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安防视频云存业务特点与面临挑战
传统视频数据因为不足元数据索引，因而在无奈确定准确的事件产生工夫时，无奈疾速无效的定位视频信息，须要大量人力对存量视频信息进行检索。由此引入微小的人力老本，并须要更多工夫实现视频检索。
此外，传统安防视频具备以下特点：
- 应用 RTMP/RTSP 协定实现视频流收流。
- 须要海量、牢靠的视频存储。
- 仅在有事件产生，并须要理解现实情况时才进行回看。
- 回看框架须要确保 7 *24 可用，在须要时能够快速访问从而实现回看性能。
以上特点意味着：
- 须要在云端或本地部署额定的软 / 硬件资源，实现视频流接管，引入额定老本。
- 传统的本地视频存储受限于繁多正本，存在单点故障导致的视频失落危险。固定的本地存储容量，使得减少摄像头数量时须要配套思考存储设施容量布局和部署计划，使得我的项目周期变长，我的项目布局更加简单。
- 回看框架拜访频率不高，但 7 *24 可用意味着即便没有回看需要的时间段内，依然须要领取对应的零碎运行老本。
针对以上艰难和特点， 咱们针对 IPC 视频云存老本优化场景，开发了能够植入到 IPC 外部的视频切片云存 SDK，并利用亚马逊云科技提供的云上托管服务构建视频检索、回看平台，从而升高回看平台根底运行老本，实现回看老本与累积回看时长相干，在不应用回看平台时，简直无需领取平台运行老本，而当有人拜访时又能够疾速提供服务。
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解决方案架构与次要功能模块
零碎架构图：
次要功能模块：
- IPC C SDK
植入到 IPC 外部的 SDK，用于实现视频分片和封装，将能够间接回看的视频分片存储到 Amazon S3 存储桶中。并通过 IAM 权限治理，实现 IPC 上传权限的治理，从而确保各 IPC 视频上传权限互相独立。
利用 SDK 间接将视频上传至 Amazon S3 存储桶，从而解脱本地或云端视频流转存所需的资源，实现云存老本与存储视频累计时长相干。
- Amazon S3 视频存储桶
用于存储 IPC 视频分片信息，反对应用 Amazon S3 对象标签和生命周期治理性能，实现视频分片保留周期治理和视频存储老本优化。
同时，利用 Amazon S3 每个前缀提供 3500 PUT 和 5500 GET 申请的性能，利用前缀命名规定，实现云存空间性能主动扩大，从而实现应用对立的框架反对从几个到数以百万计的 IPC 设施。
- 对视频抽帧并调用 AI 接口和 DynamoDB 元数据存储
针对传统 IPC 视频存储难以检索的状况，引入云上 AI 服务，实现智能视频剖析，并依据视频内容，生成相应元数据信息，并保留在 DynamoDB 之中。用户能够抉择应用 DynamoDB 中信息，对视频内容进行检索，从而疾速定位到所需的视频片段和对应工夫，进而无效晋升视频检索效率，缩短视频检索所需工夫。
- AI 服务
亚马逊云科技提供了丰盛的 AI 服务能够用于视频剖析与检索。目前反对的次要 AI 服务能够参考以下解决方案：
https://www.amazonaws.cn/solu…
因为 AI 服务局部内容较多，限于篇幅，该解决方案另行刊文作具体介绍。敬请期待。
- 无服务器架构构建回放平台
为了切实升高回看平台运行老本，特地是没有回看申请时的老本，本解决方案采纳了云原生的无服务器架构。具备无用户应用时，老本极低，收到申请时反对秒级疾速启动，主动扩大，对立零碎架构反对几个到数以百万计的用户同时拜访。
IPC-C-SDK
用户能够从 Github 下载 SDK 代码并编译到本人的 IPC 之中：
https://github.com/aws-sample…
IPC-C-SDK 外部工作逻辑如下：
IPC-C-SDK 从 IPC 外部视频、音频编码器取得视频、音频流，并通过减少 TS、PAT、PMT、PES 头，造成 TS 格局音视频流，并存储于 IPC SoC 内存缓存区中。
当内存缓存区中的音视频流达到肯定阈值后，IPC-C-SDK 会主动通过内置 Amazon S3 客户端，将视频内容以对象模式推送到 Amazon S3 存储桶中。
得益于 IPC-C-SDK，视频分片得以间接存储到 Amazon S3 中，而无需其余音视频码流解决设施或资源。从而使得老本得以无效升高到仅须要 Amazon S3 存储和 API 调用老本的水平。实现了老本的最优化。
IPC-C-SDK 应用亚马逊云科技 IAM 进行权限治理。反对 AK+SK 和 AK+SK+Token 的身份验证模式。理论生产环境中，举荐应用 Amazon IoT 进行设施治理，配合 IoT Credential Provider 服务，实现物联网设施证书换长期 IAM 身份信息。该计划提供最佳的云上数据安全性，反对依照设施证书 ID 治理设施权限，从而确保 IPC 云存视频的安全性。其参考架构如下：
用户能够参考以下文档：
https://docs.aws.amazon.com/i…
Amazon S3 视频存储桶
Amazon S3 视频存储桶提供高达 99.999999999% 的数据持久性。意味着如果以 3 秒分片保留到 Amazon S3，每 10000 年才会失落一个 3 秒的视频分片。从而确保存储视频的安全性。
此外，在视频云存时，举荐应用以下格局进行存储：
S3://{桶名称}/{设施证书 ID}
/{年}/{月}/{日}/{时}/{分}/{秒}.ts
该格局能够提供以下劣势：
- 确保数据存储和拜访平安
利用设备证书 ID 作为第一级前缀，实现各个 IPC 设施之间的权限互相独立与隔离。即每个摄像头均只能拜访本人证书 ID 前缀之下的视频分片。通过 IAM 角色配置，更加能够实现限度 IPC 设施仅可能进行上传操作，而无奈下载视频分片，从而确保视频云存安全性。
- 性能主动扩大
因为各个 IPC 别离属于不同的前缀之下，亚马逊云科技为每个 Amazon S3 前缀提供每秒 3500 PUT 和 5500 GET 申请的性能，因而当 IPC 摄像头数量减少时，Amazon S3 将主动优化并提供对应性能的解决能力。从而实现应用对立架构反对从几个到数以百万计 IPC 设施的能力。
视频抽帧并调用 AI 接口将后果存储到 DynamoDB 中
当视频分片上传到 Amazon S3 存储桶中后，用户能够抉择应用 AI 技术对视频内容进行剖析。例如：检测视频中呈现的人脸和相应地位，并将后果保留到 DynamoDB 中，供后续查问应用。
视频数据在上传到 Amazon S3 后，会触发 Amazon S3 事件告诉。通过云端 Lambda 函数，能够实现抽取视频关键帧，并转换为 JPEG 格局，发送给 AI 接口进行剖析。
AI 剖析的后果会以 JSON 格局，返回给 Lambda 函数，Lambda 函数将剖析后果信息存储到 DynamoDB 数据库中，供回看平台检索应用。
无服务器架构构建视频回看平台
得益于以 TS 格局保留的视频分片，云存视频分片能够实现任意时间段内分片连接成整体视频进行回看。因而无需在云端进行二次转码操作。从而升高零碎老本。
无服务器的视频回看平台应用开源 Video.js 框架，提供两种回看模式：
- 近实时回看（提早 6 -20 秒，取决于网络和客户端配置状况）
在近实时回看模式下，客户端通过 API Gateway HTTP API 申请 m3u8 播放列表，Lambda 函数查看 Amazon S3 桶中存储的分片，并将 2 分钟之内，最初上传的 3 个视频分片返回给客户端。通过滚动更新 m3u8 返回分片清单，实现近实时的查看视频内容。
- 指定时间段回看
客户端通过 API Gateway HTTP API 申请 m3u8 播放列表，并提供回看时间段的开始、截止工夫。Lambda 函数查看 Amazon S3 桶中存储的分片，并将指定时间段内的视频分片依照程序增加到 m3u8 播放列表中返回给客户端，从而实现制订时间段的视频回看性能。
指定时间段回看反对通过检索 DynamoDB 中存储的视频元数据，获取所需回看的时间段范畴，将后果返回给客户端进行回看。
您能够通过以下链接在亚马逊云科技的环境中一键部署回看框架。框架中的回看利用带有示例视频供您参考。
https://console.aws.amazon.co…
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本篇作者
李挚
亚马逊云科技 解决方案架构师
徐高伟
亚马逊云科技 翻新解决方案架构师
陈海云
亚马逊云科技 UI / UX 开发人员
李智勤
亚马逊云科技 物联网原型架构师
