Stable Diffusionで画像生成AIを始めよう!初心者向けの使い方ガイド

7月 16, 2023

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Stable Diffusionで画像生成AIを始めよう!初心者向けの使い方ガイド
Stable Diffusionについて知りたい人
Stable Diffusionをこれから始めたい人向けに書いています。

本記事の内容

・Stable Diffusionについて
・Stable Diffusionの始め方と使い方

Stable Diffusionは、テキストから画像を生成するAIモデルです。
画像生成AIと聞くと、難しそうに感じるかもしれません。
しかし、Stable Diffusionというオープンソースのツールを使えば、誰でも簡単にテキストから画像を生成できます。
この記事では、Stable Diffusionの基本的な仕組みや使い方を初心者向けに解説します。
あなたの想像力を画像に変える、Stable Diffusionの魅力をぜひ体験してみてください。

Stable Diffusionとは


Stable Diffusionとは、テキストから画像を生成するAIモデルです。
英系スタートアップ企業のStability AIを中心に、CompVis、Runway、LAIONなどが共同で開発し、2022年8月に一般公開されました。
オープンソースで無料かつ無制限に利用できることが特徴です。

Stable Diffusionは、潜在拡散モデルというアルゴリズムによって画像を生成しており、このモデルはオープンソースAIとして公開されています。
Stable Diffusionは、Webアプリケーション上で利用できるサービスがいくつかあり、Hugging FaceやDream Studioなどが有名です。
Stable Diffusionで画像を生成するには、作成したい画像のイメージを英単語で区切って入力するだけで、数秒から数十秒程度でオリジナルの画像が出力されます。
Stable Diffusionは、入力するテキストが長ければ長いほど、また単語の数が多ければ多いほど、ユーザーのイメージに近い画像を生成する傾向があります。

Stable Diffusionは、画像生成AIの中でも高品質な画像を生成できることで知られており、デザイン業界やクリエイティブ業界に大きな影響を与えています。
しかし、Stable Diffusionで生成された画像の著作権は、画像を生成したユーザーに帰属するため、元となるイラストの作者やカメラマンにとっては脅威となる可能性もあります。
そのため、Stable Diffusionを利用する際には、著作権や倫理的な問題にも配慮する必要があります。


 

Stable Diffusionの特徴

Stable Diffusionとは、高次元のデータを低次元の空間に写像することで、データの構造や関係性を把握しやすくする技術です。Stable Diffusionは、以下のような特徴を持っています。

潜在拡散モデル

潜在拡散モデルというアルゴリズムによって画像を生成しており、このモデルはオープンソースAIとして公開されています。

画像生成プロセスを高速化

画像生成プロセスを高速化するため、実際のピクセル空間ではなくより低い次元の潜在空間を利用しています。

テキストと画像の高関連性

テキストエンコーダーとしてOpenAI社が開発したCLIPを利用し、テキストと画像の関連性を高めています。

モデルの軽量化

VAEという技術によってピクセル画像を潜在表現に変換し、モデルの軽量化に成功しています。

高解像度で安定的な画像生成

U-Netというモデルによって画像生成を行っており、高解像度で安定的な画像が得られます。

多様な画像生成

学習データとしてLAION-Aestheticsという23億枚のキャプション付き画像を用いており、多様な画像生成が可能です。

安定性

データの順序やスケールに影響されず、同じデータに対しては常に同じ結果を出力します。
これにより、データの比較や再現性が高まります。

柔軟性

任意の距離尺度やカーネル関数を選択できるため、データの特性に応じて最適な写像を行うことができます。
また、写像後の次元数も自由に設定できます。

効率性

計算量が少なく、高速に動作します。大規模なデータセットでも短時間で処理できます。

直感性

写像後の空間でデータの分布やクラスタリングを視覚的に確認できます。また、写像前後のデータの対応関係も簡単に把握できます。


 

Stable Diffusionの活用例・応用例

Stable Diffusionの活用例・応用例は以下の通りです。

画像認識

画像の特徴量をStable Diffusionで写像することで、画像の類似度やカテゴリーを判定できます。

自然言語処理

文書や単語の意味ベクトルをStable Diffusionで写像することで、文書や単語の類似度やトピックを分析できます。

生物情報学

遺伝子発現データやタンパク質構造データをStable Diffusionで写像することで、生物学的なパターンや機能を発見できます。


 

Stable Diffusionのメリット

データ分析は、ビジネスや研究において重要な活動です。
しかし、データ分析には様々な課題があります。
例えば、以下のような課題が挙げられます。

画像データ分析課題

高次元のデータ

データの次元数が高いと、データの構造や関係性を把握するのが難しくなります。
また、計算量やメモリ消費も増えます。

データの順序やスケールの影響

データの順序やスケールによって、データの分析結果が変わることがあります。
これは、データの比較や再現性を低下させます。

データの特性に応じた分析方法の選択

データの特性によって、最適な分析方法が異なります。
しかし、どの分析方法が適切かを判断するのは容易ではありません。

メリット

これらの課題を解決するために、Stable Diffusionというツールが開発されました。
Stable Diffusionとは、高次元のデータを低次元の空間に写像することで、データの構造や関係性を把握しやすくする技術です。Stable Diffusionは、以下のようなメリットを持っています。

高次元のデータを見える化できる

Stable Diffusionは、高次元のデータを低次元の空間に写像することで、データの分布やクラスタリングを視覚的に確認できます。
これにより、データの構造や関係性を直感的に理解できます。

データの順序やスケールに影響されない

Stable Diffusionは、データの順序やスケールに影響されず、同じデータに対しては常に同じ結果を出力します。これにより、データの比較や再現性が高まります。

データの特性に応じた分析方法を選択できる

Stable Diffusionは、任意の距離尺度やカーネル関数を選択できるため、データの特性に応じて最適な写像を行うことができます。
また、写像後の次元数も自由に設定できます。

以上のように、Stable Diffusionは、データ分析の品質を向上させる強力なツールです。


 

Stable Diffusionの仕組み


Stable Diffusionは、潜在拡散モデルと呼ばれるアルゴリズムを実装したもので、純粋なノイズから少しずつノイズを取り除いていくことで、最終的に何らかの画像を得るという仕組みです。
この過程で、VAEという技術を使って画像を低次元の潜在表現に変換し、U-Netというモデルを使って画像生成の条件づけを行います。
また、テキストから画像への変換には、CLIPという学習済みのテキストエンコーダーを使用します。

Stable Diffusionは、複数のタスクやデータセットで高性能を達成しており、安定的に画像が生成できることも嬉しいポイントです。
入力されたテキストに応じて、さまざまな画像を作成することができます。


 

Stable Diffusionが他の画像生成AIと比べてどのような優位性や利点があるか

Stable Diffusionは、潜在拡散というアルゴリズムを用いて、テキストから高品質な画像を生成するAIです。
Stability AI社が開発し、オープンソースとして公開されています。

Stable Diffusionの特徴は、以下のようにまとめられます。

高性能

Stable Diffusionは、他の画像生成AIと比べて、より高解像度で多様な画像を生成できます。
また、ユーザーが細かい指示を与えることで、画像の構図や色彩などを自由に調整できます。

軽量

Stable Diffusionは、潜在空間という低次元の空間に画像を圧縮して処理することで、モデルのサイズや計算量を削減しています。
これにより、一般的なPCやクラウドサービスでも動作させることが可能になりました。

民主化

Stable Diffusionは、オープンソースとして公開されており、誰でも無料で利用できます。
また、WebUIという簡単な操作画面が提供されており、プログラミングの知識がなくても画像生成を楽しむことができます。

以上のように、Stable Diffusionは画像生成AIの中でも優位性や利点が多くあるAIです。今後もさまざまな分野や用途で活用されることが期待されます。


 

Stable Diffusionの使い方

Stable Diffusionの使い方には、大きく分けて2種類あります。

ブラウザ上で使う方法

Stable Diffusionを使ったWebサービスを利用する方法です。
気軽に試せるメリットがありますが、生成枚数や機能に制限があるデメリットもあります。
例えば、Mage.spaceやDreamstudio、Hugging Faceなどがあります。

ブラウザ上で使う方法は、以下の手順で進めます。
1.Stable Diffusionを使ったWebサービスにアクセスする。
2.画像のイメージをテキストで入力する。例えば、「a cat」や「beautiful scenery」など。
3.生成ボタンを押して画像を生成する。
4.生成された画像を保存する。

ローカル環境で使う方法

自分のパソコンにStable Diffusionをインストールする方法です。
無料で無制限に利用できるメリットがありますが、インストールや設定が面倒なデメリットもあります。
Web UIという部品を使って操作します。

PCにインストールする場合は、推奨スペックを確認してください。
Stable Diffusion WebUIの推奨スペックは以下の通りです。
CPU: Intel Core i7 8700K以上
GPU: NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti以上
メモリ: 32GB以上
ストレージ: SSD 500GB以上

ローカル環境で使う方法は、以下の手順で進めます。
1.PythonとGitというツールをダウンロードする。
2.Web UI(AUTOMATIC1111)という部品をダウンロードする。
3.Stable Diffusionのモデルをダウンロードする。
4.Web UIを起動して画像のイメージをテキストで入力する。
5.生成ボタンを押して画像を生成する。
6.生成された画像を保存する。

以上のように、Stable Diffusionの使い方はブラウザ上で使う方法とローカル環境で使う方法があります。自分の目的や好みに合わせて選んでみましょう。


 

Stable Diffusionで画像生成する際のコツや注意点、トラブルシューティング方法

Stable Diffusionで画像生成する際のコツや注意点、トラブルシューティング方法は、以下のようにまとめられます。

テキストの入力方法

Stable Diffusionは、テキストから画像のイメージを想起します。
テキストは英語で入力する必要があります。
テキストには、画像の内容や特徴、雰囲気、スタイルなどを具体的に記述します。

パワーワードの活用

Stable Diffusionは、特定の単語や固有名詞に反応して画像のクオリティや表現を変えることがあります。
これらの単語や固有名詞をパワーワードと呼びます。
例えば、「Unreal Engine」「Realistic」「4k」「cinematic」「trending on artstation」などがパワーワードです。
パワーワードをテキストに入れることで、画像の仕上がりを綺麗にしたり、リアルにしたり、コンセプトアートっぽくしたりすることができます。

画像のサイズや解像度の調整

table Diffusionは、画像のサイズや解像度を指定することができます。
画像のサイズは「–H」や「–W」などのオプションで指定します。
解像度は「–resolution」や「–detail-scale」などのオプションで指定します。
画像のサイズや解像度を大きくすると、画質が向上しますが、生成時間やメモリ使用量も増えます。

txt2imghdというテクニック

Stable Diffusionでは、txt2imghdというテクニックを使って画質を爆上げすることができます。
txt2imghdとは、通常のtxt2imgにimg2imgと超解像技術を組み合わせることで、Stable Diffusionで作成した画像のクオリティーを大幅に上昇させるテクニックです。
txt2imghdでは、以下のような手順で画質を向上させます。

1.txt2imgを用いて画像を生成する
2.Real-ESRGANなどの超解像技術を用いて画像を拡大する
3.拡大した画像を細かく分割し、1枚ずつimg2imgで綺麗にする
4.綺麗になった画像を結合する

エラーが発生した場合

Stable Diffusionでは、エラーが発生することがあります。
エラーが発生した場合は、以下のような対処方法があります。

テキストを変更する

テキストが不適切だったり矛盾していたりするとエラーが発生することがあります。
例えば、「a cat with wings and horns」というような不自然な組み合わせだったり、「a girl with long hair and short hair」というような矛盾した記述だったりします。
この場合は、テキストを変更してみましょう。

パラメータを変更する

パラメータが不適切だったり極端だったりするとエラーが発生することがあります。
例えば、「–H」や「–W」で画像のサイズを指定する際に、メモリ使用量を超えるような値だったり、「–strength」で強度を指定する際に0や1以外の値だったりします。
この場合は、パラメータを変更してみましょう。

モデルやWeb UIを更新する

モデルやWeb UIが古かったり不完全だったりするとエラーが発生することがあります。
例えば、「git pull」というコマンドで最新版に更新したり、「git clone」というコマンドで再インストールしたりします。
この場合は、モデルやWeb UIを更新してみましょう。

以上のように、Stable Diffusionで画像生成する際のコツや注意点、トラブルシューティング方法は様々あります。
これらを参考にして、Stable Diffusionで素敵な画像を作ってみましょう。


 

Stable Diffusionの用途や活用シーン

Stable Diffusionの用途や活用シーンは、以下のようにまとめられます。

オリジナルグッズの作成

Stable Diffusionで生成した画像を使って、Tシャツやカップ、スマホケースなどのオリジナルグッズを作ることができます。
自分だけのオリジナルデザインを楽しむことができます。

プレゼン資料の挿絵

Stable Diffusionは、プレゼンで使うための適切な絵がなくて困ったときに便利です。
テキストでイメージを入力するだけで、プレゼンにぴったりのオリジナルの画像が生成されます。

ハッカソンやイベントの参加

Stable Diffusionは、ハッカソンやイベントなどで画像生成AIを使って何か面白いものを作りたいときに活用できます。
テキストから画像を生成するだけでなく、画像からテキストを生成したり、画像同士を組み合わせたり、画像にフィルターをかけたりなど、さまざまな機能があります。

クリエイティブなインスピレーション

Stable Diffusionは、クリエイティブな作品を作るときにインスピレーションを得ることができます。
例えば、小説や漫画のキャラクターや背景、イラストやロゴのデザインなどに使えます。
自分では思いつかなかったような発想が生まれるかもしれません。

以上のように、Stable Diffusionは画像生成AIとしてだけでなく、様々な用途や活用シーンがあります。
今後もさらに多くの人がStable Diffusionを使って創造的な作品やサービスを生み出すことが期待されます。


 

まとめ

「Stable Diffusion」は、テキストから高品質な画像を生成できる画像生成AIです。
このブログでは、Stable Diffusionのインストール方法やプロンプトの書き方など、初心者でも分かりやすく解説してきました。
Stable Diffusionを使って、自分のイメージを形にする楽しさを体験してみてください。
最後までご覧いただきありがとうございました。

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