在 Serverless 架構的應用案例中,有這樣一個非常實在的應用:視頻的處理,
騰訊云的函式計算平臺對這個領域的描述:
視頻應用、社交應用等場景下,用戶上傳的圖片、音視頻的總量大、頻率高,對處理系統的實時性和并發能力都有較高的要求,例如:對于用戶上傳的視頻短片,我們可以使用多個云函式對其分別處理,對應不同的清晰度(1080p、720p等),以滿足不同場景下用戶的需求,適應移動網路帶寬較小且不穩定的特性,

在阿里云的函式計算也有相關的描述:

所以可以看到視頻的壓縮/轉碼等操作,在Serverless架構下確實是一個很好的典型"應用",那么有了這樣的一個"典型"應用,我們應該如何實作它呢?
準備開始ffmpeg
在百科上可以看到這樣的描述:
FFmpeg是一套可以用來記錄、轉換數字音頻、視頻,并能將其轉化為流的開源計算機程式,采用LGPL或GPL許可證,它提供了錄制、轉換以及流化音視頻的完整解決方案,它包含了非常先進的音頻/視頻編解碼庫libavcodec,為了保證高可移植性和編解碼質量,libavcodec里很多code都是從頭開發的,
FFmpeg在Linux平臺下開發,但它同樣也可以在其它作業系統環境中編譯運行,包括Windows、Mac OS X等,這個專案最早由Fabrice Bellard發起,2004年至2015年間由Michael Niedermayer主要負責維護,許多FFmpeg的開發人員都來自MPlayer專案,而且當前FFmpeg也是放在MPlayer專案組的服務器上,專案的名稱來自MPEG視頻編碼標準,前面的"FF"代表"Fast Forward",
而在實際生產生活中,ffmpeg確實也是一個非常好的工具,我們可以通過這個工具來進行影像的壓縮/轉碼等操作,
通過ffmpeg的官網,我們可以看到不同的作業系統,有著不同的檔案供我們選擇:

也就是說,我們如果要在云函式中使用這個模塊,那么我們就要有這樣一個模塊是在云函式所在的環境下可以運行起來的,根據云函式的檔案可以看到:

也就是說,我們要有一個在CentOS作業系統下可以使用的ffmpeg,接下來,我們就準備這個檔案:
- 在CentOS作業系統上,下載原始碼包:
wget http://www.ffmpeg.org/releases/ffmpeg-3.1.tar.gz - 解壓并進入目錄:
tar -zxvf ffmpeg-3.1.tar.gz && cd ffmpeg-3.1 - 編譯安裝:
./configure && make && make install
在進行./configure操作的時候,可能出現yasm/nasm not found or too old. Use --disable-yasm for a crippledbuild錯誤,
yasm是匯編編譯器,ffmpeg為了提高效率使用了匯編指令,如MMX和SSE等,所以系統中未安裝yasm時,就會報錯誤,此時可以安裝yasm編譯器來解決:
- 下載
wget http://www.tortall.net/projects/yasm/releases/yasm-1.3.0.tar.gz - 解壓并進入目錄:
tar zxvf yasm-1.3.0.tar.gz && cd yasm-1.3.0 - 編譯安裝:
./configure && make && make install
完成ffmpeg的編譯安裝,可以在當前目錄下看到生成了檔案:ffmpeg
此時我們保存這個檔案即可在騰訊云的云函式中使用,
Serverless助力視頻壓縮
按照騰訊云提供的時間架構圖,我們可以看到其推薦的是物件存盤觸發器觸發函式,也就是說我們將視頻存盤到物件存盤中,然后通過物件存盤的相關觸發器觸發函式,進行視頻的處理,處理之后再回傳物件存盤的操作,
代碼實作:
import os
import subprocess
from qcloud_cos_v5 import CosConfig
from qcloud_cos_v5 import CosS3Client
secret_id = os.environ.get('secret_id')
secret_key = os.environ.get('secret_key')
region = os.environ.get('region')
cosClient = CosS3Client(CosConfig(Region=region, SecretId=secret_id, SecretKey=secret_key))
# 移動ffmpeg到tmp目錄,并且賦予權限
with open("./ffmpeg", "rb") as rf:
with open("/tmp/ffmpeg", "wb") as wf:
wf.write(rf.read())
subprocess.run('chmod 755 /tmp/ffmpeg', shell=True)
def main_handler(event, context):
for record in event['Records']:
bucket = record['cos']['cosBucket']['name'] + '-' + record['cos']['cosBucket']['appid']
key = "/".join(record['cos']['cosObject']['key'].split("/")[3:])
download_path = '/tmp/{}'.format(key.split('/')[-1])
upload_path = '/tmp/new_mp4-{}'.format(key.split('/')[-1])
# 下載圖片
print("key", key)
response = cosClient.get_object(Bucket=bucket, Key=key)
response['Body'].get_stream_to_file(download_path)
# 執行ffmpeg指令壓縮視頻
child = subprocess.run('/tmp/ffmpeg -i %s -r 10 -b:a 32k %s'%(download_path, upload_path), stdout=subprocess.PIPE, stderr=subprocess.PIPE, close_fds=True, shell=True)
# 上傳圖片
cosClient.put_object_from_local_file(
Bucket=bucket,
LocalFilePath=upload_path,
Key="/new_mp4/" + key.split('/')[-1]
)
這里的主要操作就是在容器建立的時候,或者說是函式冷啟動的時候,將ffmpeg復制到可執行目錄,并且設定其權限為755,
完成之后可以進行serverless.yaml的撰寫:
MyVideo:
component: "@serverless/tencent-scf"
inputs:
name: MyVideo
codeUri: ./
handler: index.main_handler
runtime: Python3.6
region: ap-guangzhou
memorySize: 128
timeout: 200
environment:
variables:
secret_id: 用戶密鑰id
secret_key: 用戶密鑰key
region: ap-guangzhou
events:
- cos:
name: video-1256773370.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com
parameters:
bucket: video-1256773370.cos.ap-guangzhou.myqcloud.com
filter:
prefix: source/
events: cos:ObjectCreated:*
enable: true
部署完成之后,我們將一個測驗的MP4檔案上傳到對應的存盤的source/檔案夾中:

稍等片刻,我們可以看到目標檔案夾出現了對應的視頻:

可以看到兩個視頻檔案的差距,
當然,這里僅僅是通過/tmp/ffmpeg -i 原視頻 -r 10 -b:a 32k 生成視頻來進行視頻壓縮,除此之外,我們還可以使用ffmpeg進行額外的操作(以下內容來源于canmeng的博客):
ffmpeg -ss 00:00:00 -t 00:00:30 -i test.mp4 -vcodec copy -acodec copy output.mp4
-ss 指定從什么時間開始
-t 指定需要截取多長時間
-i 指定輸入檔案
這個命令就是從00秒開始裁剪到00+30=30秒結束,總共30秒的視頻,這個命令執行很快,因為只是原始資料的拷貝,中間沒有什么編碼和解碼的程序,執行這個命令后你能得到output.mp4這個輸出檔案,你可以用視頻播放軟體播放這個視頻看看,
可能有些視頻裁剪后的效果,如期望一致,00秒開始,30秒結束,總共30秒的視頻,但是有些視頻裁剪后你會發現可能開始和結束都不是很準確,有可能是從00秒開始,33秒結束,這是為什么呢?
因為這些視頻里30秒處地方剛好不是關鍵幀,而ffmpeg會在你輸入的時間點附近圓整到最接近的關鍵幀處,然后做接下來的事情,如果你不懂什么是關鍵幀,沒關系,這也不影響你使用這個命令,
合并視頻
//截取從頭開始的30s
ffmpeg -ss 00:00:00 -t 00:00:30 -i keyoutput.mp4 -vcodec copy -acodec copy split.mp4
//截取從30s開始的30s
ffmpeg -ss 00:00:30 -t 00:00:30 -i keyoutput.mp4 -vcodec copy -acodec copy split1.mp4
//進行視頻的合并
ffmpeg -f concat -i list.txt -c copy concat.mp4
在list.txt檔案中,對要合并的視頻片段進行了描述,
內容如下
file ./split.mp4
file ./split1.mp4
更多常用命令:
ffmpeg -i in.mp4 -filter:v "crop=in_w:in_h-40" -c:a copy out.mp4
// 去掉視頻中的音頻
ffmpeg -i input.mp4 -vcodec copy -an output.mp4
// -an: 去掉音頻;-vcodec:視頻選項,一般后面加copy表示拷貝
// 提取視頻中的音頻
ffmpeg -i input.mp4 -acodec copy -vn output.mp3
// -vn: 去掉視頻;-acodec: 音頻選項, 一般后面加copy表示拷貝
// 音視頻合成
ffmpeg -y –i input.mp4 –i input.mp3 –vcodec copy –acodec copy output.mp4
// -y 覆寫輸出檔案
//剪切視頻
ffmpeg -ss 0:1:30 -t 0:0:20 -i input.mp4 -vcodec copy -acodec copy output.mp4
// -ss 開始時間; -t 持續時間
// 視頻截圖
ffmpeg –i test.mp4 –f image2 -t 0.001 -s 320x240 image-%3d.jpg
// -s 設定解析度; -f 強迫采用格式fmt;
// 視頻分解為圖片
ffmpeg –i test.mp4 –r 1 –f image2 image-%3d.jpg
// -r 指定截屏頻率
// 將圖片合成視頻
ffmpeg -f image2 -i image%d.jpg output.mp4
//視頻拼接
ffmpeg -f concat -i filelist.txt -c copy output.mp4
// 將視頻轉為gif
ffmpeg -i input.mp4 -ss 0:0:30 -t 10 -s 320x240 -pix_fmt rgb24 output.gif
// -pix_fmt 指定編碼
// 將視頻前30幀轉為gif
ffmpeg -i input.mp4 -vframes 30 -f gif output.gif
// 旋轉視頻
ffmpeg -i input.mp4 -vf rotate=PI/2 output.mp4
// 縮放視頻
ffmpeg -i input.mp4 -vf scale=iw/2:-1 output.mp4
// iw 是輸入的寬度, iw/2就是一半;-1 為保持寬高比
//視頻變速
ffmpeg -i input.mp4 -filter:v setpts=0.5*PTS output.mp4
//音頻變速
ffmpeg -i input.mp3 -filter:a atempo=2.0 output.mp3
//音視頻同時變速,但是音視頻為互倒關系
ffmpeg -i input.mp4 -filter_complex "[0:v]setpts=0.5*PTS[v];[0:a]atempo=2.0[a]" -map "[v]" -map "[a]" output.mp4
// 視頻添加水印
ffmpeg -i input.mp4 -i logo.jpg -filter_complex [0:v][1:v]overlay=main_w-overlay_w-10:main_h-overlay_h-10[out] -map [out] -map 0:a -codec:a copy output.mp4
// main_w-overlay_w-10 視頻的寬度-水印的寬度-水印邊距;
// 截取視頻區域
ffmpeg -i in.mp4 -filter:v "crop=out_w:out_h:x:y" out.mp4
// 截取部分視頻,從[80,60]的位置開始,截取寬200,高100的視頻
ffmpeg -i in.mp4 -filter:v "crop=80:60:200:100" -c:a copy out.mp4
// 截取右下角的四分之一
ffmpeg -i in.mp4 -filter:v "crop=in_w/2:in_h/2:in_w/2:in_h/2" -c:a copy out.mp4
// 截去底部40像素高度
ffmpeg -i in.mp4 -filter:v "crop=in_w:in_h-40" -c:a copy out.mp4
引數說明:
-vcodec xvid 使用xvid壓縮
-s 320×240 指定解析度
-r fps 設定幀頻 預設25
-b <位元率> 指定壓縮位元
-acodec aac 設定聲音編碼
-ac <數值> 設定聲道數,1就是單聲道,2就是立體聲
-ar <采樣率> 設定聲音采樣率,PSP只認24000
-ab <位元率> 設定聲音位元率
-vol <百分比> 設定音量
-y 覆寫輸出檔案
-t duration 設定紀錄時間 hh:mm:ss[.xxx]格式的記錄時間也支持
-ss position 搜索到指定的時間 [-]hh:mm:ss[.xxx]的格式也支持
-title string 設定標題
-author string 設定作者
-copyright string 設定著作權
-hq 激活高質量設定
-aspect aspect 設定橫縱比 4:3 16:9 或 1.3333 1.7777
-croptop size 設定頂部切除帶大小 像素單位
-cropbottom size -cropleft size -cropright size
-padtop size 設定頂部補齊的大小 像素單位
-padbottom size -padleft size -padright size -padcolor color 設定補齊條顏色(hex,6個16進制的數,紅:綠:蘭排列,比如 000000代表黑色)
-bt tolerance 設定視頻碼率容忍度kbit/s
-maxrate bitrate設定最大視頻碼率容忍度
-minrate bitreate 設定最小視頻碼率容忍度
-bufsize size 設定碼率控制緩沖區大小
-vcodec codec 強制使用codec編解碼方式, 如果用copy表示原始編解碼資料必須被拷貝
-sameq 使用同樣視頻質量作為源(VBR)
-pass n 選擇處理遍數(1或者2),兩遍編碼非常有用,第一遍生成統計資訊,第二遍生成精確的請求的碼率
-passlogfile file 選擇兩遍的紀錄檔案名為file
-map file:stream 設定輸入流映射
-debug 列印特定除錯資訊
總結
Serverless架構在做一些同步的業務是有很不錯效果的,同時Serverless架構在異步的一些流程上,也是有很棒的表現,無論是通過Serverless架構做大資料的分析實作MapReduce,還是做影像的壓縮、水印和格式轉換,抑或本文分享的視頻相關的處理,
通過Serverless架構,我們還可以挖掘更多領域的應用,例如通過Serverless架構做一個Word/PPT轉PDF的工具等,Serverless架構的行業應用,領域應用,需要更多人提供更多的實踐,
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- GitHub: github.com/serverless
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