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DPMSolverMultistepScheduler

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DPMSolverMultistepScheduler

DPMSolverMultistepScheduler 是一个多步调度器,源自 Cheng Lu、Yuhao Zhou、Fan Bao、Jianfei Chen、Chongxuan Li 和 Jun Zhu 的论文 DPM-Solver:一种用于扩散概率模型采样的快速 ODE 求解器,约需 10 步DPM-Solver++:用于扩散概率模型引导采样的快速求解器

DPMSolver(及其改进版 DPMSolver++)是一种快速专用高阶求解器,用于扩散 ODE,具有收敛阶保证。根据经验,DPMSolver 仅需 20 步采样即可生成高质量样本,即使在 10 步内也能生成相当好的样本。

提示

建议将 solver_order 设置为 2 用于引导采样,将 solver_order 设置为 3 用于无条件采样。

支持 Imagen 中的动态阈值处理,对于像素空间扩散模型,您可以同时设置 algorithm_type="dpmsolver++"thresholding=True 以使用动态阈值处理。此阈值处理方法不适用于潜在空间扩散模型,例如 Stable Diffusion。

DPMSolver 和 DPM-Solver++ 的 SDE 变体也受支持,但仅限于一阶和二阶求解器。这是一个用于逆向扩散 SDE 的快速 SDE 求解器。建议使用二阶 sde-dpmsolver++

DPMSolverMultistepScheduler

class diffusers.DPMSolverMultistepScheduler

< >

( num_train_timesteps: int = 1000 beta_start: float = 0.0001 beta_end: float = 0.02 beta_schedule: str = 'linear' trained_betas: typing.Union[numpy.ndarray, typing.List[float], NoneType] = None solver_order: int = 2 prediction_type: str = 'epsilon' thresholding: bool = False dynamic_thresholding_ratio: float = 0.995 sample_max_value: float = 1.0 algorithm_type: str = 'dpmsolver++' solver_type: str = 'midpoint' lower_order_final: bool = True euler_at_final: bool = False use_karras_sigmas: typing.Optional[bool] = False use_exponential_sigmas: typing.Optional[bool] = False use_beta_sigmas: typing.Optional[bool] = False use_lu_lambdas: typing.Optional[bool] = False use_flow_sigmas: typing.Optional[bool] = False flow_shift: typing.Optional[float] = 1.0 final_sigmas_type: typing.Optional[str] = 'zero' lambda_min_clipped: float = -inf variance_type: typing.Optional[str] = None timestep_spacing: str = 'linspace' steps_offset: int = 0 rescale_betas_zero_snr: bool = False )

参数

  • num_train_timesteps (int, 默认为 1000) — 训练模型的扩散步数。
  • beta_start (float, 默认为 0.0001) — 推理的起始 beta 值。
  • beta_end (float, 默认为 0.02) — 最终 beta 值。
  • beta_schedule (str, 默认为 "linear") — beta 调度,从 beta 范围到用于步进模型的一系列 beta 的映射。可选择 linearscaled_linearsquaredcos_cap_v2
  • trained_betas (np.ndarray, 可选) — 直接向构造函数传递一个 betas 数组以绕过 beta_startbeta_end
  • solver_order (int, 默认为 2) — DPMSolver 阶数,可以是 123。建议使用 solver_order=2 用于引导采样,使用 solver_order=3 用于无条件采样。
  • prediction_type (str, 默认为 epsilon, 可选) — 调度器函数的预测类型;可以是 epsilon(预测扩散过程的噪声)、sample(直接预测噪声样本)、v_prediction(参见 Imagen Video 论文的 2.4 节)或 flow_prediction
  • thresholding (bool, 默认为 False) — 是否使用“动态阈值处理”方法。这不适用于潜在空间扩散模型,例如 Stable Diffusion。
  • dynamic_thresholding_ratio (float, 默认为 0.995) — 动态阈值处理方法的比率。仅在 thresholding=True 时有效。
  • sample_max_value (float, 默认为 1.0) — 动态阈值处理的阈值。仅在 thresholding=Truealgorithm_type="dpmsolver++" 时有效。
  • algorithm_type (str, 默认为 dpmsolver++) — 求解器的算法类型;可以是 dpmsolverdpmsolver++sde-dpmsolversde-dpmsolver++dpmsolver 类型实现了 DPMSolver 论文中的算法,而 dpmsolver++ 类型实现了 DPMSolver++ 论文中的算法。对于 Stable Diffusion 等引导采样,建议使用 dpmsolver++sde-dpmsolver++solver_order=2
  • solver_type (str, 默认为 midpoint) — 二阶求解器的求解器类型;可以是 midpointheun。求解器类型会稍微影响样本质量,特别是对于少量步数。建议使用 midpoint 求解器。
  • lower_order_final (bool, 默认为 True) — 是否在最后几步使用低阶求解器。仅适用于小于 15 个推理步骤。这可以稳定 DPMSolver 在小于 15 步(特别是小于等于 10 步)时的采样。
  • euler_at_final (bool, 默认为 False) — 是否在最后一步使用欧拉方法。这是数值稳定性与细节丰富性之间的权衡。这可以稳定 DPMSolver 的 SDE 变体在少量推理步骤时的采样,但有时可能导致模糊。
  • use_karras_sigmas (bool, 可选, 默认为 False) — 在采样过程中,是否使用 Karras sigmas 作为噪声调度中的步长。如果为 True,则 sigmas 根据一系列噪声水平 {σi} 确定。
  • use_exponential_sigmas (bool, 可选, 默认为 False) — 在采样过程中,是否使用指数 sigmas 作为噪声调度中的步长。
  • use_beta_sigmas (bool, 可选, 默认为 False) — 在采样过程中,是否使用 beta sigmas 作为噪声调度中的步长。更多信息请参阅 Beta Sampling is All You Need
  • use_lu_lambdas (bool, 可选, 默认为 False) — 在采样过程中,是否使用 Lu 的 DPM-Solver 提出的统一对数信噪比(uniform-logSNR)作为噪声调度中的步长。如果为 True,则 sigmas 和时间步长根据一系列 lambda(t) 确定。
  • use_flow_sigmas (bool, 可选, 默认为 False) — 在采样过程中,是否使用流 sigmas 作为噪声调度中的步长。
  • flow_shift (float, 可选, 默认为 1.0) — 流匹配时间步长调度的偏移值。
  • final_sigmas_type (str, 默认为 "zero") — 采样过程中噪声调度的最终 sigma 值。如果为 "sigma_min",则最终 sigma 与训练调度中的最后一个 sigma 相同。如果为 zero,则最终 sigma 设置为 0。
  • lambda_min_clipped (float, 默认为 -inf) — 为数值稳定性剪裁 lambda(t) 最小值的阈值。这对于余弦(squaredcos_cap_v2)噪声调度至关重要。
  • variance_type (str, 可选) — 对于预测方差的扩散模型,设置为“learned”或“learned_range”。如果设置,模型的输出包含预测的高斯方差。
  • timestep_spacing (str, 默认为 "linspace") — 时间步长的缩放方式。更多信息请参阅 Common Diffusion Noise Schedules and Sample Steps are Flawed 的表 2。
  • steps_offset (int, 默认为 0) — 推理步骤的偏移量,某些模型系列需要。
  • rescale_betas_zero_snr (bool, 默认为 False) — 是否重新缩放 betas 以具有零终端信噪比(SNR)。这使得模型能够生成非常明亮和黑暗的样本,而不是将其限制为中等亮度的样本。与 --offset_noise 松散相关。

DPMSolverMultistepScheduler 是一个用于扩散 ODE 的快速专用高阶求解器。

此模型继承自 SchedulerMixinConfigMixin。有关库为所有调度器(例如加载和保存)实现的通用方法,请查看超类文档。

convert_model_output

< >

( model_output: Tensor *args sample: Tensor = None **kwargs ) torch.Tensor

参数

  • model_output (torch.Tensor) — 从学习到的扩散模型直接输出。
  • sample (torch.Tensor) — 由扩散过程创建的当前样本实例。

返回

torch.Tensor

转换后的模型输出。

将模型输出转换为DPMSolver/DPMSolver++算法所需的相应类型。DPM-Solver旨在离散化噪声预测模型的积分,而DPM-Solver++旨在离散化数据预测模型的积分。

算法和模型类型是解耦的。噪声预测模型和数据预测模型都可以使用DPMSolver或DPMSolver++。

dpm_solver_first_order_update

< >

( model_output: Tensor *args sample: Tensor = None noise: typing.Optional[torch.Tensor] = None **kwargs ) torch.Tensor

参数

  • model_output (torch.Tensor) — 从学习到的扩散模型直接输出。
  • sample (torch.Tensor) — 由扩散过程创建的当前样本实例。

返回

torch.Tensor

上一个时间步的样本张量。

一阶DPMSolver(等同于DDIM)的一个步骤。

multistep_dpm_solver_second_order_update

< >

( model_output_list: typing.List[torch.Tensor] *args sample: Tensor = None noise: typing.Optional[torch.Tensor] = None **kwargs ) torch.Tensor

参数

  • model_output_list (List[torch.Tensor]) — 来自学习扩散模型在当前和后续时间步的直接输出。
  • sample (torch.Tensor) — 由扩散过程创建的当前样本实例。

返回

torch.Tensor

上一个时间步的样本张量。

二阶多步DPMSolver的一个步骤。

multistep_dpm_solver_third_order_update

< >

( model_output_list: typing.List[torch.Tensor] *args sample: Tensor = None noise: typing.Optional[torch.Tensor] = None **kwargs ) torch.Tensor

参数

  • model_output_list (List[torch.Tensor]) — 来自学习扩散模型在当前和后续时间步的直接输出。
  • sample (torch.Tensor) — 由扩散过程创建的当前样本实例。

返回

torch.Tensor

上一个时间步的样本张量。

三阶多步DPMSolver的一个步骤。

scale_model_input

< >

( sample: Tensor *args **kwargs ) torch.Tensor

参数

  • sample (torch.Tensor) — 输入样本。

返回

torch.Tensor

一个缩放后的输入样本。

确保与需要根据当前时间步缩放去噪模型输入的调度器互换使用。

set_begin_index

< >

( begin_index: int = 0 )

参数

  • begin_index (int) — 调度器的起始索引。

设置调度器的起始索引。此函数应在推理之前从管道中运行。

set_timesteps

< >

( num_inference_steps: int = None device: typing.Union[str, torch.device] = None timesteps: typing.Optional[typing.List[int]] = None )

参数

  • num_inference_steps (int) — 使用预训练模型生成样本时使用的扩散步数。
  • device (strtorch.device, 可选) — 时间步应移动到的设备。如果为 None,则时间步不移动。
  • timesteps (List[int], 可选) — 用于支持任意时间步调度器的自定义时间步。如果为 None,时间步将根据 timestep_spacing 属性生成。如果传递了 timesteps,则 num_inference_stepssigmas 必须为 None,并且 timestep_spacing 属性将被忽略。

设置用于扩散链的离散时间步(在推理之前运行)。

步骤

< >

( model_output: Tensor timestep: typing.Union[int, torch.Tensor] sample: Tensor generator = None variance_noise: typing.Optional[torch.Tensor] = None return_dict: bool = True ) SchedulerOutputtuple

参数

  • model_output (torch.Tensor) — 从学习到的扩散模型直接输出。
  • timestep (int) — 扩散链中当前的离散时间步。
  • sample (torch.Tensor) — 由扩散过程创建的当前样本实例。
  • generator (torch.Generator, 可选) — 随机数生成器。
  • variance_noise (torch.Tensor) — 生成噪声的替代方法,通过直接提供方差本身的噪声。对于 LEdits++ 等方法很有用。
  • return_dict (bool) — 是否返回 SchedulerOutputtuple

返回

调度器输出tuple

如果 return_dict 为 True,则返回 SchedulerOutput,否则返回一个元组,其中第一个元素是样本张量。

通过反转 SDE 预测前一个时间步的样本。此函数使用多步 DPMSolver 传播样本。

SchedulerOutput

class diffusers.schedulers.scheduling_utils.SchedulerOutput

< >

( prev_sample: Tensor )

参数

  • prev_sample (torch.Tensor,图像形状为 (batch_size, num_channels, height, width)) — 计算出的上一个时间步的样本 (x_{t-1})prev_sample 应作为去噪循环中的下一个模型输入。

调度器 step 函数输出的基类。

< > 在 GitHub 上更新