Datawhale X 魔搭 AI夏令营第四期 魔搭-AIGC方向 task02笔记
理解baseline代码
在task01中,我们根据教程实现了AI生图。接下来我们来细读和理解baseline代码。
首先我们来直观感知下这个文生图代码的框架结构:
接着我们按照上图的部分细读代码。
1.环境准备
# 安装 Data-Juicer 和 DiffSynth-Studio
!pip install simple-aesthetics-predictor # 安装simple-aesthetics-predictor
!pip install -v -e data-juicer # 安装data-juicer
!pip uninstall pytorch-lightning -y # 卸载pytorch-lightning
!pip install peft lightning pandas torchvision # 安装 peft lightning pandas torchvision
!pip install -e DiffSynth-Studio # 安装DiffSynth-Studio
-
使用
!pip
命令来安装或卸载 Python 包。包括:-
simple-aesthetics-predictor
,data-juicer
,peft
,lightning
,pandas
,torchvision
, 和DiffSynth-Studio
的安装。 -
卸载
pytorch-lightning
(使用-y
自动确认卸载)。
-
2. 数据集加载和预处理
# 从魔搭数据集中下载数据集AI-ModelScope/lowres_anime
from modelscope.msdatasets import MsDataset #引入数据集模块msdatasets
ds = MsDataset.load(
'AI-ModelScope/lowres_anime',
subset_name='default',
split='train',
cache_dir="/mnt/workspace/kolors/data" # 指定缓存目录
) # 从魔搭数据集中下载数据集AI-ModelScope/lowres_anime,赋值给参数ds
# 生成数据集
import json, os # 导入json和os模块
from data_juicer.utils.mm_utils import SpecialTokens # 导入SpecialTokens
from tqdm import tqdm # 导入tqdm进度条管理
os.makedirs("./data/lora_dataset/train", exist_ok=True) # 创建文件夹./data/lora_dataset/train
os.makedirs("./data/data-juicer/input", exist_ok=True) # 创建文件夹./data/data-juicer/input
with open("./data/data-juicer/input/metadata.jsonl", "w") as f:
for data_id, data in enumerate(tqdm(ds)): # 遍历数据集ds
image = data["image"].convert("RGB") # 将数据集的图片转换为RGB
image.save(f"/mnt/workspace/kolors/data/lora_dataset/train/{data_id}.jpg") # 保存数据集的图片
metadata = {"text": "二次元", "image": [f"/mnt/workspace/kolors/data/lora_dataset/train/{data_id}.jpg"]} # 生成当前图片的索引数据
f.write(json.dumps(metadata)) # 将索引数据写入文件./data/data-juicer/input/metadata.jsonl
f.write("\n")
# 配置data-juicer,并进行数据筛选过滤
# 配置过滤的规则
data_juicer_config = """
# global parameters
project_name: 'data-process' # 名称
dataset_path: './data/data-juicer/input/metadata.jsonl' # 你前面生成的数据的索引文件
np: 4 # 线程数
text_keys: 'text' # 文件./data/data-juicer/input/metadata.jsonl的描述的字段名
image_key: 'image' # 文件./data/data-juicer/input/metadata.jsonl的图片字段名
image_special_token: '<__dj__image>'
export_path: './data/data-juicer/output/result.jsonl' # 筛选通过的图片结果保存的的索引文件
# process schedule
# a list of several process operators with their arguments
# 过滤的规则
process:
- image_shape_filter: # 图片尺寸过滤
min_width: 1024 # 最小宽度1024
min_height: 1024 # 最小高度1024
any_or_all: any # 符合前面条件的图片才会被保留
- image_aspect_ratio_filter: # 图片长宽比过滤
min_ratio: 0.5 # 最小长宽比0.5
max_ratio: 2.0 # 最大长宽比2.0
any_or_all: any # 符合前面条件的图片才会被保留
"""
# 保存data-juicer配置到data/data-juicer/data_juicer_config.yaml
with open("data/data-juicer/data_juicer_config.yaml", "w") as file:
file.write(data_juicer_config.strip())
-
使用 ModelScope 的
MsDataset
类加载名为AI-ModelScope/lowres_anime
的数据集,并指定子集名称为default
和分割为train
,缓存目录设置为/mnt/workspace/kolors/data
。 -
将数据集中的图像转换为 RGB 模式,并保存到指定目录。
-
创建包含图像路径和文本描述的元数据文件
metadata.jsonl
。 -
编写并保存
data_juicer_config.yaml
配置文件,用于后续的数据过滤和处理。
3.数据清洗与过滤
# data-juicer开始执行数据筛选
!dj-process --config data/data-juicer/data_juicer_config.yaml
-
使用
dj-process
命令根据配置文件对数据进行过滤和处理,生成result.jsonl
文件。
4. 模型微调
# 通过前面通过data-juicer筛选的图片索引信息./data/data-juicer/output/result.jsonl,生成数据集
import pandas as pd # 导入pandas
import os, json # 导入os和json
from PIL import Image # 导入Image
from tqdm import tqdm # 导入tqdm进度条管理
texts, file_names = [], [] # 定义两个空列表,分别存储图片描述和图片名称
os.makedirs("./data/lora_dataset_processed/train", exist_ok=True) # 创建文件夹./data/lora_dataset_processed/train
with open("./data/data-juicer/output/result.jsonl", "r") as file: # 打开前面data-juicer筛选的图片索引文件./data/data-juicer/output/result.jsonl
for data_id, data in enumerate(tqdm(file.readlines())): # 遍历文件./data/data-juicer/output/result.jsonl
data = json.loads(data) # 将json字符串转换为对象
text = data["text"] # 获取对象中的text属性,也就是图片的描述信息
texts.append(text) # 将图片的描述信息添加到texts列表中
image = Image.open(data["image"][0]) # 获取对象中的image属性,也就是图片的路径,然后用这个路径打开图片
image_path = f"./data/lora_dataset_processed/train/{data_id}.jpg" # 生成保存图片的路径
image.save(image_path) # 将图片保存到./data/lora_dataset_processed/train文件夹中
file_names.append(f"{data_id}.jpg") # 将图片名称添加到file_names列表中
data_frame = pd.DataFrame() # 创建空的DataFrame
data_frame["file_name"] = file_names # 将图片名称添加到data_frame中
data_frame["text"] = texts # 将图片描述添加到data_frame中
data_frame.to_csv("./data/lora_dataset_processed/train/metadata.csv", index=False, encoding="utf-8-sig") # 将data_frame保存到./data/lora_dataset_processed/train/metadata.csv
data_frame # 查看data_frame
# 下载可图模型
from diffsynth import download_models # 导入download_models
download_models(["Kolors", "SDXL-vae-fp16-fix"]) # 下载可图模型
# DiffSynth-Studio提供了可图的Lora训练脚本,查看脚本信息
!python DiffSynth-Studio/examples/train/kolors/train_kolors_lora.py -h
-
读取
result.jsonl
文件中的数据,并将其转换为 Pandas DataFrame,然后保存为 CSV 文件,并且将图片保存到./data/lora_dataset_processed/train文件夹下。 -
下载模型download_models(["Kolors", "SDXL-vae-fp16-fix"])
5.加载微调后的模型
# 执行可图Lora训练
import os
cmd = """
python DiffSynth-Studio/examples/train/kolors/train_kolors_lora.py \ # 选择使用可图的Lora训练脚本DiffSynth-Studio/examples/train/kolors/train_kolors_lora.py
--pretrained_unet_path models/kolors/Kolors/unet/diffusion_pytorch_model.safetensors \ # 选择unet模型
--pretrained_text_encoder_path models/kolors/Kolors/text_encoder \ # 选择text_encoder
--pretrained_fp16_vae_path models/sdxl-vae-fp16-fix/diffusion_pytorch_model.safetensors \ # 选择vae模型
--lora_rank 16 \ # lora_rank 16 表示在权衡模型表达能力和训练效率时,选择了使用 16 作为秩,适合在不显著降低模型性能的前提下,通过 LoRA 减少计算和内存的需求
--lora_alpha 4.0 \ # 设置 LoRA 的 alpha 值,影响调整的强度
--dataset_path data/lora_dataset_processed \ # 指定数据集路径,用于训练模型
--output_path ./models \ # 指定输出路径,用于保存模型
--max_epochs 1 \ # 设置最大训练轮数为 1
--center_crop \ # 启用中心裁剪,这通常用于图像预处理
--use_gradient_checkpointing \ # 启用梯度检查点技术,以节省内存
--precision "16-mixed" # 指定训练时的精度为混合 16 位精度(half precision),这可以加速训练并减少显存使用
""".strip()
os.system(cmd) # 执行可图Lora训练
# 加载lora微调后的模型
from diffsynth import ModelManager, SDXLImagePipeline # 导入ModelManager和SDXLImagePipeline
from peft import LoraConfig, inject_adapter_in_model # 导入LoraConfig和inject_adapter_in_model
import torch # 导入torch
# 加载LoRA配置并注入模型
def load_lora(model, lora_rank, lora_alpha, lora_path):
lora_config = LoraConfig(
r=lora_rank, # 设置LoRA的秩(rank)
lora_alpha=lora_alpha, # 设置LoRA的alpha值,控制LoRA的影响权重
init_lora_weights="gaussian", # 初始化LoRA权重为高斯分布
target_modules=["to_q", "to_k", "to_v", "to_out"], # 指定要应用LoRA的模块
)
model = inject_adapter_in_model(lora_config, model) # 将LoRA配置注入到模型中
state_dict = torch.load(lora_path, map_location="cpu") # 加载LoRA微调后的权重
model.load_state_dict(state_dict, strict=False) # 将权重加载到模型中,允许部分权重不匹配
return model # 返回注入LoRA后的模型
# 加载预训练模型
model_manager = ModelManager(
torch_dtype=torch.float16, # 设置模型的数据类型为float16,减少显存占用
device="cuda", # 指定使用GPU进行计算
file_path_list=[
"models/kolors/Kolors/text_encoder", # 文本编码器的路径
"models/kolors/Kolors/unet/diffusion_pytorch_model.safetensors", # UNet模型的路径
"models/kolors/Kolors/vae/diffusion_pytorch_model.safetensors" # VAE模型的路径
]
)
# 初始化图像生成管道
pipe = SDXLImagePipeline.from_model_manager(model_manager) # 从模型管理器中加载模型并初始化管道
# 加载并应用LoRA权重到UNet模型
pipe.unet = load_lora(
pipe.unet,
lora_rank=16, # 设置LoRA的秩(rank),与训练脚本中的参数保持一致
lora_alpha=2.0, # 设置LoRA的alpha值,控制LoRA对模型的影响权重
lora_path="models/lightning_logs/version_0/checkpoints/epoch=0-step=500.ckpt" # 指定LoRA权重的文件路径
)
-
在前面模型的基础上,执行Lora微调训练
-
加载微调后的模型
6.图像生成
# 生成图像
torch.manual_seed(0) # 设置随机种子,确保生成的图像具有可重复性。如果想要每次生成不同的图像,可以将种子值改为随机值。
image = pipe(
prompt="二次元,一个紫色短发小女孩,在家中沙发上坐着,双手托着腮,很无聊,全身,粉色连衣裙", # 设置正向提示词,用于指导模型生成图像的内容
negative_prompt="丑陋、变形、嘈杂、模糊、低对比度", # 设置负向提示词,模型会避免生成包含这些特征的图像
cfg_scale=4, # 设置分类自由度 (Classifier-Free Guidance) 的比例,数值越高,模型越严格地遵循提示词
num_inference_steps=50, # 设置推理步数,步数越多,生成的图像细节越丰富,但生成时间也更长
height=1024, width=1024, # 设置生成图像的高度和宽度,这里生成 1024x1024 像素的图像
)
image.save("1.jpg") # 将生成的图像保存为 "1.jpg" 文件
# 图像拼接,展示总体拼接大图
import numpy as np # 导入numpy库,用于处理数组和数值计算
from PIL import Image # 导入PIL库中的Image模块,用于图像处理
images = [np.array(Image.open(f"{i}.jpg")) for i in range(1, 9)] # 读取1.jpg到8.jpg的图像,转换为numpy数组,并存储在列表images中
image = np.concatenate([ # 将四组图像在垂直方向上拼接
np.concatenate(images[0:2], axis=1), # 将第1组(images[0:2])的两张图像在水平方向上拼接
np.concatenate(images[2:4], axis=1), # 将第2组(images[2:4])的两张图像在水平方向上拼接
np.concatenate(images[4:6], axis=1), # 将第3组(images[4:6])的两张图像在水平方向上拼接
np.concatenate(images[6:8], axis=1), # 将第4组(images[6:8])的两张图像在水平方向上拼接
], axis=0) # 将四组拼接后的图像在垂直方向上拼接
image = Image.fromarray(image).resize((1024, 2048)) # 将拼接后的numpy数组转换为图像对象,并调整大小为1024x2048像素
image # 输出最终生成的图像对象,用于显示图像
-
设置正向提示词,反向提示词,执行次数,图片尺寸
-
设置随机种子,控制图片是否可以重复生成,并将图像保存为
.jpg
文件。 -
最后,将生成的多个图像合并成一个大图像,并调整大小。
赛事演练一一基于话剧的连环画制作
提示词的构思
可图Kolors-LoRA风格故事挑战赛的赛事任务是基于LoRA模型生成 8 张图片组成连贯故事。
所以,我们要构思八张图片的提示词,而且还要保证故事的连贯性。
对与我们没有经验的新手来说,这是一个大难题。下面是我在实践过程中使用方法:
1.提示词生成器
AI绘画提示词生成器 - 一个工具箱 - 好用的在线工具都在这里! (atoolbox.net)http://www.atoolbox.net/Tool.php?Id=1101
这个网站收集常用的800多个AI绘画常用的提示词和标签,我们可以从中积累提示词和组合。
2.用AI生成提示词
没有思路,不妨用“魔法”打败“魔法”。我们可以用AI助手根据我们的要求来生成提示词。
不仅简单方便,而且可以避免AI理解不了提示词的情况。
而我使用的AI助手是通义千问——
通义tongyi.ai_你的全能AI助手 (aliyun.com)https://tongyi.aliyun.com/qianwen/?st=null
询问提示词的文案例子如下:
你是一个文生图专家,我们现在要做一个实战项目,就是要编排一个文生图话剧
话剧由8张场景图片生成,你需要输出每张图片的生图提示词
具体的场景图片
1、女主正在上课
2、开始睡着了
3、进入梦乡,梦到自己站在路旁
4、王子骑马而来
5、两人相谈甚欢
6、一起坐在马背上
7、下课了,梦醒了
8、又回到了学习生活中
生图提示词要求
1、风格为古风
2、根据场景确定是使用全身还是上半身
3、人物描述
4、场景描述
5、做啥事情
例子:
古风,水墨画,一个黑色长发少女,坐在教室里,盯着黑板,深思,上半身,红色长裙
执行baseline生成图片
将场景和提示词整理成表格
图片编号 | 场景描述 | 正向提示词 | 反向提示词 |
图片1 | 男主正在上课 | 古风,水墨画,一个黑发男生,坐在教室里,盯着黑板,深思,上半身,校服 | 丑陋,变形,嘈杂,模糊,低对比度 |
图片2 | 开始睡着了 | 古风,水墨画,一个黑发男生,坐在教室里,趴在桌子上睡着了,上半身,校服 | 丑陋,变形,嘈杂,模糊,低对比度 |
图片3 | 进入梦乡,梦到自己成为大侠 | 古风,水墨画,背影,一个黑色长发男生,站在屋檐上,古代服饰,手中拿着长剑 | 丑陋,变形,嘈杂,模糊,低对比度 |
图片4 | 一场大战来临 | 古风,水墨画,全景,侧身,一个白衣黑发男生,站在屋檐上,古代服饰,手中拿着长剑,剑指一个黑衣男人 | 丑陋,变形,嘈杂,模糊,低对比度 |
图片5 | 两人交锋 | 古风,水墨画,集中于人脸,一个白衣黑发男生和一个黑衣男人,古代服饰,拿着剑,剑与剑碰撞出火花 | 丑陋,变形,嘈杂,模糊,低对比度 |
图片6 | 获得胜利 | 古风,水墨画,全景,一个白衣黑发男生,站在屋檐上,古代服饰,手中高举长剑,剑上沾着血 | 丑陋,变形,嘈杂,模糊,低对比度 |
图片7 | 下课了,梦醒了 | 古风,水墨画,一个黑发男生,坐在教室里,下课铃声响了,同学们开始走动,从睡梦中醒来,深思,上半身,校服 | 丑陋,变形,嘈杂,模糊,低对比度 |
图片8 | 又回到了学习生活中 | 古风,水墨画,上半身,一个黑发男生,坐在教室里,看着窗外,校服 | 丑陋,变形,嘈杂,模糊,低对比度 |