ハードウェアエンコード可能なEPGStationをDockerで構築する方法～VAAPIで高速エンコード～

これまでにMirakurunとEPGStationで録画サーバの構築方法を記事にしてきました。

録画ファイルをNASに保存するようにしておけば、家のどこからでも録画番組を視聴できるようになります。

基本的には、録画して→視聴して→消すの繰り返しで問題ないのですが、忙しかったり録画することに満足したりで、見ることなく録画番組が貯まってしまう場合があります。

私

テレワーク（在宅勤務）になって時間ができたはずなのに、録画ファイルが貯まっていくのはナゼだろう・・

このまま放置していくとストレージを圧迫するので、私はときどき録画ファイルの容量を小さくするために録画ファイルをエンコードします。

ちなみにエンコードはffmegを使うのですが、方法によっては時間とCPUパワー（電力）をそこそこ消費します。

EPGStationのデフォルトのエンコード設定はソフトウェアエンコードなので、非力なサーバだとCPUの負荷が高くなり、時間（とお金）もかかります。

私のサーバもどちらかと言えば非力なマシンということもあり、基本的にはエンコードせずにやりくりしています。

そうはいっても、エンコードすることもあるので今回は、時間とお金を節約するエンコードについて記事にしてみたいと思います。

せっかくなので、EPGStationのコンテナをカスタマイズしてみます。

私

まあ、私の場合はエンコードしても結局見ずに消すことになるんですけど。

ちなみに、以下の記事でもVAAPIエンコード可能な録画環境構築手順について解説しています。

この記事は、現行（9/12）のEPGStationで構築したコンテナをハードウェアエンコードができるようにする手順です。

私

もはや自己満足の領域です。お好みでどうぞ。

Contents

1 時間とお金を節約するエンコードって？
2 私のサーバ
- 2.1 ハードウェア
- 2.2 ソフトウェア
3 構築手順
4 Dockerfileの修正
5 コンテナ起動
6 ハードウェアエンコード
7 まとめ

時間とお金を節約するエンコードって？

ずはり、ハードウェアエンコードです。

EPGStationの標準コンフィグで設定されているエンコード設定（ソフトウェアエンコード）ではなく、ハードウェアアクセラレーションを活用したエンコード（ハードウェアエンコード）に挑戦してみます。

ちなみに、一言で「ハードウェアエンコード」と言っても、使ってるCPUやビデオカードによって使うライブラリが異なります。

今回記事にするハードウェアエンコードは、私のサーバ（LIVAZ）でも試せるということで、比較的最近のIntel製CPUで利用できるVAAPIを使ってみたいと思います。

ECS 小型デスクトップパソコン LIVAZ-8/240-W10Pro(N4200)TS

ちなみに、ハードウェアエンコードにはQSVもあり、VAAPIとQSVを混同した情報が溢れていますが、VAAPI＝QSVではありません。

細かいですが、i965を使ったエンコードになるので、今回は、あくまでVAAPIということで。

ハードウェアビデオアクセラレーション - ArchWiki

私のサーバ

ハードウェア

私のサーバは、LIVA Z n4200です。

スペックは一部拡張していて、以下となっています。

ECS LIVA Z（n4200）CPU n4200 （QSV／vaapiに対応）
- eMMC 64GB（Windows領域のため使用していない）
- 拡張ストレージ SSD 120GB（加えて、外付けHDD 16TBあります）
- メモリ 16GB

ECS 小型デスクトップパソコン LIVAZ-8/240-W10Pro(N4200)TS

ソフトウェア

今回はUbuntu 18.04LTSで構築してみます。

Debian系OSなら手順は同じです。

未検証ですが、新しい20.04LTSでも同様と思います。

構築手順

前提

前提として、最新版（9/12時点）のEPGStationが構築済みであることとします。

docker-compose.ymlの修正

VAAPIをdockerコンテナ内で利用するために、ホストのデバイスをコンテナと共有します。

ホストのデバイスをコンテナと共有するために、docker-compose.ymlを修正します。

cd ~/docker-mirakurun-epgstation
emacs docker-compose.yml

1 2	cd ~/docker-mirakurun-epgstation emacs docker-compose.yml

version: '3'
services:
    mirakurun:
        build:
          context: Mirakurun
          dockerfile: docker/Dockerfile
        image: chinachu/mirakurun:latest
        cap_add:
            - SYS_ADMIN
            - SYS_NICE
        ports:
            - "40772:40772"
            - "9229:9229"
        volumes:
            - /etc/localtime:/etc/localtime:ro
            - ./Mirakurun/config/:/app-config/
            - ./Mirakurun/data/:/app-data/
        environment:
            TZ: "Asia/Tokyo"
        devices:
            - /dev/bus:/dev/bus
            - /dev/px4video0:/dev/px4video0
            - /dev/px4video1:/dev/px4video1
            - /dev/px4video2:/dev/px4video2
            - /dev/px4video3:/dev/px4video3
        restart: always
        logging:
            driver: json-file
            options:
                max-file: "1"
                max-size: 10m
 
    mysql:
        image: mariadb:10.4
        volumes:
            - mysql-db:/var/lib/mysql
        environment:
            MYSQL_USER: epgstation
            MYSQL_PASSWORD: epgstation
            MYSQL_ROOT_PASSWORD: epgstation
            MYSQL_DATABASE: epgstation
            TZ: "Asia/Tokyo"
        command: mysqld --character-set-server=utf8 --collation-server=utf8_unicode_ci --performance-schema=false --expire_logs_days=1
        restart: always
        logging:
            options:
                max-size: "10m"
                max-file: "3"
 
    epgstation:
        build:
            context: epgstation
            args:
                - CPUCORE=2
        volumes:
            - /etc/localtime:/etc/localtime:ro
            - ./epgstation/config:/app/config
            - ./epgstation/data:/app/data
            - ./epgstation/thumbnail:/app/thumbnail
            - ./epgstation/logs:/app/logs
            - /path/to/storage:/app/recorded
        environment:
            TZ: "Asia/Tokyo"
        devices:
            - /dev/dri:/dev/dri
        depends_on:
            - mirakurun
            - mysql
        ports:
            - "8888:8888"
            - "8889:8889"
        #user: "1000:1000"
        restart: always
 
volumes:
    mysql-db:
        driver: local

version: '3'

services:

mirakurun:

build:

context: Mirakurun

dockerfile: docker/Dockerfile

image: chinachu/mirakurun:latest

cap_add:

- SYS_ADMIN

- SYS_NICE

ports:

- "40772:40772"

- "9229:9229"

volumes:

- /etc/localtime:/etc/localtime:ro

- ./Mirakurun/config/:/app-config/

- ./Mirakurun/data/:/app-data/

environment:

TZ: "Asia/Tokyo"

devices:

- /dev/bus:/dev/bus

- /dev/px4video0:/dev/px4video0

- /dev/px4video1:/dev/px4video1

- /dev/px4video2:/dev/px4video2

- /dev/px4video3:/dev/px4video3

restart: always

logging:

driver: json-file

options:

max-file: "1"

max-size: 10m

mysql:

image: mariadb:10.4

volumes:

- mysql-db:/var/lib/mysql

environment:

MYSQL_USER: epgstation

MYSQL_PASSWORD: epgstation

MYSQL_ROOT_PASSWORD: epgstation

MYSQL_DATABASE: epgstation

TZ: "Asia/Tokyo"

command: mysqld --character-set-server=utf8 --collation-server=utf8_unicode_ci --performance-schema=false --expire_logs_days=1

restart: always

logging:

options:

max-size: "10m"

max-file: "3"

epgstation:

build:

context: epgstation

args:

- CPUCORE=2

volumes:

- /etc/localtime:/etc/localtime:ro

- ./epgstation/config:/app/config

- ./epgstation/data:/app/data

- ./epgstation/thumbnail:/app/thumbnail

- ./epgstation/logs:/app/logs

- /path/to/storage:/app/recorded

environment:

TZ: "Asia/Tokyo"

devices:

- /dev/dri:/dev/dri

depends_on:

- mirakurun

- mysql

ports:

- "8888:8888"

- "8889:8889"

#user: "1000:1000"

restart: always

volumes:

mysql-db:

driver: local

修正箇所は以下です。

64～65行目：devicesを追記

参考：Intel（VAAPI）ドライバ

今回は、Intelのi965-va-driverを使用します。

幸いなことに、i965-va-driverはUbuntuでは現在標準ドライバとなっていて、自分でインストールする必要はありません。

Dockerfileの修正

VAAPI対応のffmpegをビルドするために、Dockerfileを修正します。

emacs epgstation/Dockerfile

1	emacs epgstation/Dockerfile

FROM l3tnun/epgstation:master-debian
EXPOSE 8888
ARG CPUCORE="1"
ENV DEV="make gcc git g++ automake curl wget autoconf build-essential libass-dev libfreetype6-dev libsdl1.2-dev libtheora-dev libtool libva-dev libvdpau-dev libvorbis-dev libxcb1-dev libxcb-shm0-dev libxcb-xfixes0-dev pkg-config texinfo zlib1g-dev"
ENV FFMPEG_VERSION=4.1

RUN apt-get update && \
    apt-get -y install $DEV && \
    apt-get -y install yasm libx264-dev libmp3lame-dev libopus-dev libvpx-dev && \
    apt-get -y install libx265-dev libnuma-dev && \
    apt-get -y install libasound2 libass9 libvdpau1 libva-x11-2 libva-drm2 libxcb-shm0 libxcb-xfixes0 libxcb-shape0 libvorbisenc2 libtheora0 && \
    echo "deb http://http.us.debian.org/debian stable main contrib non-free" | tee -a /etc/apt/sources.list && \
    apt update && \
    apt-get -y install i965-va-driver-shaders && \
\
#ffmpeg build
\
    mkdir /tmp/ffmpeg_sources && \
    cd /tmp/ffmpeg_sources && \
    wget http://ffmpeg.org/releases/ffmpeg-${FFMPEG_VERSION}.tar.bz2 -O ffmpeg.tar.bz2 && \
    tar xjvf ffmpeg.tar.bz2 && \
    cd /tmp/ffmpeg_sources/ffmpeg* && \
    ./configure \
      --prefix=/usr/local \
      --disable-shared \
      --pkg-config-flags=--static \
      --enable-gpl \
      --enable-libass \
      --enable-libfreetype \
      --enable-libmp3lame \
      --enable-libopus \
      --enable-libtheora \
      --enable-libvorbis \
      --enable-libvpx \
      --enable-libx264 \
      --enable-libx265 \
      --enable-nonfree \
      --disable-debug \
      --disable-doc \
      --enable-vaapi \
    && \
    cd /tmp/ffmpeg_sources/ffmpeg* && \
    make -j${CPUCORE} && \
    make install && \
\
# 不要なパッケージを削除
\
    apt-get -y remove $DEV && \
    apt-get autoremove -y && \
    apt-get clean && \
    rm -rf /var/lib/apt/lists/* && \
    rm -rf /tmp/ffmpeg_sources

FROM l3tnun/epgstation:master-debian

EXPOSE 8888

ARG CPUCORE="1"

ENV DEV="make gcc git g++ automake curl wget autoconf build-essential libass-dev libfreetype6-dev libsdl1.2-dev libtheora-dev libtool libva-dev libvdpau-dev libvorbis-dev libxcb1-dev libxcb-shm0-dev libxcb-xfixes0-dev pkg-config texinfo zlib1g-dev"

ENV FFMPEG_VERSION=4.1

RUN apt-get update && \

apt-get -y install $DEV && \

apt-get -y install yasm libx264-dev libmp3lame-dev libopus-dev libvpx-dev && \

apt-get -y install libx265-dev libnuma-dev && \

apt-get -y install libasound2 libass9 libvdpau1 libva-x11-2 libva-drm2 libxcb-shm0 libxcb-xfixes0 libxcb-shape0 libvorbisenc2 libtheora0 && \

echo "deb http://http.us.debian.org/debian stable main contrib non-free" | tee -a /etc/apt/sources.list && \

apt update && \

apt-get -y install i965-va-driver-shaders && \

#ffmpeg build

mkdir /tmp/ffmpeg_sources && \

cd /tmp/ffmpeg_sources && \

wget http://ffmpeg.org/releases/ffmpeg-${FFMPEG_VERSION}.tar.bz2 -O ffmpeg.tar.bz2 && \

tar xjvf ffmpeg.tar.bz2 && \

cd /tmp/ffmpeg_sources/ffmpeg* && \

./configure \

--prefix=/usr/local \

--disable-shared \

--pkg-config-flags=--static \

--enable-gpl \

--enable-libass \

--enable-libfreetype \

--enable-libmp3lame \

--enable-libopus \

--enable-libtheora \

--enable-libvorbis \

--enable-libvpx \

--enable-libx264 \

--enable-libx265 \

--enable-nonfree \

--disable-debug \

--disable-doc \

--enable-vaapi \

&& \

cd /tmp/ffmpeg_sources/ffmpeg* && \

make -j${CPUCORE} && \

make install && \

# 不要なパッケージを削除

apt-get -y remove $DEV && \

apt-get autoremove -y && \

apt-get clean && \

rm -rf /var/lib/apt/lists/* && \

rm -rf /tmp/ffmpeg_sources

修正箇所は以下です。

12～14行目：i965-va-driver-shadersのpkgをインストール
40行目：ffmpegのビルド時にvaapiを有効化

私

事前準備はここまで。

コンテナ起動

実行中のEPGStationのDockerコンテナを停止して、再ビルドします。

docker-compose build --no-cache epgstation && docker-compose up -d epgstation

1	docker-compose build --no-cache epgstation && docker-compose up -d epgstation

私

30分程かかりますので、コーヒーでも淹れてまったりします。

ハードウェアエンコード

コンテナ内では、VAAPIエンコードが可能な状態になっています。

エンコードのサンプルとして、./recorded/hogehoge.m2tsを./recorded/hogehoge.mp4にハードウェアエンコードしてみます。

試しに以下のコマンドでエンコードしてみます。

パラメータはお好みで追加してください。

ffmpeg -vaapi_device /dev/dri/card0 -hwaccel vaapi -hwaccel_output_format vaapi -i ./recorded/hogehoge.m2ts -vf 'format=nv12|vaapi,hwupload,deinterlace_vaapi,scale_vaapi=w=1280:h=720' -c:v h264_vaapi -c:a ac3 -qp 20 ./recorded/hogehoge.mp4

1	ffmpeg -vaapi_device /dev/dri/card0 -hwaccel vaapi -hwaccel_output_format vaapi -i ./recorded/hogehoge.m2ts -vf 'format=nv12\|vaapi,hwupload,deinterlace_vaapi,scale_vaapi=w=1280:h=720' -c:v h264_vaapi -c:a ac3 -qp 20 ./recorded/hogehoge.mp4