在 SDXL 上用 T2I-Adapter 实现高效可控的文生图

发表于 2023年9月8日

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中文翻译: MatrixYao 校对: zhongdongy

T2I-Adapter 是一种高效的即插即用模型，其能对冻结的预训练大型文生图模型提供额外引导。T2I-Adapter 将 T2I 模型中的内部知识与外部控制信号结合起来。我们可以根据不同的情况训练各种适配器，实现丰富的控制和编辑效果。

同期的 ControlNet 也有类似的功能且已有广泛的应用。然而，其运行所需的 计算成本比较高。这是因为其反向扩散过程的每个去噪步都需要运行 ControlNet 和 UNet。另外，对 ControlNet 而言，复制 UNet 编码器作为控制模型的一部分对效果非常重要，这也导致了控制模型参数量的进一步增大。因此，ControlNet 的模型大小成了生成速度的瓶颈 (模型越大，生成得越慢)。

在这方面，T2I-Adapters 相较 ControlNets 而言颇有优势。T2I-Adapter 的尺寸较小，而且，与 ControlNet 不同，T2I-Adapter 可以在整个去噪过程中仅运行一次。

模型	参数量	所需存储空间（fp16）
ControlNet-SDXL	1251 M	2.5 GB
ControlLoRA (rank = 128)	197.78 M (参数量减少 84.19%)	396 MB (所需空间减少 84.53%)
T2I-Adapter-SDXL	79 M (*参数量减少 93.69%*)	158 MB (*所需空间减少 94%*)

在过去的几周里，Diffusers 团队和 T2I-Adapter 作者紧密合作，在 diffusers 库上为 Stable Diffusion XL (SDXL) 增加 T2I-Adapter 的支持。本文，我们将分享我们在从头开始训练基于 SDXL 的 T2I-Adapter 过程中的发现、漂亮的结果，以及各种条件 (草图、canny、线稿图、深度图以及 OpenPose 骨骼图) 下的 T2I-Adapter checkpoint！

与之前版本的 T2I-Adapter (SD-1.4/1.5) 相比，T2I-Adapter-SDXL 还是原来的配方，不一样之处在于，用一个 79M 的适配器去驱动 2.6B 的大模型 SDXL！ T2I-Adapter-SDXL 在继承 SDXL 的高品质生成能力的同时，保留了强大的控制能力！

用 `diffusers` 训练 T2I-Adapter-SDXL

我们基于 diffusers 提供的这个官方示例构建了我们的训练脚本。

本文中提到的大多数 T2I-Adapter 模型都是在 LAION-Aesthetics V2 的 3M 高分辨率 图文对 上训练的，配置如下:

训练步数: 20000-35000
batch size: 采用数据并行，单 GPU batch size 为 16，总 batch size 为 128
学习率: 1e-5 的恒定学习率
混合精度: fp16

我们鼓励社区使用我们的脚本来训练自己的强大的 T2I-Adapter，并对速度、内存和生成的图像质量进行折衷以获得竞争优势。

在 `diffusers` 中使用 T2I-Adapter-SDXL

这里以线稿图为控制条件来演示 T2I-Adapter-SDXL 的使用。首先，安装所需的依赖项:

pip install -U git+https://github.com/huggingface/diffusers.git
pip install -U controlnet_aux==0.0.7 # for conditioning models and detectors
pip install transformers accelerate

T2I-Adapter-SDXL 的生成过程主要包含以下两个步骤:

首先将条件图像转换为符合要求的 控制图像 格式。
然后将 控制图像 和提示传给 StableDiffusionXLAdapterPipeline。

我们看一个使用 Lineart Adapter 的简单示例。我们首先初始化 SDXL 的 T2I-Adapter 流水线以及线稿检测器。

import torch
from controlnet_aux.lineart import LineartDetector
from diffusers import (AutoencoderKL, EulerAncestralDiscreteScheduler,
                       StableDiffusionXLAdapterPipeline, T2IAdapter)
from diffusers.utils import load_image, make_image_grid

# load adapter
adapter = T2IAdapter.from_pretrained(
    "TencentARC/t2i-adapter-lineart-sdxl-1.0", torch_dtype=torch.float16, varient="fp16"
).to("cuda")

# load pipeline
model_id = "stabilityai/stable-diffusion-xl-base-1.0"
euler_a = EulerAncestralDiscreteScheduler.from_pretrained(
    model_id, subfolder="scheduler"
)
vae = AutoencoderKL.from_pretrained(
    "madebyollin/sdxl-vae-fp16-fix", torch_dtype=torch.float16
)
pipe = StableDiffusionXLAdapterPipeline.from_pretrained(
    model_id,
    vae=vae,
    adapter=adapter,
    scheduler=euler_a,
    torch_dtype=torch.float16,
    variant="fp16",
).to("cuda")

# load lineart detector
line_detector = LineartDetector.from_pretrained("lllyasviel/Annotators").to("cuda")

然后，加载图像并生成其线稿图:

url = "https://huggingface.co./Adapter/t2iadapter/resolve/main/figs_SDXLV1.0/org_lin.jpg"
image = load_image(url)
image = line_detector(image, detect_resolution=384, image_resolution=1024)

然后生成:

prompt = "Ice dragon roar, 4k photo"
negative_prompt = "anime, cartoon, graphic, text, painting, crayon, graphite, abstract, glitch, deformed, mutated, ugly, disfigured"
gen_images = pipe(
    prompt=prompt,
    negative_prompt=negative_prompt,
    image=image,
    num_inference_steps=30,
    adapter_conditioning_scale=0.8,
    guidance_scale=7.5,
).images[0]
gen_images.save("out_lin.png")

理解下述两个重要的参数，可以帮助你调节控制程度。

adapter_conditioning_scale

该参数调节控制图像对输入的影响程度。越大代表控制越强，反之亦然。
adapter_conditioning_factor

该参数调节适配器需应用于生成过程总步数的前面多少步，取值范围在 0-1 之间 (默认值为 1)。 adapter_conditioning_factor=1 表示适配器需应用于所有步，而 adapter_conditioning_factor=0.5 则表示它仅应用于前 50% 步。

更多详情，请查看官方文档。