c# - 获取最大值的字节数组

标签 c# arrays audio byte

我有一个包含数百万字节的数组。这些字节是 int 值(Int16、Int24 或 Int32)。现在我想从一定数量的字节中获取具有最大 int 值的 x 字节。

所以为了更好地解释这一点,让我们想象一个有 10 个条目的数组:

byte[] arr = {255, 10, 55, 60, 128, 90, 88, 66, 199, 56};

我会知道我们使用的是 In16、Int24 还是 Int32,所以对于这个例子,让我们假设我们使用的是 Int16。这意味着,我们使用 2 个字节来表示一个 Int16。所以整数包括:
{255, 10},
{55, 60},
{128, 90},
{88, 66},
{199, 56}

问题1:因为这是音频处理所需要的,所以1046低于-2096。所以有必要独立于消极性进行比较

问题 2:因为这需要非常高效,将字节转换为 Ints 进行比较似乎效率低下,应该有其他方法。

这是起点:
    /// <summary>
    /// Gets the maximum value of a number of bytes representing Int-Values
/// </summary>
/// <returns>The channels.</returns>
/// <param name="leftChannel">Left channel.</param>
/// <param name="rightChannel">Right channel.</param>
/// <param name="bytesPerInt">Bytes per int. 2 bytes = Int16, 3 bytes = Int24, 4 bytes = Int32</param>
/// <param name="countBytesToCombine">The number of bytes to look for the highest value</param>
private (byte[] combinedLeft, byte[] combinedRight) CombineChannels(byte[] leftChannel, byte[] rightChannel, int bytesPerInt, int countBytesToCombine)
{

}

/// <summary>
/// Gets the highest byte[] value 
/// </summary>
/// <returns>The highest value. The size of the byte array is equal the bytesPerInt</returns>
/// <param name="bytes">A subarray of the given byte array of the upper method. The size of this array is equals countBytesToCombine</param>
/// <param name="bytesPerInt">The count of bytes representing an Int</param>
private byte[] GetHighestValue(byte[] bytes, int bytesPerInt)
{

}

编辑2

这是一个可行的解决方案,但每个 channel 执行 1400 万字节需要大约 2 秒,这太远了。
    /// <summary>
    /// Gets the maximum value of a number of bytes representing Int-Values
    /// </summary>
    /// <returns>The channels.</returns>
    /// <param name="leftChannel">Left channel.</param>
    /// <param name="rightChannel">Right channel.</param>
    /// <param name="bytesPerInt">Bytes per int. 2 bytes = Int16, 3 bytes = Int24, 4 bytes = Int32</param>
    /// <param name="countValuesToCombine">The number of bytes to look for the highest value</param>
    private (byte[] combinedLeft, byte[] combinedRight) CombineChannels(byte[] leftChannel, byte[] rightChannel, int bytesPerInt, int countValuesToCombine)
    {
        var cLeft = new List<byte>();
        var cRight = new List<byte>();

        for (int i = 0; i < leftChannel.Length; i += countValuesToCombine * bytesPerInt)
        {
            var arrLeft = SubArray(leftChannel, i, countValuesToCombine * bytesPerInt);
            var arrRight = SubArray(rightChannel, i, countValuesToCombine * bytesPerInt);

            cLeft.AddRange(GetHighestValue(arrLeft, bytesPerInt));
            cRight.AddRange(GetHighestValue(arrRight, bytesPerInt));
        }

        return (cLeft.ToArray(), cRight.ToArray());
    }

    /// <summary>
    /// Gets the highest byte[] value 
    /// </summary>
    /// <returns>The highest value.</returns>
    /// <param name="bytes">Bytes.</param>
    /// <param name="bytesPerInt">The count of bytes representing an Int</param>
    private byte[] GetHighestValue(byte[] bytes, int bytesPerInt)
    {
        byte[] bytesOfHighestValue = new byte[bytesPerInt];

        for (int i = 0; i < bytes.Length; i += bytesPerInt)
        {
            var arr = SubArray(bytes, i, bytesPerInt);

            if (IsValueHigher(arr, bytesOfHighestValue, bytesPerInt))
            {
                bytesOfHighestValue = arr;
            }
        }

        return bytesOfHighestValue;
    }

    private bool IsValueHigher(byte[] one, byte[] two, int bytesPerInt)
    {
        var o = ConvertToInt(one, bytesPerInt);
        var t = ConvertToInt(two, bytesPerInt);

        return Math.Abs(o) > Math.Abs(t);
    }

    private int ConvertToInt(byte[] bytes, int bytesPerInt)
    {
        switch (bytesPerInt)
        {
            case 2:
                return BitConverter.ToInt16(bytes, 0);
            case 3:
                return Int24.ToInt32(bytes, 0);
            case 4:
                return BitConverter.ToInt32(bytes, 0);
        }

        return 0;
    }

这很难解释,所以请在投票前询问是否有问题。

最佳答案

好的,这是 4 字节整数的简单实现:

private static int GetHighestValue(byte[] data)
{
  if (data.Length % 4 != 0)
     throw new ArgumentException();

  var maximum = 0, maximumAbs = 0;
  for (var i = 0; i < data.Length; i+=4)
  {
    var current = BitConverter.ToInt32 (data, i);
    var currentAbs = Math.Abs(current);

    if (currentAbs > maximumAbs)
    {
      maximum = current;
      maximumAbs = currentAbs;
    }
  }

  return maximum;
}

byte[] 上运行此程序使用 Debug 编译时,使用 100 万字节大约需要 3ms。

我不知道您的目标是哪种速度,但对于 99% 的情况,这应该没问题。

编辑:由于您更新了问题并包含示例代码,因此这里是更新:

这些是我让你的代码比它需要的慢的一些地方:
  • 我们不需要在 CombineChannels 的每次迭代中创建子数组.我们可以重写GetHighestValue所以它需要array , offsetamount作为参数。
  • 而不是拥有一个 CombineChannels方法我们应该把它分成不同的字节大小。例如 CombineChannelsInt32 , CombineChannelsInt16 ... 这样,方法本身可以将最大值存储为 int32/int16/... 而不必在每次迭代时转换它们。

  • 所以这里是我们最终会得到这样的方法:
    (byte[] combinedLeft, byte[] combinedRight) CombineChannels(byte[] leftChannel, byte[] rightChannel, int bytesPerInt, int countValuesToCombine)
    {
      switch(bytesPerInt)
      {
        case 2:
          return CombineChannelsInt16(leftChannel, rightChannel, countValuesToCombine);
        case 3:
          return CombineChannelsInt24(leftChannel, rightChannel, countValuesToCombine);
        case 4:
          return CombineChannelsInt32(leftChannel, rightChannel, countValuesToCombine);
      }
    }
    
    (byte[] combinedLeft, byte[] combinedRight) CombineChannelsInt16(byte[] leftChannel, byte[] rightChannel, int countValuesToCombine);
    (byte[] combinedLeft, byte[] combinedRight) CombineChannelsInt24(byte[] leftChannel, byte[] rightChannel, int countValuesToCombine);
    (byte[] combinedLeft, byte[] combinedRight) CombineChannelsInt32(byte[] leftChannel, byte[] rightChannel, int countValuesToCombine);
    
    short GetHighestValueInt16(byte[] bytes, int offset, int amount);
    Int24 GetHighestValueInt24(byte[] bytes, int offset, int amount);
    int GetHighestValueInt32(byte[] bytes, int offset, int amount);
    

    关于c# - 获取最大值的字节数组,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/52689895/

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