简单程序将 int16_t 数组转换为 uint16_t

Question

我已使用 WinFilter 程序计算 C 代码上的 FIR 滤波器，但我遇到了一个问题：

程序只提供 16 位有符号数组，我需要这个向量是一个无符号整数。所以我正在寻找一个简单的解决方案来将数组值重新定位到下一个“值”。

int16_t FIRCoef[Ntap] = {
    -1029,
    -1560,
    -1188,
        0,
     1405,
     2186,
     1718,
        0,
    -2210,
    -3647,
    -3095,
        0,
     5160,
    10947,
    15482,
    17197,
    15482,
    10947,
     5160,
        0,
    -3095,
    -3647,
    -2210,
        0,
     1718,
     2186,
     1405,
        0,
    -1188,
    -1560,
    -1029,
        0
};

---

uint16_t fir(uint16_t NewSample) {
    static uint16_t x[Ntap]; //input samples
    uint32_t y=0;            //output sample
    int n;

    //shift the old samples
    for(n=Ntap-1; n>0; n--)
       x[n] = x[n-1];

    //Calculate the new output
    x[0] = NewSample;
    for(n=0; n<Ntap; n++)
        y += FIRCoef[n] * x[n]; // calculo da convolucao na amostra
                                // Calculation of the convolution in the sample    
    return y / DCgain;
}

我认为一个解决方案应该是这样的：

uint16_t--------int16_t---------index
0               -32767            1
1               -32766            2
2               -32765            3
...              ...             ...
65535            32767            65535

有什么提示吗？

Answer 1

int16_t 的值范围是 -32768 到 32767。您的问题在这一点上不清楚，但您似乎只想将这些值转移到 uint16_t 的范围内，即 0 到 65535。那就是合理，因为这两种类型的可表示值的数量是相同的；这将通过将int16_t 的最小可能值的倒数添加到输入来完成。

当然，魔鬼在细节中。当有符号加法溢出时，会产生未定义的行为。当超出范围的值转换为有符号整数类型时，结果是实现定义的，并且可能是（实现定义的）异常。避免实现定义的行为是可取的，避免未定义的行为是必不可少的；在这种情况下，只需稍加注意即可完成：

uint16_t convert(int16_t in) {
    return (uint16_t) 32768 + (uint16_t) in;
}

这在首先提供uint16_t 和int16_t 类型的任何符合系统上可靠地做正确的事情，因为转换和加法以1 加uint16_t 的最大值为模。负输入值被转换为 uint16_t 范围上半部分的无符号值，然后加法旋转所有值，将范围上半部分的值带到下半部分。

至于对整个数组执行此操作，如果您只想依赖定义明确的 C 行为（即，如果您想要一个严格符合标准的解决方案），那么您需要制作数据的副本.您可以使用上述函数来填充副本。