DiffBrush – 北邮联合清华等机构推出的图像生成与编辑框架

DiffBrush是什么

DiffBrush是北京邮电大学、清华大学、中国电信人工智能研究所和西北工业大学推出的，无需训练的图像生成与编辑框架，支持用户基于手绘草图直观地控制图像生成。DiffBrush用预训练的文本到图像（T2I）模型，基于颜色引导、实例与语义引导及潜在空间再生等技术，精准控制生成图像的颜色、语义和实例分布。DiffBrush兼容多种T2I模型（如Stable Diffusion、SDXL等），支持LoRA风格调整，用户在画布上简单绘制实例的轮廓和颜色，能生成符合需求的图像。DiffBrush解决了传统T2I模型依赖文本提示的局限性，降低AI绘画的门槛，为用户提供更直观、高效的创作方式。

DiffBrush的主要功能

• 用户友好的图像生成：用户用手绘草图控制生成图像的内容，无需复杂的文本提示或技术知识。
• 颜色控制：根据用户绘制的颜色信息，精确控制生成图像中对应区域的颜色。
• 实例与语义控制：绘制实例的轮廓和标注语义信息，控制生成图像中特定对象的位置和语义属性。
• 图像编辑：在已有图像的基础上进行编辑，例如添加、修改或替换图像中的对象。
• 风格化生成：支持与LoRA（Low-Rank Adaptation）风格调整结合，生成具有不同艺术风格的图像，如油画、国画等。
• 多模型兼容：与多种T2I模型（如Stable Diffusion、SDXL、Flux等）兼容，具有广泛的适用性。

DiffBrush的技术原理

• 扩散模型的引导机制：基于预训练的T2I模型（如Stable Diffusion）的扩散过程。扩散模型逐步去噪，将随机噪声映射为真实图像。DiffBrush修改扩散过程中的去噪方向，引导生成的图像向用户手绘的草图靠拢。
• 颜色引导：基于扩散模型的潜在空间（latent space）与颜色空间的高度相似性，调整潜在空间中的特征，实现对生成图像颜色的精确控制。用户绘制的颜色信息被编码到潜在空间中，用能量函数（如MSE损失）引导生成图像的颜色与用户需求一致。
• 实例与语义引导：基于扩散模型中的注意力机制（如交叉注意力和自注意力）实现实例和语义的控制。用户绘制的实例轮廓被用作注意力图的监督目标，基于调整注意力图的分布，确保生成图像中对象的位置和语义与用户需求一致。
• 潜在空间再生：基于迭代优化初始噪声分布，接近用户手绘草图的目标分布，在扩散过程的早期阶段调整潜在空间，进一步优化生成图像的质量。
• 用户交互与兼容性：将用户的手绘草图与文本提示相结合，用简单的用户界面实现直观的交互。DiffBrush支持多种预训练的T2I模型，用户根据需要调整引导强度等超参数，实现最佳生成效果。

DiffBrush的项目地址

• arXiv技术论文：https://arxiv.org/pdf/2502.20904

DiffBrush的应用场景

• 创意绘画：艺术家和设计师快速将手绘创意转化为高质量图像，支持多种风格，方便实现艺术构思。
• 图像编辑：在已有图片上添加、替换或修改内容，用简单手绘完成操作，适合普通用户和设计师。
• 教育工具：用在艺术和设计教学，帮助学生通过手绘理解色彩、构图和创意表达。
• 游戏设计：快速生成游戏场景、角色或动画草图，支持风格化输出，助力创意迭代。
• 广告设计：根据创意草图快速生成广告图像，满足客户对色彩和布局的要求，提升设计效率。