轻松实现TensorFlow微信跳一跳的AI
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作为python和机器学习的初学者，目睹了AI玩游戏的各种风骚操作，心里也是跃跃欲试。 然后发现微信跳一跳很符合需求，因为它不需要处理连续画面（截屏太慢了）和复杂的操作，很适合拿来练手。于是…这个东西诞生了，目前它一般都可以跳到100多分，发挥好了能上200。 1.需要设备： Android手机，数据线 2.大致原理 使用adb模拟点击和截屏，使用两层卷积神经网络作为训练模型，截屏图片作为输入，按压毫秒数直接作为为输出。 3.训练过程 最开始想的用强化学习，然后发现让它自己去玩成功率太！低！了！，加上每次截屏需要大量时间，就放弃了这个方法，于是考虑用自己玩的数据作为样本喂给它，这样就需要知道每次按压的时间。 我是这样做的，找一个手机写个app监听按压屏幕时间，另一个手机玩游戏，然后两个手指同时按两个手机o(s□t)o 4.上代码 首先，搭建模型： 第一层卷积：5*5的卷积核，12个featuremap，此时形状为96*96*12 # 输入：100*100的灰度图片，前面的None是batch size，这里都为1 x = tf.placeholder(tf.float32,shape=[None,100,1]) # 输出：一个浮点数，就是按压时间，单位s y_ = tf.placeholder(tf.float32,1]) # 第一层卷积 12个feature map W_conv1 = weight_variable([5,5,1,12],0.1) b_conv1 = bias_variable([12],0.1) # 卷积后为96*96*12 h_conv1 = tf.nn.relu(conv2d(x,W_conv1) + b_conv1) h_pool1 = max_pool_4x4(h_conv1) # 池化后为24*24*12 # 第二层卷积 24个feature map W_conv2 = weight_variable([5,12,24],0.1) b_conv2 = bias_variable([24],0.1) # 卷积后为20*20*24 h_conv2 = tf.nn.relu(conv2d(h_pool1,W_conv2) + b_conv2) h_pool2 = max_pool_4x4(h_conv2) # 池化后为5*5*24 # 全连接层5*5*24 --> 32 W_fc1 = weight_variable([5 * 5 * 24,32],0.1) b_fc1 = bias_variable([32],0.1) h_pool2_flat = tf.reshape(h_pool2,[-1,5 * 5 * 24]) h_fc1 = tf.nn.relu(tf.matmul(h_pool2_flat,W_fc1) + b_fc1) # drapout，play时为1训练时为0.6 keep_prob = tf.placeholder(tf.float32) h_fc1_drop = tf.nn.dropout(h_fc1,keep_prob) # 学习率 learn_rate = tf.placeholder(tf.float32) # 32 --> 1 W_fc2 = weight_variable([32,1],0.1) b_fc2 = bias_variable([1],0.1) y_fc2 = tf.matmul(h_fc1_drop,W_fc2) + b_fc2 # 因输出直接是时间值，而不是分类概率，所以用平方损失 cross_entropy = tf.reduce_mean(tf.square(y_fc2 - y_)) train_step = tf.train.AdamOptimizer(learn_rate).minimize(cross_entropy) 其次，获取屏幕截图并转换为模型输入：
# 获取屏幕截图并转换为模型的输入
def get_screen_shot():
# 使用adb命令截图并获取图片，这里如果把后缀改成jpg会导致TensorFlow读不出来
os.system('adb shell screencap -p /sdcard/jump_temp.png')
os.system('adb pull /sdcard/jump_temp.png .')
# 使用PIL处理图片，并转为jpg
im = Image.open(r"./jump_temp.png")
w,h = im.size
# 将图片压缩，并截取中间部分，截取后为100*100
im = im.resize((108,192),Image.ANTIALIAS)
region = (4,50,104,150)
im = im.crop(region)
# 转换为jpg
bg = Image.new("RGB",im.size,(255,255,255))
bg.paste(im,im)
bg.save(r"./jump_temp.jpg")
img_data = tf.image.decode_jpeg(tf.gfile.FastGFile('./jump_temp.jpg','rb').read())
# 使用TensorFlow转为只有1通道的灰度图
img_data_gray = tf.image.rgb_to_grayscale(img_data)
x_in = np.asarray(img_data_gray.eval(),dtype='float32')
# [0,255]转为[0,1]浮点
for i in range(len(x_in)):
for j in range(len(x_in[i])):
x_in[i][j][0] /= 255
# 因为输入shape有batch维度，所以还要套一层
return [x_in]
以上代码过程大概是这样：
最后，开始训练：
while True:
…………
# 每训练100个保存一次
if train_count % 100 == 0:
saver_init.save(sess,"./save/mode.mod")
…………
sess.run(train_step,feed_dict={x: x_in,y_: y_out,keep_prob: 0.6,learn_rate: 0.00005})
训练所用数据是直接从采集好的文件中读取的，由于样本有限（目前采集了800张图和对应800个按压时间，在github上train_data文件夹里），并且学习率太大又会震荡，只能用较小学习率反复学习这些图片。 5.总结 1.样本的按压时间大都分布在300ms到900ms之间，刚开始训练的时候发现不论什么输入，输出都一直很谨慎的停留在600左右，还以为这种方法不可行。不过半个小时后再看发现已经有效果了，对于不同的输入，输出值差距开始变大了。所以…相信卷积网络的威力，多给它点耐心。 2.由于我自己最多玩到100多分，后面的数据没法采集到，所以当后面物体变得越来越小时，这个AI也会变得容易挂掉。理论上说让它自己探索不会有这个瓶颈，只是截屏时间实在难以忍受。 3.目前还是初级的版本，有很多可以优化的地方，比如说识别左上角的分数，如果某次跳跃得分较高，那么可以把这次的学习率增大；检测特殊物体，比如超市音乐盒，就停留几秒再进行下一次跳跃，等等。 下面是github地址，源码加注释总共不到300行： 更多内容大家可以参考专题《微信跳一跳》进行学习。 （编辑：李大同） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
