haskell - 将 wav 音频格式 ByteString 转换为 Floats

Question

我正在处理存储在 .wav 文件中的传感器数据。样本表示 -1 和 1 之间的浮点数。

我正在从 .wav 文件中读取样本为 ByteString s，我需要一种方法来转换此 ByteString到 Float .所以我正在寻找具有以下签名的函数:
toFloat :: ByteString -> Float
例如。我正在处理一个包含 1 个 channel 的 .wav 文件，帧率为 48kHz，样本由 24 位组成。这意味着每个样本由 3 个字节组成，我可以从 .wav 文件中读取它，如下所示:hGet h 3 .
在这里，h是 .wav 文件的句柄。

如何转换我从 hGet 获得的这个 ByteString到 Float (在 -1 和 1 之间)？

正如你在我的 previous question 中看到的，我目前正在转换 ByteString到 Double首先将其转换为 Int32 (基于 Data.WAVE )。由于我的样本永远不会超过 32 位，我想使用 Float s 而不是 Double s。我也在寻找一种更有效的方法来进行这种转换。

编辑
我目前正在转换 ByteString先到一个 Int32然后到 Double .这是由 bsToDouble 完成的:

convertNBytesLen :: [Word8] -> Int32
convertNBytesLen = foldr accum 0
  where accum bs a = 256 * a + fromIntegral bs


bsToDouble :: S.ByteString -> Int -> Double
bsToDouble bs n = if intV >= 0
                   then fromIntegral intV / 2147483647
                   else - (fromIntegral intV / (-2147483648))
  where intV = convertNBytesLen (S.unpack bs) `shift` (32 - 8 * n) 

ByteString作为 bsToDouble 的输入直接来自 hGet h 3整数是样本中的字节数(即 3)。

Answer 1

这样的事情有帮助吗:

import Data.Int (Int32)
import Data.Bits ((.|.),(.&.),unsafeShiftL)
import Data.Word (Word32)
import Data.Binary
import qualified Data.ByteString as BS
import qualified Data.ByteString.Unsafe as BSU

int32_24be :: BS.ByteString -> Int32
int32_24be = \s ->
  let x =   unsafeShiftL (fromIntegral (BSU.unsafeIndex s 0)) 16
        .|. unsafeShiftL (fromIntegral (BSU.unsafeIndex s 1))  8
        .|.               fromIntegral (BSU.unsafeIndex s 2)
        :: Int32
      y = fromIntegral x :: Word32
  in fromIntegral (if x .&. 0x00800000 > 0 then y .|. 0xFF000000 else y .&. 0x00FFFFFF)

getFloat :: BS.ByteString -> Float
getFloat = (/ 2^^23) . fromIntegral . int32_24be

我的想法是 24 位值是整数，您希望将它们标准化为 -1 和 1 之间的浮点数(不过，正 1 除外)。如果是这种情况，我想您可以使用 getFloat与 Data.Binary.Get一次解析您的流 24 位。