ControlNet构图控制

最初的 ControlNet 主要用于线稿上色、图像风格化、可控姿态的人体生成等任务。

如今各路网友脑洞大开，使用 ControlNet 做出了创意二维码、将文字自然地融入照片等趣味效果。

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ControlNet 的基本结构

加粗样式

ControlNet 并没有改变 SD 模型的 VAE、CLIP 文本编码器和 UNet 结构，而是在这个方案的基础上多加了一些东西。 ControlNet 作为一个即插即用的插件，训练过程应该避免影响到 SD 模型的部分。 固定 SD 权重可以减少一半以上的可学习参数，这么做能节省计算资源。

主要思路：

• 锁定原始diffusion模型的参数,同时复制可训练的参数副本。这样可以保留原始模型的能力,同时新增可训练的参数用于学习条件控制。
• 使用“零卷积”层(weights和bias初始化为0)连接原始模型和可训练副本。这可以避免训练初期参数被噪声污染,保护预训练模型。
• 在diffusion模型的encoder模块添加ControlNet结构。具体来说,对Stable Diffusion的12个编码块和1个中间块应用ControlNet。
• ControlNet接收条件图像作为输入(比如边缘、人体姿态等),先降采样到与diffusion模型latent space大小一致,然后输入到ControlNet。
• 训练时随机排除部分文本提示,迫使模型从条件图像中学习语义信息。
• 推理时,可以组合使用多个ControlNet为同一diffusion模型添加多个条件控制。

训练 ControlNet

第一，根据你要使用的控制方法，在你的数据集上生成这些控制条件，比如提取图像边缘轮廓或者提取人体姿态点。

第二，按照标准的 SD 模型训练流程进行训练，UNet 的输入包括带噪声的潜在表示、时间步 t 的编码、prompt 文本表征和 ControlNet 的控制信号。

标准 SD 训练过程中使用无分类器引导，一般有 10% 的概率会将训练的 prompt 设置为空字符串。而 ControlNet 的训练中，这个概率是 50%！

这是为了让 SD 模型在预测噪声时，有更多信号源自 ControlNet 的控制信号，而不是 prompt 文本表征。说到底，还是为了加强控制。

在训练 ControlNet 时，针对每一种控制条件需要单独完成。这里的控制条件可以是轮廓线（Canny、HED 等），也可以是法线、深度图等。所以，在 Hugging Face 中我们可以找到 20 余种不同的 ControlNet 模型权重。下一讲我们会探讨这些权重的使用方式。