Question

在Need fastest way to convert 2's complement to decimal in C上也提出了类似的问题，但我无法用它来获得答案，所以发布此...

我有32位数据来自音频传感器，格式如下： 数据格式是I2S，24位，2的补码，MSB在前。数据精度为18位；未使用的位为零。

没有任何音频输入，我就能从传感器读取以下数据：-

0xFA578000
0xFA8AC000
0xFA85C000
0xFA828000
0xFA800000
0xFA7E4000
0xFA7D0000
0xFA7BC000

以此类推...

我需要使用这些数据样本来计算其RMS值，然后进一步使用该RMS值来计算分贝（20 * log（rms））。

这是我的注释代码：-

//I have 32-bits, with data in the most-significant 24 bits.

inputVal &= 0xFFFFFF00;    //Mask the least significant 8 bits.

inputVal = inputVal >> 8;  //Data is shifted to least 24 bits. 24th bit is the sign bit.

inputVal &= 0x00FFFFC0;  //Mask the least 6 bits, since data precision is 18 bits.

//So, I have got 24-bit data with masked 6 lsb bits. 24th bit is sign bit.

//Converting from 2's complement.
const int negative = (inputVal & (1 << 23)) != 0;
int nativeInt;

if (negative)
    nativeInt = inputVal | ~((1 << 24) - 1);
else
    nativeInt = inputVal;

return (nativeInt * nativeInt);   //Returning the squared value to calculate RMS

在此之后，我求平方值之和的平均值，并计算其根值，以获得RMS值。

我的问题是

我是否正确进行数据位操作？
是否有必要将数据样本从2的补数转换为整数以计算其RMS值？

***************************************************第2部分*********************************************** ******

继续@Johnny Johansson的回答：-

您的所有样本值似乎都接近-6800，因此我认为这是您需要考虑的偏移量。

为标准化样本集，我计算了样本集的平均值，并将其从样本集中的每个值中减去。

然后，我从样本集中找到了最大值和最小值，并计算了峰峰值。

// I have the sample set, get the mean
float meanval = 0;
for (int i=0; i <actualNumberOfSamples ; i++)
{
    meanval += samples[i];
}
meanval /= actualNumberOfSamples;
printf("Average is: %f\n", meanval);

// subtract it from all samples to get a 'normalized' output
for (int i = 0; i < actualNumberOfSamples; i++)
{
    samples[i] -= meanval;
}

// find the 'peak to peak' max
float minsample = 100000;
float maxsample = -100000;
float peakToPeakMax = 0.0;
for (int i = 0; i < actualNumberOfSamples; i++)
{
    minsample = fmin(minsample, samples[i]);
    maxsample = fmax(maxsample, samples[i]);
}
peakToPeakMax = (maxsample - minsample);
printf("The peak-to-peak maximum value is: %f\n", peakToPeakMax);

（这不包括RMS部分，在您拥有正确的带符号整数值之后出现）

现在，我通过将峰峰值除以2的平方根来计算均方根值。然后，20 * log10（rms）给我相应的分贝值。

rmsValue = peak2peakValue / sqrt2;

DB_Val = 20 * log10(rmsValue);

上面的代码是否照顾了您提到的“偏移量”？
我还没有找到一个测试计划来验证计算出的分贝，但是我是否在数学上正确计算了分贝值？

Answer 1

2'补码部分似乎应该工作，但它不必要地复杂，因为使用2'补码表示常规整数（除非您使用某些非常特殊的硬件）。您可以简单地这样做：

signed int signedInputVal = (signed int)inputVal;
signedInputVal >>= 14;

这将为您提供-（2 ^ 17）到（2 ^ 17-1）范围内的值。

似乎所有样本值都接近-6800，所以我认为这是您需要考虑的偏移量。

（这不包括RMS部分，该部分在您拥有正确的带符号整数值之后出现）

将2的补数转换为整数并计算均方根值

1 个答案: