# Instruct-Pix2Pix
## 论文
- https://arxiv.org/abs/2211.09800
## 模型结构
InstructPix2Pix 是在 Stable Diffusion 的基础上扩展和微调的一个基于指令微调的图像编辑模型，其核心任务是实现基于自然语言指令的图像编辑：
<div align=center>
    <img src="./imgs/sd.png"/>
</div>
这里的conditioning输入为图像编辑指令

## 算法原理
InstrcutPix2Pix只需要编辑指令就可以对图像进行编辑（编辑指令：把自行车变成摩托车），而其他的方法（ SDEdit 和 Text2Live）需要对图像进行描述，基于GPT-3、Stable Diffusion、Prompt-to-prompt、Classifier-free guidance；其中Prompt-to-prompt 是图像局部修改的原理性基础，也是数据生成的关键之一

<div align=center>
    <img src="./imgs/model.png"/>
</div> 

算法步骤包括：   
- 1、生成多模态训练数据集   
生成过程分为两步:   
第一、微调 GPT3 来生成配对的文本编辑的命令：给一张图的图像描述（Input Caption），生成一个命令（Instruction）来说明要改的内容，同时生成一个对应的编辑后的图片描述(Edited Caption)（上面结构图的左半部分）  
文章中使用GPT3在一个小的自制数据集上微调，这个数据集包括：1）编辑前的图像描述；2）图像编辑命令；3）编辑后的图像描述，文章从LAION-Aesthetics V2 6.5+ 数据集里采集了700个输入图像描述（captions），手写了命令和输出图像描述

  第二，使用文生图模型(SD+P2P)，根据两个文本提示（编辑前图像描述和编辑后图像描述）生成一对相应图像  

- 2、用生成数据来训一个条件扩散模型  
基于 Stable Diffusion 模型框架训练图像生成模型  

## 环境配置
### Docker（方法一）
从[光源](https://www.sourcefind.cn/#/service-list)中拉取docker镜像：
```
docker pull image.sourcefind.cn:5000/dcu/admin/base/pytorch:2.1.0-ubuntu20.04-dtk24.04.2-py3.10
```
创建容器并挂载目录进行开发：
```
docker run -it --name {name} --shm-size=1024G  --device=/dev/kfd --device=/dev/dri/ --privileged --cap-add=SYS_PTRACE --security-opt seccomp=unconfined --ulimit memlock=-1:-1 --ipc=host --network host --group-add video -v /opt/hyhal:/opt/hyhal:ro -v {}:{} {docker_image} /bin/bash
# 修改1 {name} 需要改为自定义名称  
# 修改2 {docker_image} 需要需要创建容器的对应镜像名称  
# 修改3 -v 挂载路径到容器指定路径
pip install -r requirements.txt
```
### Dockerfile（方法二）
```
cd docker
docker build --no-cache -t instruct_pytorch:1.0 .
docker run -it --name {name} --shm-size=1024G  --device=/dev/kfd --device=/dev/dri/ --privileged --cap-add=SYS_PTRACE --security-opt seccomp=unconfined --ulimit memlock=-1:-1 --ipc=host --network host --group-add video -v /opt/hyhal:/opt/hyhal:ro -v {}:{} {docker_image} /bin/bash 
pip install -r requirements.txt
```
### Anaconda（方法三）
线上节点推荐使用conda进行环境配置。
创建python=3.10的conda环境并激活
```
conda create -n instruct python=3.10
conda activate instruct
```

关于本项目DCU显卡所需的特殊深度学习库可从[光合](https://developer.hpccube.com/tool/)开发者社区下载安装。
```
DTK驱动：dtk24.04.2
python：python3.10
pytorch:2.1.0
torchvision:0.16.0
```
安装其他依赖包
```
pip install -r requirements.txt
```
## 数据集 
无

## 训练
无

## 推理
下载预训练权重文件并解压：  
instruct_pix2pix预训练权重下载：[官网下载](http://instruct-pix2pix.eecs.berkeley.edu/instruct-pix2pix-00-22000.ckpt)    
SCNet快速下载连接[SCNet下载](http://113.200.138.88:18080/aimodels/findsource-dependency/instruct_pix2pix)，将ckpt文件保存至checkpoints文件夹中 
解压命令：
```
cat instruct-pix2pix-00-22000_a* > instruct-pix2pix-00-22000.tar.gz 
tar -zxf instruct-pix2pix-00-22000.tar.gz
```

clip-vit-large-patch14权重数据下载：
[huggingface下载](https://huggingface.co/openai/clip-vit-large-patch14)  
SCNet快速下载连接[SCNet下载](http://113.200.138.88:18080/aimodels/findsource-dependency/clip-vit-large-patch14)，所有文件下载后保存到openai/clip-vit-large-patch14文件夹中    

```
# 图片+编辑生成编辑后的图像
python edit_cli.py --input imgs/example.jpg --output imgs/output.jpg --edit "turn him into a cyborg"
```

## result
输入原始图像为： 
<div align=center>
    <img src="imgs/example.jpg"/>
</div>
输入编辑指令为：
```
turn him into a cyborg
```

模型生成图片：
<div align=center>
    <img src="imgs/output.jpg"/>
</div>

编辑后的图像保存位置：imgs/output.jpg  
## 精度
无

## 应用场景
### 算法类别
多模态

### 热点应用行业
AIGC,设计,教育


## 源码仓库及问题反馈
[https://developer.sourcefind.cn/codes/dongchy920/instruct_pix2pix](https://developer.sourcefind.cn/codes/dongchy920/instruct_pix2pix)
## 参考资料
[https://github.com/timothybrooks/instruct-pix2pix](https://github.com/timothybrooks/instruct-pix2pix)