テレビ録画メディアサーバー構築入門（第２２回）

2025年10月10日 18:50

前回の続き（効率化）

EPGStationで録画した動画 m2ts をmp4に変換して、
NHK以外ならCMカットしたmp4に変換している。

今回のテーマは、この２段目の動画編集工程の効率化・負荷軽減です。

工夫1: QSVデコード

ffmpegで -hwaccel qsv オプションを使えるようにする。

`-hwaccel qsv` オプションは、FFmpeg で Intel Quick Sync Video (QSV) を利用してハードウェアアクセラレーションを行うための重要なオプションです。適切に使用することで、動画のエンコード・デコード処理を大幅に高速化できます。ただし、QSV を利用するには、Intel 製 CPU が必要であり、FFmpeg が QSV に対応している必要があります。

残念ながら、Ubuntu 22.04では以下のように怒られる：

[AVHWDeviceContext @ 0x55923ba54780] libva: This version of libva doesn't support retrieving the device information from the driver. Please consider to upgrade libva to support VA-API 1.15.0

なので、既存のパッケージ版 (libva2/libva-dev) を残したまま、ユーザ領域にソースからビルドして ffmpeg にリンクさせる。

工夫2: カット処理

番組本編部分の切り出し方を工夫する。

ffmpegでは、-ss をファイル入力 -i の前に置くか
（-ss "$STARTSEC" -t "$DURATION" -i "$INPUT"）
後に置くか
（-i "$INPUT" -ss "$STARTSEC" -t "$DURATION"）
で挙動が変わります。前に置くほうが処理速度は早いが、後に置くほうが処理精度は高い。

両者の良いとこ取りをするように、「$STARTSEC マイナス５秒」までは-ss -i の順序でシークして、そこから５秒後から -i -ss 5 -t "$DURATION" で切り出すことにする。
（-ss "$START_BEFORE" -i "$INPUT" -ss 5 -t "$DURATION" ）
前回の方法よりは精度が落ちるが、特に長時間の番組で、速度向上のメリットが大きい。

作業

libvaをソースからローカルにインストールする。

sudo apt install libdrm-dev=2.4.110-1ubuntu1 libdrm2=2.4.110-1ubuntu1 libdrm-intel1=2.4.110-1ubuntu1 libdrm-radeon1=2.4.110-1ubuntu1 libdrm-amdgpu1=2.4.110-1ubuntu1 libdrm-nouveau2=2.4.110-1ubuntu1
sudo apt-get install -y meson ninja-build build-essential pkg-config libdrm-dev wayland-protocols libwayland-dev libx11-dev libxext-dev libxfixes-dev libgl1-mesa-dev

git clone https://github.com/intel/libva.git  
cd libva/
cd build  
meson setup .. --prefix=\$HOME/build/ffmpeg_build --libdir=lib  
ninja  
ninja install

ffmpegを再コンパイルする。

cd ~/ffmpeg_611  
make distclean  
PKG_CONFIG_PATH="$HOME/build/ffmpeg_build/lib/pkgconfig" ./configure --prefix="/usr/local" --pkg-config-flags="--static" --extra-cflags="-I$HOME/build/ffmpeg_build/include" --extra-ldflags="-L$HOME/build/ffmpeg_build/lib:/usr/lib/x86_64-linux-gnu" --extra-libs="-lpthread -lm" --ld="g++" --bindir="$HOME/bin" --enable-gpl --enable-version3 --enable-gnutls --enable-libaom --enable-libass --enable-libfdk-aac --enable-libfreetype --enable-libmp3lame --enable-libopus --enable-libdav1d --enable-libvorbis --enable-libx264 --enable-shared --enable-avisynth --enable-vaapi --enable-libvpx --enable-nonfree --disable-doc --disable-debug --enable-libaribb24 --enable-libmfx && make -j"\$(nproc)"
sudo make install

新 enc01.sh

#!/bin/bash

SOURCEDIR="$HOME/docker-mirakurun-epgstation/recorded/"
WORKDIR="$HOME/work/"
OUTDIR="$HOME/media/"
NHK1="GR26"
NHK2="GR27"
NTFY_URL="https://fearow22.taile153a7.ts.net/PX-S1UD"
#CMCUT=false #CMカットしないなら false

bc_calc() {
    echo "scale=6; $1" | bc -l | awk '{printf "%.6f", $0}'
}

watch_iowait() {
    MAX_WAIT=600   # 最大待機秒数
    THRESHOLD=10   # 許容IOWAIT(%)
    INTERVAL=5     # チェック間隔(秒)
    elapsed=0
    echo "Monitoring IOWAIT... (threshold=${THRESHOLD}%, max_wait=${MAX_WAIT}s)"
    while true; do
	# /proc/statからIOWAIT%計算
	read cpu user nice system idle iowait irq softirq steal guest guest_nice < /proc/stat
	sleep 1
	read cpu2 user2 nice2 system2 idle2 iowait2 irq2 softirq2 steal2 guest2 guest_nice2 < /proc/stat
	# 差分計算
	total_diff=$(( (user2-user) + (nice2-nice) + (system2-system) + (idle2-idle) + (iowait2-iowait) + (irq2-irq) + (softirq2-softirq) + (steal2-steal) ))
	iowait_diff=$(( iowait2 - iowait ))
	if [ $total_diff -gt 0 ]; then
            IOWAIT=$(awk "BEGIN {printf \"%.1f\", ($iowait_diff*100)/$total_diff}")
	else
            IOWAIT=0
	fi

	echo "  elapsed=${elapsed}s, IOWAIT=${IOWAIT}%"

	if (( $(echo "$IOWAIT < $THRESHOLD" | bc -l) )); then
            echo "IOWAIT < ${THRESHOLD}%, resuming..."
            break
	fi

	sleep "$INTERVAL"
	elapsed=$((elapsed + INTERVAL))
	if (( elapsed >= MAX_WAIT )); then
            echo "IOWAIT did not drop below ${THRESHOLD}% after ${MAX_WAIT}s. Exiting."
	    curl -H "X-Priority: 3" -d "ERROR: IOWAIT > ${THRESHOLD}%: $FILENAME" $NTFY_URL
            exit 1
	fi
    done
}

trim() {
    local INPUT="$1"
    local TRIMFILE="$2"
    local OUTPUT="$3"

    # 地上波のfpsを指定（例: 29.97）
    FPS=29.97

    # jls_out.txt が空なら入力をそのまま出力
    if [ ! -s "$TRIMFILE" ]; then
	echo "No trim info. Copying input to output..."
	ffmpeg -hide_banner -loglevel error -y \
               -i "$INPUT" \
               -c copy -map 0 \
               "$OUTPUT"
	exit 0
    fi

    TEMPDIR=$(mktemp -d)
    PARTS_LIST="$TEMPDIR/parts.txt"
    INDEX=0
    > "$PARTS_LIST"

    # 入力に字幕ストリームがあるかチェック
    if ffprobe -v error -select_streams s -show_entries stream=index \
	       -of csv=p=0 "$INPUT" | grep -q .; then
	SUB_OPT=(-c:s copy -map 0)
    else
	SUB_OPT=()
    fi
 
    while read -r line; do
	while [[ "$line" =~ Trim\(([0-9]+),([0-9]+)\) ]]; do
            STARTF="${BASH_REMATCH[1]}"
            ENDF="${BASH_REMATCH[2]}"

            STARTSEC=$(bc_calc "$STARTF / $FPS")
            ENDSEC=$(bc_calc "$ENDF / $FPS")
            DURATION=$(bc_calc "$ENDSEC - $STARTSEC")

            PART="$TEMPDIR/part_${INDEX}.mp4"

	    watch_iowait
	    
	    if (( $(echo "$STARTSEC >= 5" | bc -l) )); then
	        # マージン5秒を引いた開始秒を計算
	        START_BEFORE=$(echo "$STARTSEC - 5" | bc -l| sed 's/^\./0./')
	        ffmpeg -ss "$START_BEFORE" -i "$INPUT" -ss 5 -t "$DURATION" -c:v libx264 -crf 26 -preset veryfast -c:a libfdk_aac -b:a 192k "${SUB_OPT[@]}" "$PART"
#	        ffmpeg -hwaccel qsv -hwaccel_output_format qsv -ss "$START_BEFORE" -i "$INPUT" -ss 5 -t "$DURATION" -c:v h264_qsv -global_quality 20 -preset fast -vf 'hwdownload,format=nv12' -c:a libfdk_aac -b:a 192k "${SUB_OPT[@]}" "$PART"
	    else
	        ffmpeg -i "$INPUT" -ss "$STARTSEC" -t "$DURATION" -c:v libx264 -crf 26 -preset veryfast -c:a libfdk_aac -b:a 192k "${SUB_OPT[@]}" "$PART"
#	        ffmpeg -hwaccel qsv -hwaccel_output_format qsv -i "$INPUT" -ss "$STARTSEC" -t "$DURATION" -c:v h264_qsv -global_quality 20 -preset fast -vf 'hwdownload,format=nv12' -c:a libfdk_aac -b:a 192k "${SUB_OPT[@]}" "$PART"
	    fi

            echo "file '$PART'" >> "$PARTS_LIST"
            INDEX=$((INDEX+1))
            line=${line#*"Trim("}
	done
    done < "$TRIMFILE"

    
# concat で結合
    ffmpeg -hide_banner -loglevel error -y \
	   -f concat -safe 0 -i "$PARTS_LIST" \
	   -c copy -map 0 \
	   "$OUTPUT"

    rm -rf "$TEMPDIR"
    echo "Done: $OUTPUT"
}

jls() {
    local filename="$1"
    local output_file="$2"
    
    # 引数チェック
    if [[ -z "$filename" || -z "$output_file" ]]; then
        echo "Usage: jls FILENAME OUTPUT_FILE" >&2
        return 1
    fi
    
    # 一時ファイルの作成
    local avs_file="join.avs"
    
    # avsファイルの作成
    cat > "$avs_file" << EOF
TSFilePath="$filename"
LWLibavVideoSource(TSFilePath, repeat=true, dominance=1)
AudioDub(last,LWLibavAudioSource(TSFilePath, av_sync=true))
EOF
    
    # 各処理の実行
    timeout -k 60 1800 chapter_exe -v "$avs_file" -o chap_out.txt || {
        echo "chapter_exe failed" >&2
        return 1
    }
    
    if [ ! -f "$GRSTRING.lgd" ]; then
        echo "Error: $GRSTRING.lgd is not found" >&2
        return 1
    fi
    
    logoframe "$avs_file" -logo "$GRSTRING.lgd" -oa lf_out.txt || {
        echo "logoframe failed" >&2
        return 1
    }
    
    join_logo_scp -inlogo lf_out.txt -inscp chap_out.txt -incmd JL_標準.txt -o "$output_file" || {
        echo "join_logo_scp failed" >&2
        return 1
    }
    
    # 一時ファイルのクリーンアップ（必要に応じてコメントアウト）
    # rm -f "$avs_file" chap_out.txt lf_out.txt
}


$WORKDIR/toprocess.py | while IFS= read -r FILE;
do
    cd $SOURCEDIR
    if [ -f "$FILE" ]; then
	start_time=$(date +%s)
	FILENAME=${FILE%.*}
	GRSTRING=`echo $FILENAME | sed -n 's/.*\(GR[0-9][0-9]\).*/\1/p'`
#	$WORKDIR/chkdrp.sh "$FILE" #エラーチェック
	cd $WORKDIR
	NAME=$(echo "$FILENAME" | sed 's/__.*//')
	AUDIOCOMPONENTTYPE=`./act.sh $NAME`
	./enc.js $SOURCEDIR/"$FILE" $AUDIOCOMPONENTTYPE
	if [  -f "$FILENAME".mp4 ] && [ "$CMCUT" != "false" ] && [ "$GRSTRING" != "$NHK1" ] && [ "$GRSTRING" != "$NHK2" ]; then

	    jls "$FILENAME".mp4 jls_out.txt
	    trim "$FILENAME".mp4  jls_out.txt  temp$$.mp4
	    if [ -s temp$$.mp4 ] ; then
		rm "$FILENAME".mp4
		mv temp$$.mp4 "$FILENAME".mp4
	    else
		echo "Error: trim failed" >&2		
		curl -H "X-Priority: 3" -d "ERROR: trim failed: $FILENAME" $NTFY_URL
		./mvjf.sh "$FILENAME".mp4 $OUTDIR
		rm "$FILENAME".mp4.lwi
		./processed.py "$FILE" 
		exit 1
	    fi
	    rm "$FILENAME".mp4.lwi
	fi
	if [ -s "$FILENAME".mp4 ] ; then
	    ./mvjf.sh "$FILENAME".mp4 $OUTDIR
	    curl -H "X-Priority: 2" -d "mp4 created: $FILENAME" $NTFY_URL
	else
	    echo "ERROR: mp4 not created" >&2
	    curl -H "X-Priority: 3" -d "ERROR: mp4 not created: $FILENAME" $NTFY_URL
	    exit 1
	fi
	./processed.py "$FILE" || true

	end_time=$(date +%s)
	duration=$((end_time - start_time))
	minutes=$((duration / 60))
	seconds=$((duration % 60))
	echo "RUN TIME; $minutes min $seconds sec"
    fi
done

#Time stamp: 2025/10/26

注意事項

工夫２により、SSDに負担をかけるようになったことで、まれにCRITICAL on CPU_IOWAITがでるようになったので、trim関数内のトリム処理の直前に監視watch_iowaitをはさむことにした。MAX_WAIT=600秒 (１０分）待っても詰まった状態 (IOWAIT >THRESHOLD=10%)なら exit 1 するようにした。強制終了なので、/tmp/encode.lockが残るので、これを手動で削除しない限り encode.sh はなにもせずに終了する。つまり、未処理動画が溜まっていくことになる。

SSDは容量満杯に近いと性能低下が顕著になるので、第１０回の diskcheck.sh は 80%で警告を出すように変更した。

疑問１

字幕かCMカットか、どちらか一方をあきらめる方がよい？（PCの健康を最優先するなら）

字幕不要なら、第１１回のenc01.shにロールバック。
CMカット不要なら CMCUT=falseとする。２段目の変換工程をスキップするので高速になるし、１段目にも今回のハードウェアデコードを利用できるようになるのでさらに負荷軽減できる（１段目で処理負荷の高い yadifを用いているのは２段目の精度を考えてのこと）。

疑問２

ハードウェアトランスコード（QSV）を使うことで、USBチューナー(PX-S1UD) を不安定にしていないか？

機能的には、かなり満足な状態に落ち着いてきたので、あとは安定稼働のコツを地道に探っていく。

追記：字幕がずれるので、ソフトウェアエンコーダー (libx264) を使うことにした。

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前回の続き（効率化）

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工夫2: カット処理

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注意事項

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