AIGC专栏16——CogVideoX-Fun V1.1版本详解支持图&文生视频与更大的动态性为文生视频添加控制

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已于 2024-09-30 14:56:08 修改

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分类专栏： AIGC专栏文章标签： AIGC 视频生成深度学习 CogVideoX-Fun 视频生成控制

于 2024-09-30 14:41:25 首次发布

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AIGC专栏16——CogVideoX-Fun V1.1版本详解支持图&文生视频与更大的动态性为文生视频添加控制

学习前言
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CogVideoX-Fun V1.1详解
项目使用

学习前言

前段时间开源了CogVideoX-Fun，发现第一版有些时候图生视频不太动，观察了原版的SVD和原版的CogVideoX-I2V，应该要给参考图片添加一些Noise会更好。并且重构了动作更大的数据集，目标动的也就越开心。

另外，筛选了一批带有Pose的视频，训练了带有控制的CogVideoX-Fun模型。
在这里插入图片描述

CogVideoX-Fun V1.1详解

技术储备

Diffusion Transformer (DiT)

DiT基于扩散模型，所以不免包含不断去噪的过程，如果是图生图的话，还有不断加噪的过程，此时离不开DDPM那张老图，如下：
在这里插入图片描述
DiT相比于DDPM，使用了更快的采样器，也使用了更大的分辨率，与Stable Diffusion一样使用了隐空间的扩散，但可能更偏研究性质一些，没有使用非常大的数据集进行预训练，只使用了imagenet进行预训练。

与Stable Diffusion不同的是，DiT的网络结构完全由Transformer组成，没有Unet中大量的上下采样，结构更为简单清晰。

Stable Diffusion 3

在2024年3月，Stability AI发布了Stable Diffusion 3，Stable Diffusion 3一个模型系列，参数量从 800M 到 8B 不等。相比于过去的Stable Diffusion，Stable Diffusion 3的生图质量更高，且更符合人类偏好。

Stable Diffusion 3做了多改进，比如文本信息注入的方式，DiT模型在最初引入文本时，通常使用Cross Attention的方法结合文本信息，如Pixart-α、hunyuan DiT等。Stable Diffusion 3通过Self-Attention引入文本信息。相比于Cross Attention，使用Self-Attention引入文本信息不仅节省了Cross Attention的参数量，还节省了Cross Attention的计算量。

Stable Diffusion 3还引入了RMS-Norm。，在每一个attention运算之前，对Q和K进行了RMS-Norm归一化，用于增强模型训练的稳定性。

同时使用了更大的VQGAN，VQGAN压缩得到的特征维度从原来的4维提升到16维等。
在这里插入图片描述

EasyAnimate-I2V

请添加图片描述
在EasyAnimate中，需要重建的部分和重建的参考图分别通过VAE进行编码，上图黑色的部分代表需要重建的部分，白色的部分代表首图，然后和随机初始化的latent进行concat，假设我们期待生成一个384x672x144的视频，此时的初始latent就是4x36x48x84，需要重建的部分和重建的参考图编码后也是4x36x48x84，三个向量concat到一起后便是12x36x48x84，传入DiT模型中进行噪声预测。

这样模型就可以知道视频的哪些部分需要重建，通过inpaint的方式实现图生视频。

算法细节

V1.1特点

在CogVideoX-FUN v1.1中，我们在之前的数据集中再次做了筛选，选出其中动作幅度较大，而不是静止画面移动的视频，数量大约为0.48m。模型依然支持图片与视频预测，支持像素值从512x512x49、768x768x49、1024x1024x49与不同纵横比的视频生成。我们支持图像到视频的生成与视频到视频的重建。

另外，我们还发布了添加控制信号的训练代码与预测代码，并发布了初版的Control模型。

对比V1.0版本，CogVideoX-FUN V1.1突出了以下功能：

在5b模型中，给参考图片添加了Noise，增加了视频的运动幅度。
发布了添加控制信号的训练代码与预测代码，并发布了初版的Control模型。

参考图片添加Noise

在原本CogVideoX-FUN V1.0的基础上，我们参考CogVideoX和SVD，在非0的参考图向上添加Noise以破环原图，追求更大的运动幅度。

我们5b模型中添加了Noise，2b模型仅使用了新数据进行了finetune，因为我们在2b模型中尝试添加Noise之后，生成的视频运动幅度过大导致结果变形，破坏了生成结果，而5b模型因为更为的强大生成能力，在运动中也保持了较为稳定的输出。

另外，提示词对生成结果影响较大，请尽量描写动作以增加动态性。如果不知道怎么写正向提示词，可以使用smooth motion or in the wind来增加动态性。并且尽量避免在负向提示词中出现motion等表示动态的词汇。

添加控制信号的CogVideoX-Fun

在原本CogVideoX-FUN V1.0的基础上，我们使用Pose控制信号替代了原本的mask信号，将控制信号使用VAE编码后作为Guidance与latent一起进入patch流程，

我们在0.48m数据中进行了筛选，选择出大约20000包含人像的视频与图片进行pose提取，作为condition控制信号进行训练。

在进行训练时，我们根据不同Token长度，对视频进行缩放后进行训练。整个训练过程分为两个阶段，每个阶段的13312（对应512x512x49的视频），53248（对应1024x1024x49的视频）。

以CogVideoX-Fun-V1.1-5b-Pose为例子，其中：

13312阶段，Batch size为128，训练步数为2.4k
53248阶段，Batch size为128，训练步数为1.2k。

工作原理图如下：

项目使用

项目启动

推荐在docker中使用CogVideoX-Fun：

# pull image
docker pull mybigpai-public-registry.cn-beijing.cr.aliyuncs.com/easycv/torch_cuda:cogvideox_fun

# enter image
docker run -it -p 7860:7860 --network host --gpus all --security-opt seccomp:unconfined --shm-size 200g mybigpai-public-registry.cn-beijing.cr.aliyuncs.com/easycv/torch_cuda:cogvideox_fun

# clone code
git clone https://github.com/aigc-apps/CogVideoX-Fun.git

# enter CogVideoX-Fun's dir
cd CogVideoX-Fun

# download weights
mkdir models/Diffusion_Transformer
mkdir models/Personalized_Model

wget https://pai-aigc-photog.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/cogvideox_fun/Diffusion_Transformer/CogVideoX-Fun-2b-InP.tar.gz -O models/Diffusion_Transformer/CogVideoX-Fun-2b-InP.tar.gz

cd models/Diffusion_Transformer/
tar -xvf CogVideoX-Fun-2b-InP.tar.gz
cd ../../

python app.py

到这里已经可以打开gradio网站了。

文生视频

首先进入gradio网站。选择对应的预训练模型，如"models/Diffusion_Transformer/EasyAnimateV3-XL-2-InP-512x512"。然后在下方填写提示词。
请添加图片描述
然后调整视频高宽和生成帧数，最后进行生成；

图生视频

请添加图片描述

图生视频与文生视频有两个不同点：

1、需要指定参考图；
2、指定与参考图类似的高宽；

CogVideoX-Fun的ui已经提供了自适应的按钮Resize to the Start Image，打开后可以自动根据输入的首图调整高宽。
在这里插入图片描述

视频生视频

视频生视频与文生视频有两个不同点：

1、需要指定参考视频；
2、指定与参考视频类似的高宽；

CogVideoX-Fun的ui已经提供了自适应的按钮Resize to the Start Image，打开后可以自动根据输入的视频调整高宽。
请添加图片描述

控制生视频

首先调整model type到Control。
在这里插入图片描述
然后选择对应的带有控制的Model。

可修改prompt如下：

A person wearing a knee-length white sleeveless dress and white high-heeled sandals performs a dance in a well-lit room with wooden flooring. The room's background features a closed door, a shelf displaying clear glass bottles of alcoholic beverages, and a partially visible dark-colored sofa.