Raspberry Pi 4でdockerを使用してtensorflowの環境を作ってみるときに困ったこと

やりたいこと

Raspberry Pi 4のマシンにdockerをインストールして、tensorflowを動かしたい。
以前にdockerを使用せずtensorflowをインストールしようとして、raspiの環境を弄り回した結果、OSを初期化するハメになったのでdockerでコンテナ内にtensorflowの環境を作りたい。

で、詰まったことを備忘録がてらメモしていく記事。

環境

Raspberry Pi OS（64-bit)
↓からインストールしたての新品
https://www.raspberrypi.com/software/
にdockerだけインストールしている状態。

やってみる

先駆者の記事を参考にdockerfileを書いてビルドする。

FROM resin/rpi-raspbian:stretch

ENV LANG C.UTF-8

ENV DEBIAN_FRONTEND noninteractive

ENV APP_ROOT /usr/src
WORKDIR $APP_ROOT
COPY src $APP_ROOT

RUN echo "deb http://mirrordirector.raspbian.org/raspbian/ stretch main contrib non-free rpi firmware" > /etc/apt/sources.list

RUN apt-get update -y
RUN apt-get install -y --no-install-recommends \ 
        vim git less wget \
        build-essential \
        libatlas-base-dev \
        python3-pip python3-dev python3-setuptools\
        python3-scipy python3-h5py \
        libraspberrypi-bin \
    && apt-get clean \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

RUN pip3 install --upgrade pip setuptools
RUN pip3 install rpi.gpio
RUN pip3 install numpy opencv-python
RUN pip3 install tensorflow
RUN pip3 install keras
RUN pip3 install jupyter

# Jupyter のデフォルトポート
EXPOSE 8888

リポジトリのエラー

ビルドしてみたところ失敗する。
ビルドログに下記のメッセージが出ていた。
（抜粋）

1.650 Err:6 http://ftp.jaist.ac.jp/raspbian stretch/non-free armhf Packages
1.650   404  Not Found
1.665 Ign:7 http://ftp.jaist.ac.jp/raspbian stretch/main armhf Packages
1.680 Ign:8 http://ftp.jaist.ac.jp/raspbian stretch/firmware armhf Packages
1.695 Ign:9 http://ftp.jaist.ac.jp/raspbian stretch/contrib all Packages
1.710 Ign:10 http://ftp.jaist.ac.jp/raspbian stretch/contrib armhf Packages
1.725 Ign:11 http://ftp.jaist.ac.jp/raspbian stretch/rpi armhf Packages
1.740 Ign:12 http://ftp.jaist.ac.jp/raspbian stretch/rpi all Packages
1.812 Get:13 http://archive.raspberrypi.org/debian stretch InRelease [25.3 kB]
3.723 Get:14 http://archive.raspberrypi.org/debian stretch/main armhf Packages [192 kB]
4.661 Fetched 218 kB in 4s (52.6 kB/s)
4.661 Reading package lists...
4.736 W: The repository 'http://ftp.jaist.ac.jp/raspbian stretch Release' does not have a Release file.
4.737 E: Failed to fetch http://ftp.jaist.ac.jp/raspbian/dists/stretch/non-free/binary-armhf/Packages  404  Not Found
4.737 E: Some index files failed to download. They have been ignored, or old ones used instead.

どうやら404エラーが出てライブラリが見つけられないようす（strechのリポジトリがサポート切れになった影響だそう）。

Dockerfile内の記述を修正する。

#修正前
RUN echo "deb http://mirrordirector.raspbian.org/raspbian/ stretch main contrib non-free rpi firmware" > /etc/apt/sources.list

#修正後
RUN echo "deb http://raspbian.raspberrypi.org/raspbian/ bullseye stretch main contrib non-free rpi firmware" > /etc/apt/sources.list

これでライブラリ（リポジトリ）のエラーは解決した。
しかし別の問題が。。。。

numpyのインストールに失敗

ビルドのログを確認すると、numpyのインストールに失敗しているようだった。

 > [10/12] RUN pip3 install numpy opencv-python:
1.764 Requirement already satisfied: numpy in /usr/lib/python3/dist-packages (1.19.5)
2.290 Collecting opencv-python
2.361   Downloading opencv-python-4.9.0.80.tar.gz (92.9 MB)
18.69      qqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqqq 92.9/92.9 MB 1.3 MB/s eta 0:00:00
32.53   Installing build dependencies: started
148.1   Installing build dependencies: still running...
220.2   Installing build dependencies: still running...
284.9   Installing build dependencies: still running...
355.0   Installing build dependencies: still running...
441.3   Installing build dependencies: still running...
474.4   Installing build dependencies: finished with status 'error'
475.1   error: subprocess-exited-with-error

以前初期化するハメになった環境で、numpyのインストールはpipを使用せずに行っていたので同様にやってみる

#修正前
RUN pip3 install numpy opencv-python
#修正後
RUN apt-get install python3-numpy

これで解決したがその後、tensorflowがインストールできなかったので色々調べたところ、pythonのバージョンに問題があるようだったので、raspberrypi-osのpython3.9がセットでビルドされているイメージを使用する形に変更。

以下が最終版のDockerfile

FROM dtcooper/raspberrypi-os:python3.9
ENV LANG C.UTF-8

ENV DEBIAN_FRONTEND noninteractive

ENV APP_ROOT /usr/src
WORKDIR $APP_ROOT
COPY src $APP_ROOT

RUN apt-get update -y
RUN apt-get install -y --no-install-recommends \
        vim git less wget \
        build-essential \
        libatlas-base-dev \
        python3-pip python3-dev python3-setuptools\
        python3-scipy python3-h5py \
        libraspberrypi-bin \
    && apt-get clean \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

RUN pip3 install --upgrade pip setuptools
RUN pip3 install rpi.gpio
RUN apt-get install python3-numpy
RUN pip --no-cache-dir install -I -U tensorflow
RUN pip3 install keras
RUN pip3 install jupyter

# Jupyter のデフォルトポート
EXPOSE 8888

あとは適当にビルドしてあげて、

docker build -t rpi-raspbian-stretch .
docker run --name rpi-raspbian-stretch -ti -p 8888:8888 --privileged -d rpi-raspbian-stretch

webブラウザからアクセスできた
(host名：ポート番号をブラウザで入力)

python3.11がなぜ存在しているのかよく分からないが、とりあえず以上です。
（先駆者に感謝）