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StableDiffusionXL

目录

1. 简介

StableDiffusionXL 是开源AIGC模型:Huggingface官网stable-diffusion-xl-base-1.0，可以依据文本提示生成相应的图像内容，目前支持了python版的文本生成图像和图像生成图像。该例程支持在V24.04.01(libsophon_0.5.1)及以上的SDK上运行，若bmodel推理出现NAN，或生成图像全黑的情况，请注意驱动版本是否达到要求。

2. 特性

  • 支持BM1684X(x86 PCIe、SoC)
  • 支持FP32(BM1684X)、FP16(BM1684X)
  • 基于sophon-sail的python推理，文生图和图生图两种模式

3. 准备模型

StableDiffusionXL暂时只支持在BM1684X上运行，模型来自于开源的Huggingface，可生成1024*1024大小的图像。用户在用cpu导出onnx/pt模型时，运行内存占用约64G。

3.1 自己下载并且编译模型

用户若自己下载和编译模型，请安装所需的第三方库（下载官方模型需要用户可以正常连接HuggingFace网站）：

pip3 install -r requirements.txt

在scripts路径下，运行export_models_from_Huggingface.py 即可将Huggingface上pipeline中的部件模型以pt/onnx的格式保存在models文件夹下:

cd scripts
python3 export_models_from_Huggingface.py

注意：若执行上述导出脚本时，出现无法连接Huggingface的情况，可使用如下指令从镜像站下载模型（仅在当前终端生效）：

pip3 install -U huggingface_hub
export HF_ENDPOINT=https://hf-mirror.com
python3 export_models_from_Huggingface.py

模型编译前需要安装TPU-MLIR，具体可参考TPU-MLIR环境搭建创建并进入docker环境，注意：请在docker中使用如下指令安装mlir:

pip3 install dfss --upgrade
python3 -m dfss [email protected]:/aigc/tpu_mlir-1.6.502-py3-none-any.whl

安装好后需在TPU-MLIR环境中进入例程目录。使用TPU-MLIR将onnx模型编译为BModel，具体方法可参考《TPU-MLIR快速入门手册》的“3. 编译ONNX模型”(请从算能官网相应版本的SDK中获取)。

最后参考TPU-MLIR工具的使用方式激活对应的环境，并在scripts路径下执行四个bmodel的导出脚本文件（get_text_encoder_bmodel.sh, get_vae_encoder_bmodel.sh, get_vae_decoder_bmodel.sh, get_unet_bmodel.sh），会将models/onnx_pt/下的pt文件转换为bmodel，并将bmodel移入models/BM1684X文件夹下。

./get_text_encoder_bmodel.sh
./get_unet_bmodel.sh
./get_vae_encoder_bmodel.sh
./get_vae_decoder_bmodel.sh

3.2 使用准备好的模型文件

在scripts路径下，可以执行download.sh下载转换好的bmodel模型，运行结束后会在 ../models/BM1684X路径下保存Stable DiffusionXL所需要的所有bmodel，并将下载好的pt/onnx文件保存到../models/onnx_pt/中，用户可以使用准备好的bmodel，也可以用MLIR工具自行编译onnx_pt模型。

cd scripts
./download.sh

在scripts目录下执行上述download脚本后，当前目录下的文件结构如下：

./models
├── BM1684X
│   ├── text_encoder_1_1684x_f32.bmodel   # 使用TPU-MLIR编译，用于BM1684X的FP32 text encoder 1 BModel，最大编码长度为77
│   ├── text_encoder_2_1684x_f16.bmodel   # 使用TPU-MLIR编译，用于BM1684X的FP16 text encoder 2 BModel，最大编码长度为77
│   ├── unet_base_1684x_bf16.bmodel       # 使用TPU-MLIR编译，用于BM1684X的BF16 unet base，对应图像尺寸为1024*1024
│   ├── vae_decoder_1684x_bf16.bmodel     # 使用TPU-MLIR编译，用于BM1684X的BF16 vae decoder
│   └── vae_encoder_1684x_bf16.bmodel     # 使用TPU-MLIR编译，用于BM1684X的BF16 vae encoder
└── onnx_pt
    ├── text_encoder_1
    │   └── text_encoder_1.onnx           # 导出的text encoder 1的onnx模型，用户自行使用
    ├── text_encoder_2
    │   └── text_encoder_2.onnx           # 导出的text encoder 2的onnx模型，用户自行使用
    ├── unet
    │   └── unet_base.pt                  # 导出的unet base的pt模型，用户自行使用
    ├── vae_decoder
    │   └── vae_decoder.pt                # 导出的vae decoder的pt模型，用户自行使用
    └── vae_encoder
        └── vae_encoder.pt                # 导出的vae encoder的pt模型，用户自行使用

4. 运行环境准备

在PCIe上无需修改内存，以下为soc模式相关：

对于1684X系列设备（如SE7/SM7），都可以通过这种方式完成环境准备，使得满足StableDiffusionXL的运行条件。首先，在1684x SoC环境上，参考如下命令修改设备内存:

cd /data/
mkdir memedit && cd memedit
wget -nd https://sophon-file.sophon.cn/sophon-prod-s3/drive/23/09/11/13/DeviceMemoryModificationKit.tgz
tar xvf DeviceMemoryModificationKit.tgz
cd DeviceMemoryModificationKit
tar xvf memory_edit_{vx.x}.tar.xz #vx.x是版本号
cd memory_edit
./memory_edit.sh -p #这个命令会打印当前的内存布局信息
./memory_edit.sh -c -npu 7615 -vpu 3072 -vpp 3072 #npu也可以访问vpu和vpp的内存
sudo cp /data/memedit/DeviceMemoryModificationKit/memory_edit/emmcboot.itb /boot/emmcboot.itb && sync
sudo reboot

5. 例程测试

6. 运行性能测试

图像生成的总体时间与设定的迭代次数相关，此处设定迭代20次，图像大小为(1024, 1024)，性能如下（单位ms）:

测试平台 测试模式 text_encoder_time inference_time vae_encoder_time vae_decoder_time
BM1684X SoC text2img 178.96 37450.7 null 2099.22
BM1684X SoC img2img 178.96 37450.7 1195.56 2099.22

7. FAQ

常见问题解答