如何将MediaPipe编译成Android中Chaquopy插件可用的 .whl 文件

news2025/3/21 21:40:30

环境准备

操作系统：建议使用 Ubuntu 20.04 或者 macOS（这篇博客会以 Ubuntu 为例）。
Python 版本：Python 3.7 或以上版本。
Android Studio：配置好 Android Studio 和 Android NDK（Native Development Kit）。
Android 架构：通常需要编译 ARM 架构的库，比如 armeabi-v7a 或 arm64-v8a，这些架构是 Android 设备常用的。
依赖工具：
- Bazel：构建 MediaPipe 的工具。
- CMake：用于编译 C++ 代码。
- Python NDK：用于 Android 上的 Python 构建。
- Chaquopy 插件：用于在 Android Studio 中集成 Python 代码。
- Protobuf：用于处理 MediaPipe 数据结构。

步骤 1：安装构建依赖

安装 Bazel

Bazel 是 MediaPipe 官方推荐的构建工具。你可以通过以下步骤安装 Bazel：

sudo apt update
sudo apt install apt-transport-https curl gnupg
curl -fsSL https://bazel.build/bazel-release.pub.gpg | gpg --dearmor >bazel-archive-keyring.gpg
sudo mv bazel-archive-keyring.gpg /usr/share/keyrings
sudo apt update
sudo apt install bazel-5.0.0
sudo apt update && sudo apt full-upgrade

安装 CMake 和 NDK

sudo apt install cmake

确保你已安装 Android NDK，可以通过 Android Studio 的 SDK Manager 安装。

安装 Protobuf

sudo apt install protobuf-compiler

步骤 2：获取 MediaPipe 源代码

从 GitHub 克隆 MediaPipe 仓库：

git clone https://github.com/google-ai-edge/mediapipe.git
cd mediapipe

步骤 3：配置 Android 构建

MediaPipe 默认是为桌面平台编译的，我们需要为 Android 环境进行配置。你需要使用 bazel 构建工具和 Android NDK 配置文件来生成 Android 架构下的 .whl 文件。

创建一个针对 Android 的构建配置：

在 mediapipe 目录下创建 android_build 文件夹，用来存放 Android 配置和构建文件。

修改 WORKSPACE 文件：

你需要在 mediapipe/WORKSPACE 文件中增加 Android 相关配置：

load("@bazel_tools//tools/python:rules.bzl", "py_binary", "py_library")
load("@bazel_tools//tools/ndk:ndk.bzl", "android_ndk_toolchain")

# 配置 NDK 路径
android_ndk_toolchain(
    name = "android_ndk",
    ndk_dir = "/path/to/ndk",  # 指定 NDK 路径
)

确保你已经设置好 NDK 的路径。

步骤 4：编译 MediaPipe 为 `.whl` 文件

在 Bazel 构建文件中配置 Python 支持：

在 mediapipe/mediapipe/python 目录下创建 BUILD 文件，定义如何编译 MediaPipe 代码并将其链接到 Python 包中：

load("@bazel_tools//tools/python:rules.bzl", "py_binary", "py_library")

py_binary(
    name = "mediapipe",
    srcs = glob(["*.py"]),
    deps = [
        "//mediapipe/..."  # 引用 MediaPipe 的相关模块
    ],
)

编译 Android 特定的 .whl 文件：

使用以下命令为 Android 编译 MediaPipe：

bazel build --config=android_arm64 //mediapipe/python:mediapipe_wheel

在这个命令中，--config=android_arm64 是为了指定 Android 平台的 ARM64 架构。如果需要编译其他架构（如 armeabi-v7a），可以根据需要修改配置。

注意：

//mediapipe/python:mediapipe_wheel 是生成 .whl 文件的目标，你可以根据自己的需求修改构建目标。
编译过程可能会遇到一些依赖问题，特别是涉及到 Android NDK 和 C++ 库时，需要根据错误信息调整配置。

步骤 5：安装 `.whl` 文件

构建完成后，你会在 bazel-bin/mediapipe/python 目录中看到生成的 .whl 文件。例如，mediapipe-<version>-cp38-cp38-android_16_armeabi_v7a.whl。

使用 pip 安装 .whl 文件：

pip install /path/to/mediapipe-<version>-cp38-cp38-android_16_armeabi_v7a.whl

确保安装时选择正确的 Python 版本和 Android 架构。

步骤 6：集成到 Android Studio 和 Chaquopy 插件中

配置 Chaquopy 插件：

在 Android Studio 的 build.gradle 文件中，添加 Chaquopy 插件和 Python 环境配置：

plugins {
    id 'com.android.application'
    id 'com.chaquo.python' version '12.0.0'
}

android {
    compileSdk 30

    defaultConfig {
        applicationId "com.example.myapp"
        minSdk 21
        targetSdk 30
        versionCode 1
        versionName "1.0"
        python {
            pip {
                install "mediapipe"  // 安装生成的 .whl 文件
            }
        }
    }

    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android-optimize.txt'), 'proguard-rules.pro'
        }
    }
}

调用 Python 代码：

在 Android 应用中，你可以通过 Chaquopy 插件调用 Python 代码，例如：

import mediapipe as mp

mp_face_detection = mp.solutions.face_detection
mp_drawing = mp.solutions.drawing_utils

with mp_face_detection.FaceDetection(min_detection_confidence=0.2) as face_detection:
    # 进行图像处理
    pass

构建并运行 Android 应用：

构建并运行 Android 项目，确保 Python 代码在 Android 设备上能够正常运行。

步骤 7：调试和优化

性能优化：MediaPipe 在 Android 设备上可能会受到硬件性能的限制，特别是在较旧的设备上。你可能需要优化处理流程，例如减少帧率、优化图像处理算法等。
依赖问题：如果在构建过程中遇到任何依赖问题，检查 NDK 配置或尝试使用其他版本的 Android NDK。
Python 环境：确保 Chaquopy 插件和 Python 环境配置正确，特别是在涉及到不同 Python 版本和 Android 架构时。