====== インターネットカメラで動体検知録画 ======

===== やりたいこと =====
  * インターネットカメラで提供される映像のうち、動きのある部分だけを録画したい
  * 録画したデータは長期保存（3年ぐらい）したい

===== 課題 =====
  * インターネットカメラはクラウドサービスとして提供される。映像を確認するにはブラウザで管理画面にログインし、ライブ映像もしくは録画済みデータの再生を行う必要がある。
  * 録画済みデータがクラウド上に保持される期間は短期（7日、14日などサービスレベルで異なる）で古いものから削除される。
    * 録画済みデータのダウンロードはできるが、1時間で400MB程度ある。
      * ダウンロード操作はブラウザからのみで、バッチ処理はできない。
    * 保持期間が短期であるため、過去分の確認を行うには予め録画済みデータのダウンロードを行っておく必要がある。
  * 24時間録画であるため、動きのある部分を探すためには早送り再生での目視確認や[[http://www.av2video.com/|Video Remove No-Movement Free]]等で動きのある部分の抽出作業が必要。
    * 目視確認はせいぜい倍速が限度
    * 動きのある部分の抽出は1時間分の録画データに対して、15〜20分かかる。

===== 試したこと =====
  * [[http://www.av2video.com/|Video Remove No-Movement Free]]で動きのある部分を抽出
    * 1時間 400MBの録画済みデータの処理で 20分程度かかる。
  * 録画済みデータを [[https://motion-project.github.io/index.html|Motion]] で動体検知処理
    * 1時間 400MBの録画済みデータの処理で 1時間以上かかる。

上記より、録画済みデータに対して処理を行うことは現実的ではないと判断した。

===== 解決策 =====
  * ブラウザでインターネットカメラのライブ映像を表示したままする。
  * このブラウザを起動している画面自身を動体検知処理し、動きのある時だけ録画する。
    * インターネットカメラの映像を直接ではなく、ライブ映像を表示したブラウザを動体検知処理の対象とする

===== 構成概要 =====
  * Ubuntu Server で VNC serverを立ち上げる。
  * VNC上でブラウザを開き、インターネットカメラのライブ映像を表示する。
  * ffmpeg で x11grab を使用し、画面を v4l2loopback である /dev/video0 へ出力する。
  * Motion で入力ソースを /dev/video0 として、動体検知時に録画する。

===== 設定 =====
==== Ubuntu Server ====
Ubuntu Server に GUI環境を作る。

参考元[[https://www.digitalocean.com/community/tutorials/how-to-install-and-configure-vnc-on-ubuntu-20-04-quickstart|How to Install and Configure VNC on Ubuntu 20.04 [Quickstart]]]
  - XFCE4 導入<code>
$ sudo apt update
$ sudo apt-get install xfce4 xfce4-goodies
</code>
  - VNC 導入<code>
$ sudo apt-get install tightvncserver
</code>
  - VNC 初期設定<code>
$ vncpasswd
You will require a password to access your desktops.

Password:
Verify:
</code>
  - $HOME/.vnc/xstartup 作成<code>
#!/bin/bash
xrdb $HOME/.Xresources
startxfce4 &
</code>
  - 実行権付与<code>
chmod +x ~/.vnc/xstartup
</code>
  - VNC をサービス登録する<code>
$ sudo vi /etc/systemd/system/vncserver@.service
</code><code>
[Unit]
Description=Start TightVNC server at startup
After=syslog.target network.target

[Service]
Type=forking
User=<ユーザ名>
Group=<グループ名>
WorkingDirectory=/home/<ユーザ名>

PIDFile=/home/<ユーザ名>/.vnc/%H:%i.pid
ExecStartPre=-/usr/bin/vncserver -kill :%i > /dev/null 2>&1
ExecStart=/usr/bin/vncserver -depth 24 -geometry 1280x800 -localhost :%i
ExecStop=/usr/bin/vncserver -kill :%i

[Install]
WantedBy=multi-user.target
</code>
  - 追加した Unit を認識させる<code>
$ sudo systemctl daemon-reload
</code>
  - 追加した Unit を有効化する<code>
$ sudo systemctl enable vncserver@1.service
</code>
  - 一度リブートする
  - 外部から ssh で接続する<code>
$ ssh -f -L 59000:localhost:5901 -C -N -l <ユーザID> -i <秘密鍵> <Ubuntu Server IP>
</code>
  - vncviewer などで接続しデスクトップが表示されることを確認する<code>
vncviewer :59000
</code>

==== Chrome ====
Chrome を導入する。

  - インストラーラ取得<code>
$ wget https://dl.google.com/linux/direct/google-chrome-stable_current_amd64.deb
</code>
  - インストール<code>
$ sudo apt-get install ./google-chrome-stable_current_amd64.deb
</code>

==== ffmpeg ====
ffmpeg を導入する。
  - ffmpeg インストール<code>
$ sudo apt-get install ffmpeg
</code>

==== Motion ====
Motion を導入する。

参考元[[https://motion-project.github.io/motion_build.html|Installing and Building from Source]]

  - Motion インストール<code>
$ sudo apt-get install motion
</code>
  - 関連ライブラリインストール<code>
$ sudo apt-get install libavformat-dev libavcodec-dev libavutil-dev libswscale-dev libavdevice-dev
$ sudo apt-get install libjpeg-turbo8 libjpeg-turbo8-dev
</code>
  - v4l2loopback　インストール<code>
$ sudo apt-get install v4l2loopback-dkms
</code>
  - OS起動時に v4l2loopback が組み込まれるよう設定する<code>
$ sudo vi /etc/modules-load.d/modules.conf
</code><code>
v4l2loopback
</code>
    * OS再起動後、lsmod | grep v4l2 でロードされていることを確認する
    * /dev/video0 があることを確認する
  - VNC で接続するユーザが /dev/video0 を使えるようにするため、ユーザを video グループに追加する。<code>
$ sudo usermod <ユーザ> -G video -a
</code>

==== motion.conf ====
  - /etc/motion/motion.conf を ~/にコピーして編集する。<code>
; log_file /var/log/motion/motion.log    # ログを取らない
target_dir /home/<ユーザ>                 # 保存場所をユーザがアクセス権を持つ場所へ変更
netcam_url v4l2:///dev/video0            # ffmpeg のキャプチャデータが /dev/video0 に出力されるので、それをカメラソースにする
width 1280                               # VNC のサイズと同じにする
height 800                               # VNC のサイズと同じにする
framerate 15                             # ffmpeg のフレームレートと同じにする
;text_left CAMERA1                       # 録画映像に [CAMERA 1] などの説明をオーバレイしない
;text_right %Y-%m-%d\n%T-%q              # 録画映像に録画時刻をオーバーレイしない
post_capture 45                          # 動きがなくなった後、何フレーム追加で録画するか
threshold_tune on                        # 動体検知しきい値の自動調整
movie_max_time 0                         # 動体検知後の録画打ち切り時間を 0 (打ち切らない）にする
movie_codec mp4                          # 録画映像のフォーマットを mp4 にする
movie_filename %Y%m%d%H%M%S              # 録画映像のファイル名を設定する
</code>

===== 録画方法 =====
  - 外部から ssh で接続する<code>
(例)
$ ssh -f -L 59000:localhost:5901 -C -N -l <ユーザID> -i <秘密鍵> <Ubuntu Server IP>
</code>
  - vncviewer などで接続する<code>
(例)
vncviewer :59000
</code>
  - VNC 接続後、ターミナルなどを起動しデスクトップ画面の録画を開始する<code>
$ ffmpeg -f x11grab -draw_mouse 0 -video_size 1280x800 -framerate 15 -i :1.0 -f v4l2 /dev/video0
</code>
    * -f x11grab
      * デスクトップを録画channel 2: open failed: connect failed: Connection refused
    * -draw_mouse 0
      * XFce4 の場合、このオプションがないと真っ黒な画面しかキャプチャできない
    * -video_size
      * vncserver で設定した画面サイズと同じにする
    * -i :1.0
      * $DISPLAY でも可
    * -f v4l2 /dev/video0
      * 録画したデータを /dev/video0 に出力する
  - Motion を起動する<code>
$ motoin -c motion.conf
</code>
  - ブラウザを起動し、インターネットカメラのライブ画像をフルスクリーン表示する
  - VNC接続とVNC用の ssh 接続は切断可能