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2018-10-29

[Raspberry Pi] 樹梅派安裝nginx、nginx rtmp module做串流

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  • 2021-03-12

樹莓派安裝 nginx 架設 RTMP做即時影像串流

1. 安裝nginx

先安裝nginx編譯時需要用到的套件

「sudo apt-get install -y curl build-essential libpcre3-dev libpcre++-dev zlib1g-dev libcurl4-openssl-dev libssl-dev」

 

2. 下載nginx跟nginx-rtmp-module原始碼

「git clone https://github.com/arut/nginx-rtmp-module.git」

「wget http://nginx.org/download/nginx-1.15.0.tar.gz」

 

3. 重新編譯

解壓縮.tar檔，並將command 路徑cd ./nginx-1.15.0 底下後，執行configure將rtmp module加入後執行make開始重新編譯，最後make install安裝
「./configure --add-module=/home/pi/nginx-rtmp-module」
「make」 
「make install」

(如果想改變路徑，指令 「./configure --prefix=/var/www --sbin-path=/usr/sbin/nginx
--conf-path=/etc/nginx/nginx.conf --pid-path=/var/run/nginx.pid --error-log-path=/var/log/nginx/error.log
--http-log-path=/var/log/nginx/access.log --without-http_proxy_module --add-module=/home/pi/nginx_src/nginx-rtmp-module」)

 

4. 開啟nginx

安裝完的nginx預設路徑在/usr/local/nginx，接著執行 「/usr/local/nginx/sbin/nginx」 就開啟nginx了

如果沒問題的話，進入http://localhost就會有歡迎的畫面了

也可以 「netstat -ntlp | grep 80」 查看80port有無被nginx使用中

killall nginx就關閉了

「/usr/local/nginx/sbin/nginx –s stop」 也是關閉

「/usr/local/nginx/sbin/nginx –s reload」 重啟

 

5. 設定rtmp

1.  編輯/usr/local/nginx/conf/nginx.confog

加入rtmp、hls的設定 (hls是啥就自己google囉)

rtmp {
    server {
        listen 1935;
        chunk_size 4096;

        application demo{
            live on;
        }

        application hls {
            live on;
            hls on;
            hls_path /tmp/hls; #緩衝目錄
            hls_fragment 5s;   #HLS分段切片秒數設定5秒(會超卡，15秒好些)
            hls_playlist_length 30s; #播放清單30秒
            deny play all;     #只能推送影像，連線請走http，不開放透過rtmp取得此服務
        }
    }
}

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    sendfile      off;
    tcp_nopush    on;

    directio      512; #直接存取

    server {
        listen       80; #port
        server_name  localhost;
        location / {
            root   /usr/local/share/nginx/html;
            index  index.html index.htm;
        }

   	location /hls {
            # Disable cache
            add_header 'Cache-Control' 'no-cache';

            add_header 'Access-Control-Allow-Origin' '*' always;
            add_header 'Access-Control-Expose-Headers' 'Content-Length,Content-Range';
            #add_header 'Access-Control-Allow-Headers' 'Range';
            #add_header 'Content-Type' 'text/plain charset=UTF-8';
            #add_header 'Content-Length' 0;

            types {
                application/dash+xml mpd;
                application/vnd.apple.mpegurl m3u8;
                video/mp2t ts;
            }
            root /tmp; 
        }
    }
}

 

6. 推送影像

1. 安裝串流編碼器 「apt-get install libav-tools」， 原本想安裝ffmpeg但跳出"ffmpeg is not avaliable..."，avconv跟ffmpeg的愛恨情仇自己google

 

2. avconv推流到nginx，記得加上-vcodec libx264 用H,264編譯，流量小很多！
若選擇啟動rtmp
「avconv -f video4linux2 -framerate 24 -i /dev/video0 -s 640x480 -vcodec libx264 -f flv rtmp://localhost:1935/demo/test」

若選擇啟動hls
「avconv -f video4linux2 -framerate 24 -i /dev/video0 -s 640x480 -vcodec libx264 -f flv rtmp://localhost:1935/hls/test」

 

3.安裝個VLC測試有沒開通，檔案>開啟網路串流

若選擇啟動rtmp
rtmp://127.0.0.1:1935/demo/test

若選擇啟動hls
rtmp://127.0.0.1:1935/hls/test
http://127.0.0.1/hls/test.m3u8 (不穩，看到畫面後撐不到一分鐘就斷了Orz)

備註：

「sudo apt-get install htop」, 比較好觀察效能

「v4l2-ctl --all」 查camera資料

 

結論

1. 使用avconv解碼1080p/1fps時，cpu使用率100%...

2. 可以嘗試做硬體加速，參考資料8，改用gstreamer試試看

3. 用raspberry做stream有夠卡，但目前是靠wifi，還沒試過有線。不過pi 3B網路頻寬就10/100mbps，或許用pi 3B+ 10/100/1000mbps會好點(？)

 

後記

1. 安裝Gstreamer「sudo apt-get gstreamer1.0-tools」後，下指令

簡單版：
「gst-launch-1.0 -v v4l2src device=/dev/video0 ! 'video/x-raw, width=1920, height=1080, framerate=30/1' ! queue ! videoconvert ! omxh264enc ! h264parse ! flvmux ! rtmpsink location='rtmp://localhost:1935/demo/test live=1'」
或複雜版增加一些設定參數：
「gst-launch-1.0 -v v4l2src device=/dev/video0 ! 'video/x-raw, width=1920, height=1080, framerate=30/1' ! queue ! videoconvert ! omxh264enc target-bitrate=2000000 control-rate=variable ! video/x-h264,  stream-format=byte-stream, width=1920, height=1080, framerate=30, profile=high !  h264parse ! flvmux ! rtmpsink location='rtmp://localhost:1935/demo/test live=1'」
加音源版：
「gst-launch-1.0 -v v4l2src device=/dev/video0 ! 'video/x-raw, width=1920, height=1080, framerate=30/1' ! omxh264enc target-bitrate=2000000 control-rate=variable ! video/x-h264,  stream-format=byte-stream, width=1920, height=1080, framerate=30, profile=high !  h264parse ! flvmux name=mux alsasrc device=hw:1 ! audioresample ! audio/x-raw,rate=48000 ! voaacenc bitrate=32000 ! queue ! mux. mux. ! rtmpsink location='rtmp://localhost:1935/hls/demo live=1'」

※ omxh264enc在1080p/30fps時cpu使用率維持在20~25%，硬體加速真的有差！但解析度在1080p時，底下會出現"green band"。爬文顯示omxh264enc是以16的倍數設定解析度的，有人說改1920*1088可解，但還是一樣，嘗試換用x264enc、openh264enc。

2. x264enc藏在ugly分類下，先安裝「sudo install apt-get gstreamer1.0-plugins-ugly」，安裝完後「gst-inspect-1.0 | gerp "264"」看到有x264就代表成功了！

下指令「gst-launch-1.0 -v v4l2src device=/dev/video0 ! 'video/x-raw, width=1920, height=1080, framerate=30/1' ! x264enc tune=zerolatency ! video/x-h264,stream-format=byte-stream,width=1280,height=720,framerate=30/1,profile=high ! h264parse ! flvmux ! rtmpsink location='rtmp://localhost:1935/hls/test live=1'」

※ x264enc在1080p/30fps時cpu使用率維持在65~75%，運作正常，礙眼的「green band」消失了！確定是omxh264enc編碼器的問題！
不過呢，x264enc 就算降到480p使用率也維持在65~75%！相較之下omxh264enc是比較省CPU資源的

3. openh264enc根據參考資料[11]，"Currently Debian does not package openh264 at all, so the plugin in the gst-plugins-bad package can also not be enabled."，要自己手動裝，就留著讓有心人去測試吧XD。

4. 比對延遲跟效能

avconv編碼

1920*1080/30fps

1280*720/30fps

640*480/3fps

rtmp

無法撥放

無法撥放

40s,80%

rtmp/hls

無法撥放

無法撥放

不想試了

gst-omxh264enc編碼

1920*1080/30fps

1280*720/30fps

640*480/30fps

rtmp

22s, 20%(green bar)

13s, 20%

20s, 4%

rtmp/hls

20s, 20%(green bar)

13s, 20%

15s, 4%

gst-x264enc編碼

1920*1080/30fps

1280*720/30fps

640*480/30fps

rtmp

70s, 70%

70s, 70%

35s, 70%

rtmp/hls

45s, 70%

65s, 70%

35s, 70%

※肉眼實際上沒有到30fps

5. ffmpeg用openMax h264硬體加速「ffmpeg -f video4linux2 -framerate 30 -i /dev/video0 -s 1280x720 -vcodec h264_omx -profile:v high -b:v 3000k -f flv rtmp://localhost:1935/hls/test」
若「ffmpeg -encoders」中沒有h264_omx則自行重編ffmpeg[ref]

6. 2021-03-12: v4l2h264dec instead of omxh264dec[ref] [ref]

其他參考資料

1. Nginx通过/etc/init.d/nginx方式启动或停止服务, https://blog.csdn.net/Aaroun/article/details/78218131

2. Ubuntu下Nginx安装, https://www.jianshu.com/p/7cb1a824333e

3. 树莓派nginx+rtmp搭建直播流媒体服务, https://my.oschina.net/yehun/blog/1633459

4. nginx-rtmp-module和ffmpeg搭建流媒体服务器, https://blog.csdn.net/happybird100/article/details/50742766

5. 樹莓派架設 RTMP 串流伺服器, https://blog.gtwang.org/iot/raspberry-pi-nginx-rtmp-server-live-streaming

6. RTMP直播服務(2/3) : 設定 NGINX HLS 直播服務, http://blakew88.blogspot.com/2017/04/rtmp23-nginx-hls.html

7. Raspberry Pi Camera RTSP 影像串流, http://blog.jex.tw/blog/2014/01/22/raspberry-pi-camera-rtsp-video-streaming/

8. Hardware-accelerated video playback on the Raspberry Pi, https://wiki.matthiasbock.net/index.php/Hardware-accelerated_video_playback_on_the_Raspberry_Pi

9. GStreamer指令, https://gstreamer.freedesktop.org/documentation/plugins.html

10. Live Video Streaming with Raspberry Pi camera module, https://wiki.jmk.hu/wiki/Live_Video_Streaming_with_Raspberry_Pi_camera_module

11. Missin openh264enc plugin in Linux, http://gstreamer-devel.966125.n4.nabble.com/Missin-openh264enc-plugin-in-Linux-td4679146.html

12. x264 API reference, https://thiblahute.github.io/GStreamer-doc/x264-1.0/index.html?gi-language=c#GstX264EncTune

13. Setting up HLS live streaming server using NGINX + nginx-rtmp-module on Ubuntu, https://docs.peer5.com/guides/setting-up-hls-live-streaming-server-using-nginx/   (<=基本上遵循這篇就很ok了！)

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