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Diffusion Model发展史(文生图)

Jeremg 2025-02-13 00:01:02
简介Diffusion Model发展史(文生图)

Diffusion Model(扩散模型)在生成图像方面的应用,简单来说就是一种通过逐步“破坏”和“恢复”图像来生成新图像的方法。下面我会用通俗的方式带你了解一下它的发展历程:

  1. 最初的想法: 扩散模型的灵感最早来源于物理学中的扩散过程。比如你往水里滴一滴墨水,墨水就会逐渐扩散开来,变得越来越模糊。最开始,研究者把这个概念应用到图像处理上,构建了一个逐渐加入噪声来破坏图像的过程,然后用一个模型去学习如何逆转这个过程,恢复图像。

  2. 前期探索(2015年左右): 最早的扩散模型主要是在图像处理中试图实现图像去噪。虽然它们可以把图片“还原”回来,但效果并不显著。那时候,生成图像的技术大多依赖于生成对抗网络(GANs),这种技术比较成熟,广泛应用于生成图像。但扩散模型的潜力开始显现,尤其是在图像质量上,它比GANs表现得更加稳定和清晰。

  3. 突破性进展(2015-2020年): 在2015年左右,研究者提出了一种更精细的扩散过程,其中噪声逐渐被添加进图像中,最终形成一种完全模糊的状态,而模型的任务是通过逆向过程逐步恢复出清晰的图像。这时,扩散模型逐渐变得更加精确,能够生成更高质量的图像。

  4. 飞跃发展(2021年以后): 到了2021年,扩散模型进入了一个飞速发展的阶段。很多前沿的生成图像模型,如DALL·E 2Stable Diffusion等,都是基于扩散模型的。这些模型能够通过简单的文字描述生成高质量的图像,比如输入“一个在月光下飞翔的猫”,模型就会根据这个描述生成相关的图像。

  5. 为什么扩散模型这么火

    1. 生成质量好:扩散模型在生成图像时比GANs更加稳定,产生的图像质量更高,细节更丰富。
    2. 更少的训练问题:与GANs相比,扩散模型不会出现训练不稳定的问题,生成的过程也比较直观。
    3. 控制能力强:这些模型不仅能生成图像,还能根据输入的条件进行有针对性的调整,比如根据文字描述生成具体的场景。

总结来说,扩散模型就像是从一张完全模糊的图片开始,通过不断“清理”和“恢复”,最终生成一张看起来非常真实且符合要求的图像。随着研究不断深入,扩散模型的能力越来越强,已经成为当今最前沿的生成图像技术之一。

扩散模型的核心原理确实是通过“逐步破坏”和“恢复”图像来生成图像。但是,你提到的通过文字描述生成高质量图像是扩散模型应用的一个具体例子。这是如何联系在一起的呢?我来帮你理清楚这个关系:

  1. 扩散模型的基本工作原理:

    • 扩散模型最初的任务就是从噪声中恢复图像,过程分为两步:前向过程反向过程
      • 前向过程是把清晰的图像逐渐加上噪声,最终变得完全模糊。
      • 反向过程则是从完全模糊的图像开始,逐步去除噪声,恢复成清晰的图像。

    这个过程本质上是一个“生成”的过程,模型学习如何从噪声中重建图像。而模型训练的目标是让它学会这种逐步恢复图像的技能。

  2. 扩散模型和文字描述生成图像的关系: 文字描述生成图像,听起来像是另外一个任务:模型不仅要恢复图像,还要根据文字理解生成一个全新的图像。这里的关键是,扩散模型可以结合条件信息来生成图像,而文字描述就可以是这种条件信息。

    • 通过将文字描述(比如“一个在海滩上奔跑的狗”)作为条件输入,扩散模型可以在其反向生成过程中,结合文字提示的内容,逐步“清除噪声”并构建出符合描述的图像。
    • 具体来说,模型会在训练时学习到不同文字描述和相应图像之间的关联。比如,描述“狗”和“海滩”时,模型会学习到这两个元素在图像中的特定外观(狗的形状,海滩的景象)。当输入类似的文字时,模型就能通过扩散过程生成符合描述的图像。
  3. 通俗解释:

    • 扩散模型就像是一个“从混乱中恢复秩序”的过程——你从一张乱七八糟的图像开始,然后通过反向步骤逐渐恢复成一张清晰的图片。
    • 文字生成图像,就是让模型在恢复的过程中,根据提供的文字描述“决定”图像该是什么样子。就像你给模型一个故事,它根据这个故事画出一幅图。

所以,文字描述和生成图像的关系在于,扩散模型可以通过加入条件信息(比如文字描述)来引导它恢复出的图像,使得生成的图像符合描述要求。简而言之,文字给出了生成图像的“方向”,扩散模型则在这个方向上生成清晰且相关的图像。

风语者!平时喜欢研究各种技术,目前在从事后端开发工作,热爱生活、热爱工作。