SD3.5 Medium模型端侧部署
本项目基于 ai-engine-direct-helper (QAI_AppBuilder)
https://github.com/quic/ai-engine-direct-helper.git
模型下载地址 (包含对应的上下文二进制文件)
https://www.aidevhome.com/?id=51
第一部分:Windows PC 平台使用
本部分介绍如何在 Windows Snapdragon X Elite 平台上,通过 qai_appbuilder 的 全流程 in-process HTP 方案 运行 SD3.5 Medium 图像生成
1.1 压缩包内容
sd3.5_qnn_for_windows-8380/ ├── sd3.5_medium_pc.py # PC 推理入口脚本 ├── qai_appbuilder-2.38.0-cp312-cp312-win_amd64.whl # qai_appbuilder 安装包 ├── time_text_embed.pt # timestep 嵌入权重 (~32 MB) ├── requirements.txt # Python 依赖 ├── README.md / README_PC.md ├── libs/ # QNN 运行时库(已包含,无需额外下载) │ ├── QnnHtp.dll HTP 后端 │ ├── QnnHtpPrepare.dll HTP 预处理 │ ├── QnnHtpV73Stub.dll v73 DSP stub │ ├── QnnHtpNetRunExtensions.dll 运行扩展 │ ├── QnnSystem.dll 系统库 │ ├── Genie.dll │ └── ... 其他运行时文件 ├── serialized_binaries/ # QNN 模型文件 │ ├── text_encoder.serialized.bin (~238 MB) CLIP-L 文本编码器 │ ├── text_encoder_2.serialized.bin (~1.4 GB) CLIP-G 文本编码器 │ ├── transformer.serialized.bin (~2.3 GB) MMDiT 去噪网络 │ └── vae_decoder.serialized.bin (~102 MB) VAE 解码器 ├── tokenizer/ # CLIP-L tokenizer │ ├── vocab.json │ ├── merges.txt │ ├── special_tokens_map.json │ └── tokenizer_config.json └── tokenizer_2/ # CLIP-G tokenizer ├── vocab.json ├── merges.txt ├── special_tokens_map.json └── tokenizer_config.json
sd3.5_medium_pc.py 同时兼容两种目录结构:扁平结构(新版默认):
serialized_binaries/、tokenizer/、libs/等直接位于脚本同级目录。注意:总大小约 4.6 GB(含模型权重文件和 QNN 运行时库)。
1.2 环境要求
硬件:Windows Snapdragon X Elite(HTP v73)或更高
内存:建议 32GB RAM(transformer 模型约 2.3GB,加载到 HTP 上下文中)
Python:3.12 (x86_64 emulated on ARM64)
QNN Libs:已包含在压缩包中,脚本会自动定位无需手动配置
1.3 资源下载与准备
下载模型文件:
SD3.5 Medium 骁龙 X Elite 平台(8380)模型下载
将下载的压缩包解压到工作目录下。压缩包已包含所需的 QNN 运行时库(
libs/目录),无需额外下载。
1.4 安装依赖
① 创建虚拟环境(推荐):
python -m venv venv venv\Scripts\activate
② 安装 qai_appbuilder:压缩包中已包含 qai_appbuilder 的预编译安装包,直接安装即可:
pip install qai_appbuilder-2.38.0-cp312-cp312-win_amd64.whl
qai_appbuilder 目前仅提供预编译 whl 包,不在 PyPI 上发布。cp312-win_amd64:适用于 Python 3.12 + Windows x86_64(ARM64 平台上通过模拟运行)如使用其他 Python 版本或架构,需使用对应的 whl 文件
③ 安装其他 Python 依赖:使用压缩包中的 requirements.txt:
pip install -i https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/ -r requirements.txt
requirements.txt 内容:
torch>=2.4.1 transformers>=4.44.0 diffusers==0.34.0 Pillow>=9.0.0 numpy>=1.24.0
1.5 QNN Libs 说明
QNN 运行时库已包含在压缩包的 libs/ 目录中,脚本会自动检测使用,无需手动配置路径。脚本的查找顺序为:
优先尝试
<脚本目录>/models/libs(带models/子目录的旧版结构)未找到则使用
<脚本目录>/libs(扁平结构 / 新版默认)
libs/ 目录包含以下关键文件:
QnnHtp.dll— HTP 后端库(推理核心)QnnHtpPrepare.dll— HTP 预处理QnnHtpV73Stub.dll— v73 DSP stubQnnHtpNetRunExtensions.dll— 运行时扩展QnnSystem.dll— 系统库Genie.dll— Genie 框架库
1.6 运行推理
基本用法:
python sd3.5_medium_pc.py --prompt "A cat holding a sign that says hello world"
完整参数示例:
python sd3.5_medium_pc.py ^ --prompt "A beautiful sunset over the ocean" ^ --negative_prompt "blurry, low quality" ^ --steps 20 ^ --cfg 3.5 ^ --seed 42 ^ --output output.png
参数说明:
| 参数 | 默认值 | 说明 |
|---|---|---|
--prompt | "A cat..." | 正向提示词 |
--negative_prompt | "" | 负向提示词 |
--steps | 20 | 去噪步数(5 步快速测试,20 步高质量) |
--cfg | 3.5 | CFG 引导强度 |
--seed | 42 | 随机种子(相同种子 = 可复现结果) |
--output | output.png | 输出图片路径 |
1.7 推理流程如下:
1. [CPU] 加载 tokenizer + time_text_embed 权重 + scheduler 2. [一次性] 通过 qai_appbuilder 加载 4 个 QNN 模型到 HTP 上下文 (text_encoder / text_encoder_2 / vae_decoder / transformer) 3. [NPU] CLIP-L + CLIP-G 文本编码(正向 + 负向 prompt) 4. [CPU] 初始化随机 latent 噪声 5. [循环 N 步去噪]: a. [CPU] 计算时间步嵌入 (temb) b. [NPU] transformer 条件推理 → 噪声预测 c. [NPU] transformer 无条件推理 → 噪声预测 d. [CPU] CFG 合并 + 调度器更新 latent 6. [NPU] VAE 解码 → 像素图像 7. [CPU] 后处理 → 保存 PNG (1024×1024)
第二部分:Android 平台使用
本部分介绍如何通过 Host PC + Android 设备 协作完成 SD3.5 Medium 图像生成:
Host PC(Linux/Windows):负责 tokenizer 编解码、调度器计算、前后处理
Android 设备 NPU:通过 ADB 调用
qnn-net-run简单推理,执行 4 个 QNN 模型推理
支持两个平台版本:
| 版本 | DSP 架构 | SOC ID | 芯片平台 |
|---|---|---|---|
| GEN4 | V79 | 69 | Snapdragon (Sun) |
| GEN5 | V81 | 87 | Snapdragon 8 Elite |
2.1 压缩包内容
SD3.5 Medium骁龙 8 至尊版平台 (8750) 模型下载
SD3.5 Medium第五代骁龙 8 至尊版平台 (8850) 模型下载
sd3.5/ ├── sd3.5_medium_inference_android.py # 推理入口脚本 ├── qnn-net-run # QNN CLI 推理工具 (aarch64-android) ├── time_text_embed.pt # 时间嵌入权重 (~32MB) ├── htp_config.json # HTP 配置参考 ├── htp_backend.json # HTP 后端配置参考 ├── libs/ # QNN 运行时库 (~300MB, 约71个 .so) │ ├── libQnnHtp.so │ ├── libQnnHtpV79Stub.so # GEN4: V79 / GEN5: V81 │ ├── libQnnHtpV79CalculatorStub.so │ ├── libQnnHtpV79Skel.so │ ├── libQnnSystem.so │ └── ... (其他 QNN .so 库) ├── serialized_binaries/ # GEN4 用 "serialized_binaries/" │ │ # GEN5 用 "serialized_binaries_gen5/" │ ├── text_encoder.serialized.bin ~238MB │ ├── text_encoder_2.serialized.bin ~1.4GB │ ├── transformer.serialized.bin ~2.3GB │ └── vae_decoder.serialized.bin ~105MB ├── tokenizer/ # CLIP tokenizer 文件 └── tokenizer_2/ # CLIP tokenizer_2 文件
注意:总大小约 4.3GB(主要是模型权重文件)。
2.2 环境准备
安装 ADB:
# Ubuntu / Debian sudo apt install android-tools-adb # 验证安装 adb version
创建 Python 虚拟环境并安装依赖:
# 创建虚拟环境 python3 -m venv sd35_env source sd35_env/bin/activate # Linux / macOS # sd35_env\Scripts\activate # Windows # 安装依赖 pip install -i https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/ torch transformers diffusers Pillow numpy
2.3 连接设备
# 连接设备后验证 adb devices # 输出示例: # List of devices attached # 24e74add device ← 设备已连接 # 多设备场景:指定目标设备 export ANDROID_SERIAL=24e74add
确保设备状态显示为 device(不是 unauthorized 或 offline)。
2.4 首次运行(含设备初始化)
首次运行需要加 --setup 参数,脚本会自动将库和模型推送到设备 /data/local/tmp/sd35/。
# 激活虚拟环境 source sd35_env/bin/activate # 进入工作目录 cd sd3.5_qnn_for_android_gen4/sd3.5/ # GEN4 # cd sd3.5_qnn_for_android_gen5/sd3.5/ # GEN5 # 首次运行(推送文件 + 推理) python sd3.5_medium_inference_android.py \ --setup \ --prompt "A cat holding a sign that says hello world"
2.5 日常使用(后续推理)
首次设置完成后,无需再加 --setup:
# 基本用法 python sd3.5_medium_inference_android.py --prompt "A beautiful sunset over the ocean" # 指定步数和种子 python sd3.5_medium_inference_android.py \ --prompt "A futuristic city at night" \ --steps 30 \ --seed 123 \ --output future_city.png # 使用负向提示词 python sd3.5_medium_inference_android.py \ --prompt "Portrait of a woman, oil painting style" \ --negative_prompt "blurry, low quality, distorted" \ --guidance_scale 5.0 # 强制重新推送文件到设备 python sd3.5_medium_inference_android.py \ --force_setup \ --prompt "测试提示词"
完整参数列表:
| 参数 | 默认值 | 说明 |
|---|---|---|
--prompt | "A cat..." | 正向提示词 |
--negative_prompt | "" | 负向提示词 |
--steps | 20 | 去噪步数 |
--guidance_scale | 3.5 | CFG 引导强度 |
--seed | 42 | 随机种子 |
--output | "output.png" | 输出图片路径 |
--setup | False | 首次运行,推送文件到设备 |
--force_setup | False | 强制重新推送所有文件 |
--model_dir | "." | tokenizer 所在目录 |
--bins_dir | "serialized_binaries" | 模型 bin 文件目录 |
--device_base | "/data/local/tmp/sd35" | 设备端工作目录 |
2.6 集成Apk说明
整体的编译后端库流程请查看项目代码ai-engine-direct-helper-main\samples\android
模型调用推理
Java_com_example_DDColor_MainActivity_DDColor(...) {
float* inputBuffer = (float*)env->GetDirectBufferAddress(j_inputBuffer);
float* outputBuffer = (float*)env->GetDirectBufferAddress(j_outputBuffer);
// 1. 指定后端 (例如:libQnnHtp.so 表示在DSP上运行)
std::string backend_lib_path = libs_dir + "/libQnnHtp.so";
std::string system_lib_path = libs_dir + "/libQnnSystem.so";
// 2. 初始化模型
libAppBuilder.ModelInitialize(MODEL_NAME, model_path, backend_lib_path, ...);
// 3. 执行推理
libAppBuilder.ModelInference(MODEL_NAME, ...);
// 4. 拷贝结果
memcpy(outputBuffer, outputBuffers.at(0), outputSize[0]);
// ... 释放资源 ...
return 0;
}