树莓派4B（armv7l，arm32）buster安装PyTorch、torchvision、torchaudio、onnxruntime

概述

• 在树莓派4B 32位buster 上安装PyTorch及其小伙伴，以及onnxruntime，需要先安装依赖，然后安装在对应系统架构下（准确来说是linux_armv7l架构）编译得到的wheel文件

• 对于linux_armv7l，我只找到最高0.7.2的torchaudio和最高1.8.1的onnxruntime，据说0.8.x及之后的torchaudio无法在linux_armv7l上编译

• 0.7.x的torchaudio

  • Linux默认backend为sox，0.8.x及之后的torchaudio，默认backend为sox_io，本文给出了设置0.7.x的torchaudio默认backend为sox_io的方法
  • Windows默认backend为soundfile（需要pip install soundfile），但是采用的是legacy的interface，0.8.x及之后的torchaudio，默认interface为new，本文给出了设置0.7.x的torchaudio默认interface为new的方法

• 0.7.2的torchaudio，对应1.7.1的PyTorch、0.8.2的torchvision、0.8.1的torchtext和0.1.4的torchcsprng，以及1.8.1的onnxruntime。这些wheel文件与其他必要的wheel文件的下载链接

  链接：https://pan.xunlei.com/s/VNNvhoY3VEgAxNfm4guCtiiqA1#
  提取码：bua5
  

  

• 本文所用的树莓派4B 32位系统是buster Legacy，默认Python版本3.7，因此给出的wheel文件也是cp37的，如果需要其他Python版本的wheel文件，可以去下列地址下载
  pytorch-armv7l、pytorch-aarch64、onnxruntime-armv7l

• 由于这些包安装比较麻烦，并且版本不太可能更新，所以本文将它们安装在全局环境下，想要让Python的虚拟环境使用全局环境的包，可以参考树莓派配置Python虚拟环境、安装PyQt5、安装PySide2

PyTorch

• 安装依赖

  sudo apt-get update
  sudo apt-get install python3-pip libjpeg-dev libopenblas-dev libopenmpi-dev libomp-dev
  # above 58.3.0 you get version issues
  pip3 install setuptools==58.3.0
  # 也可以用pip直接安装Cython，但是很多镜像源没有对应的wheel包，下载会较慢
  pip3 install Cython-0.29.33-cp37-cp37m-linux_armv7l.whl
  

  • 系统自带的numpy版本为1.16.2，过低，在import torch时会出现RuntimeError: module compiled against API version 0xf but this version of numpy is 0xd。因此需要更新numpy，可以用pip3 install numpy --upgrade，但是需要编译wheel文件，耗时比较久，直接使用wheel文件进行安装

  pip3 install numpy-1.21.6-cp37-cp37m-linux_armv7l.whl
  

• 安装wheel

  pip3 install torch-1.7.1-cp37-cp37m-linux_armv7l.whl
  

• 检查是否安装成功

  python3
  >>> import torch
  >>> torch.rand(5,3)
  

• 提示
  • 使用PyTorch的fft模块会出错RuntimeError: fft: ATen not compiled with MKL support，这个问题其实不用重新编译一遍PyTorch，你只需要安装numpy，用numpy的fft模块替代相应运算即可
  • 用numpy替代后，numpy的输出类型是dtype('complex128')，做进一步计算可能会出错RuntimeError: expected scalar type Double but found Float，这是因为torch的输出类型是torch.complex64，所以需要转换数据类型

  import torch
  import torch.fft
  import numpy as np
  
  a = torch.arange(10)
  
  try:
  	b = torch.fft.rfft(a, dim=-1, norm=None)
  except:
  	b = np.fft.rfft(a.numpy(), axis=-1, norm=None)
  	b = torch.from_numpy(b).to(torch.complex64)
  

torchvision

• 安装依赖

  sudo apt-get install libjpeg-dev zlib1g-dev libpython3-dev
  sudo apt-get install libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev
  

• 安装wheel

  pip3 install torchvision-0.8.2-cp37-cp37m-linux_armv7l.whl
  

• 检查是否安装成功

  python3
  >>> import torchvision
  >>> torchvision.get_image_backend()
  >>> torchvision.get_video_backend()
  

torchaudio

• 安装依赖
  • 由于0.7.x的torchaudio，默认backend为sox，所以需要安装sox以及一些编码器

  sudo apt install sox
  sudo apt install lame
  sudo apt install libsox-fmt-all
  

• 安装wheel

  pip3 install torchaudio-0.7.2-cp37-cp37m-linux_armv7l.whl
  

• 检查是否安装成功

  python3
  >>> import torchaudio
  >>> torchaudio.list_audio_backends()
  

  • Linux下import torchaudio会显示UserWarning: "sox" backend is being deprecated. The default backend will be changed to "sox_io" backend in 0.8.0 and "sox" backend will be removed in 0.9.0.，可以进入/home/pi/.local/lib/python3.7/site-packages/torchaudio/backend/utils.py（ctrl+鼠标点击torchaudio，再寻找该文件），修改_init_audio_backend()函数，使默认backend为sox_io，如下

  def _init_audio_backend():
      backends = list_audio_backends()
      if 'sox_io' in backends:
          set_audio_backend('sox_io')
      elif 'sox' in backends:
          set_audio_backend('sox')
      elif 'soundfile' in backends:
          set_audio_backend('soundfile')
      else:
          warnings.warn('No audio backend is available.')
          set_audio_backend(None)
  

  • Windows下import torchaudio会显示UserWarning: The interface of "soundfile" backend is planned to change in 0.8.0 to match that of "sox_io" backend and the current interface will be removed in 0.9.0.，可以进入C:\Users\dedsec\miniconda3\envs\speaker_recognition\lib\site-packages\torchaudio\__init__.py（ctrl+鼠标点击torchaudio即可进入），修改USE_SOUNDFILE_LEGACY_INTERFACE变量，使默认interface为new，如下

  USE_SOUNDFILE_LEGACY_INTERFACE = False
  

onnxruntime

• 如果前面的安装都没问题，那么onnxruntime直接安装即可

  pip3 install onnxruntime-1.8.1-cp37-cp37m-linux_armv7l.whl