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AI作画技术实践第二期｜用腾讯云智能图片融合优化AI绘画的效果

上一篇文章《AI作画技术实践第一期》提到用腾讯云智能能力如何实现简易版的AI画画，发布后受到大量网友关注，也在思考还能不能做出更好的效果。最近发现AI绘画玩法在短视频平台也掀起了一波热潮，结合在网上看到有一些很优秀的AI画画模型，也想尝试在上一篇的基础上做出更好的体验效果。

接下来完整的分享下我的实践过程，感兴趣的朋友也可以尝试。

1.实现思路

通过AI生成人像图，然后调用腾讯云智能能力进行人脸融合，最终生成一张效果比较好的人像图。

1.1 详细流程：

2.准备工作

2.1 Stable-Diffusion部署

Stable Diffusion 是一个开源的文本转图像模型，可以通过输入一段文字，生成一张符合语义的图片。 具体可以看github的介绍： GitHub - CompVis/stable-diffusion: A latent text-to-image diffusion model

按照文档安装，安装过程大同小异， 不再赘述。

通过脚本的方式生成图片： 

from torch import autocast
from diffusers import StableDiffusionPipeline
import sys

# 指定模型
pipe = StableDiffusionPipeline.from_pretrained(
        # "CompVis/stable-diffusion-v1-4", 
        "runwayml/stable-diffusion-v1-5",
        # "hakurei/waifu-diffusion",
        use_auth_token=True
).to("cuda")

prompt = "a photo of an astronaut riding a horse on mars"
prompt = sys.argv[1]
with autocast("cuda"):
    image = pipe(prompt, num_inference_steps=100).images[0]  
    image.save(sys.argv[2] + ".png")

指定关键词，调用输出，看下生成效果： 

python3 interface.py "*******" out

3.小程序demo实践

下面是我通过小程序端来实现AI作画的过程。

3.1 AI画画服务端：

模型部署好后只能本地执行， 我们简单实现下功能：

一、用户把任务提交到cos上，服务通过拉去cos的内容来执行AI画画任务。

二、通过执行shell命令，并将生成好的图片上传到cos。

COS文档： 对象存储简介_对象存储购买指南_对象存储操作指南-腾讯云

AI画画模型执行代码：

type Request struct {
	SessionId string `json:"session_id"`
	JobId     string `json:"job_id"`
	Prompt    string `json:"prompt"`
	ModelUrl  string `json:"model_url"`
	ImageUrl  string `json:"image_url"`
}

type JobInfo struct {
	JobId string `json:"job_id"`
	Request
}
func run(req *JobInfo) {
	begin := time.Now()

	Log("got a job, %+v", req)
	jobId := req.JobId
	cmd := exec.Command("sh", "start.sh", req.Prompt, jobId)

	err := cmd.Run()
	if err != nil {
		fmt.Println("Execute Command failed:" + err.Error())
		return
	}

	result, err := os.ReadFile(fmt.Sprintf("output/%s.png", jobId))
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	url, err := cos.PutObject(context.Background(), fmt.Sprintf("aidraw/%s.png", jobId), result)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	resp := &Response{
		SessionId: req.SessionId,
		JobId:     jobId,
		JobStatus: "FINISNED",
		CostTime:  time.Since(begin).Milliseconds(),
		ResultUrl: url,
	}
	Log("job finished, %+v", resp)
	data, _ := json.Marshal(resp)
	pushResult(jobId, string(data))
}

通过cos来实现任务管理，涉及到任务拉取和结果上传， 以下是实现代码：

func pullJob() *JobInfo {
	res, _, err := cos.GetInstance().Bucket.Get(context.Background(), &cossdk.BucketGetOptions{
		Prefix:       JOB_QUEUE_PUSH,
		Delimiter:    "",
		EncodingType: "",
		Marker:       "",
		MaxKeys:      10000,
	})
	if err != nil {
		return nil
	}
	var jobId string
	for _, v := range res.Contents {
		if !objectExist(fmt.Sprintf("%s/%s", JOB_QUEUE_RESULT, getNameByPath(v.Key))) {
			jobId = v.Key
			break
		}
	}
	if len(jobId) == 0 {
		return nil
	}
	jobId = getNameByPath(jobId)
	Log("new job %s", jobId)
	resp, err := cos.GetInstance().Object.Get(context.Background(), fmt.Sprintf("%s/%s", JOB_QUEUE_PUSH, jobId), &cossdk.ObjectGetOptions{})
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	defer resp.Body.Close()
	if resp.StatusCode != 200 {
		return nil
	}
	body, err := io.ReadAll(resp.Body)
	if err != nil {
		return nil
	}
	job := &JobInfo{
		JobId: jobId,
	}
	err = json.Unmarshal(body, &job)
	if err != nil {
		return nil
	}

	return job
}

func pullResult(jobId string) *Response {
	resp, err := cos.GetInstance().Object.Get(context.Background(), fmt.Sprintf("%s/%s", JOB_QUEUE_RESULT, jobId), &cossdk.ObjectGetOptions{})
	if err != nil {
		return nil
	}
	defer resp.Body.Close()
	if resp.StatusCode != 200 {
		return nil
	}
	body, err := io.ReadAll(resp.Body)
	if err != nil {
		return nil
	}
	rsp := &Response{}
	json.Unmarshal(body, &rsp)
	return rsp
}

func pushResult(jobId, result string) {
	_, err := cos.PutObject(context.Background(), fmt.Sprintf("%s/%s", JOB_QUEUE_RESULT, jobId), []byte(result))
	if err != nil {
		panic(err)
	}
}

3.2 小程序服务端：

小程序要通过中转服务来异步处理消息，梳理一下server的功能：

一、转发请求到AI画画。

二、查询AI画画的结果。（通过cos中转）

以下是部分代码：

协议相关：

type Request struct {
	SessionId string `json:"session_id"`
	JobId     string `json:"job_id"`
	Prompt    string `json:"prompt"`
	ModelUrl  string `json:"model_url"`
	ImageUrl  string `json:"image_url"`
}

type Response struct {
	SessionId string `json:"session_id"`
	JobId     string `json:"job_id"`
	JobStatus string `json:"job_status"`
	CostTime  int64  `json:"cost_time"`
	ResultUrl string `json:"result_url"`
	TotalCnt  int64  `json:"total_cnt"`
}

提交任务：

// submitJobHandler 提交任务
func submitJobHandler(writer http.ResponseWriter, request *http.Request) {
	body, err := io.ReadAll(request.Body)
	req := &Request{}
	err = json.Unmarshal(body, &req)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	Log("got a submit request, %+v", req)
	jobId := GenJobId()
	pushJob(jobId, string(body))
	resp := &Response{
		SessionId: req.SessionId,
		JobId:     jobId,
		TotalCnt:  sumJob(),
	}
	data, _ := json.Marshal(resp)
	writer.Write(data)
}

// describeJobHandler 查询任务
func describeJobHandler(writer http.ResponseWriter, request *http.Request) {
	body, err := io.ReadAll(request.Body)
	req := &Request{}
	err = json.Unmarshal(body, &req)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	Log("got a query request, %+v", req.JobId)
	var ret *Response
	ret = pullResult(req.JobId)
	if ret == nil {
		ret = &Response{
			SessionId: req.SessionId,
			JobId:     req.JobId,
			JobStatus: "RUNNING",
		}
	}
	data, _ := json.Marshal(ret)
	writer.Write(data)
}

3.3.小程序实现AI画画： 

index.js

// index.js
// 获取应用实例
const app = getApp()

Page({
  data: {
    totalTask: 0,
    leftTime: 40,
    beginTime: 0,
    processTime: 0,
    taskStatus: "STOP",
    inputValue: "",
    tags: [],
    option: [],
    buttonStatus: false,
    index: 0,
    motto: 'Hello World',
    userInfo: {},
    hasUserInfo: false,
    canIUse: wx.canIUse('button.open-type.getUserInfo'),
    canIUseGetUserProfile: false,
    canIUseOpenData: wx.canIUse('open-data.type.userAvatarUrl') && wx.canIUse('open-data.type.userNickName') // 如需尝试获取用户信息可改为false
  },
  // 事件处理函数
  bindViewTap() {
    wx.navigateTo({
      url: '../logs/logs'
    })
  },
  onLoad() {
    if (wx.getUserProfile) {
      this.setData({
        canIUseGetUserProfile: true
      })
    }
    this.onTimeout();
  },
 
  getUserProfile(e) { 
    // 推荐使用wx.getUserProfile获取用户信息，开发者每次通过该接口获取用户个人信息均需用户确认，开发者妥善保管用户快速填写的头像昵称，避免重复弹窗
    wx.getUserProfile({
      desc: '展示用户信息', // 声明获取用户个人信息后的用途，后续会展示在弹窗中，请谨慎填写
      success: (res) => {
        console.log(res)
        this.setData({
          userInfo: res.userInfo,
          hasUserInfo: true
        })
      }
    })
  },
  getUserInfo(e) {
    // 不推荐使用getUserInfo获取用户信息，预计自2021年4月13日起，getUserInfo将不再弹出弹窗，并直接返回匿名的用户个人信息
    console.log(e)
    this.setData({
      userInfo: e.detail.userInfo,
      hasUserInfo: true
    })
  },

  enentloop() {
    var that = this
    if (!that.data.Resp || !that.data.Resp.job_id) {
      console.log("not found jobid")
      return
    }
    return new Promise(function(yes, no) {
      wx.request({
      url: 'http://127.0.0.1:8000/frontend/query',
      data: {
        "session_id": "123",
        "job_id": that.data.Resp.job_id
      },
      method: "POST",
      header: {
        'Content-Type': "application/json"
      },
      success (res) {
        yes("hello");
        if (res.data == null) {
          wx.showToast({
            icon: "error",
            title: '请求查询失败',
          })
          return
        }
        console.log(Date.parse(new Date()), res.data)
        that.setData({
          Job: res.data,
        })
        console.log("job_status: ", res.data.job_status)
        if (res.data.job_status === "FINISNED") {
          console.log("draw image: ", res.data.result_url)
          that.drawInputImage(res.data.result_url);
          that.setData({
            Resp: {},
            taskStatus: "STOP"
          })
        } else {
          that.setData({
            taskStatus: "PROCESSING",
            processTime: (Date.parse(new Date()) - that.data.beginTime)/ 1000
          })
        }
      },
      fail(res) {
        wx.showToast({
          icon: "error",
          title: '请求查询失败',
        })
        console.log(res)
      }
    })
  })
  },

  onTimeout:  function() {
    // 开启定时器
    var that = this;
    let ticker = setTimeout(async function() {
      console.log("begin")
      await that.enentloop();
      console.log("end")
      that.onTimeout();
    }, 3 * 1000); // 毫秒数
    // clearTimeout(ticker);
    that.setData({
      ticker: ticker
    });
  },

  imageDraw() {
    var that = this
    var opt = {}
    if (that.data.option && that.data.option.length > 0) {
      opt = {
        "tags": that.data.option
      }
    }
    console.log("option:", opt)
    wx.request({
      url: 'http://127.0.0.1:8000/frontend/create',
      data: {
        "prompt": that.data.inputValue
      },
      method: "POST",
      header: {
        'Content-Type': "application/json"
      },
      success (res) {
        if (res.data == null) {
          wx.showToast({
            icon: "error",
            title: '请求失败',
          })
          return
        }
        console.log(res.data)
        // let raw = JSON.parse(res.data)
        that.setData({
          Resp: res.data,
        })
        that.setData({
          totalTask: res.data.total_cnt,
          beginTime: Date.parse(new Date())
        })
      },
      fail(res) {
        wx.showToast({
          icon: "error",
          title: '请求失败',
        })
      }
    })
  },

  drawInputImage: function(url) {
    var that = this;
    console.log("result_url: ", url)

    let resUrl = url; // that.data.Job.result_url;
    
    wx.downloadFile({
      url: resUrl,
      success: function(res) {
        var imagePath = res.tempFilePath
        wx.getImageInfo({
          src: imagePath,
          success: function(res) {
            wx.createSelectorQuery()
            .select('#input_canvas') // 在 WXML 中填入的 id
            .fields({ node: true, size: true })
            .exec((r) => {
              // Canvas 对象
              const canvas = r[0].node
              // 渲染上下文
              const ctx = canvas.getContext('2d')
              // Canvas 画布的实际绘制宽高 
              const width = r[0].width
              const height = r[0].height
              // 初始化画布大小
              const dpr = wx.getWindowInfo().pixelRatio
              canvas.width = width * dpr
              canvas.height = height * dpr
              ctx.scale(dpr, dpr)
              ctx.clearRect(0, 0, width, height)

              let radio = height / res.height
              console.log("radio:", radio)
              const img = canvas.createImage()
              var x = width / 2 - (res.width * radio / 2)

              img.src = imagePath
              img.onload = function() {
                ctx.drawImage(img, x, 0, res.width * radio, res.height * radio)
              }
            })
          }
        })
      }
    })
  },

  handlerInput(e) {
    this.setData({
      inputValue: e.detail.value
    })
  },

  handlerSearch(e) {
    console.log("input: ", this.data.inputValue)

    if (this.data.inputValue.length == 0) {
      wx.showToast({
        icon: "error",
        title: '请输入你的创意 ',
      })
      return
    }
    this.imageDraw()
  },
  handlerInputPos(e) {
    console.log(e)
    this.setData({
      inputValue: e.detail.value
    })
  },
  handlerInputFusion(e) {
    console.log(e)
    this.setData({
      inputUrl: e.detail.value
    })
  },
  handlerInputImage(e) {
    console.log(e)
  },
  clickItem(e) {
    let $bean = e.currentTarget.dataset
    console.log(e)
    console.log("value: ", $bean.bean)
    this.setData({
      option: $bean.bean
    })
    this.imageDraw()
  }
})

index.wxml:

<view   style="width: 750rpx; height: 1229rpx; display: flex; box-sizing: border-box">
  <div   style="width: 673rpx; height: 70rpx; display: block; box-sizing: border-box">
    <input placeholder="写下你的创意"   bindinput="handlerInput" />
    <input placeholder="待融合URL"   bindinput="handlerInputFusion" />
    <button   loading="{{buttonStatus}}" bindtap="handlerSearch" size="mini" style="width: 158rpx; height: 123rpx; display: block; box-sizing: border-box; left: 0rpx; top: -60rpx; position: relative"> 立即生成 </button>
  </div>
  <view class="text_box">
    <text   style="position: relative; left: 18rpx; top: 0rpx">完成任务数：</text>
    <text   style="position: relative; left: 8rpx; top: 0rpx">{{totalTask}},</text>
    <text   style="position: relative; left: 38rpx; top: 0rpx">{{taskStatus}}</text>
    <text   style="position: relative; left: 43rpx; top: 0rpx">{{processTime}}/{{leftTime}}s</text>
  </view>

  <view   style="position: relative; left: 2rpx; top: 51rpx; width: 714rpx; height: 40rpx; display: flex; box-sizing: border-box">
    <text   style="width: 199rpx; height: 0rpx; display: block; box-sizing: border-box; position: relative; left: 1rpx; top: -92rpx">作品图片</text>
    <view style="position: relative; left: -15rpx; top: 2rpx; width: 571rpx; height: 0rpx; display: block; box-sizing: border-box"></view>
  </view>
  <canvas type="2d"   style="background: rgb(228, 228, 225); width: 673rpx; height: 715rpx; position: relative; left: 2rpx; top: -64rpx; display: block; box-sizing: border-box">
  </canvas>
  <view   style="position: relative; left: 0rpx; top: 50rpx; width: 714rpx; height: 58rpx; display: flex; box-sizing: border-box">
  </view>
</view>

到这里就实现了一个AI画画小程序。接下来看下效果， 通过输入关键字可以得到作品图： 

新的问题来了， 测试下来， 发现AI模型直接生成的图， 人脸部分不太理想， 如下图所示：

如何使得人像更加自然呢？ 我调研了市面上现有的AI能力， 发现腾讯云AI的人脸融合可以实现换脸功能， 下面看下具体介绍。

3.4. 人脸融合

3.4.1 人脸融合介绍

3.5.2 融合功能演示：

​​​​​​​

3.4.3 融合控制台：

用于创建活动和素材。 

3.4.4 素材管理：

添加素材即可：

这里的素材指的就是我们通过AI生成的图， 下面看下效果。

3.4.5 验证AI画画+融合效果

我们将上述有问题的图片上传到图片融合的DEMO页， 我们做一次图片人脸融合，发现效果相当惊艳：

下面是正常换脸效果:

基于上述结果， 结合我们的使用场景， 我们可以在现有的AI画画基础上增加腾讯云图片融合的能力。

3.5 小程序增加融合效果：

我们在原来的流程基础上增加融合的步骤，下面是具体流程： 

3.5.1 大概思路: 

3.5.2 详细流程： 

增加人脸融合的操作。

3.5.3 服务端增加人脸融合处理接口：

在小程序服务端增加融合的任务处理： 

// facefusionHandler ...
func facefusionHandler(writer http.ResponseWriter, request *http.Request) {
	body, err := io.ReadAll(request.Body)
	req := &Request{}
	err = json.Unmarshal(body, &req)
	if err != nil {
		panic(err)
	}

	ret := &Response{
		SessionId: req.SessionId,
 		// 将AI画画的图上传至素材管理， 并和输入图做融合
		ResultUrl: rawCloud(req.ModelUrl, req.ImageUrl),
	}
	data, _ := json.Marshal(ret)
	writer.Write(data)
}

将AI画画的图上传到素材管理，一般需要在控制台执行， 我这里直接通过API来调用， 需要手写V3签名， 代码就不贴了， 感兴趣的可以在这里看下。

3.5.4 小程序端增加融合后置任务：

小程序端在拿到AI画画后的图， 根据需要走一遍融合操作。

facefusion(modelUrl, imageUrl) {
    var that = this;
    that.setData({
      taskStatus: "融合中...",
      processTime: (Date.parse(new Date()) - that.data.beginTime)/ 1000
    })
    wx.request({
      url: 'http://127.0.0.1:8000/frontend/fusion',
      data: {
        "session_id": "123",
        "model_url": modelUrl,
        "image_url": imageUrl
      },
      method: "POST",
      header: {
        'Content-Type': "application/json"
      },
      success (res) {
        if (res.data == null) {
          wx.showToast({
            icon: "error",
            title: '请求融合失败',
          })
          return
        }
        
        if (res.data.result_url !== "") {
          console.log("draw image: ", res.data.result_url)
          that.drawInputImage(res.data.result_url);
          that.setData({
            Resp: {}
          })
          that.setData({
            taskStatus: "STOP"
          })
          // clearTimeout(that.data.ticker);
        } else {
          that.setData({
            taskStatus: "PROCESSING",
            processTime: (Date.parse(new Date()) - that.data.beginTime)/ 1000
          })
        }
        // a portrait of an old coal miner in 19th century, beautiful painting with highly detailed face by greg rutkowski and magali villanueve
      },
      fail(res) {
        wx.showToast({
          icon: "error",
          title: '请求融合失败',
        })
        console.log(res)
      }
    })
  },

编译启动， 任务状态这里会增加“融合中”的状态：

看下前后对比， 这是AI生成的图：

经过融合后的图：

优化了下界面， 看看最终版：： 

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总结

至此，就实现了一个AI画画+人像融合的demo， 二者搭配使用，可以生成更好的人脸效果， 也可以自己组织比较好的prompt来生成比较好的人像图。 在huggingface上有很多模型和关键词值得探索， 本期先介绍到这里了。

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更新时间 2023-12-04