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distill-sd

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更小更快速的Stable Diffusion模型，依靠知识蒸馏实现高质量图像生成

基于知识蒸馏技术开发的小型高速Stable Diffusion模型。这些模型保留了完整版本的图像质量，同时大幅减小了体积和提升了速度。文档详细介绍了数据下载脚本、U-net训练方法和模型参数设置，还支持LoRA训练及从检查点恢复。提供清晰的使用指南和预训练模型，适配快速高效图像生成需求。

Stable Diffusion模型压缩训练细节预训练检查点神经网络Github开源项目
GitHubHugging Face论文

项目介绍：Distill-SD

概述

Distill-SD 项目通过知识蒸馏技术，打造了更小更快的 Stable Diffusion 模型。这些缩小版的模型能够在保持接近质量的前提下，显著提高图像生成的速度，并优化存储空间使用。此项目的实施基于 BK-SDM 的研究论文中的理论。

项目组成

  • data.py：包含下载训练数据的脚本。
  • distill_training.py：用于根据研究论文中的方法训练 U-net，用户可以调整配置以训练不同尺寸的模型（如 sd_small 或 sd_tiny）、批次大小及其他超参数。这部分代码源于 Huggingface 的 diffusers 库。
  • LoRA 训练与从检查点开始的训练可以通过标准的 diffusers 脚本完成。

训练详情

知识蒸馏训练类似于一个大模型（教师模型）和小模型（学生模型）的学习过程。教师模型利用大规模数据进行训练，而学生模型在较小规模数据集上进行训练，目标是模仿教师模型的输出。Distill-SD 使用了 SG161222/Realistic_Vision_V4.0 的 U-net 模型作为教师模型，并从 recastai/LAION-art-EN-improved-captions 数据集中选择了一部分数据进行训练。

最终的训练损失包含：教师模型和学生模型之间的噪声预测 MSE 损失、实际噪声和预测噪声之间的任务损失、以及 U-net 中每个块后的预测损失总和。

参数情况

  • 常规 Stable Diffusion U-net 参数：859,520,964
  • SD_Small U-net 参数：579,384,964
  • SD_Tiny U-net 参数：323,384,964

使用方法

可以通过 Python 脚本在 GPU 上运行图像生成。用户需要提供提示语和负面提示语，以及适当的模型路径等配置参数。

训练模型

Distill-SD 的训练脚本类似于 diffusers 的文本到图像微调脚本，但增加了一些参数，例如：

  • --distill_level：指定使用的模型类型，如 "sd_small" 或 "sd_tiny"。
  • --output_weight 和 --feature-weight：用于缩放输出和特征级别的知识蒸馏损失。

速度优势

相较于完整版本，Distill-SD 模型可实现高达 100% 的推断速度提升和 30% 的显存使用减少，其训练和 LORA 训练也具备加速性能。

局限性

虽然 Distill-SD 模型在许多方面都已经很优秀，但其效果尚未达到生产质量水平。在多概念或组合性上仍有进一步提高的空间。

研究路线图

团队计划在未来开发 SDXL 蒸馏模型、进一步优化 SD-1.5 基础模型、应用 Flash Attention-2 和 TensorRT 等技术以提高模型的训练和推断速度。

致谢

项目得到了 Nota AI 在模型压缩领域研究的启发和支持。在此向他们的研究工作表达谢意。

通过以上的改进和计划，Distill-SD 项目继续致力于将模型压缩及快速高效的图像生成推向新高。

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