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