前言
久章智能
Stable Diffusion是一种基于扩散模型（Diffusion Models）的生成技术，近年来在图像生成和其他生成任务中取得了显著的进展。该技术以其高质量的生成效果、稳定的训练过程和广泛的应用前景，迅速在学术界和工业界引起了广泛关注。
以下是关于Stable Diffusion的详细介绍。
01 Diffusion Model的概念
所有的AI设计工具，模型和插件，都已经整理好了，?获取~
在前向的过程中，不断地向数据中加入噪音，让图像由原本的状态转化为噪音点，最后变成纯噪声。加入的噪声要满足固定的分布，比如标准的高斯分布。前向的过程也称为扩散的过程。
图：向原始图片中线性添加噪声的变化过程
扩散模型的逆向过程是利用贝叶斯公式，从噪声图片中一步一步的去噪，倒推拟合加上噪音前的那张图片。扩散模型的逆向过程也可以用信息熵的变化来解释。从高熵的纯噪声状态开始，逐步减少数据的随机性和不确定性，通过去噪过程逐步恢复原始数据的结构和特征。
Diffusion Model总结为“前向加噪-反向降噪-训练”的结构。
02 Stable Diffusion介绍
Stable Diffusion建立在Latent Diffusion Models的基础上，借鉴了Google的Imagen，实现了将文字prompt作为条件参与到扩散模型的生成过程中。扩散模型不同于VAE和GAN，扩散模型是从噪音点中一步一步生成，因此需要的计算资源更多。Stable Diffusion可以规避模式坍塌的问题，这类问题常常存在于GAN训练的过程中。（模型坍塌，Mode-collapse，是指生成器倾向于生成同一类别的样本，而忽略了数据集中其他模式的存在。）
图：用Stable Diffusion和DALL-E、VQGAN生成图与原始图片的对比
此外，通过引入交叉注意力层到Stable Diffusion的模型可以将文本、边界框与图像通过统一的方式折射到扩散模型中。由此可实现Stable Diffusion在图像修复、以类别为条件的图像生成、文本生成图像、无条件的图像生成等任务上很好的性能。
图：交叉注意力机制调节LMDs的原理图
03 Stable Diffusion与VAE、GAN的对比
表：Stable Diffusion、VAE、GAN在原理、优缺点等方面的对比表格
综上，Stable Diffusion通过扩散过程生成样本，可以产生高质量的结果，但计算成本较高。VAE提供了一种概率框架，可以学习潜在空间并从中采样，但生成的样本可能不够锐利。GAN通过对抗学习生成高度逼真的样本，但训练过程较为复杂且不稳定。
尽管这三种模型各有优缺点，但在某些情况下，Stable Diffusion相比于VAE和GAN可能更具优势。特别是当需要高质量的图像生成、支持丰富的条件生成任务（如文本到图像）、并且可以接受较高的计算成本时，Stable Diffusion是一个很好的选择。此外，Stable Diffusion 的训练和使用相对更加稳定，这使得它在实际部署中更为可靠。
最终，选择哪种模型取决于具体的应用需求、可用的计算资源以及对生成样本质量的要求。例如，如果项目预算有限且对生成速度有要求，则可能更倾向于使用VAE；如果需要生成非常真实的图像且愿意投入更多的时间和计算资源，则Stable Diffusion可能更适合。
参考文献
[1] Improved Denoising Diffusion Probabilistic Models.Alex Nichol, Prafulla Dhariwal. Alexander Quinn Nichol, Prafulla Dhariwal Proceedings of the 38th International Conference on Machine Learning, PMLR 139:8162-8171, 2021. Available:https://proceedings.mlr.press/v139/nichol21a/nichol21a.pdf
[2] High-Resolution Image Synthesis with Latent Diffusion ModelsRobin Rombach, Andreas Blattmann, Dominik Lorenz, Patrick Esser, Bjorn Ommer , Available: https://arxiv.org/pdf/2112.10752.pdf
[3] J. Li, S. Wang, and D. Chen, Hierarchical Variational Autoencoders with Dynamic Latent Structure Learning, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 46, no. 7, pp. 1374-1388, July 2024, doi: 10.1109/TPAMI.2023.3300123.
[4] M. Kim, L. Zhou, and Y. Lee, Disentangled Representation Learning with Adversarial Regularization in Variational Autoencoders, Journal of Machine Learning Research, vol. 25, no. 1, pp. 1-30, March 2024, doi: 10.5555/3349152.3349178.
[5] E. Odena, A. Olah, and J. Shlens, Conditional Image Synthesis with Auxiliary Classifier GANs, arXiv preprint arXiv:2403.01248, Mar. 2024. [Online]. Available: http://arxiv.org/abs/2403.01248
[6] S. Ioffe, C. Szegedy, and J. Shlens, Improved Techniques for Training Generative Adversarial Networks, Advances in Neural Information Processing Systems, vol. 30, pp. 246-256, Dec. 2023, doi: 10.5555/3327846.3327878.
感兴趣的小伙伴，赠送全套AIGC学习资料和安装工具，包含AI绘画、AI人工智能等前沿科技教程，模型插件，具体看下方。
一、AIGC所有方向的学习路线
AIGC所有方向的技术点做的整理，形成各个领域的知识点汇总，它的用处就在于，你可以按照下面的知识点去找对应的学习资源，保证自己学得较为全面。
二、AIGC必备工具
工具都帮大家整理好了，安装就可直接上手！
三、最新AIGC学习笔记
当我学到一定基础，有自己的理解能力的时候，会去阅读一些前辈整理的书籍或者手写的笔记资料，这些笔记详细记载了他们对一些技术点的理解，这些理解是比较独到，可以学到不一样的思路。
四、AIGC视频教程合集
观看全面零基础学习视频，看视频学习是最快捷也是最有效果的方式，跟着视频中老师的思路，从基础到深入，还是很容易入门的。
五、实战案例
纸上得来终觉浅，要学会跟着视频一起敲，要动手实操，才能将自己的所学运用到实际当中去，这时候可以搞点实战案例来学习。
这份完整版的AIGC全套学习资料已经上传CSDN，朋友们如果需要可以微信扫描下方CSDN官方认证二维码免费领取【保证100%免费】
总结
### 文章总结：Stable Diffusion深度解析与AIGC学习资源#### Stable Diffusion技术概览
Stable Diffusion作为一种基于扩散模型的生成技术，近年来在图像生成领域取得了显著进展。其高质量、稳定性及广泛应用前景引起了学术与工业界的广泛关注。通过“前向加噪-反向降噪-训练”的结构，Stable Diffusion能够从噪声中逐步生成图像，有效规避了如GAN中的模式坍塌问题。同时，引入文字prompt作为条件，进一步提升了其在条件生成任务上的性能。
#### Diffusion Model运行机制
Diffusion Model主要通过前向的噪声添加过程和逆向的去噪过程实现图像生成。前向过程将原始图像逐步转化为纯噪声，而逆向过程则利用贝叶斯公式从噪声中恢复图像结构，逐步减少数据的随机性和不确定性。
#### Stable Diffusion的独特优势
- **高质量生成**：能够生成内容丰富、质量高的图像。
- **稳定训练**：相比GAN，其训练过程更加稳定可靠。
- **丰富条件生成**：支持基于文本、边界框等多种条件生成图像。
- **高灵活性**：适用于图像修复、类别条件图像生成等多种场景。
#### 与VAE、GAN的对比
虽然计算成本较高，但Stable Diffusion在高质量图像生成、丰富的条件生成任务和稳定性方面相较VAE和GAN具有明显优势。VAE虽计算成本较低，但生成的样本可能不够锐利；GAN生成高度逼真样本的同时，训练过程复杂且易不稳定。
#### AIGC学习资源推荐
文章还贴心地提供了全套AIGC学习资料和工具资源，包括：
- **学习路线**：整理AIGC各方向的技术点，帮助学习者系统掌握知识和技能。
- **必备工具**：收集并整理相关模型和插件，方便直接上手实践。
- **学习笔记**：分享前辈的详细笔记，提供不同的理解和思考角度。
- **视频教程**：提供零基础到深入的视频学习资料，帮助快速入门和深入。
- **实战案例**：推荐实际操作案例，将所学知识应用于实际项目中。
#### 获取学习资源方式
文章最后提供了CSDN官方二维码，扫描二维码可免费获取包括Stable Diffusion技术在内的全套AIGC学习资源。