关于人工智能:登峰造极师出造化Pytorch人工智能AI图像增强框架ControlNet绘画实践基于Python310

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人工智能太疯狂,传统劳动力和内容创作平台被 AI 枪毙,弃尸尘埃。并非空穴来风,也不是危言耸听,人工智能 AI 图像增强框架 ControlNet 正在疯狂地改写绘画艺术的倒退过程,你问我绘画行业将来的样子?我只好指着 ControlNet 的方向。本次咱们在 M1/M2 芯片的 Mac 零碎下,体验人工智能登峰造极的绘画艺术。

本地装置和配置 ControlNet

ControlNet 在 HuggingFace 训练平台上也有体验版,请参见:https://huggingface.co/spaces…

但因为公共平台算力无限,同时输出参数也受到平台的限度,一次只能训练一张图片,不能让人开怀畅饮。

为了能和史上最平凡的图像增强框架 ControlNet 一亲芳泽,咱们抉择本地搭建 ControlNet 环境,首先运行 Git 命令拉取官网的线上代码:

git clone https://github.com/lllyasviel/ControlNet.git

拉取胜利后,进入我的项目目录:

cd ControlNet

因为 Github 对文件大小有限度,所以 ControlNet 的训练模型只能独自下载,模型都放在 HuggingFace 平台上:https://huggingface.co/lllyas…,须要留神的是,每个模型的体积都十分微小,达到了 5.71G,令人乍舌。

下载好模型后,须要将其放到 ControlNet 的 models 目录中:

├── models  
│ ├── cldm_v15.yaml  
│ ├── cldm_v21.yaml  
│ └── control_sd15_canny.pth

这里笔者下载了 control\_sd15\_canny.pth 模型,即放入 models 目录中,其余模型也是一样。

随后装置运行环境,官网举荐应用 conda 虚拟环境,装置好 conda 后,运行命令激活虚拟环境即可:

conda env create -f environment.yaml  
conda activate control

但笔者查看了官网的 environment.yaml 配置文件:

name: control  
channels:  
  - pytorch  
  - defaults  
dependencies:  
  - python=3.8.5  
  - pip=20.3  
  - cudatoolkit=11.3  
  - pytorch=1.12.1  
  - torchvision=0.13.1  
  - numpy=1.23.1  
  - pip:  
      - gradio==3.16.2  
      - albumentations==1.3.0  
      - opencv-contrib-python==4.3.0.36  
      - imageio==2.9.0  
      - imageio-ffmpeg==0.4.2  
      - pytorch-lightning==1.5.0  
      - omegaconf==2.1.1  
      - test-tube>=0.7.5  
      - streamlit==1.12.1  
      - einops==0.3.0  
      - transformers==4.19.2  
      - webdataset==0.2.5  
      - kornia==0.6  
      - open_clip_torch==2.0.2  
      - invisible-watermark>=0.1.5  
      - streamlit-drawable-canvas==0.8.0  
      - torchmetrics==0.6.0  
      - timm==0.6.12  
      - addict==2.4.0  
      - yapf==0.32.0  
      - prettytable==3.6.0  
      - safetensors==0.2.7  
      - basicsr==1.4.2

一望而知,Python 版本是老旧的 3.8,Torch 版本 1.12 并不反对 Mac 独有的 Mps 训练模式。

同时,Conda 环境也有一些毛病:

环境隔离可能会导致一些问题。尽管虚拟环境容许您治理软件包的版本和依赖关系,但有时也可能导致环境抵触和奇怪的谬误。

Conda 环境能够占用大量磁盘空间。每个环境都须要独立的软件包正本和依赖项。如果须要创立多个环境,这可能会导致磁盘空间有余的问题。

软件包可用性和兼容性也可能是一个问题。Conda 环境可能不蕴含某些软件包或库,或者可能不反对特定操作系统或硬件架构。

在某些状况下,Conda 环境的创立和治理可能会变得复杂和耗时。如果须要治理多个环境,并且须要在这些环境之间频繁切换,这可能会变得艰难。

所以咱们也能够用最新版的 Python3.10 来构建 ControlNet 训练环境,编写 requirements.txt 文件:

pytorch==1.13.0  
gradio==3.16.2  
albumentations==1.3.0  
opencv-contrib-python==4.3.0.36  
imageio==2.9.0  
imageio-ffmpeg==0.4.2  
pytorch-lightning==1.5.0  
omegaconf==2.1.1  
test-tube>=0.7.5  
streamlit==1.12.1  
einops==0.3.0  
transformers==4.19.2  
webdataset==0.2.5  
kornia==0.6  
open_clip_torch==2.0.2  
invisible-watermark>=0.1.5  
streamlit-drawable-canvas==0.8.0  
torchmetrics==0.6.0  
timm==0.6.12  
addict==2.4.0  
yapf==0.32.0  
prettytable==3.6.0  
safetensors==0.2.7  
basicsr==1.4.2

随后,运行命令:

pip3 install -r requirements.txt

至此,基于 Python3.10 来构建 ControlNet 训练环境就实现了,对于 Python3.10 的装置,请移玉步至:一网成擒全端涵盖,在不同架构 (Intel x86/Apple m1 silicon) 不同开发平台 (Win10/Win11/Mac/Ubuntu) 上装置配置 Python3.10 开发环境,这里不再赘述。

批改训练模式(Cuda/Cpu/Mps)

ControlNet 的代码中将训练模式写死为 Cuda,CUDA 是 NVIDIA 开发的一个并行计算平台和编程模型,因而不反对 NVIDIA GPU 的零碎将无奈运行 CUDA 训练模式。

除此之外,其余不反对 CUDA 训练模式的零碎可能包含:

没有装置 NVIDIA GPU 驱动程序的零碎

没有装置 CUDA 工具包的零碎

应用的 NVIDIA GPU 不反对 CUDA(较旧的 GPU 型号可能不反对 CUDA)

没有足够的 GPU 显存来运行 CUDA 训练模式(尤其是在训练大型深度神经网络时须要大量显存)

须要留神的是,即便零碎反对 CUDA,也须要确保所应用的机器学习框架反对 CUDA,否则无奈应用 CUDA 进行训练。

咱们能够批改代码将训练模式改为 Mac 反对的 Mps,请参见:闻其声而知雅意,M1 Mac 基于 PyTorch(mps/cpu/cuda)的人工智能 AI 本地语音辨认库 Whisper(Python3.10),这里不再赘述。

如果代码运行过程中,报上面的谬误:

RuntimeError: Attempting to deserialize object on a CUDA device but torch.cuda.is_available() is False. If you are running on a CPU-only machine, please use torch.load with map_location=torch.device('cpu') to map your storages to the CPU.

阐明以后零碎不反对 cuda 模型,须要批改几个中央,以我的项目中的 gradio\_canny2image.py 为例子,须要将 gradio\_canny2image.py 文件中的 cuda 替换为 cpu,同时批改 /ControlNet/ldm/modules/encoders/modules.py 文件,将 cuda 替换为 cpu,批改 /ControlNet/cldm/ddim\_hacked.py 文件,将 cuda 替换为 cpu。至此,训练模式就改成 cpu 了。

开始训练

批改完代码后,间接在终端运行 gradio\_canny2image.py 文件:

python3 gradio_canny2image.py

程序返回:

➜  ControlNet git:(main) ✗ /opt/homebrew/bin/python3.10 "/Users/liuyue/wodfan/work/ControlNet/gradio_cann  
y2image.py"  
logging improved.  
No module 'xformers'. Proceeding without it.  
/opt/homebrew/lib/python3.10/site-packages/pytorch_lightning/utilities/distributed.py:258: LightningDeprecationWarning: `pytorch_lightning.utilities.distributed.rank_zero_only` has been deprecated in v1.8.1 and will be removed in v2.0.0. You can import it from `pytorch_lightning.utilities` instead.  
  rank_zero_deprecation(  
ControlLDM: Running in eps-prediction mode  
DiffusionWrapper has 859.52 M params.  
making attention of type 'vanilla' with 512 in_channels  
Working with z of shape (1, 4, 32, 32) = 4096 dimensions.  
making attention of type 'vanilla' with 512 in_channels  
Loaded model config from [./models/cldm_v15.yaml]  
Loaded state_dict from [./models/control_sd15_canny.pth]  
Running on local URL:  http://0.0.0.0:7860  
  
To create a public link, set `share=True` in `launch()`.

此时,在本地零碎的 7860 端口上会运行 ControlNet 的 Web 客户端服务。

拜访 http://localhost:7860,就能够间接上传图片进行训练了。

这里以本站的 Logo 图片为例子:

通过输出疏导词和其余训练参数,就能够对现有图片进行扩散模型的加强解决,这里的疏导词的意思是:红宝石、黄金、油画。训练后果堪称是言有尽而意无穷了。

除了主疏导词,零碎默认会增加一些辅助疏导词,比方要求图像品质的 best quality, extremely detailed 等等,残缺代码:

from share import *  
import config  
  
import cv2  
import einops  
import gradio as gr  
import numpy as np  
import torch  
import random  
  
from pytorch_lightning import seed_everything  
from annotator.util import resize_image, HWC3  
from annotator.canny import CannyDetector  
from cldm.model import create_model, load_state_dict  
from cldm.ddim_hacked import DDIMSampler  
  
  
apply_canny = CannyDetector()  
  
model = create_model('./models/cldm_v15.yaml').cpu()  
model.load_state_dict(load_state_dict('./models/control_sd15_canny.pth', location='cpu'))  
model = model.cpu()  
ddim_sampler = DDIMSampler(model)  
  
  
def process(input_image, prompt, a_prompt, n_prompt, num_samples, image_resolution, ddim_steps, guess_mode, strength, scale, seed, eta, low_threshold, high_threshold):  
    with torch.no_grad():  
        img = resize_image(HWC3(input_image), image_resolution)  
        H, W, C = img.shape  
  
        detected_map = apply_canny(img, low_threshold, high_threshold)  
        detected_map = HWC3(detected_map)  
  
        control = torch.from_numpy(detected_map.copy()).float().cpu() / 255.0  
        control = torch.stack([control for _ in range(num_samples)], dim=0)  
        control = einops.rearrange(control, 'b h w c -> b c h w').clone()  
  
        if seed == -1:  
            seed = random.randint(0, 65535)  
        seed_everything(seed)  
  
        if config.save_memory:  
            model.low_vram_shift(is_diffusing=False)  
  
        cond = {"c_concat": [control], "c_crossattn": [model.get_learned_conditioning([prompt + ',' + a_prompt] * num_samples)]}  
        un_cond = {"c_concat": None if guess_mode else [control], "c_crossattn": [model.get_learned_conditioning([n_prompt] * num_samples)]}  
        shape = (4, H // 8, W // 8)  
  
        if config.save_memory:  
            model.low_vram_shift(is_diffusing=True)  
  
        model.control_scales = [strength * (0.825 ** float(12 - i)) for i in range(13)] if guess_mode else ([strength] * 13)  # Magic number. IDK why. Perhaps because 0.825**12<0.01 but 0.826**12>0.01  
        samples, intermediates = ddim_sampler.sample(ddim_steps, num_samples,  
                                                     shape, cond, verbose=False, eta=eta,  
                                                     unconditional_guidance_scale=scale,  
                                                     unconditional_conditioning=un_cond)  
  
        if config.save_memory:  
            model.low_vram_shift(is_diffusing=False)  
  
        x_samples = model.decode_first_stage(samples)  
        x_samples = (einops.rearrange(x_samples, 'b c h w -> b h w c') * 127.5 + 127.5).cpu().numpy().clip(0, 255).astype(np.uint8)  
  
        results = [x_samples[i] for i in range(num_samples)]  
    return [255 - detected_map] + results  
  
  
block = gr.Blocks().queue()  
with block:  
    with gr.Row():  
        gr.Markdown("## Control Stable Diffusion with Canny Edge Maps")  
    with gr.Row():  
        with gr.Column():  
            input_image = gr.Image(source='upload', type="numpy")  
            prompt = gr.Textbox(label="Prompt")  
            run_button = gr.Button(label="Run")  
            with gr.Accordion("Advanced options", open=False):  
                num_samples = gr.Slider(label="Images", minimum=1, maximum=12, value=1, step=1)  
                image_resolution = gr.Slider(label="Image Resolution", minimum=256, maximum=768, value=512, step=64)  
                strength = gr.Slider(label="Control Strength", minimum=0.0, maximum=2.0, value=1.0, step=0.01)  
                guess_mode = gr.Checkbox(label='Guess Mode', value=False)  
                low_threshold = gr.Slider(label="Canny low threshold", minimum=1, maximum=255, value=100, step=1)  
                high_threshold = gr.Slider(label="Canny high threshold", minimum=1, maximum=255, value=200, step=1)  
                ddim_steps = gr.Slider(label="Steps", minimum=1, maximum=100, value=20, step=1)  
                scale = gr.Slider(label="Guidance Scale", minimum=0.1, maximum=30.0, value=9.0, step=0.1)  
                seed = gr.Slider(label="Seed", minimum=-1, maximum=2147483647, step=1, randomize=True)  
                eta = gr.Number(label="eta (DDIM)", value=0.0)  
                a_prompt = gr.Textbox(label="Added Prompt", value='best quality, extremely detailed')  
                n_prompt = gr.Textbox(label="Negative Prompt",  
                                      value='longbody, lowres, bad anatomy, bad hands, missing fingers, extra digit, fewer digits, cropped, worst quality, low quality')  
        with gr.Column():  
            result_gallery = gr.Gallery(label='Output', show_label=False, elem_id="gallery").style(grid=2, height='auto')  
    ips = [input_image, prompt, a_prompt, n_prompt, num_samples, image_resolution, ddim_steps, guess_mode, strength, scale, seed, eta, low_threshold, high_threshold]  
    run_button.click(fn=process, inputs=ips, outputs=[result_gallery])  
  
  
block.launch(server_name='0.0.0.0')

其余的模型,比方 gradio\_hed2image.py,它能够保留输出图像中的许多细节,适宜图像的从新着色和款式化的场景:

还记得 AnimeGANv2 模型吗:神工鬼斧惟肖惟妙,M1 mac 零碎深度学习框架 Pytorch 的二次元动漫动画格调迁徙滤镜 AnimeGANv2+Ffmpeg(图片 + 视频)疾速实际,之前还只能通过对立模型滤镜进行转化,当初只有批改疏导词,咱们就能够肆意地变动出不同的滤镜,人工智能技术的倒退,就像发情的海,波澜壮阔。

结语

“人类嘛时候会被人工智能代替呀?”

“就是当初!就在明天!”

就算是达芬奇还魂,齐白石再生,他们也会被现今的人工智能 AI 技术所震撼,纵横恣肆的笔墨,抑扬变动的状态,左右跌宕的心气,焕然飞动的神采!历史长河中这一刻,大千世界里这一处,让咱们变得疯狂!

最初奉上批改后的基于 Python3.10 的 Cpu 训练版本的 ControlNet,与众亲同飨:https://github.com/zcxey2911/…\_py3.10\_cpu\_NoConda

正文完
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