Haskell 通过TestRing将wav音频格式转换为浮点数

我正在处理存储在.wav文件中的传感器数据。这些示例表示介于-1和1之间的浮点数

我正在以

ByteString

s的形式从.wav文件中读取样本，我需要一种方法将此

ByteString

转换为

Float

。因此，我正在寻找一个具有以下签名的函数：

toFloat:：ByteString->Float

比如说。我正在使用一个.wav文件，它包含一个通道，帧速率为48kHz，样本由24位组成。这意味着每个示例由3个字节组成，我可以从.wav文件中读取它，如下所示：

hGet h3

。 这里，

h

是.wav文件的句柄

如何将从

hGet

获得的ByteString转换为

Float

（介于-1和1之间）

正如您在my中所看到的，我当前正在通过将

ByteString

转换为

双精度

，方法是首先将其转换为

Int32

（基于）。由于我的示例从不大于32位，因此我希望使用

Float

s而不是

Double

s。我也在寻找一种更有效的转换方法

编辑 我目前正在通过testring将

转换为
Int32
，然后再转换为
Double
。这是通过
bstoduble
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) 

作为
bstouble
输入的
ByteString
直接来自
hGet h3
，整数是样本中的字节数（即3）
 我正在使用它来转换为
双精度
，它似乎也可以帮助处理浮点数-它假定基础数字的二进制表示形式与内存中的表示形式相同：

然而，似乎WAV中的24位与底层平台的内存特性不同-如果找到正确的尾数/指数长度，将其转换为适当的32位浮点并使用此函数进行转换应该非常容易。
我使用此函数将其转换为
Double
，它似乎也能帮助处理浮点数-它假定基础数字的二进制表示形式与内存中的表示形式相同：

然而，似乎WAV中的24位与您的底层平台具有不同的内存特性-如果您找到了正确的尾数/指数长度，那么将其转换为适当的32位浮点并使用此函数进行转换应该非常容易。
执行类似于以下帮助的操作：

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位的值是整数，您希望将它们规格化为-1和1之间的浮点值（但不包括正1）。如果是这种情况，我想您可以将
getFloat
与
Data.Binary.Get
一起使用，一次解析24位的流。
这样做有助于：

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位的值是整数，您希望将它们规格化为-1和1之间的浮点值（但不包括正1）。如果是这种情况，我想您可以使用
getFloat
和
Data.Binary.Get
一次解析24位流。
如何将这24位解码为
Float
？您在上一个问题中提到了
Data.Binary.IEEE754
。在源代码中有一个解码16位浮点的示例，我希望您的24位需要类似的东西，然后您可以使用
Data.Binary
对流进行解码。祝您使用该库好运，它会将样本读取到嵌套的链接列表中。上次我需要这样的东西时，我开发了
wave
：。如果不知道你的目标是什么，你很难建议什么是做你想做的事情的最佳方式。@Mark我不打算使用这个库。我已经编写了自己的库，它使用
conduct
s对.wav文件的内容进行流式处理。我从库中使用的唯一部分是
ByteString
到
Double
的转换。但我正在寻找更有效的方法。@ryachza我不知道如何将这24位解码为
浮点值。那是我的问题。我不理解16位的例子，不足以制作我自己的24位版本。@马克，为什么我的最终目标对解决这个子问题很重要？我只需要一种方法将我的
转换为testring
，从.wav文件的数据块读取3个字节，转换为
浮点值（介于-1和1之间）。例如，
hGet
通过testring给我这个
：
“\131\237\242”
。应将其转换为包含
-0.10212671756744385
的浮点，您希望如何将这24位解码为
浮点
？您在上一个问题中提到了
Data.Binary.IEEE754
。在源代码中有一个解码16位浮点的示例，我希望您的24位需要类似的东西，然后您可以使用
Data.Binary
对流进行解码。祝您使用该库好运，它会将样本读取到嵌套的链接列表中。上次我需要这样的东西时，我开发了
wave
：。如果不知道你的目标是什么，你很难建议什么是做你想做的事情的最佳方式。@Mark我不打算使用这个库。我已经编写了自己的库，它使用
conduct
s对.wav文件的内容进行流式处理。我从库中使用的唯一部分是
ByteString
到
Double
的转换。但我正在寻找更有效的方法。@ryachza我不知道如何将这24位解码为
浮点值。那是我的问题。我不理解16位的例子，不足以制作我自己的24位版本。@马克，为什么我的最终目标对解决这个子问题很重要？我只需要一种方法将我的
转换为testring
，从.wav文件的数据块读取3个字节，转换为
浮点值（介于-1和1之间）。例如：