新智元报道
编辑：Aeneas 好困
【新智元导读】最近，Stable Diffusion已经掀起一股热潮。让我们看看《哈利·波特》中的人物进入《权力的游戏》中，会变成什么样子？
最近，Stable Diffusion正在网上大火，谁用谁是艺术家。
作为一种从文本到图像的AI工具，它之所以能掀起这么大的波澜，是因为它能够从简单的文本提示生成著名人物的逼真图像。
与传统的竞争对手Dall-E2相比，Stable Diffusion把生成图像的速度提高了足足三倍。
论文地址：https://arxiv.org/abs/2112.10752
哈利·波特变权游
让我们看一看，用Stable Diffusion把《哈利·波特》中的角色变成《权力的游戏》中的角色，是什么效果吧。
艾玛·沃特森（赫敏·格兰杰）
赫敏格兰杰进入权游的世界后，挺像丹妮莉丝·坦格利安的。
评论：可塑性很强的演员，非常适合《权力的游戏》系列。
丹尼尔·雷德克里夫（哈利·波特）
他看起来像琼恩·雪诺吗？好像并不太像。
非要说的话，可能更像山姆威尔·塔利一些。
鲁珀特·格林特（罗恩·韦斯莱）
不知道为什么，罗恩在照片中会这么显小。
乍一看，他看起来像拉姆齐·博尔顿（剥皮警告）。但他的形象一点都不像一个能在权力的游戏中呼风唤雨、指挥部下的人。
拉尔夫·费恩（伏地魔）
伏地魔变身维斯特洛武士后，还挺像模像样的。奇妙的是，他与Night King也很适配。
迈克尔·刚本（阿不思·邓布利多）
谁会想到，霍格沃茨的校长进入权游后，简直就像是从这里土生土长的角色。他看起来像是洋葱骑士（Davos Seaworth）和沃尔德·弗雷（Walder Frey）的结合。
那么， 这个神奇的模型，究竟是怎么做到的呢？
10步带你理解Stable Diffusion
顾名思义，Stable Diffusion基于的是扩散模型（Diffusion Model）。
其中，扩散是将小的、随机的噪声重复地添加到图像中的过程（从左到右）。而扩散模型是将这一过程逆转，将噪声逐位变成图像（从右到左）。
那么，扩散模型是如何将噪音变成图像的呢？很简单，训练一个神经网络即可。
现在有噪声图像的序列=x_1, x_2, ... x_T。神经网络通过学习一个函数f(x,t)，对x进行「一点点」去噪，并产生x在时间步骤t-1时的样子。
要想把纯噪音变成高清图像，只需多次应用f即可！
所以说，扩散模型的输出实际上只是：f(f(f(....f(N, T), T-1), T-2) ..., 2, 1)。
其中，N是纯噪音，T是扩散步骤的数量，神经网络f则通常被实现为一个UNet。
实践上，在大型512 x 512图像上训练和计算扩散模型是非常缓慢和昂贵的。
所以，Stable Diffusion是在图像的_embedding_上进行计算的，而不是直接在图像本身上。
因此，Stable Diffusion的工作分为两步。
第一步：使用编码器将图像「x」压缩成一个较低维度的潜空表征「z(x)」；
第二步：在z(x)上运行扩散和去噪，而不是x。
潜在空间表示z(x)的维度比图像x小得多。这使得_latent_扩散模型比普通扩散模型更快、更有表现力。
文字提示在哪里呢？
其实，Stable Diffusion并没有像最开始所说的那样学习一个函数f(x,t)来对x进行「一点点」的去噪。而是学习了一个函数f(x,t,y)，其中y是指导x去噪的context（上下文）。
比如，在下面这张图中，y就是图像的标签「北极狐」。
当使用Stable Diffusion生成图像时，输入的文本提示就是y。
那么，模型又是如何处理上下文y的呢？
y和时间步长t一起，可以通过以下两种方式注入潜在空间表示z(x)中：
1）简单串联
2）交叉注意
而Stable Diffusion则同时使用这两种方法。
当然，上下文机制实际是非常灵活的。
比如让y=一个图像掩码，或者y=一个场景分割，而不只是让y=一个图像标签。
经过在不同的数据上训练的Stable Diffusion，就可以做图像修复和语义图像合成了 。
（示意图）
在Stable Diffusion论文中，通过改变「上下文」的表征方法，作者展示了图像修复和图像合成的情况。
看到这里，是不是感觉手痒了？
模型完全公开了！
你说巧不巧，8月22日团队发文表示，1.4版本的Stable Diffusion模型正式向大众开放。
团队表示，v1.4的推荐权重是470k，比提供给研究人员的v1.3的440k，多了几个训练步骤。
目前，模型仅支持英伟达显卡，最终占用的显存为6.9Gb。
在接下来的时间里，团队还将持续发布模型的优化版本，以及更多性能和质量得到改善的变体和架构。
之后，Stable Diffusion模型也将能够在AMD、苹果M1/M2和其他芯片组上运行。
不想自己去调教的话，也可以尝试HuggingFace的demo。
地址：https://huggingface.co/spaces/stabilityai/stable-diffusion
参考资料：
https://medium.com/mlearning-ai/ai-transforms-five-harry-potter-cast-into-game-of-thrones-characters-39e4af6b426e
https://stability.ai/blog/stable-diffusion-public-release
