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🚀 Stable Diffusion v1 - 5 模型卡片

Stable Diffusion 是一種潛在文本到圖像的擴散模型，能夠根據任何文本輸入生成逼真的圖像。若想了解更多關於 Stable Diffusion 的工作原理，請查看 🤗 的 Stable Diffusion 博客。

🚀 快速開始

你可以使用 🧨Diffusers 庫 或 RunwayML GitHub 倉庫 來使用該模型。

Diffusers

from diffusers import StableDiffusionPipeline
import torch

model_id = "runwayml/stable-diffusion-v1-5"
pipe = StableDiffusionPipeline.from_pretrained(model_id, torch_dtype=torch.float16, revision="fp16")
pipe = pipe.to("cuda")

prompt = "a photo of an astronaut riding a horse on mars"
image = pipe(prompt).images[0]  
    
image.save("astronaut_rides_horse.png")

如需更詳細的說明、用例和 JAX 示例，請遵循 此處 的說明。

原始 GitHub 倉庫

1. 下載權重
   • v1 - 5 - pruned - emaonly.ckpt - 4.27GB，僅 EMA 權重，使用較少的顯存，適合推理。
   • v1 - 5 - pruned.ckpt - 7.7GB，EMA + 非 EMA 權重，使用較多的顯存，適合微調。
2. 遵循 此處 的說明。

✨ 主要特性

• 文本到圖像生成：能夠根據文本提示生成逼真的圖像。
• 可擴展性：可以使用不同的庫和工具進行調用和擴展。

📦 安裝指南

使用 Diffusers 庫時，可通過以下命令安裝依賴：

pip install diffusers torch

💻 使用示例

基礎用法

from diffusers import StableDiffusionPipeline
import torch

model_id = "runwayml/stable-diffusion-v1-5"
pipe = StableDiffusionPipeline.from_pretrained(model_id, torch_dtype=torch.float16, revision="fp16")
pipe = pipe.to("cuda")

prompt = "a photo of an astronaut riding a horse on mars"
image = pipe(prompt).images[0]  
    
image.save("astronaut_rides_horse.png")

📚 詳細文檔

模型詳情

@InProceedings{Rombach_2022_CVPR,
    author    = {Rombach, Robin and Blattmann, Andreas and Lorenz, Dominik and Esser, Patrick and Ommer, Bj"orn},
    title     = {High - Resolution Image Synthesis With Latent Diffusion Models},
    booktitle = {Proceedings of the IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR)},
    month     = {June},
    year      = {2022},
    pages     = {10684 - 10695}
}

使用方式

直接使用

該模型僅用於研究目的。可能的研究領域和任務包括：

• 安全部署有可能生成有害內容的模型。
• 探索和理解生成模型的侷限性和偏差。
• 生成藝術作品並用於設計和其他藝術過程。
• 在教育或創意工具中的應用。
• 對生成模型的研究。

排除的使用情況如下所述。

濫用、惡意使用和超出範圍的使用

注意：本節內容取自 [DALLE - MINI 模型卡片](https://huggingface.co/dalle - mini/dalle - mini)，但同樣適用於 Stable Diffusion v1。

該模型不應被用於故意創建或傳播會給人們造成敵對或疏離環境的圖像。這包括生成人們可預見會感到不安、痛苦或冒犯的圖像；或傳播歷史或當前刻板印象的內容。

超出範圍的使用

該模型並非用於對人物或事件進行事實或真實的呈現，因此使用該模型生成此類內容超出了該模型的能力範圍。

濫用和惡意使用

使用該模型生成對個人殘酷的內容是對該模型的濫用。這包括但不限於：

• 生成對人或其環境、文化、宗教等有貶低、非人化或其他有害的表現。
• 故意推廣或傳播歧視性內容或有害刻板印象。
• 在未經個人同意的情況下冒充他人。
• 未經可能看到該內容的人的同意而生成色情內容。
• 虛假和誤導性信息。
• 嚴重暴力和血腥場面的表現。
• 違反版權或許可材料使用條款的共享。
• 違反版權或許可材料使用條款的對其進行修改後的內容共享。

侷限性和偏差

侷限性

• 模型無法實現完美的照片級真實感。
• 模型無法渲染清晰可讀的文本。
• 模型在涉及組合性的更困難任務上表現不佳，例如渲染與 “A red cube on top of a blue sphere” 對應的圖像。
• 面部和人物的生成可能不夠理想。
• 模型主要使用英語字幕進行訓練，在其他語言中的效果不佳。
• 模型的自動編碼部分存在信息損失。
• 模型在大規模數據集 [LAION - 5B](https://laion.ai/blog/laion - 5b/) 上進行訓練，該數據集包含成人內容，在沒有額外安全機制和考慮的情況下不適合用於產品。
• 數據集未進行去重處理。因此，我們觀察到對訓練數據中重複的圖像存在一定程度的記憶。可以在 [https://rom1504.github.io/clip - retrieval/](https://rom1504.github.io/clip - retrieval/) 上搜索訓練數據，以幫助檢測記憶的圖像。

偏差

雖然圖像生成模型的能力令人印象深刻，但它們也可能強化或加劇社會偏差。Stable Diffusion v1 在 [LAION - 2B(en)](https://laion.ai/blog/laion - 5b/) 的子集上進行訓練，該數據集主要由英語描述的圖像組成。使用其他語言的社區和文化的文本和圖像可能未得到充分考慮。這影響了模型的整體輸出，因為白人和西方文化通常被設定為默認。此外，模型使用非英語提示生成內容的能力明顯不如使用英語提示。

安全模塊

該模型的預期使用方式是結合 Diffusers 中的 安全檢查器。該檢查器通過將模型輸出與已知的硬編碼 NSFW 概念進行比對來工作。這些概念被故意隱藏，以降低對該過濾器進行逆向工程的可能性。具體來說，檢查器在圖像生成 之後，在 CLIPTextModel 的嵌入空間中比較有害概念的類別概率。這些概念與生成的圖像一起傳入模型，並與每個 NSFW 概念的手工設計權重進行比較。

訓練

訓練數據

模型開發者使用以下數據集進行模型訓練：

• LAION - 2B (en) 及其子集（見下一節）

訓練過程

Stable Diffusion v1 - 5 是一個潛在擴散模型，它將自動編碼器與在自動編碼器的潛在空間中訓練的擴散模型相結合。在訓練過程中：

• 圖像通過編碼器進行編碼，將圖像轉換為潛在表示。自動編碼器使用相對下采樣因子 8，將形狀為 H x W x 3 的圖像映射到形狀為 H/f x W/f x 4 的潛在表示。
• 文本提示通過 ViT - L/14 文本編碼器進行編碼。
• 文本編碼器的非池化輸出通過交叉注意力輸入到潛在擴散模型的 UNet 主幹中。
• 損失是添加到潛在表示中的噪聲與 UNet 預測之間的重建目標。

目前提供了六個 Stable Diffusion 檢查點，它們的訓練方式如下：

• [stable - diffusion - v1 - 1](https://huggingface.co/CompVis/stable - diffusion - v1 - 1)：在 [laion2B - en](https://huggingface.co/datasets/laion/laion2B - en) 上以分辨率 256x256 訓練 237,000 步。在 [laion - high - resolution](https://huggingface.co/datasets/laion/laion - high - resolution)（來自 LAION - 5B 的 170M 個分辨率 >= 1024x1024 的示例）上以分辨率 512x512 訓練 194,000 步。

• [stable - diffusion - v1 - 2](https://huggingface.co/CompVis/stable - diffusion - v1 - 2)：從 stable - diffusion - v1 - 1 繼續訓練。在 “laion - improved - aesthetics”（laion2B - en 的一個子集，過濾為原始大小 >= 512x512、估計美學分數 > 5.0 且估計水印概率 < 0.5 的圖像。水印估計來自 LAION - 5B 元數據，美學分數使用 [改進的美學估計器](https://github.com/christophschuhmann/improved - aesthetic - predictor) 進行估計）上以分辨率 512x512 訓練 515,000 步。

• [stable - diffusion - v1 - 3](https://huggingface.co/CompVis/stable - diffusion - v1 - 3)：從 stable - diffusion - v1 - 2 繼續訓練 - 在 “laion - improved - aesthetics” 上以分辨率 512x512 訓練 195,000 步，並丟棄 10% 的文本條件以改進 無分類器引導採樣。

• [stable - diffusion - v1 - 4](https://huggingface.co/CompVis/stable - diffusion - v1 - 4) 從 stable - diffusion - v1 - 2 繼續訓練 - 在 “laion - aesthetics v2 5+” 上以分辨率 512x512 訓練 225,000 步，並丟棄 10% 的文本條件以改進 無分類器引導採樣。

• [stable - diffusion - v1 - 5](https://huggingface.co/runwayml/stable - diffusion - v1 - 5) 從 stable - diffusion - v1 - 2 繼續訓練 - 在 “laion - aesthetics v2 5+” 上以分辨率 512x512 訓練 595,000 步，並丟棄 10% 的文本條件以改進 無分類器引導採樣。

• [stable - diffusion - inpainting](https://huggingface.co/runwayml/stable - diffusion - inpainting) 從 stable - diffusion - v1 - 5 繼續訓練 - 然後在 “laion - aesthetics v2 5+” 上以分辨率 512x512 進行 440,000 步的修復訓練，並丟棄 10% 的文本條件。對於修復，UNet 有 5 個額外的輸入通道（4 個用於編碼的掩碼圖像，1 個用於掩碼本身），其權重在恢復非修復檢查點後初始化為零。在訓練過程中，我們生成合成掩碼，並在 25% 的情況下將所有內容掩碼。

• 硬件：32 x 8 x A100 GPUs

• 優化器：AdamW

• 梯度累積：2

• 批次：32 x 8 x 2 x 4 = 2048

• 學習率：在 10,000 步內熱身到 0.0001，然後保持不變

評估結果

使用不同的無分類器引導尺度（1.5、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0）和 50 個 PNDM/PLMS 採樣步驟進行評估，顯示了檢查點的相對改進：


使用 50 個 PLMS 步驟和來自 COCO2017 驗證集的 10000 個隨機提示進行評估，在 512x512 分辨率下進行評估。未針對 FID 分數進行優化。

環境影響

Stable Diffusion v1 估計排放量

基於該信息，我們使用 Lacoste 等人 (2019) 中提出的 機器學習影響計算器 估計了以下 CO2 排放量。利用硬件、運行時間、雲提供商和計算區域來估計碳影響。

• 硬件類型：A100 PCIe 40GB
• 使用小時數：150000
• 雲提供商：AWS
• 計算區域：US - east
• 碳排放（功耗 x 時間 x 基於電網位置產生的碳）：11250 kg CO2 eq.

🔧 技術細節

模型架構

Stable Diffusion v1 - 5 是一個潛在擴散模型，結合了自動編碼器和擴散模型。自動編碼器用於將圖像編碼為潛在表示，擴散模型在潛在空間中進行訓練以生成圖像。

訓練策略

在訓練過程中，使用了交叉注意力機制將文本編碼器的輸出與擴散模型的 UNet 主幹相結合。同時，通過丟棄部分文本條件來改進無分類器引導採樣。

📄 許可證

該模型使用 CreativeML OpenRAIL M 許可證。請仔細閱讀完整的許可證：[https://huggingface.co/spaces/CompVis/stable - diffusion - license](https://huggingface.co/spaces/CompVis/stable - diffusion - license)。

該許可證規定：

1. 不得使用該模型故意生成或共享非法或有害的輸出或內容。
2. CompVis 對您生成的輸出不主張任何權利，您可以自由使用它們，但需對其使用負責，且不得違反許可證中規定的條款。
3. 您可以重新分發權重並將模型用於商業用途和/或作為服務。如果這樣做，請務必包含與許可證中相同的使用限制，並向所有用戶共享一份 CreativeML OpenRAIL - M 許可證（請完整仔細閱讀許可證）。