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 位带符号(2 的补码)整数才能输出。

但是，由于数据分块的方式，一个 24 位的字有可能被分割成一个数据包边界。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 个为一组(+ 1 个零填充字节)进行重铸。

我编写了以下函数来执行此操作，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

可以使用以下代码片段运行示例:

    % 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)

这个函数完成了工作，但它是我处理过程中最慢的几个数量级。

是否有更有效的方法来实现相同的结果？或者可以处理更深奥的数据类型转换的内置 Matlab 函数？

谢谢

Answer 1

我会按如下方式工作:

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 reshape 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');
   

您似乎对符号位做了一些额外的调整。我认为你需要做的是填充不是零字节，而是 0 或 255 字节，具体取决于第三个字节的符号。然后第 3 步变为:

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

[请注意，我实际上并没有运行上面的代码，如果我在某处打错了字，请告诉我!]