Matlab 快速数据类型转换 4x1byte 到 1x32byte

Question

我正在接收将音频样本编码为 24 位无符号整数的二进制数据包。这些需要转换为 32 位有符号（2 的补码）整数才能输出。

但是，由于数据被分块的方式，一个 24 位字可能会跨越数据包边界进行拆分。因此，我将每个字节缓冲为一个 8 位无符号整数，准备好在收到所有数据包后以 3 个一组（+ 1 个零填充字节）进行重铸。

为此，我编写了以下函数，其中input 是uint8 类型的1x3 数组：

    % This function takes 3 8-bit decimal values as input and converts them to 
    % a single, signed, 32 bit decimal number.
    % NOTE - little endianness is assumed

    function output = convert24bitTo32bit(input)

    sign     = bitget(input(3), 8);    % get sign bit
    bytes(3) = bitset(input(3), 8, 0); % zero sign bit

    value = typecast([bytes, uint8(0)], 'int32') - logical(sign)*(2^23);

    end

可以使用以下 sn-ps 运行示例：

    % Test 255: 11111111 00000000 00000000
    input  = uint8([255 0 0]);
    output = convert24bitTo32bit(input);
    fprintf('\n In: 255 \t Out: %d', output)

    % Test -2: 01111111 11111111 11111111
    input  = uint8([254 255 255]);
    output = convert24bitTo32bit(input);
    fprintf('\n In: -2 \t Out: %d', output)

这个函数可以完成这项工作，但它是我处理过程中最慢的几个数量级。

有没有更有效的方法来达到同样的效果？还是可以处理更深奥的数据类型转换的内置 Matlab 函数？

谢谢

Answer 1

我的工作方式如下：

1. 用尽可能多的连续 3 字节值填充您的 uint8 缓冲区：

   data = uint8([255 0 0 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3]);
   

2. 将矩阵重塑为 3xN 矩阵（注意不会发生数据复制）：

   data = reshape(data,3,[]);
   

3. 添加零字节（这是复制发生的地方）：

   data = [data;zeros(1,size(data,2),'uint8')];
   

4. 将矩阵转换为int32：

   data = typecast(data(:),'int32');
   

您似乎对符号位进行了一些额外的调整。我认为您需要做的不是用零字节填充，而是用 0 或 255 字节填充，具体取决于第三个字节的符号。第三步就变成了：

sign = bitget(data(3:3:end),8);
sign = uint8(sign*255);
data = [data;sign,'uint8')];

[注意我并没有实际运行上面的代码，如果我在某处打错了请告诉我！]