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為了更好地?fù)肀I時(shí)代，不少設(shè)計(jì)師或許需要接觸AI應(yīng)用軟件，比如本文作者就開(kāi)始學(xué)習(xí)并使用Stable Diffusion。這篇文章里，作者聊了聊自己的理解，一起來(lái)看一下。

AIGC已經(jīng)是大勢(shì)所驅(qū)，設(shè)計(jì)師要如何不被AI所替代，是我經(jīng)常思考的問(wèn)題，“覺(jué)得會(huì)被替代、對(duì)AI產(chǎn)生恐懼”，產(chǎn)生這種情緒只因我們不了解AIGC，因此我想我們應(yīng)該大膽迎接，深入了解?；诖?，我早已投入到學(xué)習(xí)的行列中了，這段時(shí)間以來(lái)，我學(xué)習(xí)stable diffusion以及comfyui的相關(guān)知識(shí)，并且想通過(guò)寫(xiě)文章的方式將這些知識(shí)總結(jié)復(fù)盤(pán)。

本文章優(yōu)先介紹下stable diffusion，理解了stable diffusion原理，comfyui就比較簡(jiǎn)單了，兩者原理是互通的。再加上現(xiàn)在市場(chǎng)很多AI生成圖片的軟件工具也是基于stable diffusion的邏輯去設(shè)計(jì)的，所以了解stable diffusion的運(yùn)行原理，幫助我們掌握其他AI生成圖片的軟件工具。

一、Stable Diffusion的來(lái)源

Stable Diffusion（簡(jiǎn)稱SD）是2022年發(fā)布的一個(gè)深度學(xué)習(xí)文本到圖像生成模型，由慕尼黑大學(xué)的CompVis研究團(tuán)體首先提出，并與初創(chuàng)公司Stability AI、Runway合作開(kāi)發(fā)，同時(shí)得到了EleutherAI和LAION的支持。

二、Stable Diffusion的功能

它可以實(shí)現(xiàn)的功能有很多，可以根據(jù)文本的描述生成指定內(nèi)容的圖片（圖生圖），也可以用于已有圖片內(nèi)容的轉(zhuǎn)繪（圖生圖），還可以用作圖像的局部重繪、外補(bǔ)擴(kuò)充、高清修復(fù)，甚至是視頻的“動(dòng)畫(huà)化”生成。

三、Stable Diffusion的原理

Stable Diffusion使用的是Latent Diffusion Model（潛在擴(kuò)散模型），它通過(guò)使用經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的編碼器（VAE中的E）將全尺寸圖像編碼為較低維度的圖像，然后再在潛空間內(nèi)進(jìn)行正向擴(kuò)散過(guò)程和反向擴(kuò)散過(guò)程。再經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的解碼器 （VAE中的D），將圖像從其潛在表示解碼回像素空間。

該模型由下圖所示的3個(gè)部分組成：pixel space（像素空間）、latent space （潛空間）、conditioning（條件）。

穩(wěn)定擴(kuò)散過(guò)程：

• 感知圖像壓縮（Perceptual Image Compression）：圖3中最左側(cè)紅框部分是一個(gè)VQ-VAE，用于將輸入圖像x編碼為一個(gè)離散特征z。
• LDM：圖3的中間綠色部分是在潛變量空間的擴(kuò)散模型，其中上半部分是加噪過(guò)程，用于將特征Z加噪為ZT 。下半部分是去噪過(guò)程，去噪的核心結(jié)構(gòu)是一個(gè)由交叉注意力（Cross Attention）組成的U-Net，用于將ZT還原為Z 。
• 條件機(jī)制（Conditioning Mechanisms）：上圖的右側(cè)是一個(gè)條件編碼器，用于將圖像，文本等前置條件編碼成一個(gè)特征向量，并將其送入到擴(kuò)散模型的去噪過(guò)程中。

四、Stable Diffusion（Latent Diffusion Model）的特點(diǎn)

與Diffusion Models和GAN模型相比，Stable Diffusion（Latent Diffusion Model模型）具備更快速、更穩(wěn)定的特點(diǎn)。

• 更快速：與Diffusion Models相比，Latent Diffusion Model模型通過(guò)減少噪聲的數(shù)量和步驟，從而減少模型的訓(xùn)練時(shí)間。
• 更穩(wěn)定：與GAN相比更穩(wěn)定，GAN作為是早期的圖像生成模型，通過(guò)生成器（Generato）與判別器（Discriminator）不斷對(duì)抗進(jìn)行訓(xùn)練。但生成的圖片存在對(duì)輸出結(jié)果的控制力較弱，容易產(chǎn)生隨機(jī)圖像、分辨率比較低的問(wèn)題。

最后，這篇文章初步介紹了Stable Diffusion的原理和特點(diǎn)，下一篇文章我想聊一聊自己是如何使用Stable Diffusion這個(gè)工具以及后續(xù)的一些實(shí)戰(zhàn)案例。敬請(qǐng)期待！

數(shù)據(jù)來(lái)源：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/667057805

https://blog.marvik.ai/2023/11/28/an-introduction-to-diffusion-models-and-stable-diffusion/****https://techvify-software.com/what-is-stable-diffusion/

https://developer.baidu.com/article/details/3222941