# Magic-Animate

## 论文

**MagicAnimate: Temporally Consistent Human Image Animation using Diffusion Model**

* https://arxiv.org/pdf/2311.16498.pdf

## 模型结构

如图所示，该模型的输入为`reference image`（该图像为参考图片），`DensePose sequence`（目标动作），`noisy latents`（随机初始化的噪声，长度与DensePose一致）。`Appearance Encoder`的作用是提取`reference image`的特征，`ControlNet`的作用是提取动作特征，`Temporal Attention`插入`2D-Unet`使其变为`3D-Unet`。
  
![Alt text](readme_images/image-1.png)

## 算法原理

该算法基于stable diffusion，在Unet中插入时序注意力层，将图像领域扩展至视频领域，可以使图像中人物按照给定动作"动起来"，具体如下，

1.时序一致性：在原先的2D-Unet中插入时序注意力层使其变为3D-Unet，将图像领域的扩散模型扩展至视频领域。

2.参考图片特征提取：具有改进的身份和背景保留功能，以增强单帧保真度和时间连贯性。

3.图片-视频联合训练：与图像数据集相比，视频数据集在身份、背景和姿势方面的规模要小得多，且变化更少，限制了动画框架有效学习参考条件的能力，使用联合训练，可以缓解该问题。

4.视频融合：将视频重叠的部分求平均

<img src="readme_images/image-5.png" alt="alt_text" width="300" height="200">


## 环境配置

### Docker（方法一）

    docker pull image.sourcefind.cn:5000/dcu/admin/base/pytorch:2.1.0-ubuntu20.04-dtk24.04.1-py3.10
    docker run --shm-size 10g --network=host --name=magic_animate --privileged --device=/dev/kfd --device=/dev/dri --group-add video --cap-add=SYS_PTRACE --security-opt seccomp=unconfined -v 项目地址(绝对路径):/home/ -v /opt/hyhal:/opt/hyhal:ro -it image.sourcefind.cn:5000/dcu/admin/base/pytorch:2.1.0-ubuntu20.04-dtk24.04.1-py3.10 bash
    pip install -r requirements.txt

### Docker（方法二）

    # 需要在对应的目录下
    docker build -t <IMAGE_NAME>:<TAG> .
    # <your IMAGE ID>用以上拉取的docker的镜像ID替换
    docker run -it --shm-size 10g --network=host --name=magic_animate --privileged --device=/dev/kfd --device=/dev/dri --group-add video --cap-add=SYS_PTRACE -v /opt/hyhal:/opt/hyhal:ro --security-opt seccomp=unconfined <your IMAGE ID> bash
    pip install -r requirements.txt

### Anaconda (方法三)
1、关于本项目DCU显卡所需的特殊深度学习库可从光合开发者社区下载安装：
https://developer.hpccube.com/tool/

    DTK驱动：dtk24.04.1
    python：python3.10
    torch:2.1.0
    torchvision:0.16.0
    torchaudio:2.1.2
    deepspeed:0.12.3
    apex:1.1.0

Tips：以上dtk驱动、python、torch等DCU相关工具版本需要严格一一对应

2、其它非特殊库参照requirements.txt安装

    pip install -r requirements.txt


## 数据集

无

## 推理

模型下载地址：

MagicAnimate - https://huggingface.co/zcxu-eric/MagicAnimate/tree/main

sd-vae-ft-mse - https://huggingface.co/stabilityai/sd-vae-ft-mse

stable-diffusion-v1-5 - https://huggingface.co/runwayml/stable-diffusion-v1-5

注意：如果无法访问，可以使用镜像 https://hf-mirror.com/

    pretrained_models/
    ├── MagicAnimate
    │   ├── appearance_encoder
    │   │   ├── config.json
    │   │   └── diffusion_pytorch_model.safetensors
    │   ├── densepose_controlnet
    │   │   ├── config.json
    │   │   └── diffusion_pytorch_model.safetensors
    │   └── temporal_attention
    │       └── temporal_attention.ckpt
    ├── sd-vae-ft-mse
    │   ├── config.json
    │   └── diffusion_pytorch_model.bin
    └── stable-diffusion-v1-5
        ├── text_encoder
        │   ├── config.json
        │   └── pytorch_model.bin
        ├── tokenizer
        │   ├── merges.txt
        │   ├── special_tokens_map.json
        │   ├── tokenizer_config.json
        │   └── vocab.json
        ├── unet
        │   ├── config.json
        │   └── diffusion_pytorch_model.bin
        ├── v1-5-pruned.ckpt
        └── vae
            ├── config.json
            └── diffusion_pytorch_model.bin

### 命令行

单卡运行

    bash scripts/animate.sh


多卡运行

    bash scripts/animate_dist.sh

## result

![alt](readme_images/m.gif)


### 精度

无

## 应用场景

### 算法类别

`AIGC`

### 热点应用行业

`媒体,科研,教育`

## 预训练权重


预训练权重快速下载中心：[SCNet AIModels](http://113.200.138.88:18080/aimodels)

项目中的预训练权重可从快速下载通道下载： 

- [MagicAnimate](http://113.200.138.88:18080/aimodels/MagicAnimate)

- [sd-vae-ft-mse](http://113.200.138.88:18080/aimodels/sd-vae-ft-mse)

- [stable-diffusion-v1-5](http://113.200.138.88:18080/aimodels/stable-diffusion-v1-5)


## 源码仓库及问题反馈

* https://developer.hpccube.com/codes/modelzoo/magic-animate_pytorch

## 参考资料

* https://github.com/magic-research/magic-animate
