的检测更加柔和，会有更大的随机性，AI更大的发挥空间。
    5. Scribble(涂鸦)Scribble是一种更加随机的临摹，给AI充分的发挥空间。

LoRA

Ref

  1. 十分钟读懂Stable Diffusion
  2. Safetensors是什么文件？
  3. 汉字写身上
  4. 手把手教你用 SD 生成文字形状的光线，用来做营销宣传图非常有效
  5. https://www.haoshuo.com/article/64b52a4b83c8ec614b943468,【SD教程】文字光效制作完全指南，SD实现超炫文字效果
  6. https://zhuanlan.zhihu.com/p/635299852, ControlNet新玩法爆火：画出可扫码插画，内容链接任意指定
  7. https://y3if3fk7ce.feishu.cn/docx/QBqwdyde7omVf4x69paconlgnAc, AIGC从入门到精通教程汇总
  8. https://y3if3fk7ce.feishu.cn/docx/HjNrd25yDoV0LqxWpxwcEDsMnib, 时尚杂志封面prompt
  9. tps://exp-blog.com/ai/sd-ru-men-11-qrcode-logo/,「SD 零基础入门 11」ControlNet 进阶：打造炫酷的艺术字和二维码
  10. https://mp.weixin.qq.com/s/i4WR5ULH1ZZYl8Watf3EPw, SD 二维码原作者文章
  11. 中国传统纹样
    1. LoRA 训练流程：aigc.ioclab.com/sd-showcase/chinese-ornament
    2. LoRA 模型下载：civitai.com/models/29858/chinese-traditional-pattern
  12. https://aigc.ioclab.com/, SD 二维码作者组织写的一套入门文章
    1. 里面有怎么训练QR code LoRA模型的教程: https://aigc.ioclab.com/sd-showcase/chinese-ornament
  13. https://vladmandic.github.io/sd-extension-system-info/pages/benchmark.html, GPU测速列表
  14. https://www.uisdc.com/controlnet-2, controlnet和模型安装
  15. https://www.uisdc.com/stable-diffusion-21, 特效文字制作
  16. https://www.dongwm.com/post/stable-diffusion-vae/，怎么配置VAE(Variational Auto-Encoder)
  17. https://www.uisdc.com/stable-diffusion-3, VAE详解
    1. VAE 的全称是 Variational Auto-Encoder，翻译过来是变分自动编码器，本质上是一种训练模型，Stable Diffusion 里的 VAE 主要是模型作者将训练好的模型“解压”的解码工具。
    2. 这里可以切换 VAE。一般情况下我们就选择第一个自动就行了。
    3. controlnet models to folder C:\stable-diffusion-webui-docker\data\config\auto\extensions\sd-webui-controlnet\models
  18. ttps://github.com/Mikubill/sd-webui-controlnet,
  19. https://www.jinfz.com/thread-4006-1-1.html, controlnet详解各种参数
  20. ControlNet 作者：张吕敏，他是2021年本科毕业，目前正在斯坦福读博的中国人，
  21. https://zhuanlan.zhihu.com/p/640475200,LORA模型原理详解+分层控制使用
  22. https://www.yizz.cn/
  23. https://github.com/toriato/stable-diffusion-webui-wd14-tagger, 提示词反推
  24. https://www.luckydesigner.space/oh-my-god-how-to-use-stable-diffusion-to-create-porn-images/， 色图生成
  25. https://www.cnblogs.com/88223100/p/How-to-write-prompt-words-using-Stable-Diffusion.html， 怎么写提示词
  26. https://zhuanlan.zhihu.com/p/639488723, 用sd roop换脸
  27. 动手学深度学习, 全球大牛开源的教程，每课都有notebook可以试验.