Update README.md

Dev

README-ja.md

@@ -1,7 +1,7 @@
 ## リポジトリについて
 Stable Diffusionの学習、画像生成、その他のスクリプトを入れたリポジトリです。
 
-[README in English](./README.md)
+[README in English](./README.md) ←更新情報はこちらにあります
 
 GUIやPowerShellスクリプトなど、より使いやすくする機能が[bmaltais氏のリポジトリ](https://github.com/bmaltais/kohya_ss)で提供されています（英語です）のであわせてご覧ください。bmaltais氏に感謝します。
 
@@ -16,9 +16,11 @@ GUIやPowerShellスクリプトなど、より使いやすくする機能が[bma
 
 当リポジトリ内およびnote.comに記事がありますのでそちらをご覧ください（将来的にはすべてこちらへ移すかもしれません）。
 
-* note.com [環境整備とDreamBooth学習スクリプトについて](https://note.com/kohya_ss/n/nba4eceaa4594)
+* [DreamBoothの学習について](./train_db_README-ja.md)
 * [fine-tuningのガイド](./fine_tune_README_ja.md):
 BLIPによるキャプショニングと、DeepDanbooruまたはWD14 taggerによるタグ付けを含みます
+* [LoRAの学習について](./train_network_README-ja.md)
+* [Textual Inversionの学習について](./train_ti_README-ja.md)
 * note.com [画像生成スクリプト](https://note.com/kohya_ss/n/n2693183a798e)
 * note.com [モデル変換スクリプト](https://note.com/kohya_ss/n/n374f316fe4ad)
 
@@ -44,12 +46,11 @@ PowerShellを使う場合、venvを使えるようにするためには以下の
 
 通常の（管理者ではない）PowerShellを開き以下を順に実行します。
 
-
 ```powershell
 git clone https://github.com/kohya-ss/sd-scripts.git
 cd sd-scripts
 
-python -m venv --system-site-packages venv
+python -m venv venv
 .\venv\Scripts\activate
 
 pip install torch==1.12.1+cu116 torchvision==0.13.1+cu116 --extra-index-url https://download.pytorch.org/whl/cu116
@@ -70,7 +71,7 @@ accelerate config
 git clone https://github.com/kohya-ss/sd-scripts.git
 cd sd-scripts
 
-python -m venv --system-site-packages venv
+python -m venv venv
 .\venv\Scripts\activate
 
 pip install torch==1.12.1+cu116 torchvision==0.13.1+cu116 --extra-index-url https://download.pytorch.org/whl/cu116
@@ -84,19 +85,29 @@ copy /y .\bitsandbytes_windows\main.py .\venv\Lib\site-packages\bitsandbytes\cud
 accelerate config
 ```
 
+（注:``python -m venv venv`` のほうが ``python -m venv --system-site-packages venv`` より安全そうなため書き換えました。globalなpythonにパッケージがインストールしてあると、後者だといろいろと問題が起きます。）
+
 accelerate configの質問には以下のように答えてください。（bf16で学習する場合、最後の質問にはbf16と答えてください。）
 
 ※0.15.0から日本語環境では選択のためにカーソルキーを押すと落ちます（……）。数字キーの0、1、2……で選択できますので、そちらを使ってください。
 
 ```txt
-- 0
-- 0
+- This machine
+- No distributed training
 - NO
 - NO
-- All
+- NO
+- all
 - fp16
 ```
 
+※場合によって ``ValueError: fp16 mixed precision requires a GPU`` というエラーが出ることがあるようです。この場合、6番目の質問（
+``What GPU(s) (by id) should be used for training on this machine as a comma-separated list? [all]:``）に「0」と答えてください。（id `0`のGPUが使われます。）
+
+### PyTorchとxformersのバージョンについて
+
+他のバージョンでは学習がうまくいかない場合があるようです。特に他の理由がなければ指定のバージョンをお使いください。
+
 ## アップグレード
 
 新しいリリースがあった場合、以下のコマンドで更新できます。
@@ -110,9 +121,13 @@ pip install --upgrade -r <requirement file name>
 
 コマンドが成功すれば新しいバージョンが使用できます。
 
+## 謝意
+
+LoRAの実装は[cloneofsimo氏のリポジトリ](https://github.com/cloneofsimo/lora)を基にしたものです。感謝申し上げます。
+
 ## ライセンス
 
-スクリプトのライセンスはASL 2.0ですが、一部他のライセンスのコードを含みます。
+スクリプトのライセンスはASL 2.0ですが（Diffusersおよびcloneofsimo氏のリポジトリ由来のものも同様）、一部他のライセンスのコードを含みます。
 
 [Memory Efficient Attention Pytorch](https://github.com/lucidrains/memory-efficient-attention-pytorch): MIT
 

README.md

@@ -1,5 +1,42 @@
 This repository contains training, generation and utility scripts for Stable Diffusion.
 
+## Updates
+
+__Stable Diffusion web UI now seems to support LoRA trained by ``sd-scripts``.__ Thank you for great work!!! 
+
+Note: The LoRA models for SD 2.x is not supported too in Web UI.
+
+- 29 Jan. 2023, 2023/1/29
+  - Add ``--lr_scheduler_num_cycles`` and ``--lr_scheduler_power`` options for ``train_network.py`` for cosine_with_restarts and polynomial learning rate schedulers. Thanks to mgz-dev!
+  - Fixed U-Net ``sample_size`` parameter to ``64`` when converting from SD to Diffusers format, in ``convert_diffusers20_original_sd.py``
+  - ``--lr_scheduler_num_cycles`` と ``--lr_scheduler_power`` オプションを ``train_network.py`` に追加しました。前者は cosine_with_restarts、後者は polynomial の学習率スケジューラに有効です。mgz-dev氏に感謝します。
+  - ``convert_diffusers20_original_sd.py`` で SD 形式から Diffusers に変換するときの U-Net の ``sample_size`` パラメータを ``64`` に修正しました。
+- 26 Jan. 2023, 2023/1/26
+  - Add Textual Inversion training. Documentation is [here](./train_ti_README-ja.md) (in Japanese.)
+  - Textual Inversionの学習をサポートしました。ドキュメントは[こちら](./train_ti_README-ja.md)。
+- 24 Jan. 2023, 2023/1/24
+  - Change the default save format to ``.safetensors`` for ``train_network.py``.
+  - Add ``--save_n_epoch_ratio`` option to specify how often to save. Thanks to forestsource! 
+    - For example, if 5 is specified, 5 (or 6) files will be saved in training.
+  - Add feature to pre-calculate hash to reduce loading time in the extension. Thanks to space-nuko!
+  - Add bucketing metadata. Thanks to space-nuko!
+  - Fix an error with bf16 model in ``gen_img_diffusers.py``.
+  - ``train_network.py`` のモデル保存形式のデフォルトを ``.safetensors`` に変更しました。
+  - モデルを保存する頻度を指定する ``--save_n_epoch_ratio`` オプションが追加されました。forestsource氏に感謝します。
+    - たとえば 5 を指定すると、学習終了までに合計で5個（または6個）のファイルが保存されます。
+  - 拡張でモデル読み込み時間を短縮するためのハッシュ事前計算の機能を追加しました。space-nuko氏に感謝します。
+  - メタデータにbucket情報が追加されました。space-nuko氏に感謝します。
+  - ``gen_img_diffusers.py`` でbf16形式のモデルを読み込んだときのエラーを修正しました。
+
+Stable Diffusion web UI本体で当リポジトリで学習したLoRAモデルによる画像生成がサポートされたようです。
+
+注：SD2.x用のLoRAモデルはサポートされないようです。
+
+Please read [Releases](https://github.com/kohya-ss/sd-scripts/releases) for recent updates.
+最近の更新情報は [Release](https://github.com/kohya-ss/sd-scripts/releases) をご覧ください。
+
+##
+
 [日本語版README](./README-ja.md)
 
 For easier use (GUI and PowerShell scripts etc...), please visit [the repository maintained by bmaltais](https://github.com/bmaltais/kohya_ss). Thanks to @bmaltais!
@@ -8,6 +45,7 @@ This repository contains the scripts for:
 
 * DreamBooth training, including U-Net and Text Encoder
 * fine-tuning (native training), including U-Net and Text Encoder
+* LoRA training
 * image generation
 * model conversion (supports 1.x and 2.x, Stable Diffision ckpt/safetensors and Diffusers)
 
@@ -21,10 +59,11 @@ The scripts are tested with PyTorch 1.12.1 and 1.13.0, Diffusers 0.10.2.
 
 All documents are in Japanese currently, and CUI based.
 
-* note.com [Environment setup and DreamBooth training guide](https://note.com/kohya_ss/n/nba4eceaa4594)
+* [DreamBooth training guide](./train_db_README-ja.md)
 * [Step by Step fine-tuning guide](./fine_tune_README_ja.md):
 Including BLIP captioning and tagging by DeepDanbooru or WD14 tagger
 * [training LoRA](./train_network_README-ja.md)
+* [training Textual Inversion](./train_ti_README-ja.md)
 * note.com [Image generation](https://note.com/kohya_ss/n/n2693183a798e)
 * note.com [Model conversion](https://note.com/kohya_ss/n/n374f316fe4ad)
 
@@ -49,7 +88,7 @@ Open a regular Powershell terminal and type the following inside:
 git clone https://github.com/kohya-ss/sd-scripts.git
 cd sd-scripts
 
-python -m venv --system-site-packages venv
+python -m venv venv
 .\venv\Scripts\activate
 
 pip install torch==1.12.1+cu116 torchvision==0.13.1+cu116 --extra-index-url https://download.pytorch.org/whl/cu116
@@ -61,20 +100,32 @@ cp .\bitsandbytes_windows\cextension.py .\venv\Lib\site-packages\bitsandbytes\ce
 cp .\bitsandbytes_windows\main.py .\venv\Lib\site-packages\bitsandbytes\cuda_setup\main.py
 
 accelerate config
-
 ```
 
+update: ``python -m venv venv`` is seemed to be safer than ``python -m venv --system-site-packages venv`` (some user have packages in global python).
+
 Answers to accelerate config:
 
 ```txt
-- 0
-- 0
+- This machine
+- No distributed training
 - NO
 - NO
-- All
+- NO
+- all
 - fp16
 ```
 
+note: Some user reports ``ValueError: fp16 mixed precision requires a GPU`` is occurred in training. In this case, answer `0` for the 6th question: 
+``What GPU(s) (by id) should be used for training on this machine as a comma-separated list? [all]:`` 
+
+(Single GPU with id `0` will be used.)
+
+### about PyTorch and xformers
+
+Other versions of PyTorch and xformers seem to have problems with training.
+If there is no other reason, please install the specified version.
+
 ## Upgrade
 
 When a new release comes out you can upgrade your repo with the following command:
@@ -88,13 +139,16 @@ pip install --upgrade -r requirements.txt
 
 Once the commands have completed successfully you should be ready to use the new version.
 
+## Credits
+
+The implementation for LoRA is based on [cloneofsimo's repo](https://github.com/cloneofsimo/lora). Thank you for great work!!!
+
 ## License
 
-The majority of scripts is licensed under ASL 2.0 (including codes from Diffusers), however portions of the project are available under separate license terms:
+The majority of scripts is licensed under ASL 2.0 (including codes from Diffusers, cloneofsimo's), however portions of the project are available under separate license terms:
 
 [Memory Efficient Attention Pytorch](https://github.com/lucidrains/memory-efficient-attention-pytorch): MIT
 
 [bitsandbytes](https://github.com/TimDettmers/bitsandbytes): MIT
 
 [BLIP](https://github.com/salesforce/BLIP): BSD-3-Clause
-

fine_tune_README_ja.md

@@ -324,7 +324,7 @@ __※引数を都度書き換えて、別のメタデータファイルに書き
 ## 学習の実行
 たとえば以下のように実行します。以下は省メモリ化のための設定です。
 ```
-accelerate launch --num_cpu_threads_per_process 8 fine_tune.py 
+accelerate launch --num_cpu_threads_per_process 1 fine_tune.py 
     --pretrained_model_name_or_path=model.ckpt 
     --in_json meta_lat.json 
     --train_data_dir=train_data 
@@ -336,7 +336,7 @@ accelerate launch --num_cpu_threads_per_process 8 fine_tune.py
     --save_every_n_epochs=4
 ```
 
-accelerateのnum_cpu_threads_per_processにはCPUのコア数を指定するとよいようです。
+accelerateのnum_cpu_threads_per_processには通常は1を指定するとよいようです。
 
 pretrained_model_name_or_pathに学習対象のモデルを指定します（Stable DiffusionのcheckpointかDiffusersのモデル）。Stable Diffusionのcheckpointは.ckptと.safetensorsに対応しています（拡張子で自動判定）。
 

gen_img_diffusers.py

@@ -1,38 +1,3 @@
-# txt2img with Diffusers: supports SD checkpoints, EulerScheduler, clip-skip, 225 tokens, Hypernetwork etc...
-
-# v2: CLIP guided Stable Diffusion, Image guided Stable Diffusion, highres. fix
-# v3: Add dpmsolver/dpmsolver++, add VAE loading, add upscale, add 'bf16', fix the issue network_mul is not working
-# v4: SD2.0 support (new U-Net/text encoder/tokenizer), simplify by DiffUsers 0.9.0, no_preview in interactive mode
-# v5: fix clip_sample=True for scheduler, add VGG guidance
-# v6: refactor to use model util, load VAE without vae folder, support safe tensors
-# v7: add use_original_file_name and iter_same_seed option, change vgg16 guide input image size, 
-# Diffusers 0.10.0 (support new schedulers (dpm_2, dpm_2_a, heun, dpmsingle), supports all scheduler in v-prediction)
-# v8: accept wildcard for ckpt name (when only one file is matched), fix a bug app crushes because PIL image doesn't have filename attr sometimes,
-# v9: sort file names, fix an issue in img2img when prompt from metadata with images_per_prompt>1
-# v10: fix app crashes when different image size in prompts
-
-# Copyright 2022 kohya_ss @kohya_ss
-#
-# Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
-# you may not use this file except in compliance with the License.
-# You may obtain a copy of the License at
-#
-#     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
-#
-# Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
-# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
-# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
-# See the License for the specific language governing permissions and
-# limitations under the License.
-
-# license of included scripts:
-
-# FlashAttention: based on https://github.com/lucidrains/memory-efficient-attention-pytorch/blob/main/memory_efficient_attention_pytorch/flash_attention.py
-# MIT https://github.com/lucidrains/memory-efficient-attention-pytorch/blob/main/LICENSE
-
-# Diffusers (model conversion, CLIP guided stable diffusion, schedulers etc.):
-# ASL 2.0 https://github.com/huggingface/diffusers/blob/main/LICENSE
-
 """
 VGG(
   (features): Sequential(
@@ -81,11 +46,13 @@ VGG(
 )
 """
 
+import json
 from typing import List, Optional, Union
 import glob
 import importlib
 import inspect
 import time
+import zipfile
 from diffusers.utils import deprecate
 from diffusers.configuration_utils import FrozenDict
 import argparse
@@ -503,6 +470,9 @@ class PipelineLike():
     self.scheduler = scheduler
     self.safety_checker = None
 
+    # Textual Inversion
+    self.token_replacements = {}
+
     # CLIP guidance
     self.clip_guidance_scale = clip_guidance_scale
     self.clip_image_guidance_scale = clip_image_guidance_scale
@@ -517,7 +487,20 @@ class PipelineLike():
       self.vgg16_feat_model = torchvision.models._utils.IntermediateLayerGetter(vgg16_model.features, return_layers=return_layers)
       self.vgg16_normalize = transforms.Normalize(mean=VGG16_IMAGE_MEAN, std=VGG16_IMAGE_STD)
 
-# region xformersとか使う部分：独自に書き換えるので関係なし
+  # Textual Inversion
+  def add_token_replacement(self, target_token_id, rep_token_ids):
+    self.token_replacements[target_token_id] = rep_token_ids
+
+  def replace_token(self, tokens):
+    new_tokens = []
+    for token in tokens:
+      if token in self.token_replacements:
+        new_tokens.extend(self.token_replacements[token])
+      else:
+        new_tokens.append(token)
+    return new_tokens
+
+  # region xformersとか使う部分：独自に書き換えるので関係なし
   def enable_xformers_memory_efficient_attention(self):
     r"""
     Enable memory efficient attention as implemented in xformers.
@@ -590,6 +573,7 @@ class PipelineLike():
       width: int = 512,
       num_inference_steps: int = 50,
       guidance_scale: float = 7.5,
+      negative_scale: float = None,
       strength: float = 0.8,
       # num_images_per_prompt: Optional[int] = 1,
       eta: float = 0.0,
@@ -708,6 +692,11 @@ class PipelineLike():
     # of the Imagen paper: https://arxiv.org/pdf/2205.11487.pdf . `guidance_scale = 1`
     # corresponds to doing no classifier free guidance.
     do_classifier_free_guidance = guidance_scale > 1.0
+
+    if not do_classifier_free_guidance and negative_scale is not None:
+      print(f"negative_scale is ignored if guidance scalle <= 1.0")
+      negative_scale = None
+
     # get unconditional embeddings for classifier free guidance
     if negative_prompt is None:
       negative_prompt = [""] * batch_size
@@ -729,8 +718,21 @@ class PipelineLike():
         **kwargs,
     )
 
+    if negative_scale is not None:
+      _, real_uncond_embeddings, _ = get_weighted_text_embeddings(
+          pipe=self,
+          prompt=prompt,                                   # こちらのトークン長に合わせてuncondを作るので75トークン超で必須
+          uncond_prompt=[""]*batch_size,
+          max_embeddings_multiples=max_embeddings_multiples,
+          clip_skip=self.clip_skip,
+          **kwargs,
+      )
+
     if do_classifier_free_guidance:
-      text_embeddings = torch.cat([uncond_embeddings, text_embeddings])
+      if negative_scale is None:
+        text_embeddings = torch.cat([uncond_embeddings, text_embeddings])
+      else:
+        text_embeddings = torch.cat([uncond_embeddings, text_embeddings, real_uncond_embeddings])
 
     # CLIP guidanceで使用するembeddingsを取得する
     if self.clip_guidance_scale > 0:
@@ -861,22 +863,28 @@ class PipelineLike():
     if accepts_eta:
       extra_step_kwargs["eta"] = eta
 
+    num_latent_input = (3 if negative_scale is not None else 2) if do_classifier_free_guidance else 1
     for i, t in enumerate(tqdm(timesteps)):
       # expand the latents if we are doing classifier free guidance
-      latent_model_input = latents.repeat((2, 1, 1, 1)) if do_classifier_free_guidance else latents
+      latent_model_input = latents.repeat((num_latent_input, 1, 1, 1))
       latent_model_input = self.scheduler.scale_model_input(latent_model_input, t)
-
       # predict the noise residual
       noise_pred = self.unet(latent_model_input, t, encoder_hidden_states=text_embeddings).sample
 
       # perform guidance
       if do_classifier_free_guidance:
-        noise_pred_uncond, noise_pred_text = noise_pred.chunk(2)
-        noise_pred = noise_pred_uncond + guidance_scale * (noise_pred_text - noise_pred_uncond)
+        if negative_scale is None:
+          noise_pred_uncond, noise_pred_text = noise_pred.chunk(num_latent_input)        # uncond by negative prompt
+          noise_pred = noise_pred_uncond + guidance_scale * (noise_pred_text - noise_pred_uncond)
+        else:
+          noise_pred_negative, noise_pred_text, noise_pred_uncond = noise_pred.chunk(num_latent_input)       # uncond is real uncond
+          noise_pred = noise_pred_uncond + guidance_scale * \
+              (noise_pred_text - noise_pred_uncond) - negative_scale * (noise_pred_negative - noise_pred_uncond)
 
       # perform clip guidance
       if self.clip_guidance_scale > 0 or self.clip_image_guidance_scale > 0 or self.vgg16_guidance_scale > 0:
-        text_embeddings_for_guidance = (text_embeddings.chunk(2)[1] if do_classifier_free_guidance else text_embeddings)
+        text_embeddings_for_guidance = (text_embeddings.chunk(num_latent_input)[
+                                        1] if do_classifier_free_guidance else text_embeddings)
 
         if self.clip_guidance_scale > 0:
           noise_pred, latents = self.cond_fn(latents, t, i, text_embeddings_for_guidance, noise_pred,
@@ -1515,6 +1523,9 @@ def get_prompts_with_weights(pipe: PipelineLike, prompt: List[str], max_length:
     for word, weight in texts_and_weights:
       # tokenize and discard the starting and the ending token
       token = pipe.tokenizer(word).input_ids[1:-1]
+
+      token = pipe.replace_token(token)
+
       text_token += token
       # copy the weight by length of token
       text_weight += [weight] * len(token)
@@ -1982,26 +1993,49 @@ def main(args):
     vgg16_model.to(dtype).to(device)
 
   # networkを組み込む
-  if args.network_module is not None:
-    # assert not args.diffusers_xformers, "cannot use network with diffusers_xformers / diffusers_xformers指定時はnetworkは利用できません"
+  if args.network_module:
+    networks = []
+    for i, network_module in enumerate(args.network_module):
+      print("import network module:", network_module)
+      imported_module = importlib.import_module(network_module)
 
-    print("import network module:", args.network_module)
-    network_module = importlib.import_module(args.network_module)
+      network_mul = 1.0 if args.network_mul is None or len(args.network_mul) <= i else args.network_mul[i]
 
-    network = network_module.create_network(args.network_mul, args.network_dim, vae,text_encoder, unet) # , **net_kwargs)
-    if network is None:
-      return
+      net_kwargs = {}
+      if args.network_args and i < len(args.network_args):
+        network_args = args.network_args[i]
+        # TODO escape special chars
+        network_args = network_args.split(";")
+        for net_arg in network_args:
+          key, value = net_arg.split("=")
+          net_kwargs[key] = value
 
-    print("load network weights from:", args.network_weights)
-    network.load_weights(args.network_weights)
+      if args.network_weights and i < len(args.network_weights):
+        network_weight = args.network_weights[i]
+        print("load network weights from:", network_weight)
 
-    network.apply_to(text_encoder, unet)
+        if model_util.is_safetensors(network_weight):
+          from safetensors.torch import safe_open
+          with safe_open(network_weight, framework="pt") as f:
+            metadata = f.metadata()
+          if metadata is not None:
+            print(f"metadata for: {network_weight}: {metadata}")
 
-    if args.opt_channels_last:
-      network.to(memory_format=torch.channels_last)
-    network.to(dtype).to(device)
+        network = imported_module.create_network_from_weights(network_mul, network_weight, vae, text_encoder, unet, **net_kwargs)
+      else:
+        raise ValueError("No weight. Weight is required.")
+      if network is None:
+        return
+
+      network.apply_to(text_encoder, unet)
+
+      if args.opt_channels_last:
+        network.to(memory_format=torch.channels_last)
+      network.to(dtype).to(device)
+
+      networks.append(network)
   else:
-    network = None
+    networks = []
 
   if args.opt_channels_last:
     print(f"set optimizing: channels last")
@@ -2010,8 +2044,9 @@ def main(args):
     unet.to(memory_format=torch.channels_last)
     if clip_model is not None:
       clip_model.to(memory_format=torch.channels_last)
-    if network is not None:
-      network.to(memory_format=torch.channels_last)
+    if networks:
+      for network in networks:
+        network.to(memory_format=torch.channels_last)
     if vgg16_model is not None:
       vgg16_model.to(memory_format=torch.channels_last)
 
@@ -2023,6 +2058,44 @@ def main(args):
   if args.diffusers_xformers:
     pipe.enable_xformers_memory_efficient_attention()
 
+  # Textual Inversionを処理する
+  if args.textual_inversion_embeddings:
+    token_ids_embeds = []
+    for embeds_file in args.textual_inversion_embeddings:
+      if model_util.is_safetensors(embeds_file):
+        from safetensors.torch import load_file
+        data = load_file(embeds_file)
+      else:
+        data = torch.load(embeds_file, map_location="cpu")
+
+      embeds = next(iter(data.values()))
+      if type(embeds) != torch.Tensor:
+        raise ValueError(f"weight file does not contains Tensor / 重みファイルのデータがTensorではありません: {embeds_file}")
+
+      num_vectors_per_token = embeds.size()[0]
+      token_string = os.path.splitext(os.path.basename(embeds_file))[0]
+      token_strings = [token_string] + [f"{token_string}{i+1}" for i in range(num_vectors_per_token - 1)]
+
+      # add new word to tokenizer, count is num_vectors_per_token
+      num_added_tokens = tokenizer.add_tokens(token_strings)
+      assert num_added_tokens == num_vectors_per_token, f"tokenizer has same word to token string (filename). please rename the file / 指定した名前（ファイル名）のトークンが既に存在します。ファイルをリネームしてください: {embeds_file}"
+
+      token_ids = tokenizer.convert_tokens_to_ids(token_strings)
+      print(f"Textual Inversion embeddings `{token_string}` loaded. Tokens are added: {token_ids}")
+      assert min(token_ids) == token_ids[0] and token_ids[-1] == token_ids[0] + len(token_ids) - 1, f"token ids is not ordered"
+      assert len(tokenizer) - 1 == token_ids[-1], f"token ids is not end of tokenize: {len(tokenizer)}"
+
+      if num_vectors_per_token > 1:
+        pipe.add_token_replacement(token_ids[0], token_ids)
+
+      token_ids_embeds.append((token_ids, embeds))
+
+    text_encoder.resize_token_embeddings(len(tokenizer))
+    token_embeds = text_encoder.get_input_embeddings().weight.data
+    for token_ids, embeds in token_ids_embeds:
+      for token_id, embed in zip(token_ids, embeds):
+        token_embeds[token_id] = embed
+
   # promptを取得する
   if args.from_file is not None:
     print(f"reading prompts from {args.from_file}")
@@ -2053,7 +2126,7 @@ def main(args):
         print(f"convert image to RGB from {image.mode}: {p}")
         image = image.convert("RGB")
       images.append(image)
-    
+
     return images
 
   def resize_images(imgs, size):
@@ -2141,8 +2214,8 @@ def main(args):
   os.makedirs(args.outdir, exist_ok=True)
   max_embeddings_multiples = 1 if args.max_embeddings_multiples is None else args.max_embeddings_multiples
 
-  for iter in range(args.n_iter):
-    print(f"iteration {iter+1}/{args.n_iter}")
+  for gen_iter in range(args.n_iter):
+    print(f"iteration {gen_iter+1}/{args.n_iter}")
     iter_seed = random.randint(0, 0x7fffffff)
 
     # バッチ処理の関数
@@ -2154,12 +2227,12 @@ def main(args):
         # 1st stageのバッチを作成して呼び出す
         print("process 1st stage1")
         batch_1st = []
-        for params1, (width, height, steps, scale, strength) in batch:
+        for params1, (width, height, steps, scale, negative_scale, strength) in batch:
           width_1st = int(width * args.highres_fix_scale + .5)
           height_1st = int(height * args.highres_fix_scale + .5)
           width_1st = width_1st - width_1st % 32
           height_1st = height_1st - height_1st % 32
-          batch_1st.append((params1, (width_1st, height_1st, args.highres_fix_steps, scale, strength)))
+          batch_1st.append((params1, (width_1st, height_1st, args.highres_fix_steps, scale, negative_scale, strength)))
         images_1st = process_batch(batch_1st, True, True)
 
         # 2nd stageのバッチを作成して以下処理する
@@ -2171,7 +2244,8 @@ def main(args):
           batch_2nd.append(((step, prompt, negative_prompt, seed+1, image, None, clip_prompt, guide_image), params2))
         batch = batch_2nd
 
-      (step_first, _, _, _, init_image, mask_image, _, guide_image), (width, height, steps, scale, strength) = batch[0]
+      (step_first, _, _, _, init_image, mask_image, _, guide_image), (width,
+                                                                      height, steps, scale, negative_scale, strength) = batch[0]
       noise_shape = (LATENT_CHANNELS, height // DOWNSAMPLING_FACTOR, width // DOWNSAMPLING_FACTOR)
 
       prompts = []
@@ -2247,7 +2321,7 @@ def main(args):
         guide_images = guide_images[0]
 
       # generate
-      images = pipe(prompts, negative_prompts, init_images, mask_images, height, width, steps, scale, strength, latents=start_code,
+      images = pipe(prompts, negative_prompts, init_images, mask_images, height, width, steps, scale, negative_scale, strength, latents=start_code,
                     output_type='pil', max_embeddings_multiples=max_embeddings_multiples, img2img_noise=i2i_noises, clip_prompts=clip_prompts, clip_guide_images=guide_images)[0]
       if highres_1st and not args.highres_fix_save_1st:
         return images
@@ -2264,6 +2338,8 @@ def main(args):
         metadata.add_text("scale", str(scale))
         if negative_prompt is not None:
           metadata.add_text("negative-prompt", negative_prompt)
+        if negative_scale is not None:
+          metadata.add_text("negative-scale", str(negative_scale))
         if clip_prompt is not None:
           metadata.add_text("clip-prompt", clip_prompt)
 
@@ -2316,6 +2392,7 @@ def main(args):
       width = args.W
       height = args.H
       scale = args.scale
+      negative_scale = args.negative_scale
       steps = args.steps
       seeds = None
       strength = 0.8 if args.strength is None else args.strength
@@ -2358,6 +2435,15 @@ def main(args):
             print(f"scale: {scale}")
             continue
 
+          m = re.match(r'nl ([\d\.]+|none|None)', parg, re.IGNORECASE)
+          if m:               # negative scale
+            if m.group(1).lower() == 'none':
+              negative_scale = None
+            else:
+              negative_scale = float(m.group(1))
+            print(f"negative scale: {negative_scale}")
+            continue
+
           m = re.match(r't ([\d\.]+)', parg, re.IGNORECASE)
           if m:               # strength
             strength = float(m.group(1))
@@ -2420,8 +2506,9 @@ def main(args):
             print("Use previous image as guide image.")
             guide_image = prev_image
 
+        # TODO named tupleか何かにする
         b1 = ((global_step, prompt, negative_prompt, seed, init_image, mask_image, clip_prompt, guide_image),
-              (width, height, steps, scale, strength))
+              (width, height, steps, scale, negative_scale, strength))
         if len(batch_data) > 0 and batch_data[-1][1] != b1[1]:  # バッチ分割必要？
           process_batch(batch_data, highres_fix)
           batch_data.clear()
@@ -2481,7 +2568,8 @@ if __name__ == '__main__':
   #                     help="Replace CLIP (Text Encoder) to l/14@336 / CLIP(Text Encoder)をl/14@336に入れ替える")
   parser.add_argument("--seed", type=int, default=None,
                       help="seed, or seed of seeds in multiple generation / 1枚生成時のseed、または複数枚生成時の乱数seedを決めるためのseed")
-  parser.add_argument("--iter_same_seed", action='store_true', help='use same seed for all prompts in iteration if no seed specified / 乱数seedの指定がないとき繰り返し内はすべて同じseedを使う（プロンプト間の差異の比較用）')
+  parser.add_argument("--iter_same_seed", action='store_true',
+                      help='use same seed for all prompts in iteration if no seed specified / 乱数seedの指定がないとき繰り返し内はすべて同じseedを使う（プロンプト間の差異の比較用）')
   parser.add_argument("--fp16", action='store_true', help='use fp16 / fp16を指定し省メモリ化する')
   parser.add_argument("--bf16", action='store_true', help='use bfloat16 / bfloat16を指定し省メモリ化する')
   parser.add_argument("--xformers", action='store_true', help='use xformers / xformersを使用し高速化する')
@@ -2489,11 +2577,15 @@ if __name__ == '__main__':
                       help='use xformers by diffusers (Hypernetworks doesn\'t work) / Diffusersでxformersを使用する（Hypernetwork利用不可）')
   parser.add_argument("--opt_channels_last", action='store_true',
                       help='set channels last option to model / モデルにchannels lastを指定し最適化する')
-  parser.add_argument("--network_module", type=str, default=None, help='Hypernetwork module to use / Hypernetworkを使う時そのモジュール名')
-  parser.add_argument("--network_weights", type=str, default=None, help='Hypernetwork weights to load / Hypernetworkの重み')
-  parser.add_argument("--network_mul", type=float, default=1.0, help='Hypernetwork multiplier / Hypernetworkの効果の倍率')
-  parser.add_argument("--network_dim", type=int, default=None,
-                      help='network dimensions (depends on each network) / モジュールの次元数（ネットワークにより定義は異なります）')
+  parser.add_argument("--network_module", type=str, default=None, nargs='*',
+                      help='Hypernetwork module to use / Hypernetworkを使う時そのモジュール名')
+  parser.add_argument("--network_weights", type=str, default=None, nargs='*',
+                      help='Hypernetwork weights to load / Hypernetworkの重み')
+  parser.add_argument("--network_mul", type=float, default=None, nargs='*', help='Hypernetwork multiplier / Hypernetworkの効果の倍率')
+  parser.add_argument("--network_args", type=str, default=None, nargs='*',
+                      help='additional argmuments for network (key=value) / ネットワークへの追加の引数')
+  parser.add_argument("--textual_inversion_embeddings", type=str, default=None, nargs='*',
+                      help='Embeddings files of Textual Inversion / Textual Inversionのembeddings')
   parser.add_argument("--clip_skip", type=int, default=None, help='layer number from bottom to use in CLIP / CLIPの後ろからn層目の出力を使う')
   parser.add_argument("--max_embeddings_multiples", type=int, default=None,
                       help='max embeding multiples, max token length is 75 * multiples / トークン長をデフォルトの何倍とするか 75*この値 がトークン長となる')
@@ -2512,6 +2604,8 @@ if __name__ == '__main__':
                       help="1st stage steps for highres fix / highres fixの最初のステージのステップ数")
   parser.add_argument("--highres_fix_save_1st", action='store_true',
                       help="save 1st stage images for highres fix / highres fixの最初のステージの画像を保存する")
+  parser.add_argument("--negative_scale", type=float, default=None,
+                      help="set another guidance scale for negative prompt / ネガティブプロンプトのscaleを指定する")
 
   args = parser.parse_args()
   main(args)

library/model_util.py

@@ -16,7 +16,7 @@ BETA_END = 0.0120
 UNET_PARAMS_MODEL_CHANNELS = 320
 UNET_PARAMS_CHANNEL_MULT = [1, 2, 4, 4]
 UNET_PARAMS_ATTENTION_RESOLUTIONS = [4, 2, 1]
-UNET_PARAMS_IMAGE_SIZE = 32  # unused
+UNET_PARAMS_IMAGE_SIZE = 64  # fixed from old invalid value `32`
 UNET_PARAMS_IN_CHANNELS = 4
 UNET_PARAMS_OUT_CHANNELS = 4
 UNET_PARAMS_NUM_RES_BLOCKS = 2
@@ -632,7 +632,7 @@ def convert_ldm_clip_checkpoint_v2(checkpoint, max_length):
     del new_sd[ANOTHER_POSITION_IDS_KEY]
   else:
     position_ids = torch.Tensor([list(range(max_length))]).to(torch.int64)
-  
+
   new_sd["text_model.embeddings.position_ids"] = position_ids
   return new_sd
 
@@ -886,7 +886,7 @@ def load_models_from_stable_diffusion_checkpoint(v2, ckpt_path, dtype=None):
 
   vae = AutoencoderKL(**vae_config)
   info = vae.load_state_dict(converted_vae_checkpoint)
-  print("loadint vae:", info)
+  print("loading vae:", info)
 
   # convert text_model
   if v2:
@@ -1105,12 +1105,12 @@ def load_vae(vae_id, dtype):
 
   if vae_id.endswith(".bin"):
     # SD 1.5 VAE on Huggingface
-    vae_sd = torch.load(vae_id, map_location="cpu")
-    converted_vae_checkpoint = vae_sd
+    converted_vae_checkpoint = torch.load(vae_id, map_location="cpu")
   else:
     # StableDiffusion
-    vae_model = torch.load(vae_id, map_location="cpu")
-    vae_sd = vae_model['state_dict']
+    vae_model = (load_file(vae_id, "cpu") if is_safetensors(vae_id)
+                 else torch.load(vae_id, map_location="cpu"))
+    vae_sd = vae_model['state_dict'] if 'state_dict' in vae_model else vae_model
 
     # vae only or full model
     full_model = False
@@ -1132,15 +1132,6 @@ def load_vae(vae_id, dtype):
   vae.load_state_dict(converted_vae_checkpoint)
   return vae
 
-
-def get_epoch_ckpt_name(use_safetensors, epoch):
-  return f"epoch-{epoch:06d}" + (".safetensors" if use_safetensors else ".ckpt")
-
-
-def get_last_ckpt_name(use_safetensors):
-  return f"last" + (".safetensors" if use_safetensors else ".ckpt")
-
-
 # endregion
 
 

networks/check_lora_weights.py

@@ -0,0 +1,32 @@
+import argparse
+import os
+import torch
+from safetensors.torch import load_file
+
+
+def main(file):
+  print(f"loading: {file}")
+  if os.path.splitext(file)[1] == '.safetensors':
+    sd = load_file(file)
+  else:
+    sd = torch.load(file, map_location='cpu')
+
+  values = []
+
+  keys = list(sd.keys())
+  for key in keys:
+    if 'lora_up' in key or 'lora_down' in key:
+      values.append((key, sd[key]))
+  print(f"number of LoRA modules: {len(values)}")
+
+  for key, value in values:
+    value = value.to(torch.float32)
+    print(f"{key},{torch.mean(torch.abs(value))},{torch.min(torch.abs(value))}")
+
+
+if __name__ == '__main__':
+  parser = argparse.ArgumentParser()
+  parser.add_argument("file", type=str, help="model file to check / 重みを確認するモデルファイル")
+  args = parser.parse_args()
+
+  main(args.file)

networks/extract_lora_from_models.py

@@ -0,0 +1,164 @@
+# extract approximating LoRA by svd from two SD models
+# The code is based on https://github.com/cloneofsimo/lora/blob/develop/lora_diffusion/cli_svd.py
+# Thanks to cloneofsimo!
+
+import argparse
+import os
+import torch
+from safetensors.torch import load_file, save_file
+from tqdm import tqdm
+import library.model_util as model_util
+import lora
+
+
+CLAMP_QUANTILE = 0.99
+MIN_DIFF = 1e-6
+
+
+def save_to_file(file_name, model, state_dict, dtype):
+  if dtype is not None:
+    for key in list(state_dict.keys()):
+      if type(state_dict[key]) == torch.Tensor:
+        state_dict[key] = state_dict[key].to(dtype)
+
+  if os.path.splitext(file_name)[1] == '.safetensors':
+    save_file(model, file_name)
+  else:
+    torch.save(model, file_name)
+
+
+def svd(args):
+  def str_to_dtype(p):
+    if p == 'float':
+      return torch.float
+    if p == 'fp16':
+      return torch.float16
+    if p == 'bf16':
+      return torch.bfloat16
+    return None
+
+  save_dtype = str_to_dtype(args.save_precision)
+
+  print(f"loading SD model : {args.model_org}")
+  text_encoder_o, _, unet_o = model_util.load_models_from_stable_diffusion_checkpoint(args.v2, args.model_org)
+  print(f"loading SD model : {args.model_tuned}")
+  text_encoder_t, _, unet_t = model_util.load_models_from_stable_diffusion_checkpoint(args.v2, args.model_tuned)
+
+  # create LoRA network to extract weights: Use dim (rank) as alpha
+  lora_network_o = lora.create_network(1.0, args.dim, args.dim, None, text_encoder_o, unet_o)
+  lora_network_t = lora.create_network(1.0, args.dim, args.dim, None, text_encoder_t, unet_t)
+  assert len(lora_network_o.text_encoder_loras) == len(
+      lora_network_t.text_encoder_loras), f"model version is different (SD1.x vs SD2.x) / それぞれのモデルのバージョンが違います（SD1.xベースとSD2.xベース） "
+
+  # get diffs
+  diffs = {}
+  text_encoder_different = False
+  for i, (lora_o, lora_t) in enumerate(zip(lora_network_o.text_encoder_loras, lora_network_t.text_encoder_loras)):
+    lora_name = lora_o.lora_name
+    module_o = lora_o.org_module
+    module_t = lora_t.org_module
+    diff = module_t.weight - module_o.weight
+
+    # Text Encoder might be same
+    if torch.max(torch.abs(diff)) > MIN_DIFF:
+      text_encoder_different = True
+
+    diff = diff.float()
+    diffs[lora_name] = diff
+
+  if not text_encoder_different:
+    print("Text encoder is same. Extract U-Net only.")
+    lora_network_o.text_encoder_loras = []
+    diffs = {}
+
+  for i, (lora_o, lora_t) in enumerate(zip(lora_network_o.unet_loras, lora_network_t.unet_loras)):
+    lora_name = lora_o.lora_name
+    module_o = lora_o.org_module
+    module_t = lora_t.org_module
+    diff = module_t.weight - module_o.weight
+    diff = diff.float()
+
+    if args.device:
+      diff = diff.to(args.device)
+
+    diffs[lora_name] = diff
+
+  # make LoRA with svd
+  print("calculating by svd")
+  rank = args.dim
+  lora_weights = {}
+  with torch.no_grad():
+    for lora_name, mat in tqdm(list(diffs.items())):
+      conv2d = (len(mat.size()) == 4)
+      if conv2d:
+        mat = mat.squeeze()
+
+      U, S, Vh = torch.linalg.svd(mat)
+
+      U = U[:, :rank]
+      S = S[:rank]
+      U = U @ torch.diag(S)
+
+      Vh = Vh[:rank, :]
+
+      dist = torch.cat([U.flatten(), Vh.flatten()])
+      hi_val = torch.quantile(dist, CLAMP_QUANTILE)
+      low_val = -hi_val
+
+      U = U.clamp(low_val, hi_val)
+      Vh = Vh.clamp(low_val, hi_val)
+
+      lora_weights[lora_name] = (U, Vh)
+
+  # make state dict for LoRA
+  lora_network_o.apply_to(text_encoder_o, unet_o, text_encoder_different, True)   # to make state dict
+  lora_sd = lora_network_o.state_dict()
+  print(f"LoRA has {len(lora_sd)} weights.")
+
+  for key in list(lora_sd.keys()):
+    if "alpha" in key:
+      continue
+
+    lora_name = key.split('.')[0]
+    i = 0 if "lora_up" in key else 1
+
+    weights = lora_weights[lora_name][i]
+    # print(key, i, weights.size(), lora_sd[key].size())
+    if len(lora_sd[key].size()) == 4:
+      weights = weights.unsqueeze(2).unsqueeze(3)
+
+    assert weights.size() == lora_sd[key].size(), f"size unmatch: {key}"
+    lora_sd[key] = weights
+
+  # load state dict to LoRA and save it
+  info = lora_network_o.load_state_dict(lora_sd)
+  print(f"Loading extracted LoRA weights: {info}")
+
+  dir_name = os.path.dirname(args.save_to)
+  if dir_name and not os.path.exists(dir_name):
+    os.makedirs(dir_name, exist_ok=True)
+
+  # minimum metadata
+  metadata = {"ss_network_dim": str(args.dim), "ss_network_alpha": str(args.dim)}
+
+  lora_network_o.save_weights(args.save_to, save_dtype, metadata)
+  print(f"LoRA weights are saved to: {args.save_to}")
+
+
+if __name__ == '__main__':
+  parser = argparse.ArgumentParser()
+  parser.add_argument("--v2", action='store_true',
+                      help='load Stable Diffusion v2.x model / Stable Diffusion 2.xのモデルを読み込む')
+  parser.add_argument("--save_precision", type=str, default=None,
+                      choices=[None, "float", "fp16", "bf16"], help="precision in saving, same to merging if omitted / 保存時に精度を変更して保存する、省略時はfloat")
+  parser.add_argument("--model_org", type=str, default=None,
+                      help="Stable Diffusion original model: ckpt or safetensors file / 元モデル、ckptまたはsafetensors")
+  parser.add_argument("--model_tuned", type=str, default=None,
+                      help="Stable Diffusion tuned model, LoRA is difference of `original to tuned`: ckpt or safetensors file / 派生モデル（生成されるLoRAは元→派生の差分になります）、ckptまたはsafetensors")
+  parser.add_argument("--save_to", type=str, default=None,
+                      help="destination file name: ckpt or safetensors file / 保存先のファイル名、ckptまたはsafetensors")
+  parser.add_argument("--dim", type=int, default=4, help="dimension (rank) of LoRA (default 4) / LoRAの次元数（rank）（デフォルト4）")
+  parser.add_argument("--device", type=str, default=None, help="device to use, cuda for GPU / 計算を行うデバイス、cuda でGPUを使う")
+
+  args = parser.parse_args()
+  svd(args)

networks/lora.py

@@ -7,15 +7,19 @@ import math
 import os
 import torch
 
+from library import train_util
+
 
 class LoRAModule(torch.nn.Module):
   """
   replaces forward method of the original Linear, instead of replacing the original Linear module.
   """
 
-  def __init__(self, lora_name, org_module: torch.nn.Module, multiplier=1.0, lora_dim=4):
+  def __init__(self, lora_name, org_module: torch.nn.Module, multiplier=1.0, lora_dim=4, alpha=1):
+    """ if alpha == 0 or None, alpha is rank (no scaling). """
     super().__init__()
     self.lora_name = lora_name
+    self.lora_dim = lora_dim
 
     if org_module.__class__.__name__ == 'Conv2d':
       in_dim = org_module.in_channels
@@ -28,6 +32,12 @@ class LoRAModule(torch.nn.Module):
       self.lora_down = torch.nn.Linear(in_dim, lora_dim, bias=False)
       self.lora_up = torch.nn.Linear(lora_dim, out_dim, bias=False)
 
+    if type(alpha) == torch.Tensor:
+      alpha = alpha.detach().float().numpy()                              # without casting, bf16 causes error
+    alpha = lora_dim if alpha is None or alpha == 0 else alpha
+    self.scale = alpha / self.lora_dim
+    self.register_buffer('alpha', torch.tensor(alpha))                    # 定数として扱える
+
     # same as microsoft's
     torch.nn.init.kaiming_uniform_(self.lora_down.weight, a=math.sqrt(5))
     torch.nn.init.zeros_(self.lora_up.weight)
@@ -41,13 +51,37 @@ class LoRAModule(torch.nn.Module):
     del self.org_module
 
   def forward(self, x):
-    return self.org_forward(x) + self.lora_up(self.lora_down(x)) * self.multiplier
+    return self.org_forward(x) + self.lora_up(self.lora_down(x)) * self.multiplier * self.scale
 
 
-def create_network(multiplier, network_dim, vae, text_encoder, unet, **kwargs):
+def create_network(multiplier, network_dim, network_alpha, vae, text_encoder, unet, **kwargs):
   if network_dim is None:
     network_dim = 4                     # default
-  network = LoRANetwork(text_encoder, unet, multiplier=multiplier, lora_dim=network_dim)
+  network = LoRANetwork(text_encoder, unet, multiplier=multiplier, lora_dim=network_dim, alpha=network_alpha)
+  return network
+
+
+def create_network_from_weights(multiplier, file, vae, text_encoder, unet, **kwargs):
+  if os.path.splitext(file)[1] == '.safetensors':
+    from safetensors.torch import load_file, safe_open
+    weights_sd = load_file(file)
+  else:
+    weights_sd = torch.load(file, map_location='cpu')
+
+  # get dim (rank)
+  network_alpha = None
+  network_dim = None
+  for key, value in weights_sd.items():
+    if network_alpha is None and 'alpha' in key:
+      network_alpha = value
+    if network_dim is None and 'lora_down' in key and len(value.size()) == 2:
+      network_dim = value.size()[0]
+
+  if network_alpha is None:
+    network_alpha = network_dim
+
+  network = LoRANetwork(text_encoder, unet, multiplier=multiplier, lora_dim=network_dim, alpha=network_alpha)
+  network.weights_sd = weights_sd
   return network
 
 
@@ -57,10 +91,11 @@ class LoRANetwork(torch.nn.Module):
   LORA_PREFIX_UNET = 'lora_unet'
   LORA_PREFIX_TEXT_ENCODER = 'lora_te'
 
-  def __init__(self, text_encoder, unet, multiplier=1.0, lora_dim=4) -> None:
+  def __init__(self, text_encoder, unet, multiplier=1.0, lora_dim=4, alpha=1) -> None:
     super().__init__()
     self.multiplier = multiplier
     self.lora_dim = lora_dim
+    self.alpha = alpha
 
     # create module instances
     def create_modules(prefix, root_module: torch.nn.Module, target_replace_modules) -> list[LoRAModule]:
@@ -71,7 +106,7 @@ class LoRANetwork(torch.nn.Module):
             if child_module.__class__.__name__ == "Linear" or (child_module.__class__.__name__ == "Conv2d" and child_module.kernel_size == (1, 1)):
               lora_name = prefix + '.' + name + '.' + child_name
               lora_name = lora_name.replace('.', '_')
-              lora = LoRAModule(lora_name, child_module, self.multiplier, self.lora_dim)
+              lora = LoRAModule(lora_name, child_module, self.multiplier, self.lora_dim, self.alpha)
               loras.append(lora)
       return loras
 
@@ -92,7 +127,7 @@ class LoRANetwork(torch.nn.Module):
 
   def load_weights(self, file):
     if os.path.splitext(file)[1] == '.safetensors':
-      from safetensors.torch import load_file
+      from safetensors.torch import load_file, safe_open
       self.weights_sd = load_file(file)
     else:
       self.weights_sd = torch.load(file, map_location='cpu')
@@ -149,21 +184,21 @@ class LoRANetwork(torch.nn.Module):
       return params
 
     self.requires_grad_(True)
-    params = []
+    all_params = []
 
     if self.text_encoder_loras:
       param_data = {'params': enumerate_params(self.text_encoder_loras)}
       if text_encoder_lr is not None:
         param_data['lr'] = text_encoder_lr
-      params.append(param_data)
+      all_params.append(param_data)
 
     if self.unet_loras:
       param_data = {'params': enumerate_params(self.unet_loras)}
       if unet_lr is not None:
         param_data['lr'] = unet_lr
-      params.append(param_data)
+      all_params.append(param_data)
 
-    return params
+    return all_params
 
   def prepare_grad_etc(self, text_encoder, unet):
     self.requires_grad_(True)
@@ -174,7 +209,10 @@ class LoRANetwork(torch.nn.Module):
   def get_trainable_params(self):
     return self.parameters()
 
-  def save_weights(self, file, dtype):
+  def save_weights(self, file, dtype, metadata):
+    if metadata is not None and len(metadata) == 0:
+      metadata = None
+
     state_dict = self.state_dict()
 
     if dtype is not None:
@@ -185,6 +223,14 @@ class LoRANetwork(torch.nn.Module):
 
     if os.path.splitext(file)[1] == '.safetensors':
       from safetensors.torch import save_file
-      save_file(state_dict, file)
+
+      # Precalculate model hashes to save time on indexing
+      if metadata is None:
+        metadata = {}
+      model_hash, legacy_hash = train_util.precalculate_safetensors_hashes(state_dict, metadata)
+      metadata["sshs_model_hash"] = model_hash
+      metadata["sshs_legacy_hash"] = legacy_hash
+
+      save_file(state_dict, file, metadata)
     else:
       torch.save(state_dict, file)

networks/merge_lora.py

@@ -61,6 +61,7 @@ def merge_to_sd_model(text_encoder, unet, models, ratios, merge_dtype):
     for key in lora_sd.keys():
       if "lora_down" in key:
         up_key = key.replace("lora_down", "lora_up")
+        alpha_key = key[:key.index("lora_down")] + 'alpha'
 
         # find original module for this lora
         module_name = '.'.join(key.split('.')[:-2])               # remove trailing ".lora_down.weight"
@@ -73,14 +74,18 @@ def merge_to_sd_model(text_encoder, unet, models, ratios, merge_dtype):
         down_weight = lora_sd[key]
         up_weight = lora_sd[up_key]
 
+        dim = down_weight.size()[0]
+        alpha = lora_sd.get(alpha_key, dim)
+        scale = alpha / dim
+
         # W <- W + U * D
         weight = module.weight
         if len(weight.size()) == 2:
           # linear
-          weight = weight + ratio * (up_weight @ down_weight)
+          weight = weight + ratio * (up_weight @ down_weight) * scale
         else:
           # conv2d
-          weight = weight + ratio * (up_weight.squeeze(3).squeeze(2) @ down_weight.squeeze(3).squeeze(2)).unsqueeze(2).unsqueeze(3)
+          weight = weight + ratio * (up_weight.squeeze(3).squeeze(2) @ down_weight.squeeze(3).squeeze(2)).unsqueeze(2).unsqueeze(3) * scale
 
         module.weight = torch.nn.Parameter(weight)
 
@@ -88,20 +93,35 @@ def merge_to_sd_model(text_encoder, unet, models, ratios, merge_dtype):
 def merge_lora_models(models, ratios, merge_dtype):
   merged_sd = {}
 
+  alpha = None
+  dim = None
   for model, ratio in zip(models, ratios):
     print(f"loading: {model}")
     lora_sd = load_state_dict(model, merge_dtype)
 
     print(f"merging...")
     for key in lora_sd.keys():
-      if key in merged_sd:
-        assert merged_sd[key].size() == lora_sd[key].size(
-        ), f"weights shape mismatch merging v1 and v2, different dims? / 重みのサイズが合いません。v1とv2、または次元数の異なるモデルはマージできません"
-        merged_sd[key] = merged_sd[key] + lora_sd[key] * ratio
+      if 'alpha' in key:
+        if key in merged_sd:
+          assert merged_sd[key] == lora_sd[key], f"alpha mismatch / alphaが異なる場合、現時点ではマージできません"
+        else:
+          alpha = lora_sd[key].detach().numpy()
+          merged_sd[key] = lora_sd[key]
       else:
-        merged_sd[key] = lora_sd[key] * ratio
+        if key in merged_sd:
+          assert merged_sd[key].size() == lora_sd[key].size(
+          ), f"weights shape mismatch merging v1 and v2, different dims? / 重みのサイズが合いません。v1とv2、または次元数の異なるモデルはマージできません"
+          merged_sd[key] = merged_sd[key] + lora_sd[key] * ratio
+        else:
+          if "lora_down" in key:
+            dim = lora_sd[key].size()[0]
+          merged_sd[key] = lora_sd[key] * ratio
 
-  return merged_sd
+  print(f"dim (rank): {dim}, alpha: {alpha}")
+  if alpha is None:
+    alpha = dim
+
+  return merged_sd, dim, alpha
 
 
 def merge(args):
@@ -132,7 +152,7 @@ def merge(args):
     model_util.save_stable_diffusion_checkpoint(args.v2, args.save_to, text_encoder, unet,
                                                 args.sd_model, 0, 0, save_dtype, vae)
   else:
-    state_dict = merge_lora_models(args.models, args.ratios, merge_dtype)
+    state_dict, _, _ = merge_lora_models(args.models, args.ratios, merge_dtype)
 
     print(f"saving model to: {args.save_to}")
     save_to_file(args.save_to, state_dict, state_dict, save_dtype)
@@ -145,7 +165,7 @@ if __name__ == '__main__':
   parser.add_argument("--save_precision", type=str, default=None,
                       choices=[None, "float", "fp16", "bf16"], help="precision in saving, same to merging if omitted / 保存時に精度を変更して保存する、省略時はマージ時の精度と同じ")
   parser.add_argument("--precision", type=str, default="float",
-                      choices=["float", "fp16", "bf16"], help="precision in merging / マージの計算時の精度")
+                      choices=["float", "fp16", "bf16"], help="precision in merging (float is recommended) / マージの計算時の精度（floatを推奨）")
   parser.add_argument("--sd_model", type=str, default=None,
                       help="Stable Diffusion model to load: ckpt or safetensors file, merge LoRA models if omitted / 読み込むモデル、ckptまたはsafetensors。省略時はLoRAモデル同士をマージする")
   parser.add_argument("--save_to", type=str, default=None,

tools/convert_diffusers20_original_sd.py

@@ -1,8 +1,4 @@
 # convert Diffusers v1.x/v2.0 model to original Stable Diffusion
-# v1: initial version
-# v2: support safetensors
-# v3: fix to support another format
-# v4: support safetensors in Diffusers
 
 import argparse
 import os

train_db_README-ja.md

@@ -0,0 +1,296 @@
+DreamBoothのガイドです。LoRA等の追加ネットワークの学習にも同じ手順を使います。
+
+# 概要
+
+スクリプトの主な機能は以下の通りです。
+
+- 8bit Adam optimizerおよびlatentのキャッシュによる省メモリ化（ShivamShrirao氏版と同様）。
+- xformersによる省メモリ化。
+- 512x512だけではなく任意サイズでの学習。
+- augmentationによる品質の向上。
+- DreamBoothだけではなくText Encoder+U-Netのfine tuningに対応。
+- StableDiffusion形式でのモデルの読み書き。
+- Aspect Ratio Bucketing。
+- Stable Diffusion v2.0対応。
+
+# 学習の手順
+
+## step 1. 環境整備
+
+このリポジトリのREADMEを参照してください。
+
+
+## step 2. identifierとclassを決める
+
+学ばせたい対象を結びつける単語identifierと、対象の属するclassを決めます。
+
+（instanceなどいろいろな呼び方がありますが、とりあえず元の論文に合わせます。）
+
+以下ごく簡単に説明します（詳しくは調べてください）。
+
+classは学習対象の一般的な種別です。たとえば特定の犬種を学ばせる場合には、classはdogになります。アニメキャラならモデルによりboyやgirl、1boyや1girlになるでしょう。
+
+identifierは学習対象を識別して学習するためのものです。任意の単語で構いませんが、元論文によると「tokinizerで1トークンになる3文字以下でレアな単語」が良いとのことです。
+
+identifierとclassを使い、たとえば「shs dog」などでモデルを学習することで、学習させたい対象をclassから識別して学習できます。
+
+画像生成時には「shs dog」とすれば学ばせた犬種の画像が生成されます。
+
+（identifierとして私が最近使っているものを参考までに挙げると、``shs sts scs cpc coc cic msm usu ici lvl cic dii muk ori hru rik koo yos wny`` などです。）
+
+## step 3. 学習用画像の準備
+学習用画像を格納するフォルダを作成します。 __さらにその中に__ 、以下の名前でディレクトリを作成します。
+
+```
+<繰り返し回数>_<identifier> <class>
+```
+
+間の``_``を忘れないでください。
+
+繰り返し回数は、正則化画像と枚数を合わせるために指定します（後述します）。
+
+たとえば「sls frog」というプロンプトで、データを20回繰り返す場合、「20_sls frog」となります。以下のようになります。
+
+![image](https://user-images.githubusercontent.com/52813779/210770636-1c851377-5936-4c15-90b7-8ac8ad6c2074.png)
+
+## step 4. 正則化画像の準備
+正則化画像を使う場合の手順です。使わずに学習することもできます（正則化画像を使わないと区別ができなくなるので対象class全体が影響を受けます）。
+
+正則化画像を格納するフォルダを作成します。 __さらにその中に__  ``<繰り返し回数>_<class>`` という名前でディレクトリを作成します。
+
+たとえば「frog」というプロンプトで、データを繰り返さない（1回だけ）場合、以下のようになります。
+
+![image](https://user-images.githubusercontent.com/52813779/210770897-329758e5-3675-49f1-b345-c135f1725832.png)
+
+繰り返し回数は「 __学習用画像の繰り返し回数×学習用画像の枚数≧正則化画像の繰り返し回数×正則化画像の枚数__ 」となるように指定してください。
+
+（1 epochのデータ数が「学習用画像の繰り返し回数×学習用画像の枚数」となります。正則化画像の枚数がそれより多いと、余った部分の正則化画像は使用されません。）
+
+## step 5. 学習の実行
+スクリプトを実行します。最大限、メモリを節約したコマンドは以下のようになります（実際には1行で入力します）。
+
+※LoRA等の追加ネットワークを学習する場合のコマンドは ``train_db.py`` ではなく ``train_network.py`` となります。また追加でnetwork_\*オプションが必要となりますので、LoRAのガイドを参照してください。
+
+```
+accelerate launch --num_cpu_threads_per_process 1 train_db.py 
+    --pretrained_model_name_or_path=<.ckptまたは.safetensordまたはDiffusers版モデルのディレクトリ> 
+    --train_data_dir=<学習用データのディレクトリ> 
+    --reg_data_dir=<正則化画像のディレクトリ> 
+    --output_dir=<学習したモデルの出力先ディレクトリ> 
+    --prior_loss_weight=1.0 
+    --resolution=512 
+    --train_batch_size=1 
+    --learning_rate=1e-6 
+    --max_train_steps=1600 
+    --use_8bit_adam 
+    --xformers 
+    --mixed_precision="bf16" 
+    --cache_latents
+    --gradient_checkpointing
+```
+
+num_cpu_threads_per_processには通常は1を指定するとよいようです。
+
+pretrained_model_name_or_pathに追加学習を行う元となるモデルを指定します。Stable Diffusionのcheckpointファイル（.ckptまたは.safetensors）、Diffusersのローカルディスクにあるモデルディレクトリ、DiffusersのモデルID（"stabilityai/stable-diffusion-2"など）が指定できます。学習後のモデルの保存形式はデフォルトでは元のモデルと同じになります（save_model_asオプションで変更できます）。
+
+prior_loss_weightは正則化画像のlossの重みです。通常は1.0を指定します。
+
+resolutionは画像のサイズ（解像度、幅と高さ）になります。bucketing（後述）を用いない場合、学習用画像、正則化画像はこのサイズとしてください。
+
+train_batch_sizeは学習時のバッチサイズです。max_train_stepsを1600とします。学習率learning_rateは、diffusers版では5e-6ですがStableDiffusion版は1e-6ですのでここでは1e-6を指定しています。
+
+省メモリ化のためmixed_precision="bf16"（または"fp16"）、およびgradient_checkpointing を指定します。
+
+xformersオプションを指定し、xformersのCrossAttentionを用います。xformersをインストールしていない場合、エラーとなる場合（mixed_precisionなしの場合、私の環境ではエラーとなりました）、代わりにmem_eff_attnオプションを指定すると省メモリ版CrossAttentionを使用します（速度は遅くなります）。
+
+省メモリ化のためcache_latentsオプションを指定してVAEの出力をキャッシュします。
+
+ある程度メモリがある場合はたとえば以下のように指定します。
+
+```
+accelerate launch --num_cpu_threads_per_process 8 train_db.py 
+    --pretrained_model_name_or_path=<.ckptまたは.safetensordまたはDiffusers版モデルのディレクトリ> 
+    --train_data_dir=<学習用データのディレクトリ> 
+    --reg_data_dir=<正則化画像のディレクトリ> 
+    --output_dir=<学習したモデルの出力先ディレクトリ> 
+    --prior_loss_weight=1.0 
+    --resolution=512 
+    --train_batch_size=4 
+    --learning_rate=1e-6 
+    --max_train_steps=400 
+    --use_8bit_adam 
+    --xformers 
+    --mixed_precision="bf16" 
+    --cache_latents
+```
+
+gradient_checkpointingを外し高速化します（メモリ使用量は増えます）。バッチサイズを増やし、高速化と精度向上を図ります。
+
+bucketing（後述）を利用しかつaugmentation（後述）を使う場合の例は以下のようになります。
+
+```
+accelerate launch --num_cpu_threads_per_process 8 train_db.py 
+    --pretrained_model_name_or_path=<.ckptまたは.safetensordまたはDiffusers版モデルのディレクトリ> 
+    --train_data_dir=<学習用データのディレクトリ> 
+    --reg_data_dir=<正則化画像のディレクトリ> 
+    --output_dir=<学習したモデルの出力先ディレクトリ> 
+    --resolution=768,512 
+    --train_batch_size=20 --learning_rate=5e-6 --max_train_steps=800 
+    --use_8bit_adam --xformers --mixed_precision="bf16" 
+    --save_every_n_epochs=1 --save_state --save_precision="bf16" 
+    --logging_dir=logs 
+    --enable_bucket --min_bucket_reso=384 --max_bucket_reso=1280 
+    --color_aug --flip_aug --gradient_checkpointing --seed 42
+```
+
+### ステップ数について
+省メモリ化のため、ステップ当たりの学習回数がtrain_dreambooth.pyの半分になっています（対象の画像と正則化画像を同一のバッチではなく別のバッチに分割して学習するため）。
+元のDiffusers版やXavierXiao氏のStableDiffusion版とほぼ同じ学習を行うには、ステップ数を倍にしてください。
+
+（shuffle=Trueのため厳密にはデータの順番が変わってしまいますが、学習には大きな影響はないと思います。）
+
+## 学習したモデルで画像生成する
+
+学習が終わると指定したフォルダにlast.ckptという名前でcheckpointが出力されます（DiffUsers版モデルを学習した場合はlastフォルダになります）。
+
+v1.4/1.5およびその他の派生モデルの場合、このモデルでAutomatic1111氏のWebUIなどで推論できます。models\Stable-diffusionフォルダに置いてください。
+
+v2.xモデルでWebUIで画像生成する場合、モデルの仕様が記述された.yamlファイルが別途必要になります。v2.x baseの場合はv2-inference.yamlを、768/vの場合はv2-inference-v.yamlを、同じフォルダに置き、拡張子の前の部分をモデルと同じ名前にしてください。
+
+![image](https://user-images.githubusercontent.com/52813779/210776915-061d79c3-6582-42c2-8884-8b91d2f07313.png)
+
+各yamlファイルは[Stability AIのSD2.0のリポジトリ](https://github.com/Stability-AI/stablediffusion/tree/main/configs/stable-diffusion)にあります。
+
+# その他の学習オプション
+
+## Stable Diffusion 2.0対応 --v2 / --v_parameterization
+Hugging Faceのstable-diffusion-2-baseを使う場合はv2オプションを、stable-diffusion-2または768-v-ema.ckptを使う場合はv2とv_parameterizationの両方のオプションを指定してください。
+
+なおSD 2.0の学習はText Encoderが大きくなっているためVRAM 12GBでは厳しいようです。
+
+Stable Diffusion 2.0では大きく以下の点が変わっています。
+
+1. 使用するTokenizer
+2. 使用するText Encoderおよび使用する出力層（2.0は最後から二番目の層を使う）
+3. Text Encoderの出力次元数（768->1024）
+4. U-Netの構造（CrossAttentionのhead数など）
+5. v-parameterization（サンプリング方法が変更されているらしい）
+
+このうちbaseでは1～4が、baseのつかない方（768-v）では1～5が採用されています。1～4を有効にするのがv2オプション、5を有効にするのがv_parameterizationオプションです。
+
+## 学習データの確認 --debug_dataset
+このオプションを付けることで学習を行う前に事前にどのような画像データ、キャプションで学習されるかを確認できます。Escキーを押すと終了してコマンドラインに戻ります。
+
+※Colabなど画面が存在しない環境で実行するとハングするようですのでご注意ください。
+
+## Text Encoderの学習を途中から行わない --stop_text_encoder_training
+stop_text_encoder_trainingオプションに数値を指定すると、そのステップ数以降はText Encoderの学習を行わずU-Netだけ学習します。場合によっては精度の向上が期待できるかもしれません。
+
+（恐らくText Encoderだけ先に過学習することがあり、それを防げるのではないかと推測していますが、詳細な影響は不明です。）
+
+## VAEを別途読み込んで学習する --vae
+vaeオプションにStable Diffusionのcheckpoint、VAEのcheckpointファイル、DiffusesのモデルまたはVAE（ともにローカルまたはHugging FaceのモデルIDが指定できます）のいずれかを指定すると、そのVAEを使って学習します（latentsのキャッシュ時または学習中のlatents取得時）。
+保存されるモデルはこのVAEを組み込んだものになります。
+
+## 学習途中での保存 --save_every_n_epochs / --save_state / --resume
+save_every_n_epochsオプションに数値を指定すると、そのエポックごとに学習途中のモデルを保存します。
+
+save_stateオプションを同時に指定すると、optimizer等の状態も含めた学習状態を合わせて保存します（checkpointから学習再開するのに比べて、精度の向上、学習時間の短縮が期待できます）。学習状態は保存先フォルダに"epoch-??????-state"（??????はエポック数）という名前のフォルダで出力されます。長時間にわたる学習時にご利用ください。
+
+保存された学習状態から学習を再開するにはresumeオプションを使います。学習状態のフォルダを指定してください。
+
+なおAcceleratorの仕様により(?)、エポック数、global stepは保存されておらず、resumeしたときにも1からになりますがご容赦ください。
+
+## Tokenizerのパディングをしない --no_token_padding
+no_token_paddingオプションを指定するとTokenizerの出力をpaddingしません（Diffusers版の旧DreamBoothと同じ動きになります）。
+
+## 任意サイズの画像での学習 --resolution
+正方形以外で学習できます。resolutionに「448,640」のように「幅,高さ」で指定してください。幅と高さは64で割り切れる必要があります。学習用画像、正則化画像のサイズを合わせてください。
+
+個人的には縦長の画像を生成することが多いため「448,640」などで学習することもあります。
+
+## Aspect Ratio Bucketing --enable_bucket / --min_bucket_reso / --max_bucket_reso
+enable_bucketオプションを指定すると有効になります。Stable Diffusionは512x512で学習されていますが、それに加えて256x768や384x640といった解像度でも学習します。
+
+このオプションを指定した場合は、学習用画像、正則化画像を特定の解像度に統一する必要はありません。いくつかの解像度（アスペクト比）から最適なものを選び、その解像度で学習します。
+解像度は64ピクセル単位のため、元画像とアスペクト比が完全に一致しない場合がありますが、その場合は、はみ出した部分がわずかにトリミングされます。
+
+解像度の最小サイズをmin_bucket_resoオプションで、最大サイズをmax_bucket_resoで指定できます。デフォルトはそれぞれ256、1024です。
+たとえば最小サイズに384を指定すると、256x1024や320x768などの解像度は使わなくなります。
+解像度を768x768のように大きくした場合、最大サイズに1280などを指定しても良いかもしれません。
+
+なおAspect Ratio Bucketingを有効にするときには、正則化画像についても、学習用画像と似た傾向の様々な解像度を用意した方がいいかもしれません。
+
+（ひとつのバッチ内の画像が学習用画像、正則化画像に偏らなくなるため。そこまで大きな影響はないと思いますが……。）
+
+## augmentation --color_aug / --flip_aug
+augmentationは学習時に動的にデータを変化させることで、モデルの性能を上げる手法です。color_augで色合いを微妙に変えつつ、flip_augで左右反転をしつつ、学習します。
+
+動的にデータを変化させるため、cache_latentsオプションと同時に指定できません。
+
+## 保存時のデータ精度の指定 --save_precision
+save_precisionオプションにfloat、fp16、bf16のいずれかを指定すると、その形式でcheckpointを保存します（Stable Diffusion形式で保存する場合のみ）。checkpointのサイズを削減したい場合などにお使いください。
+
+## 任意の形式で保存する --save_model_as
+モデルの保存形式を指定します。ckpt、safetensors、diffusers、diffusers_safetensorsのいずれかを指定してください。
+
+Stable Diffusion形式（ckptまたはsafetensors）を読み込み、Diffusers形式で保存する場合、不足する情報はHugging Faceからv1.5またはv2.1の情報を落としてきて補完します。
+
+## 学習ログの保存 --logging_dir / --log_prefix
+logging_dirオプションにログ保存先フォルダを指定してください。TensorBoard形式のログが保存されます。
+
+たとえば--logging_dir=logsと指定すると、作業フォルダにlogsフォルダが作成され、その中の日時フォルダにログが保存されます。
+また--log_prefixオプションを指定すると、日時の前に指定した文字列が追加されます。「--logging_dir=logs --log_prefix=db_style1_」などとして識別用にお使いください。
+
+TensorBoardでログを確認するには、別のコマンドプロンプトを開き、作業フォルダで以下のように入力します（tensorboardはDiffusersのインストール時にあわせてインストールされると思いますが、もし入っていないならpip install tensorboardで入れてください）。
+
+```
+tensorboard --logdir=logs
+```
+
+その後ブラウザを開き、http://localhost:6006/ へアクセスすると表示されます。
+
+## 学習率のスケジューラ関連の指定 --lr_scheduler / --lr_warmup_steps
+lr_schedulerオプションで学習率のスケジューラをlinear, cosine, cosine_with_restarts, polynomial, constant, constant_with_warmupから選べます。デフォルトはconstantです。lr_warmup_stepsでスケジューラのウォームアップ（だんだん学習率を変えていく）ステップ数を指定できます。詳細については各自お調べください。
+
+## 勾配をfp16とした学習（実験的機能） --full_fp16
+full_fp16オプションを指定すると勾配を通常のfloat32からfloat16（fp16）に変更して学習します（mixed precisionではなく完全なfp16学習になるようです）。
+これによりSD1.xの512x512サイズでは8GB未満、SD2.xの512x512サイズで12GB未満のVRAM使用量で学習できるようです。
+
+あらかじめaccelerate configでfp16を指定し、オプションで ``mixed_precision="fp16"`` としてください（bf16では動作しません）。
+
+メモリ使用量を最小化するためには、xformers、use_8bit_adam、cache_latents、gradient_checkpointingの各オプションを指定し、train_batch_sizeを1としてください。
+
+（余裕があるようならtrain_batch_sizeを段階的に増やすと若干精度が上がるはずです。）
+
+PyTorchのソースにパッチを当てて無理やり実現しています（PyTorch 1.12.1と1.13.0で確認）。精度はかなり落ちますし、途中で学習失敗する確率も高くなります。
+学習率やステップ数の設定もシビアなようです。それらを認識したうえで自己責任でお使いください。
+
+# その他の学習方法
+
+## 複数class、複数対象（identifier）の学習
+方法は単純で、学習用画像のフォルダ内に ``繰り返し回数_<identifier> <class>`` のフォルダを複数、正則化画像フォルダにも同様に ``繰り返し回数_<class>`` のフォルダを複数、用意してください。
+
+たとえば「sls frog」と「cpc rabbit」を同時に学習する場合、以下のようになります。
+
+![image](https://user-images.githubusercontent.com/52813779/210777933-a22229db-b219-4cd8-83ca-e87320fc4192.png)
+
+classがひとつで対象が複数の場合、正則化画像フォルダはひとつで構いません。たとえば1girlにキャラAとキャラBがいる場合は次のようにします。
+
+- train_girls
+  - 10_sls 1girl
+  - 10_cpc 1girl
+- reg_girls
+  - 1_1girl
+
+データ数にばらつきがある場合、繰り返し回数を調整してclass、identifierごとの枚数を統一すると良い結果が得られることがあるようです。
+
+## DreamBoothでキャプションを使う
+学習用画像、正則化画像のフォルダに、画像と同じファイル名で、拡張子.caption（オプションで変えられます）のファイルを置くと、そのファイルからキャプションを読み込みプロンプトとして学習します。
+
+※それらの画像の学習に、フォルダ名（identifier class）は使用されなくなります。
+
+各画像にキャプションを付けることで（BLIP等を使っても良いでしょう）、学習したい属性をより明確にできるかもしれません。
+
+キャプションファイルの拡張子はデフォルトで.captionです。--caption_extensionで変更できます。--shuffle_captionオプションで学習時のキャプションについて、カンマ区切りの各部分をシャッフルしながら学習します。
+

train_network_README-ja.md

@@ -10,9 +10,7 @@
 
 cloneofsimo氏のリポジトリ、およびd8ahazard氏の[Dreambooth Extension for Stable-Diffusion-WebUI](https://github.com/d8ahazard/sd_dreambooth_extension)とは、現時点では互換性がありません。いくつかの機能拡張を行っているためです（後述）。
 
-WebUI等で画像生成する場合には、学習したLoRAのモデルを学習元のStable Diffusionのモデルに、このリポジトリ内のスクリプトであらかじめマージしておく必要があります。マージ後のモデルファイルはLoRAの学習結果が反映されたものになります。
-
-なお当リポジトリ内の画像生成スクリプトで生成する場合はマージ不要です。
+WebUI等で画像生成する場合には、学習したLoRAのモデルを学習元のStable Diffusionのモデルにこのリポジトリ内のスクリプトであらかじめマージしておくか、こちらの[WebUI用extension](https://github.com/kohya-ss/sd-webui-additional-networks)を使ってください。
 
 ## 学習方法
 
@@ -24,9 +22,9 @@ DreamBoothの手法（identifier（sksなど）とclass、オプションで正
 
 ### DreamBoothの手法を用いる場合
 
-note.com [環境整備とDreamBooth学習スクリプトについて](https://note.com/kohya_ss/n/nba4eceaa4594) を参照してデータを用意してください。
+[DreamBoothのガイド](./train_db_README-ja.md) を参照してデータを用意してください。
 
-学習するとき、train_db.pyの代わりにtrain_network.pyを指定してください。
+学習するとき、train_db.pyの代わりにtrain_network.pyを指定してください。そして「LoRAの学習のためのオプション」にあるようにLoRA関連のオプション（``network_dim``や``network_alpha``など）を追加してください。
 
 ほぼすべてのオプション（Stable Diffusionのモデル保存関係を除く）が使えますが、stop_text_encoder_trainingはサポートしていません。
 
@@ -34,7 +32,7 @@ note.com [環境整備とDreamBooth学習スクリプトについて](https://no
 
 [fine-tuningのガイド](./fine_tune_README_ja.md) を参照し、各手順を実行してください。
 
-学習するとき、fine_tune.pyの代わりにtrain_network.pyを指定してください。ほぼすべてのオプション（モデル保存関係を除く）がそのまま使えます。
+学習するとき、fine_tune.pyの代わりにtrain_network.pyを指定してください。ほぼすべてのオプション（モデル保存関係を除く）がそのまま使えます。そして「LoRAの学習のためのオプション」にあるようにLoRA関連のオプション（``network_dim``や``network_alpha``など）を追加してください。
 
 なお「latentsの事前取得」は行わなくても動作します。VAEから学習時（またはキャッシュ時）にlatentを取得するため学習速度は遅くなりますが、代わりにcolor_augが使えるようになります。
 
@@ -47,7 +45,7 @@ train_network.pyでは--network_moduleオプションに、学習対象のモジ
 以下はコマンドラインの例です（DreamBooth手法）。
 
 ```
-accelerate launch --num_cpu_threads_per_process 12 train_network.py 
+accelerate launch --num_cpu_threads_per_process 1 train_network.py 
     --pretrained_model_name_or_path=..\models\model.ckpt 
     --train_data_dir=..\data\db\char1 --output_dir=..\lora_train1 
     --reg_data_dir=..\data\db\reg1 --prior_loss_weight=1.0 
@@ -62,7 +60,9 @@ accelerate launch --num_cpu_threads_per_process 12 train_network.py
 その他、以下のオプションが指定できます。
 
 * --network_dim
-  * LoRAの次元数を指定します（``--networkdim=4``など）。省略時は4になります。数が多いほど表現力は増しますが、学習に必要なメモリ、時間は増えます。また闇雲に増やしても良くないようです。
+  * LoRAのRANKを指定します（``--networkdim=4``など）。省略時は4になります。数が多いほど表現力は増しますが、学習に必要なメモリ、時間は増えます。また闇雲に増やしても良くないようです。
+* --network_alpha
+  *  アンダーフローを防ぎ安定して学習するための ``alpha`` 値を指定します。デフォルトは1です。``network_dim``と同じ値を指定すると以前のバージョンと同じ動作になります。
 * --network_weights
   * 学習前に学習済みのLoRAの重みを読み込み、そこから追加で学習します。
 * --network_train_unet_only
@@ -110,7 +110,7 @@ python networks\merge_lora.py --sd_model ..\model\model.ckpt
 
 ### 複数のLoRAのモデルをマージする
 
-結局のところSDモデルにマージしないと推論できないのであまり使い道はないかもしれません。ただ、複数のLoRAモデルをひとつずつSDモデルにマージしていく場合と、複数のLoRAモデルをマージしてからSDモデルにマージする場合とは、計算順序の関連で微妙に異なる結果になります。
+複数のLoRAモデルをひとつずつSDモデルに適用する場合と、複数のLoRAモデルをマージしてからSDモデルにマージする場合とは、計算順序の関連で微妙に異なる結果になります。
 
 たとえば以下のようなコマンドラインになります。
 
@@ -128,7 +128,7 @@ python networks\merge_lora.py
 
 --ratiosにそれぞれのモデルの比率（どのくらい重みを元モデルに反映するか）を0~1.0の数値で指定します。二つのモデルを一対一でマージす場合は、「0.5 0.5」になります。「1.0 1.0」では合計の重みが大きくなりすぎて、恐らく結果はあまり望ましくないものになると思われます。
 
-v1で学習したLoRAとv2で学習したLoRA、次元数の異なるLoRAはマージできません。U-NetだけのLoRAとU-Net+Text EncoderのLoRAはマージできるはずですが、結果は未知数です。
+v1で学習したLoRAとv2で学習したLoRA、rank（次元数）や``alpha``の異なるLoRAはマージできません。U-NetだけのLoRAとU-Net+Text EncoderのLoRAはマージできるはずですが、結果は未知数です。
 
 
 ### その他のオプション
@@ -140,10 +140,44 @@ v1で学習したLoRAとv2で学習したLoRA、次元数の異なるLoRAはマ
 
 ## 当リポジトリ内の画像生成スクリプトで生成する
 
-gen_img_diffusers.pyに、--network_module、--network_weights、--network_dim（省略可）の各オプションを追加してください。意味は学習時と同様です。
+gen_img_diffusers.pyに、--network_module、--network_weightsの各オプションを追加してください。意味は学習時と同様です。
 
 --network_mulオプションで0~1.0の数値を指定すると、LoRAの適用率を変えられます。
 
+## 二つのモデルの差分からLoRAモデルを作成する
+
+[こちらのディスカッション](https://github.com/cloneofsimo/lora/discussions/56)を参考に実装したものです。数式はそのまま使わせていただきました（よく理解していませんが近似には特異値分解を用いるようです）。
+
+二つのモデル（たとえばfine tuningの元モデルとfine tuning後のモデル）の差分を、LoRAで近似します。
+
+### スクリプトの実行方法
+
+以下のように指定してください。
+```
+python networks\extract_lora_from_models.py --model_org base-model.ckpt
+    --model_tuned fine-tuned-model.ckpt 
+    --save_to lora-weights.safetensors --dim 4
+```
+
+--model_orgオプションに元のStable Diffusionモデルを指定します。作成したLoRAモデルを適用する場合は、このモデルを指定して適用することになります。.ckptまたは.safetensorsが指定できます。
+
+--model_tunedオプションに差分を抽出する対象のStable Diffusionモデルを指定します。たとえばfine tuningやDreamBooth後のモデルを指定します。.ckptまたは.safetensorsが指定できます。
+
+--save_toにLoRAモデルの保存先を指定します。--dimにLoRAの次元数を指定します。
+
+生成されたLoRAモデルは、学習したLoRAモデルと同様に使用できます。
+
+Text Encoderが二つのモデルで同じ場合にはLoRAはU-NetのみのLoRAとなります。
+
+### その他のオプション
+
+- --v2
+  - v2.xのStable Diffusionモデルを使う場合に指定してください。
+- --device
+  - ``--device cuda``としてcudaを指定すると計算をGPU上で行います。処理が速くなります（CPUでもそこまで遅くないため、せいぜい倍～数倍程度のようです）。
+- --save_precision
+  - LoRAの保存形式を"float", "fp16", "bf16"から指定します。省略時はfloatになります。
+
 ## 追加情報
 
 ### cloneofsimo氏のリポジトリとの違い

train_textual_inversion.py

@@ -0,0 +1,498 @@
+import importlib
+import argparse
+import gc
+import math
+import os
+
+from tqdm import tqdm
+import torch
+from accelerate.utils import set_seed
+import diffusers
+from diffusers import DDPMScheduler
+
+import library.train_util as train_util
+from library.train_util import DreamBoothDataset, FineTuningDataset
+
+imagenet_templates_small = [
+    "a photo of a {}",
+    "a rendering of a {}",
+    "a cropped photo of the {}",
+    "the photo of a {}",
+    "a photo of a clean {}",
+    "a photo of a dirty {}",
+    "a dark photo of the {}",
+    "a photo of my {}",
+    "a photo of the cool {}",
+    "a close-up photo of a {}",
+    "a bright photo of the {}",
+    "a cropped photo of a {}",
+    "a photo of the {}",
+    "a good photo of the {}",
+    "a photo of one {}",
+    "a close-up photo of the {}",
+    "a rendition of the {}",
+    "a photo of the clean {}",
+    "a rendition of a {}",
+    "a photo of a nice {}",
+    "a good photo of a {}",
+    "a photo of the nice {}",
+    "a photo of the small {}",
+    "a photo of the weird {}",
+    "a photo of the large {}",
+    "a photo of a cool {}",
+    "a photo of a small {}",
+]
+
+imagenet_style_templates_small = [
+    "a painting in the style of {}",
+    "a rendering in the style of {}",
+    "a cropped painting in the style of {}",
+    "the painting in the style of {}",
+    "a clean painting in the style of {}",
+    "a dirty painting in the style of {}",
+    "a dark painting in the style of {}",
+    "a picture in the style of {}",
+    "a cool painting in the style of {}",
+    "a close-up painting in the style of {}",
+    "a bright painting in the style of {}",
+    "a cropped painting in the style of {}",
+    "a good painting in the style of {}",
+    "a close-up painting in the style of {}",
+    "a rendition in the style of {}",
+    "a nice painting in the style of {}",
+    "a small painting in the style of {}",
+    "a weird painting in the style of {}",
+    "a large painting in the style of {}",
+]
+
+
+def collate_fn(examples):
+  return examples[0]
+
+
+def train(args):
+  if args.output_name is None:
+    args.output_name = args.token_string
+  use_template = args.use_object_template or args.use_style_template
+
+  train_util.verify_training_args(args)
+  train_util.prepare_dataset_args(args, True)
+
+  cache_latents = args.cache_latents
+  use_dreambooth_method = args.in_json is None
+
+  if args.seed is not None:
+    set_seed(args.seed)
+
+  tokenizer = train_util.load_tokenizer(args)
+
+  # acceleratorを準備する
+  print("prepare accelerator")
+  accelerator, unwrap_model = train_util.prepare_accelerator(args)
+
+  # mixed precisionに対応した型を用意しておき適宜castする
+  weight_dtype, save_dtype = train_util.prepare_dtype(args)
+
+  # モデルを読み込む
+  text_encoder, vae, unet, _ = train_util.load_target_model(args, weight_dtype)
+
+  # Convert the init_word to token_id
+  if args.init_word is not None:
+    init_token_id = tokenizer.encode(args.init_word, add_special_tokens=False)
+    assert len(
+        init_token_id) == 1, f"init word {args.init_word} is not converted to single token / 初期化単語が二つ以上のトークンに変換されます。別の単語を使ってください"
+    init_token_id = init_token_id[0]
+  else:
+    init_token_id = None
+
+  # add new word to tokenizer, count is num_vectors_per_token
+  token_strings = [args.token_string] + [f"{args.token_string}{i+1}" for i in range(args.num_vectors_per_token - 1)]
+  num_added_tokens = tokenizer.add_tokens(token_strings)
+  assert num_added_tokens == args.num_vectors_per_token, f"tokenizer has same word to token string. please use another one / 指定したargs.token_stringは既に存在します。別の単語を使ってください: {args.token_string}"
+
+  token_ids = tokenizer.convert_tokens_to_ids(token_strings)
+  print(f"tokens are added: {token_ids}")
+  assert min(token_ids) == token_ids[0] and token_ids[-1] == token_ids[0] + len(token_ids) - 1, f"token ids is not ordered"
+  assert len(tokenizer) - 1 == token_ids[-1], f"token ids is not end of tokenize: {len(tokenizer)}"
+
+  # Resize the token embeddings as we are adding new special tokens to the tokenizer
+  text_encoder.resize_token_embeddings(len(tokenizer))
+
+  # Initialise the newly added placeholder token with the embeddings of the initializer token
+  token_embeds = text_encoder.get_input_embeddings().weight.data
+  if init_token_id is not None:
+    for token_id in token_ids:
+      token_embeds[token_id] = token_embeds[init_token_id]
+      # print(token_id, token_embeds[token_id].mean(), token_embeds[token_id].min())
+
+  # load weights
+  if args.weights is not None:
+    embeddings = load_weights(args.weights)
+    assert len(token_ids) == len(
+        embeddings), f"num_vectors_per_token is mismatch for weights / 指定した重みとnum_vectors_per_tokenの値が異なります: {len(embeddings)}"
+    # print(token_ids, embeddings.size())
+    for token_id, embedding in zip(token_ids, embeddings):
+      token_embeds[token_id] = embedding
+      # print(token_id, token_embeds[token_id].mean(), token_embeds[token_id].min())
+    print(f"weighs loaded")
+
+  print(f"create embeddings for {args.num_vectors_per_token} tokens, for {args.token_string}")
+
+  # データセットを準備する
+  if use_dreambooth_method:
+    print("Use DreamBooth method.")
+    train_dataset = DreamBoothDataset(args.train_batch_size, args.train_data_dir, args.reg_data_dir,
+                                      tokenizer, args.max_token_length, args.caption_extension, args.shuffle_caption, args.keep_tokens,
+                                      args.resolution, args.enable_bucket, args.min_bucket_reso, args.max_bucket_reso, args.prior_loss_weight,
+                                      args.flip_aug, args.color_aug, args.face_crop_aug_range, args.random_crop, args.debug_dataset)
+  else:
+    print("Train with captions.")
+    train_dataset = FineTuningDataset(args.in_json, args.train_batch_size, args.train_data_dir,
+                                      tokenizer, args.max_token_length, args.shuffle_caption, args.keep_tokens,
+                                      args.resolution, args.enable_bucket, args.min_bucket_reso, args.max_bucket_reso,
+                                      args.flip_aug, args.color_aug, args.face_crop_aug_range, args.random_crop,
+                                      args.dataset_repeats, args.debug_dataset)
+
+  # make captions: tokenstring tokenstring1 tokenstring2 ...tokenstringn という文字列に書き換える超乱暴な実装
+  if use_template:
+    print("use template for training captions. is object: {args.use_object_template}")
+    templates = imagenet_templates_small if args.use_object_template else imagenet_style_templates_small
+    replace_to = " ".join(token_strings)
+    captions = []
+    for tmpl in templates:
+      captions.append(tmpl.format(replace_to))
+    train_dataset.add_replacement("", captions)
+  elif args.num_vectors_per_token > 1:
+    replace_to = " ".join(token_strings)
+    train_dataset.add_replacement(args.token_string, replace_to)
+
+  train_dataset.make_buckets()
+
+  if args.debug_dataset:
+    train_util.debug_dataset(train_dataset, show_input_ids=True)
+    return
+  if len(train_dataset) == 0:
+    print("No data found. Please verify arguments / 画像がありません。引数指定を確認してください")
+    return
+
+  # モデルに xformers とか memory efficient attention を組み込む
+  train_util.replace_unet_modules(unet, args.mem_eff_attn, args.xformers)
+
+  # 学習を準備する
+  if cache_latents:
+    vae.to(accelerator.device, dtype=weight_dtype)
+    vae.requires_grad_(False)
+    vae.eval()
+    with torch.no_grad():
+      train_dataset.cache_latents(vae)
+    vae.to("cpu")
+    if torch.cuda.is_available():
+      torch.cuda.empty_cache()
+    gc.collect()
+
+  if args.gradient_checkpointing:
+    unet.enable_gradient_checkpointing()
+    text_encoder.gradient_checkpointing_enable()
+
+  # 学習に必要なクラスを準備する
+  print("prepare optimizer, data loader etc.")
+
+  # 8-bit Adamを使う
+  if args.use_8bit_adam:
+    try:
+      import bitsandbytes as bnb
+    except ImportError:
+      raise ImportError("No bitsand bytes / bitsandbytesがインストールされていないようです")
+    print("use 8-bit Adam optimizer")
+    optimizer_class = bnb.optim.AdamW8bit
+  else:
+    optimizer_class = torch.optim.AdamW
+
+  trainable_params = text_encoder.get_input_embeddings().parameters()
+
+  # betaやweight decayはdiffusers DreamBoothもDreamBooth SDもデフォルト値のようなのでオプションはとりあえず省略
+  optimizer = optimizer_class(trainable_params, lr=args.learning_rate)
+
+  # dataloaderを準備する
+  # DataLoaderのプロセス数：0はメインプロセスになる
+  n_workers = min(args.max_data_loader_n_workers, os.cpu_count() - 1)      # cpu_count-1 ただし最大で指定された数まで
+  train_dataloader = torch.utils.data.DataLoader(
+      train_dataset, batch_size=1, shuffle=False, collate_fn=collate_fn, num_workers=n_workers)
+
+  # 学習ステップ数を計算する
+  if args.max_train_epochs is not None:
+    args.max_train_steps = args.max_train_epochs * len(train_dataloader)
+    print(f"override steps. steps for {args.max_train_epochs} epochs is / 指定エポックまでのステップ数: {args.max_train_steps}")
+
+  # lr schedulerを用意する
+  lr_scheduler = diffusers.optimization.get_scheduler(
+      args.lr_scheduler, optimizer, num_warmup_steps=args.lr_warmup_steps, num_training_steps=args.max_train_steps * args.gradient_accumulation_steps)
+
+  # acceleratorがなんかよろしくやってくれるらしい
+  text_encoder, optimizer, train_dataloader, lr_scheduler = accelerator.prepare(
+      text_encoder, optimizer, train_dataloader, lr_scheduler)
+
+  index_no_updates = torch.arange(len(tokenizer)) < token_ids[0]
+  print(len(index_no_updates), torch.sum(index_no_updates))
+  orig_embeds_params = unwrap_model(text_encoder).get_input_embeddings().weight.data.detach().clone()
+
+  # Freeze all parameters except for the token embeddings in text encoder
+  text_encoder.requires_grad_(True)
+  text_encoder.text_model.encoder.requires_grad_(False)
+  text_encoder.text_model.final_layer_norm.requires_grad_(False)
+  text_encoder.text_model.embeddings.position_embedding.requires_grad_(False)
+  # text_encoder.text_model.embeddings.token_embedding.requires_grad_(True)
+
+  unet.requires_grad_(False)
+  unet.to(accelerator.device, dtype=weight_dtype)
+  if args.gradient_checkpointing:                       # according to TI example in Diffusers, train is required
+    unet.train()
+  else:
+    unet.eval()
+
+  if not cache_latents:
+    vae.requires_grad_(False)
+    vae.eval()
+    vae.to(accelerator.device, dtype=weight_dtype)
+
+  # 実験的機能：勾配も含めたfp16学習を行う　PyTorchにパッチを当ててfp16でのgrad scaleを有効にする
+  if args.full_fp16:
+    train_util.patch_accelerator_for_fp16_training(accelerator)
+    text_encoder.to(weight_dtype)
+
+  # resumeする
+  if args.resume is not None:
+    print(f"resume training from state: {args.resume}")
+    accelerator.load_state(args.resume)
+
+  # epoch数を計算する
+  num_update_steps_per_epoch = math.ceil(len(train_dataloader) / args.gradient_accumulation_steps)
+  num_train_epochs = math.ceil(args.max_train_steps / num_update_steps_per_epoch)
+  if (args.save_n_epoch_ratio is not None) and (args.save_n_epoch_ratio > 0):
+    args.save_every_n_epochs = math.floor(num_train_epochs / args.save_n_epoch_ratio) or 1
+
+  # 学習する
+  total_batch_size = args.train_batch_size * accelerator.num_processes * args.gradient_accumulation_steps
+  print("running training / 学習開始")
+  print(f"  num train images * repeats / 学習画像の数×繰り返し回数: {train_dataset.num_train_images}")
+  print(f"  num reg images / 正則化画像の数: {train_dataset.num_reg_images}")
+  print(f"  num batches per epoch / 1epochのバッチ数: {len(train_dataloader)}")
+  print(f"  num epochs / epoch数: {num_train_epochs}")
+  print(f"  batch size per device / バッチサイズ: {args.train_batch_size}")
+  print(f"  total train batch size (with parallel & distributed & accumulation) / 総バッチサイズ（並列学習、勾配合計含む）: {total_batch_size}")
+  print(f"  gradient ccumulation steps / 勾配を合計するステップ数 = {args.gradient_accumulation_steps}")
+  print(f"  total optimization steps / 学習ステップ数: {args.max_train_steps}")
+
+  progress_bar = tqdm(range(args.max_train_steps), smoothing=0, disable=not accelerator.is_local_main_process, desc="steps")
+  global_step = 0
+
+  noise_scheduler = DDPMScheduler(beta_start=0.00085, beta_end=0.012, beta_schedule="scaled_linear",
+                                  num_train_timesteps=1000, clip_sample=False)
+
+  if accelerator.is_main_process:
+    accelerator.init_trackers("textual_inversion")
+
+  for epoch in range(num_train_epochs):
+    print(f"epoch {epoch+1}/{num_train_epochs}")
+
+    text_encoder.train()
+
+    loss_total = 0
+    bef_epo_embs = unwrap_model(text_encoder).get_input_embeddings().weight[token_ids].data.detach().clone()
+    for step, batch in enumerate(train_dataloader):
+      with accelerator.accumulate(text_encoder):
+        with torch.no_grad():
+          if "latents" in batch and batch["latents"] is not None:
+            latents = batch["latents"].to(accelerator.device)
+          else:
+            # latentに変換
+            latents = vae.encode(batch["images"].to(dtype=weight_dtype)).latent_dist.sample()
+          latents = latents * 0.18215
+        b_size = latents.shape[0]
+
+        # Get the text embedding for conditioning
+        input_ids = batch["input_ids"].to(accelerator.device)
+        encoder_hidden_states = train_util.get_hidden_states(args, input_ids, tokenizer, text_encoder, torch.float) # weight_dtype) use float instead of fp16/bf16 because text encoder is float
+
+        # Sample noise that we'll add to the latents
+        noise = torch.randn_like(latents, device=latents.device)
+
+        # Sample a random timestep for each image
+        timesteps = torch.randint(0, noise_scheduler.config.num_train_timesteps, (b_size,), device=latents.device)
+        timesteps = timesteps.long()
+
+        # Add noise to the latents according to the noise magnitude at each timestep
+        # (this is the forward diffusion process)
+        noisy_latents = noise_scheduler.add_noise(latents, noise, timesteps)
+
+        # Predict the noise residual
+        noise_pred = unet(noisy_latents, timesteps, encoder_hidden_states).sample
+
+        if args.v_parameterization:
+          # v-parameterization training
+          target = noise_scheduler.get_velocity(latents, noise, timesteps)
+        else:
+          target = noise
+
+        loss = torch.nn.functional.mse_loss(noise_pred.float(), target.float(), reduction="none")
+        loss = loss.mean([1, 2, 3])
+
+        loss_weights = batch["loss_weights"]                      # 各sampleごとのweight
+        loss = loss * loss_weights
+
+        loss = loss.mean()                # 平均なのでbatch_sizeで割る必要なし
+
+        accelerator.backward(loss)
+        if accelerator.sync_gradients:
+          params_to_clip = text_encoder.get_input_embeddings().parameters()
+          accelerator.clip_grad_norm_(params_to_clip, 1.0)  # args.max_grad_norm)
+
+        optimizer.step()
+        lr_scheduler.step()
+        optimizer.zero_grad(set_to_none=True)
+
+        # Let's make sure we don't update any embedding weights besides the newly added token
+        with torch.no_grad():
+          unwrap_model(text_encoder).get_input_embeddings().weight[index_no_updates] = orig_embeds_params[index_no_updates]
+
+      # Checks if the accelerator has performed an optimization step behind the scenes
+      if accelerator.sync_gradients:
+        progress_bar.update(1)
+        global_step += 1
+
+      current_loss = loss.detach().item()
+      if args.logging_dir is not None:
+        logs = {"loss": current_loss, "lr": lr_scheduler.get_last_lr()[0]}
+        accelerator.log(logs, step=global_step)
+
+      loss_total += current_loss
+      avr_loss = loss_total / (step+1)
+      logs = {"loss": avr_loss}  # , "lr": lr_scheduler.get_last_lr()[0]}
+      progress_bar.set_postfix(**logs)
+
+      if global_step >= args.max_train_steps:
+        break
+
+    if args.logging_dir is not None:
+      logs = {"loss/epoch": loss_total / len(train_dataloader)}
+      accelerator.log(logs, step=epoch+1)
+
+    accelerator.wait_for_everyone()
+
+    updated_embs = unwrap_model(text_encoder).get_input_embeddings().weight[token_ids].data.detach().clone()
+    d = updated_embs - bef_epo_embs
+    print(bef_epo_embs.size(), updated_embs.size(), d.mean(), d.min())
+
+    if args.save_every_n_epochs is not None:
+      model_name = train_util.DEFAULT_EPOCH_NAME if args.output_name is None else args.output_name
+
+      def save_func():
+        ckpt_name = train_util.EPOCH_FILE_NAME.format(model_name, epoch + 1) + '.' + args.save_model_as
+        ckpt_file = os.path.join(args.output_dir, ckpt_name)
+        print(f"saving checkpoint: {ckpt_file}")
+        save_weights(ckpt_file, updated_embs, save_dtype)
+
+      def remove_old_func(old_epoch_no):
+        old_ckpt_name = train_util.EPOCH_FILE_NAME.format(model_name, old_epoch_no) + '.' + args.save_model_as
+        old_ckpt_file = os.path.join(args.output_dir, old_ckpt_name)
+        if os.path.exists(old_ckpt_file):
+          print(f"removing old checkpoint: {old_ckpt_file}")
+          os.remove(old_ckpt_file)
+
+      saving = train_util.save_on_epoch_end(args, save_func, remove_old_func, epoch + 1, num_train_epochs)
+      if saving and args.save_state:
+        train_util.save_state_on_epoch_end(args, accelerator, model_name, epoch + 1)
+
+    # end of epoch
+
+  is_main_process = accelerator.is_main_process
+  if is_main_process:
+    text_encoder = unwrap_model(text_encoder)
+
+  accelerator.end_training()
+
+  if args.save_state:
+    train_util.save_state_on_train_end(args, accelerator)
+
+  updated_embs = text_encoder.get_input_embeddings().weight[token_ids].data.detach().clone()
+
+  del accelerator                         # この後メモリを使うのでこれは消す
+
+  if is_main_process:
+    os.makedirs(args.output_dir, exist_ok=True)
+
+    model_name = train_util.DEFAULT_LAST_OUTPUT_NAME if args.output_name is None else args.output_name
+    ckpt_name = model_name + '.' + args.save_model_as
+    ckpt_file = os.path.join(args.output_dir, ckpt_name)
+
+    print(f"save trained model to {ckpt_file}")
+    save_weights(ckpt_file, updated_embs, save_dtype)
+    print("model saved.")
+
+
+def save_weights(file, updated_embs, save_dtype):
+  state_dict = {"emb_params": updated_embs}
+
+  if save_dtype is not None:
+    for key in list(state_dict.keys()):
+      v = state_dict[key]
+      v = v.detach().clone().to("cpu").to(save_dtype)
+      state_dict[key] = v
+
+  if os.path.splitext(file)[1] == '.safetensors':
+    from safetensors.torch import save_file
+    save_file(state_dict, file)
+  else:
+    torch.save(state_dict, file)                    # can be loaded in Web UI
+
+
+def load_weights(file):
+  if os.path.splitext(file)[1] == '.safetensors':
+    from safetensors.torch import load_file
+    data = load_file(file)
+  else:
+    # compatible to Web UI's file format
+    data = torch.load(file, map_location='cpu')
+    if type(data) != dict:
+      raise ValueError(f"weight file is not dict / 重みファイルがdict形式ではありません: {file}")
+
+    if 'string_to_param' in data:                           # textual inversion embeddings
+      data = data['string_to_param']
+      if hasattr(data, '_parameters'):                      # support old PyTorch?
+        data = getattr(data, '_parameters')
+
+  emb = next(iter(data.values()))
+  if type(emb) != torch.Tensor:
+    raise ValueError(f"weight file does not contains Tensor / 重みファイルのデータがTensorではありません: {file}")
+
+  if len(emb.size()) == 1:
+    emb = emb.unsqueeze(0)
+
+  return emb
+
+
+if __name__ == '__main__':
+  parser = argparse.ArgumentParser()
+
+  train_util.add_sd_models_arguments(parser)
+  train_util.add_dataset_arguments(parser, True, True)
+  train_util.add_training_arguments(parser, True)
+
+  parser.add_argument("--save_model_as", type=str, default="pt", choices=[None, "ckpt", "pt", "safetensors"],
+                      help="format to save the model (default is .pt) / モデル保存時の形式（デフォルトはpt）")
+
+  parser.add_argument("--weights", type=str, default=None,
+                      help="embedding weights to initialize / 学習するネットワークの初期重み")
+  parser.add_argument("--num_vectors_per_token", type=int, default=1,
+                      help='number of vectors per token / トークンに割り当てるembeddingsの要素数')
+  parser.add_argument("--token_string", type=str, default=None,
+                      help="token string used in training, must not exist in tokenizer / 学習時に使用されるトークン文字列、tokenizerに存在しない文字であること")
+  parser.add_argument("--init_word", type=str, default=None,
+                      help="word to initialize vector / ベクトルを初期化に使用する単語、tokenizerで一語になること")
+  parser.add_argument("--use_object_template", action='store_true',
+                      help="ignore caption and use default templates for object / キャプションは使わずデフォルトの物体用テンプレートで学習する")
+  parser.add_argument("--use_style_template", action='store_true',
+                      help="ignore caption and use default templates for stype / キャプションは使わずデフォルトのスタイル用テンプレートで学習する")
+
+  args = parser.parse_args()
+  train(args)

train_ti_README-ja.md

@@ -0,0 +1,63 @@
+## Textual Inversionの学習について
+
+[Textual Inversion](https://textual-inversion.github.io/)です。実装に当たっては https://github.com/huggingface/diffusers/tree/main/examples/textual_inversion を大いに参考にしました。
+
+学習したモデルはWeb UIでもそのまま使えます。
+
+なお恐らくSD2.xにも対応していますが現時点では未テストです。
+
+## 学習方法
+
+``train_textual_inversion.py`` を用います。
+
+データの準備については ``train_network.py`` と全く同じですので、[そちらのドキュメント](./train_network_README-ja.md)を参照してください。
+
+## オプション
+
+以下はコマンドラインの例です（DreamBooth手法）。
+
+```
+accelerate launch --num_cpu_threads_per_process 1 train_textual_inversion.py 
+    --pretrained_model_name_or_path=..\models\model.ckpt 
+    --train_data_dir=..\data\db\char1 --output_dir=..\ti_train1 
+    --resolution=448,640 --train_batch_size=1 --learning_rate=1e-4 
+    --max_train_steps=400 --use_8bit_adam --xformers --mixed_precision=fp16 
+    --save_every_n_epochs=1 --save_model_as=safetensors --clip_skip=2 --seed=42 --color_aug 
+    --token_string=mychar4 --init_word=cute --num_vectors_per_token=4
+```
+
+``--token_string`` に学習時のトークン文字列を指定します。__学習時のプロンプトは、この文字列を含むようにしてください（token_stringがmychar4なら、``mychar4 1girl`` など）__。プロンプトのこの文字列の部分が、Textual Inversionの新しいtokenに置換されて学習されます。
+
+プロンプトにトークン文字列が含まれているかどうかは、``--debug_dataset`` で置換後のtoken idが表示されますので、以下のように ``49408`` 以降のtokenが存在するかどうかで確認できます。
+
+```
+input ids: tensor([[49406, 49408, 49409, 49410, 49411, 49412, 49413, 49414, 49415, 49407,
+         49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407,
+         49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407,
+         49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407,
+         49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407,
+         49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407,
+         49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407,
+         49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407, 49407]])
+```
+
+tokenizerがすでに持っている単語（一般的な単語）は使用できません。
+
+``--init_word`` にembeddingsを初期化するときのコピー元トークンの文字列を指定します。学ばせたい概念が近いものを選ぶとよいようです。二つ以上のトークンになる文字列は指定できません。
+
+``--num_vectors_per_token`` にいくつのトークンをこの学習で使うかを指定します。多いほうが表現力が増しますが、その分多くのトークンを消費します。たとえばnum_vectors_per_token=8の場合、指定したトークン文字列は（一般的なプロンプトの77トークン制限のうち）8トークンを消費します。
+
+
+その他、以下のオプションが指定できます。
+
+* --weights
+  * 学習前に学習済みのembeddingsを読み込み、そこから追加で学習します。
+* --use_object_template
+  * キャプションではなく既定の物体用テンプレート文字列（``a photo of a {}``など）で学習します。公式実装と同じになります。キャプションは無視されます。
+* --use_style_template
+  * キャプションではなく既定のスタイル用テンプレート文字列で学習します（``a painting in the style of {}``など）。公式実装と同じになります。キャプションは無視されます。
+
+## 当リポジトリ内の画像生成スクリプトで生成する
+
+gen_img_diffusers.pyに、``--textual_inversion_embeddings`` オプションで学習したembeddingsファイルを指定してください（複数可）。プロンプトでembeddingsファイルのファイル名（拡張子を除く）を使うと、そのembeddingsが適用されます。
+