MATLAB 将值向量转换为 uint32答案

【问题标题】：MATLAB converting a vector of values to uint32MATLAB 将值向量转换为 uint32
【发布时间】：2009-07-14 21:15:35
【问题描述】：

我有一个包含值 0、1、2 和 3 的向量。我想要做的是从从该向量中提取的每组 16 个元素中取出低两位，并将它们全部附加在一起以获得一个 uint32。有谁知道一个简单的方法来做到这一点？

后续：如果向量中的元素个数不是16的整数倍怎么办？

【问题讨论】：

只是好奇，但这是一个隐写术项目吗？
不。数字通信。我正在使用 modulate 函数和 qammod 对象。我有一堆 uint32，我想使用 qpsk（或任何 M-QAM）进行调制。除非您了解调制方案，否则有点难以解释。
如果 nWord 不是整数，我想这意味着在 v 的末尾有一个部分 32 位字？我想你可以使用 nWord = floor(size(v,1)/16)，从 v 中提取前 16*nWord 值，然后将其余的值排队等待下一批输入的处理。

标签： matlab vector bit-manipulation data-conversion unsigned-integer

【解决方案1】：

这是一个矢量化版本：

v = floor(rand(64,1)*4);
nWord = size(v,1)/16;
sum(reshape([bitget(v,2) bitget(v,1)]',[32 nWord]).*repmat(2.^(31:(-1):0)',[1 nWord ]))

【讨论】：

矢量化非常聪明，我不会想到的。您可以（稍微）通过使用 sum(reshape(v, [16 nWord]) .* repmat(2.^(30:(-2):0)',[1 nWord])) 来优化它。这避免了bitget。
好吧，使用矩阵乘法的另一个优化： uint32(reshape(v, [16 nWord])' * (2.^(30:(-2):0)'))' （我也将演员表添加到 uint32）。正如 schnaader 在他/她的回答中所说，如果您的向量是 LSB 到 MSB，请将指数向量更改为 0:2:30。

【解决方案2】：

为了完善 Jacob 在他的 answer 和 mtrw 在他的评论中的建议，这是我能想到的最简洁的版本（给定一个 1×N 变量 vec 包含值 0 到 3）：

value = uint32(vec(1:16)*4.^(0:15)');

这会将数组中的第一个元素视为结果中的最低有效位。要将第一个元素视为最高有效位，请使用以下命令：

value = uint32(vec(16:-1:1)*4.^(0:15)');

编辑：这解决了问题的新版本......

如果向量中的元素数量不是 16 的倍数，那么您从中提取的最后一系列数字的值将少于 16 个。您可能希望用零填充系列的较高位，使其成为 16 元素向量。根据系列中的第一个元素是最低有效位 (LSB) 还是最高有效位 (MSB)，您最终会以不同的方式填充系列：

v = [2 3 1 1 3 1 2 2];  % A sample 8-element vector
v = [v zeros(1,8)];  % If v(1) is the LSB, set the higher bits to zero
% or...
v = [zeros(1,8) v];  % If v(1) is the MSB, again set the higher bits to zero

如果您想一次处理整个向量，以下是在vec(1) 是 LSB 的情况下的操作方法（包括任何必要的零填充）：

nValues = numel(vec);
nRem = rem(nValues,16);
vec = [vec(:) zeros(1,nRem)];  % Pad with zeroes
vec = reshape(vec,16,[])';  % Reshape to an N-by-16 matrix
values = uint32(vec*4.^(0:15)');

当vec(1) 是 MSB 时：

nValues = numel(vec);
nRem = rem(nValues,16);
vec = [vec(1:(nValues-nRem)) zeros(1,nRem) ...
       vec((nValues-nRem+1):nValues)];  % Pad with zeroes
vec = reshape(vec,16,[])';  % Reshape to an N-by-16 matrix
values = uint32(fliplr(vec)*4.^(0:15)');

【讨论】：

【解决方案3】：

我认为你应该看看bitget 和bitshift。应该有可能是这样的（伪matlab代码，因为我很久没用matlab了）：

result = 0;
for i = 1:16 do
  result += bitshift(bitget(vector(i), 2:-1:1), 2);

请注意，这将为您提供最高位中第一个向量的最后一位，因此您可能希望将 i 从 16 降为 1

【讨论】：