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Stable Diffusion +双Contronet：从 ControlNet 边缘图到双条件融合：实现服装图像生成的技术演进——项目学习记录

news 来源：原创 2025/9/12 6:16:00

前言

学习记录contronet优化：最近，我基于 diffusers 库的 ControlNet，探索了如何通过 Canny 边缘图控制服装图像生成，并逐步升级到融合颜色图的双条件模型。有不断的问题、解决和进步，从最初的边缘图生成到最终实现 27 张图像的批量生成（包括边缘图、颜色图和生成图），每一步都让我对 ControlNet 的能力有了更深的理解。以下是我的技术演进全记录，梳理了从问题提出到解决的完整过程。
部署、优化顺序：
深度学习项目记录·Stable Diffusion从零搭建、复现笔记-CSDN博客
从全灰到清晰图像：我的 Stable Diffusion 多尺度优化学习记录-CSDN博客
Stable Diffusion + Contronet，调参实现LPIPS最优(带生成效果+指标对比)——项目学习记录-CSDN博客

系统：Stable Diffusion+Pyqt5：实现图像生成与管理界面（带保存 + 历史记录 + 删除功能）——我的实验记录（结尾附系统效果图）-CSDN博客

效果：上左（原图）、上中（高斯模糊颜色图）、上右（边缘图）。

生成图：左到右依次：颜色因子左0.5，中0.9，前天单contronet canny边缘图效果）

颜色图因子强度对生成图的影响效果还是不足。

背景：ControlNet 与服装生成

ControlNet 是一种强大的条件生成模型，允许用户通过额外输入（如边缘图、颜色图）控制 Stable Diffusion 的图像生成效果。我的目标是基于 DeepFashion 数据集（包含图像和文本描述，如 MEN-Denim-id_00000080-01_7_additional.jpg: "The lower clothing is of long length. The fabric is cotton and it has plaid patterns."），生成符合描述的服装图像。数据集格式为每行一个键值对（image_name:prompt），图像存储在 D:\YAN\pythonProject\diffusion\Dateset\DeepFashion\Pic，文本描述在 captions.txt。

最初，我实现了基于 Canny 边缘图的 ControlNet 生成，但希望通过加入颜色图，进一步控制图像的色彩分布，提升服装图案和材质的表现。这篇博客记录了我从单条件到双条件（Canny + 颜色图）的技术升级过程。

阶段 1：提出需求——从边缘图到双条件融合

时间：2025年4月12日
问题：
我的初始代码基于 lllyasviel/sd-controlnet-canny，已经可以生成边缘图控制图像生成，但希望加入颜色图作为额外条件。数据集中只有图像和描述，没有单独的颜色标签，我担心颜色图需要手动标注。

解决方案：
后来明确了一点：颜色图其实可以直接从原始图像中提取，

(这里怎么理解呢？我在得知这一点之前的想法是需从文本中筛选提取颜色信息，我停顿了一会，直接能从原图提取颜色信息，都有原图了还要颜色图何用？可能有人会问相同的问题：既然有原始图像，刚好晚餐间隙看《乔布斯传》里<数字中枢>这一章，我想引用的是，对于“乔布斯为何能比其他任何人更清楚预见到未来的数字革命，并全身心投入到这一潮流之中”的回答：一直以来，他都站在人性与科技的交叉点上。乔布斯在很多次产品介绍的最后都会展示一个简单的页面：上面有一个路标：标示着“人文”和“科技”的十字路口。 乔布斯Apple产品以简洁性和人性化广受赞扬，像理解人一样思考计算机算法的优化原理，我有一个初步的联想和思考：从文本中抽取颜色信息，对于没有颜色标签数据的文本，从原图提取比从文本描述中更容易，为什么呢？Python语言相比于其它语言擅长数据处理，包括图像信息处理，这里颜色信息很容易通过RGB向量表示(每个分量的值通常在 0 到 255 之间) ，计算机与人不同，文本对它而言显然没有向量的数字好理解，相较于一整句语言描述，计算机最擅长处理的是数值。有时一些最优的算法，放到计算机视角，究其底层原理上便容易理解了，它最喜欢的是0和1二进制编码、汇编语言。回到最初的问题，有原图需颜色图做何用，一个物体，人眼是能一眼看清颜色和形状等信息的，但计算机不同，理解为不同的维度，比如这里通过Canny边缘图能提取形状、图像中的人物等构造特征，但对颜色属性的考虑就极为优先，这就是为什么边缘图+颜色图，也是为什么contronet融合使用才是最优解(当然多contronet对显存要求也更高)，contronet包括：语义图、草图、姿态图(类似边缘图)、法线图、深度图、涂鸦图(类似草图)、颜色图等，姿态图主要用于视频处理，提取人物关键节点，法线图主要用于控制物体表面的光照和材质，常用于3D演示，这里是图片生成则不需要。计算机读取到图片的颜色、形状等属性信息更易于应用到虚拟试衣等领域。

颜色图其实可以直接从原始图像中提取，比如：

从原始图像提取：对原始图像应用高斯模糊，保留颜色分布，去除细节。
提示词推断：从文本描述提取颜色信息（复杂，暂不搞），可以找有颜色标签的数据集(.csv、.json等)。
用户草图：暂无。

最后采用了从图像直接生成颜色图的方式，用 StableDiffusionControlNetPipeline 同时加载两个 ControlNet：一个是边缘图模型 lllyasviel/sd-controlnet-canny，另一个用 lllyasviel/sd-controlnet-scribble 来近似处理颜色图。颜色图本质上是做了一个高斯模糊。

代码片段：

controlnet_canny = ControlNetModel.from_pretrained("lllyasviel/sd-controlnet-canny", torch_dtype=torch.float16)
controlnet_color = ControlNetModel.from_pretrained("lllyasviel/sd-controlnet-scribble", torch_dtype=torch.float16)
pipe = StableDiffusionControlNetPipeline.from_pretrained("runwayml/stable-diffusion-v1-5",controlnet=[controlnet_canny, controlnet_color],torch_dtype=torch.float16
).to("cuda")# 颜色图
original_color_image = cv2.cvtColor(cv2.imread(image_path), cv2.COLOR_BGR2RGB)
blurred_image = cv2.GaussianBlur(original_color_image, (51, 51), 0)
color_image_pil = Image.fromarray(blurred_image)# 生成
image = pipe(enhanced_prompt, image=[canny_image_pil, color_image_pil], ...).images[0]

进步：

明确了颜色图不需要标注。
高斯模糊处理方法确立。
双 ControlNet 框架构建完毕，支持保存中间图。

阶段 2：适配数据集格式

问题：
默认代码处理的是简单格式（image.jpg: "prompt"），但我的 captions.txt 是完整路径名 + 描述。比如：

"MEN-Denim-id_00000080-01_7_additional.jpg": "The lower clothing is of long length. The fabric is cotton and it has plaid patterns."

解决方案：
调整了文件解析逻辑，处理了引号和分隔符：

dataset_path = r"D:\YAN\pythonProject\diffusion\Dateset\DeepFashion\captions.txt"
image_dir = r"D:\YAN\pythonProject\diffusion\Dateset\DeepFashion\Pic"with open(dataset_path, "r", encoding="utf-8") as file:lines = [line.strip() for line in file if line.strip()]
for i, line in enumerate(lines, 1):try:image_name, prompt = line.split(":", 1)image_name = image_name.strip().strip('"')prompt = prompt.strip().strip('"')except ValueError:print(f"第 {i} 行格式错误，跳过: {line}")continueenhanced_prompt = f"{prompt}, highly detailed fashion design, realistic textures, vivid colors, photorealistic, studio lighting, 4k quality"

进步：

完全适配 DeepFashion 数据格式。
提示词更贴合服装风格。
加入错误处理机制，鲁棒性增强。

阶段 3：解决运行卡顿

问题：
运行生成脚本长时间无响应，甚至出现：

UserWarning: `huggingface_hub` cache-system uses symlinks by default...

解决方案：
定位问题原因：

首次模型加载很慢（大模型下载）。
显存吃紧（双 ControlNet 最少 12GB）。
图像过多。
每张图像生成时间久。

于是进行以下优化：

禁用符号链接警告：

os.environ["HF_HUB_DISABLE_SYMLINKS_WARNING"] = "1"

清显存：torch.cuda.empty_cache()
降推理步数：从 50 → 30 步（20 秒/张）
加日志输出，处理进度清晰
限量测试两张图像验证稳定性

torch.cuda.empty_cache()
lines = lines[:2]  # 限量测试
for i, line in enumerate(lines, 1):print(f"\n处理第 {i}/{len(lines)} 张图像...")with autocast():image = pipe(..., num_inference_steps=30, ...)

进步：

程序不卡了，生成速度快了。
日志显示详细，能定位问题。
限量测试验证可行性。

阶段 4：确认文件夹路径

问题：
我自己的路径结构比较复杂，之前的代码没对上：

边缘图：generated_pic_contronet_canny1
颜色图：generated_pic_contronet_color1
生成图：generated_pic_contronet_2_color1

解决方案：
代码更新为以下路径配置：

image_dir = r"D:\YAN\pythonProject\diffusion\Dateset\DeepFashion\Pic"
save_dir = r"D:\YAN\pythonProject\diffusion\generated_pic_contronet_2\generated_pic_contronet_2_color1"
canny_save_dir = r"D:\YAN\pythonProject\diffusion\generated_pic_contronet_2\generated_pic_contronet_canny1"
color_save_dir = r"D:\YAN\pythonProject\diffusion\generated_pic_contronet_2\generated_pic_contronet_color1"
dataset_path = r"D:\YAN\pythonProject\diffusion\Dateset\DeepFashion\captions.txt"

还加了两个优化：

提示词增加：ultra-detailed clothing patterns
动态模糊核（纯色用 (31, 31)，其余 (51, 51)）

进步：
路径全部对齐，提示词更服装化，生成图像更细腻。

阶段 5：成功测试 2 张图像

问题：
运行 2 张图像做稳定性测试，控制台输出如下：

开始读取 captions.txt...
共读取 27 行数据
处理第 1/2 张图像...
图像: MEN-Denim-id_00000080-01_7_additional.jpg, 提示词: The lower clothing...
Canny 边缘图已保存: ...
颜色图已保存: ...
开始生成图像，预计耗时 10-20 秒...
图像生成完成: ...

但是出现了警告：

FutureWarning: `torch.cuda.amp.autocast` is deprecated...

解决方案：
警告是因为 autocast 的导入方式老了，更新如下：

from torch.amp import autocast
with autocast('cuda'):image = pipe(...)

进步：

2 张图像成功生成：结构准，颜色准。
警告消除，代码更干净。

阶段 6：生成全部 27 张图像

问题：
准备跑完整数据，生成 27 张图像（边缘 + 颜色 + 最终图）。

解决方案：

注释掉限量代码 lines = lines[:2]
保留所有优化（步数 30、模糊核调整、提示词增强等）
添加进度日志
预计耗时 10~12 分钟

for i, line in enumerate(lines, 1):print(f"\n处理第 {i}/{len(lines)} 张图像...")

进步：
支持完整批量生成，图像质量符合预期，生成过程稳定流畅。

总结与展望

从最初的边缘图到双条件融合，我这次探索走了六个阶段：

确定需求，确定颜色图可用高斯模糊搞定
适配 DeepFashion 数据集格式，提示词更贴合服装
优化运行，解决显存和卡顿问题
对齐路径结构，提升整体可用性
测试通过，消除所有运行警告
批量运行成功，稳定生成所有图像

技术收获：

学会了 ControlNet 多条件融合方式（边缘图 + 颜色图）
优化了提示词和权重组合（[1.0, 0.9]）
提升了代码鲁棒性（错误处理 + 日志）

后续优化方向：

效果评估：看看 plaid、cotton、color 表现如何
添加新条件（语义图、深度图）
消融实验

前言