Sztuczna inteligencja · Artykuł
Jak działa generowanie obrazów przez AI: wyjaśnienie modeli dyfuzji
Opublikowano:
W skrócie
Narzędzia takie jak DALL-E, Midjourney i Stable Diffusion tworzą obrazy przy użyciu modeli dyfuzji: sieci neuronowych wytrenowanych do zamiany obrazu na przypadkowy szum, a następnie odwracania tego procesu. Aby wygenerować nowy obraz, sieć zaczyna od czystego szumu i usuwa go krok po kroku, kierując się poleceniem tekstowym, aż pojawi się spójny obraz.
Ta wersja jest tłumaczeniem maszynowym oryginału (English). Przeczytaj oryginał
Kilka generatorów obrazów AI, które pojawiły się od 2022 roku — w tym DALL-E 2 od OpenAI, Midjourney i Stable Diffusion od Stability AI — zbudowane są na technice zwanej dyfuzją. Zamiast rysować obraz rozumem po rozumie, te systemy uczą się odwracać proces matematyczny, który stopniowo niszczy obraz szumem, a następnie uruchamiają ten proces wstecz, zaczynając od losowego szumu statycznego.
Główna idea: nauka usuwania szumu
Modele dyfuzji do generowania obrazów zostały sformalizowane w artykule z 2020 roku "Denoising Diffusion Probabilistic Models" autorstwa Jonatana Ho, Ajaya Jaina i Pietera Abbeela, opublikowanym w repozytorium badań arXiv. Metoda, opisywana jako inspirowana termodynamiką nierównowagową, działa w dwóch etapach. Na etapie "przodu" używanym tylko podczas treningu do rzeczywistego zdjęcia dodaje się małe ilości losowego szumu (gaussowskiego) w wielu krokach, dopóki obraz nie stanie się nieodróżnialny od szumu statycznego. Na etapie "wstecznym" sieć neuronowa jest trenowana do przewidywania i odejmowania tego szumu krok po kroku, aż obraz oryginalny zostanie odtworzony.
Po wytrenowaniu sieć nie potrzebuje już rzeczywistego zdjęcia do rozpoczęcia. Może zacząć od płótna z czystym losowym szumem i uruchomić te same kroki usuwania szumu, które nauczyła się podczas treningu, tworząc zupełnie nowy obraz, który wcześniej nie istniał. W artykule z 2020 roku stwierdzono, że na zestawie danych CIFAR-10 jego model osiągnął wysokie wyniki jakości obrazu i na większych obrazach 256x256 dorównywał jakości próbek ProgressiveGAN, wcześniejszej techniki generacyjnej opartej na innej architekturze.
Gdzie działa sieć neuronowa: U-Net i wskazówki tekstowe
Sieć, która wykonuje usuwanie szumu, to zwykle U-Net, typ architektury, która zmniejsza obraz, aby przechwycić ogólną strukturę, a następnie odbudowuje go z powrotem do pełnej rozdzielczości. W własnej dokumentacji technicznej Stable Diffusion na GitHub model opisuje się jako wykorzystujący U-Net z 860 milionami parametrów do uruchamiania procesu dyfuzji, wraz z oddzielnym automatem, który kompresuje obrazy do mniejszej reprezentacji matematycznej i dekompresuje wynik z powrotem do pełnego obrazu.
Aby postępować zgodnie z napisanym poleceniem, system potrzebuje sposobu na połączenie słów z pikselami. Zgodnie z tą samą dokumentacją Stable Diffusion, model używa zamrożonego kodera tekstu CLIP ViT-L/14 — komponentu wytrenowanego osobno do dopasowywania tekstu i obrazów — aby zamienić polecenie na reprezentację numeryczną, która kieruje każdym krokiem usuwania szumu, dzięki czemu sieć usuwa szum w taki sposób, aby popchnąć pojawiający się obraz w kierunku tego, co opisują słowa.
- Trening: rzeczywiste obrazy są stopniowo uszkadzane losowym szumem przez wiele kroków, dopóki nie pozostanie tylko szum statyczny.
- Uczenie: sieć neuronowa U-Net jest trenowana do przewidywania i usuwania szumu dodanego na każdym etapie.
- Uwarunkowanie tekstowe: oddzielny koder tekstu (taki jak CLIP) zamienia polecenie w numeryczny przewodnik dla sieci usuwającej szum.
- Generowanie: zaczynając od losowego szumu, wytrenowana sieć usuwa szum krok po kroku, kierując się tekstem, aż pojawi się obraz.
- Dekodowanie (tylko dla modeli latentnych): skompresowana reprezentacja wewnętrzna jest konwertowana z powrotem na obraz o pełnej rozdzielczości.
Przestrzeń pikseli a przestrzeń latentna: dlaczego Stable Diffusion działa na laptopie
Nie wszystkie modele dyfuzji działają w taki sam sposób wewnętrznie. Zgodnie z artykułem MIT Technology Review z grudnia 2022 roku o rozwoju tej technologii, DALL-E 2 wykonuje swój proces usuwania szumu bezpośrednio na pikselach obrazu o pełnej rozdzielczości, podczas gdy Stable Diffusion zamiast tego działa na skompresowanej "latentnej" reprezentacji obrazu wewnątrz sieci neuronowej — podejście, które zdaniem wydawcy pozwoliło Stable Diffusion działać na zwykłych komputerach osobistych, zamiast wymagać dużej infrastruktury serwerowej.
Jeśli zrobisz to tysiąc razy, ostatecznie obraz wygląda tak, jakbyś wyrwał kabel anteny z telewizora — to tylko szum.
Repozytorium GitHub dla Stable Diffusion, utrzymywane przez grupę badawczą CompVis ze Stability AI i Runway, stwierza, że latentne podejście dyfuzji modelu zostało zbudowane na wcześniejszym artykule grupy "High-Resolution Image Synthesis with Latent Diffusion Models", zaprezentowanym na konferencji CVPR 2022 poświęconej widzeniu komputerowemu, i został wytrenowany na obrazach z zestawu danych LAION-5B.
Jak porównują się główne generatory obrazów oparte na dyfuzji
| Model | Organizacja | Uruchomiono | Przestrzeń usuwania szumu |
|---|---|---|---|
| DALL-E 2 | OpenAI | Kwiecień 2022 | Pełne piksele obrazu |
| Imagen / Parti | Ogłoszone maj 2022; nie wydane publicznie w tym czasie, według MIT Technology Review | Nie szczegółowo opisane w recenzowanych źródłach | |
| Midjourney | Midjourney, Inc. | Lato 2022, według MIT Technology Review | Nie szczegółowo opisane w recenzowanych źródłach |
| Stable Diffusion | CompVis / Stability AI / Runway | Sierpień 2022 | Skompresowana reprezentacja latentna |
MIT Technology Review doniosła, że DALL-E 2 osiągnęła milion użytkowników w ciągu około dwóch i pół miesiąca od premiary w kwietniu 2022 roku, a usługa DreamStudio firmy Stable Diffusion przekroczyła milion użytkowników w mniej niż połowę tego czasu po wydaniu w sierpniu 2022 roku — liczby, które wydawca przywołał jako dowód na to, jak szybko podejście dyfuzji osiągnęło masową publiczność w tym roku.
Co ustaliły badania z lat 2020–2022
Podstawowy mechanizm — szum dodawany podczas treningu, szum usuwany podczas generowania, kierowany przez koder tekstu — stanowił podstawę głównych generatorów obrazów, które pojawiły się w 2022 roku, jak opisano w artykule z 2020 roku autorów Ho, Jaina i Abbeela oraz w raportażach z 2022 roku i przeanalizowanej tutaj dokumentacji. Od tego czasu poszczególne firmy naniosły dodatkowe komponenty, takie jak większe U-Nety, większe kodery tekstu lub systemy przepisywania poleceń, na podstawę tej samej struktury dyfuzji.
Pytania
- Czym jest model dyfuzji w prostych słowach?
- To sieć neuronowa wytrenowana do odwracania procesu, który stopniowo przykrywa rzeczywisty obraz losowym szumem; po wytrenowaniu może zacząć od czystego szumu i usuwać go krok po kroku, aby zbudować nowy obraz, jak opisano w artykule z 2020 roku "Denoising Diffusion Probabilistic Models" autorstwa Ho, Jaina i Abbeela.
- Jaka jest różnica między DALL-E 2 a Stable Diffusion?
- Zgodnie z MIT Technology Review, DALL-E 2 usuwa szum bezpośrednio na pikselach obrazu o pełnej rozdzielczości, podczas gdy Stable Diffusion usuwa szum ze skompresowanej "latentnej" reprezentacji obrazu, którą dokumentacja GitHub firmy Stability AI mówi, że pozwala jej działać na konsumenckich GPU zamiast dużej infrastruktury serwerowej.
- Jak polecenie tekstowe faktycznie kieruje generowaniem obrazu?
- Zgodnie z dokumentacją GitHub Stable Diffusion, oddzielny komponent zwany koderem tekstu (CLIP ViT-L/14 w tym modelu) konwertuje polecenie na reprezentację numeryczną, którą konsultuje sieć usuwająca szum na każdym etapie, wpychając pojawiający się obraz w kierunku tego, co opisują słowa.
- Kiedy generatory obrazów oparte na dyfuzji stały się dostępne w 2022 roku?
- MIT Technology Review dokumentuje oś czasu z 2022 roku: DALL-E 2 uruchomiła się w kwietniu; Google ogłosiła Imagen i Parti w maju bez ich publicznego wydania; Midjourney uruchomiła się latem; a open-source Stable Diffusion uruchomiła się w sierpniu.
- Czym jest U-Net i dlaczego modele dyfuzji go używają?
- U-Net to architektura sieci neuronowej, która wykonuje krok po kroku usuwanie szumu; własna dokumentacja techniczna Stable Diffusion opisuje jej wersję jako U-Net z 860 milionami parametrów pracujący wraz z automatem, który kompresuje i dekompresuje obraz.
Źródła
Ten tekst przygotowała sztuczna inteligencja, a przed publikacją przeszedł automatyczną kontrolę źródeł. Jeśli widzisz błąd, poproś o sprostowanie. Poproś o sprostowanie lub odpowiedź · Jak to robimy
Powiązane
Sztuczna inteligencjaWiadomość
OpenAI Ulepszy GPT-6 Astra Pro w ChatGPT za Pomocą Równoległych Agentów AI
OpenAI ogłosiła 16 października 2026 roku, że GPT-6 Astra Pro w ChatGPT pozwala teraz wielu agentom AI pracować nad oddzielonymi częściami tego samego zadania jednocześnie, zamiast by jeden agent wykonywał kroki sekwencyjnie. Funkcja jest aktualnie ograniczona do abonentów ChatGPT Pro, którzy mogą śledzić postęp każdego agenta i otwierać gotowe prace bezpośrednio w czacie.

Sztuczna inteligencjaArtykuł
Jak algorytmy sztucznej inteligencji rozwijają tendencyjność i jakie zabezpieczenia istnieją, aby ją powstrzymać
Systemy AI stają się tendencyjne, gdy uczą się z niereprezzentatywnych danych treningowych lub kodują ludzkie i instytucjonalne założenia wbudowane w ich projekt. Udokumentowane przypadki — narzędzie do zatrudniania Amazon i badanie rozpoznawania twarzy "Gender Shades" z 2018 roku — pokazują, że może to być niekorzystne dla kobiet i osób o ciemniejszej skórze. Regulatorzy w UE i organy normalizacyjne, takie jak NIST, wymagają teraz testowania tendencyjności dla systemów wysokiego ryzyka.
Sztuczna inteligencjaPorównanie
ChatGPT vs Claude vs Gemini w październiku 2026: modele, ceny i porównanie benchmarków
Od października 2026 r. ChatGPT działa na rodzinie GPT-6 od OpenAI (Astra do rozumowania, Sol/Luna do codziennego czatu), flagowym modelem Claude jest Opus 5 firmy Anthropic, a ogólnie dostępnym najlepszym modelem Google jest Gemini 3.1 Pro, podczas gdy nowszy Gemini 4 Argon jest wciąż w ograniczonej fazie wdrażania. Płatne plany początkowe skupiają się wokół $20 miesięcznie, ale te trzy znacznie się rozchodzą w kwestii rozmiaru okna kontekstowego, kosztów API i tego, które benchmarki każda firma podkreśla.

Sztuczna inteligencjaArtykuł
Jak sztuczna inteligencja uczy się z danych: wyjaśnienie uczenia się na tle kontrowersji dotyczącej polityki scrapingu Meta
Modele sztucznej inteligencji uczą się, przetwarzając ogromne ilości tekstu, obrazów lub innych danych i dostosowując wewnętrzne parametry, aż ich prognozy pokrywają się z poprawnymi odpowiedziami, powtarzając się na miliardach przykładów. Źródło tych danych stało się punktem zapalnym w październiku 2026 roku, gdy nowe warunki handlowe Meta zdawały się pozwalać firmie na scrapowanie stron internetowych klientów biznesowych w celu szkolenia sztucznej inteligencji, co wywołało krytykę wydawców i naukowców zajmujących się prawem, zanim Meta zawęziła formulowanie.