一次不成功的深度學習實踐 – 微信跳一跳

張巨集倫發表於2019-01-16

最近微信的跳一跳小程式火了一把,所以前天也更新了微信玩了幾盤,最多手動到200左右就不行了。

一次不成功的深度學習實踐 – 微信跳一跳

後來準備用程式碼寫個輔助工具,上Github一查,已經有人做出來了,17年12月29號的專案,不到5天差不多5K的stars,以後還會更多,簡直可怕。

github.com/wangshub/we…

具體思路都差不多:

  • 用adb除錯手機,獲取截圖;
  • 從截圖中識別棋子和目標塊的中心點位置;
  • 根據距離計算長按時間,係數和螢幕解析度相關;
  • 用adb模擬長按,完成跳躍。

唉,多麼可惜,錯過了一個好專案。

既然別人已經實現了,那就嘗試點不一樣的,用 深度學習 解決一下。

基本思路

基本流程類似,唯一的區別在於如何獲取棋子和目標塊的中心位置。

假如長按時間只取決於棋子和目標塊的水平位置,那麼只需要知道它們水平方向上的座標即可。

可以看作一個 物體檢測 問題,檢測出截圖中的棋子等物體,這裡假設共包含七類物體:

  • 棋子:chess
  • 彩蛋塊:包括汙水 waste、魔方 magic、商店 shop、音樂盒 music
  • 普通塊:包括矩形塊 rect、圓形塊 circle

模型實現

我手動標註了500張截圖,基於ssd_mobilenet_v1_coco模型和TensorFlow物體檢測API,訓練好的模型跑起來是這麼個結果。

一次不成功的深度學習實踐 – 微信跳一跳

可以看到截圖中的棋子、魔方、矩形塊、圓形塊都被檢測了出來,每個檢測結果包括三部分內容:

  • 物體位置,用矩形標註,對應四元組 ymin、xmin、ymax、xmax;
  • 物體類別,為以上七類中的一種;
  • 檢測置信度,越高說明模型對檢測結果越有把握。

這不僅僅是簡單的規則檢測,而是 真正看到了截圖中共有哪幾個物體,以及每個物體分別是什麼

所以接下來,就只需從檢測結果中取出棋子的位置,以及最上面一個非棋子物體,即目標塊的位置。

有了物體的邊界輪廓,取中點即可得到棋子和目標塊的水平座標,這裡進行了歸一化,即螢幕寬度為1,距離在0至1之間。然後將距離乘以一個係數,作為長按時間並模擬執行即可。

執行結果

看起來很不錯,實際跑分結果如何呢?

大概只能達到幾百分,問題出在哪?

主要是標註資料太少,模型訓練得不夠充分,所以檢測結果不夠準確,有時候檢測不出棋子和目標塊,而一旦出現這類問題,分數必然就斷了。

嘗試了以下方法,將一張截圖朝不同的方向平移,從而得到九張截圖,希望提高檢測結果的召回率,但仍然有檢測不出來的情況,也許只有靠更多的標註資料才能解決這一問題。

規則檢測

模型訓練了20W輪,依舊存在檢測不出來的情況,鬱悶得很,乾脆也寫一個基於規則的 簡單版程式碼 好了。

花了不到20分鐘寫完程式碼,用OpenCV提取邊緣,然後檢測棋子和目標塊的水平中心位置,結果看起來像這樣。

一次不成功的深度學習實踐 – 微信跳一跳

事實證明,最後跑出來的分數,比之前的模型要高多了……

說好的深度學習呢?

一次不成功的深度學習實踐 – 微信跳一跳

總結

面對以下情況時,基於人工經驗定義規則,比用深度學習訓練模型要省力、有效很多:

  • 問題本身比較簡單,不需要複雜的抽象;
  • 標註資料比較有限,難以充分訓練模型;
  • 錯誤懲罰很高,對錯誤不能容忍。即便模型在99%的情況下能完美執行,1%的錯誤立馬讓遊戲直接結束了,此時反而不如hard code的規則靠譜。

當然,如果大家能一起努力,多弄些標註資料出來,說不定還有些希望。

程式碼在Github上:github.com/Honlan/wech…

不說了,我繼續刷分去了,用後面寫的不到一百行的程式碼……

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