大家好，又見面了，我是你們的朋友全棧君。
最近閒來無事，研究研究在安卓上跑Python。
想起以前玩過的kivy技術，kivy[1]是一個跨平台的UI框架。當然對我們最有用的是，kivy可以把python代碼打包成安卓App。但是由於安卓打包的工具鏈很長，包括android sdk打包java代碼、ndk編譯python、 編譯各種python依賴包，經常花一整天從入門到放棄。這次使出認真研究的心態，終於找到一個解決方案，於是有了這篇文章：
•只要會python就能寫安卓App，無需安卓開發基礎，無需編譯•手機上也有交互式python解釋器，直接調試python代碼•可以使用各種python庫，包括numpy/opencv等機器學習包•可以與安卓接口交互，使用手機硬件，比如攝像頭
那麼我們就以人臉識別App為例，看看如何簡單幾步搞定。先看看成品的效果：
第一步：安裝airport.apk
AirPort是我編譯好的一個安卓App，裡面包含了python解釋器和一些常用的python庫。
第二步：連接手機的python解釋器
啟動手機上的AirPort應用，就會運行python解釋器。我內置了一個ssh服務器，用於調試代碼非常方便。應用啟動時會顯示手機的ip地址。
在電腦上使用ssh命令，就可以連接到手機。
注意：確保你的手機和電腦在同一局域網中。
#在電腦上連接手機，注意這裡ip需要替換成AirPort顯示的ipssh -p 8000 [email protected]#輸入密碼meteorix
然後你就可以在手機上盡情使用python了，比如試試
>>>import os>>>os.getcwd()’/data/data/org.airtest.airport/files/app’>>>import requests>>>r = requests.get(“https://www.baidu.com”)>>>r.status_code200
第三步: 一個攝像頭的App
在kivy的官方文檔中，我們可以找到這樣一個攝像頭的example[2]
代碼非常簡單，Builder.load_string函數加載了一段配置，這是kivy提供的UI定義語言kivy language。點擊UI上創建的Capture按鈕，回調CameraClick.capture()函數，用python實現函數功能。
from kivy.app import Appfrom kivy.lang import Builderfrom kivy.uix.boxlayout import BoxLayoutimport timeBuilder.load_string(”’:orientation: ‘vertical’Camera:id: cameraresolution: (640, 480)play: FalseToggleButton:text: ‘Play’on_press: camera.play = not camera.playsize_hint_y: Noneheight: ’48dp’Button:text: ‘Capture’size_hint_y: Noneheight: ’48dp’on_press: root.capture()”’)class CameraClick(BoxLayout):def capture(self):”’Function to capture the images and give them the namesaccording to their captured time and date.”’camera = self.ids[‘camera’]timestr = time.strftime(“%Y%m%d_%H%M%S”)camera.export_to_png(“IMG_{}.png”.format(timestr))print(“Captured”)class TestCamera(App):def build(self):return CameraClick()TestCamera().run()
將這段代碼保存為kvmain.py文件，我們可以直接在電腦上運行。如果你的電腦有攝像頭，就可以看到攝像頭App的效果。
第四步：推送代碼到安卓手機
這一步需要做的就是，把這個攝像頭App推送到安卓手機上，然後啟動AirPort應用。
如果你對安卓手機有一丟丟的了解，你應該用過adb工具。這裡原理就是使用adb連接手機，將kvmain.py推送到手機/sdcard/kv/kvmain.py路徑。然後啟動AirPort應用，就會加載這個路徑下的python代碼。
1.可以從這裡[3]下載對應操作系統的adb工具。2.用usb線將手機連接到電腦，打開手機的開發者選項/usb調試開關，然後檢查adb連接。看到device就說明連接正常，如果是其他狀態，需要稍微檢查一下手機配置。
adb devices # 查看adb連接List of devices attachedABCDEFGHIJK device
3.將kvmain.py推送到手機/sdcard/kv/kvmain.py路徑
adb shell mkdir -p /sdcard/kvadb push kvmain.py /sdcard/kv/kvmain.py
如果你不知道上面在說什麼，可以先google/baidu一下adb使用教程。
重新啟動手機上的AirPort應用，即可看到我們的攝像頭App運行在手機上了。
第五步：增加人臉識別功能
這一步，我們主要用到了opencv的人臉識別接口，詳細原理參考opencv tutorial[4]
對我們來說，這裡只用了以下簡單的代碼
import cv2detector = cv2.CascadeClassifier(‘haarcascade_frontalface_default.xml’)img = cv2.imread(‘faces.jpg’)gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)faces = detector.detectMultiScale(gray, 1.3, 5)print(faces)
然後改造一下我們的攝像頭App:
1.讀取攝像頭的圖片，調用opencv人臉識別接口2.將識別出來的人臉坐標，畫到手機屏幕的對應位置上
bbox = BoundingBox(name=face_name, size_hint=(None, None))…for loc in faces:# calculate position of the facex, y, w, h = loct = int(anchor_t – y*sh)b = int(anchor_t – (y+h)*sh)r = int(anchor_l + x*sw)l = int(anchor_l + (x+w)*sw)# update bounding boxbbox.pos = (int(l), int(b))bbox.size = (int(r-l), int(t-b))…
當然，我們還需要針對安卓手機進行一些調試。最終的代碼我放在了github倉庫airface[5]https://github.com/Meteorix/airface
再次，我們推送代碼到手機上
adb push src/* /sdcard/kv/
重啟應用就可以看到文初展示的GIF效果了。
What’s Next?
Python本來就能做很多有趣的事情，現在python開發者也能直接寫安卓App啦。
我們稍微開點腦洞：
•訓練一個識別你家所有人臉的分類器，甚至是貓臉（對，opencv內置了貓臉識別）•用python寫個語音助手的app，私人定制的小愛同學
腦洞更大點：
•在手機上用python跑TensorFlow？•寫一個真正的手機微信機器人？
目前我在使用這種方式，寫寫人工智能的安卓demo。也歡迎大家嘗試用python寫安卓app，探索更多可能性，有問題留言交流。
References
[1] kivy: https://github.com/kivy/kivy[2] 攝像頭的example: https://kivy.org/doc/stable/examples/gen__camera__main__py.html[3] adb下載: https://github.com/AirtestProject/Airtest/tree/master/airtest/core/android/static/adb[4] opencv tutorial: https://opencv-python-tutroals.readthedocs.io/en/latest/py_tutorials/py_objdetect/py_face_detection/py_face_detection.html[5] 源碼倉庫: https://github.com/Meteorix/airface
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