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GNU Radio中的流标签（Stream Tags）
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目录 0、GR 中常用术语的官方解释 1、定义概述 2、在数据流中添加标签 3、添加标签的demo举例 4、从数据流中的获取标签 5、提取标签的demo举例 0、GR 中常用术语的官方解释直接吧官方的解释抄过来，直接看英文更容易理解： BlockA functional processing unit with inputs and outputsPortA single input or output of a blockSourceA producer of dataSinkA consumer of dataConnectionA flow of data from output port to input portFlow graphA collection of blocks and connectionsItemA unit of data. Ex: baseband sample, fft vector, matrix...StreamA continuous flow of consecutive itemsIO signatureA description of a blocks input and output ports 1、定义概述流标签（Stream Tags）顾名思义就是为数据流中的特定 item （即数据项，数据项可以理解为一个数据单元，这个单元可以是一个向量、数组、一般的数据类型如 float、int、char 等类型的数据，一下简称数据）打上标签，用以标记我们认为的一些特殊的数据（比如幅值低于某个阈值的无效数据等），便于后续数据的处理。标签的形式是一个键值对（key:value pair），定义在块（block）的 work 函数中。其中键（key）指明了值（value）所代表的含义，值包含了这个标签里要传输的数据内容。键和值都是PMTs类型的数据，键是一个pmt symbol类型的数据，而值可以是任何数据类型的的pmt。另外，标签中还有一个额外的部分SrcID，也是pmt symbol类型的数据，指明了创建这个标签的块，一般是块的别名。 2、在数据流中添加标签一个标签中需要包含四个部分： 1、偏置（offset）：数据流中的标签需要使用绝对引用值。当某个数据流传输到某个block的work函数时，都会分配一个索引为0~N-1的缓冲区，该索引为数据流的相对索引。绝对索引值在数据流在流图开始运行时就开始计数了。可以通过以下两个c++ API来获取 unsigned long int nitems_read(unsigned int which_input); unsigned long int nitems_written(unsigned int which_output);nitems_read用于输入数据流，nitems_written用于输出数据流。如果使用i代表输出数据的迭代索引，则将在输出端口的第nitems_written(0)+i个位置写入流标签。0代表第0个输出端口（the 0th output port）。 2、键（key）：表明标签数据类型的pmt symbol 3、值（value）：标签所含的数据，pmt类型 4、源ID（srcid）：可选参数。指明了创建标签的block，pmt symbol类型 C++中有两种添加标签的函数; // 第一种，直接传入定义好的标签结构体 void add_item_tag(unsigned int which_output, const tag_t &tag); // 第二种，显式调用 void add_item_tag(unsigned int which_output, uint64_t abs_offset, const pmt::pmt_t &key, const pmt::pmt_t &value, const pmt::pmt_t &srcid=pmt::PMT_F);第一种方式中是传入定义好的gr::tag_t结构体，第二种则是直接显式传入参数。 在Python中，可以调用如下方式添加标签（使用时注意参数数据类型）： add_item_tag(which_output, abs_offset, key, value) add_item_tag(which_output, abs_offset, key, value, srcid) 3、添加标签的demo举例我们使用GNU Radio自带的嵌入Python块（embedded Python block）来举例说明添加标签的方式，加深理解。 该demo的作用是将输入向量(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)中值小于4的数据打上标签。嵌入Python块的命名为“add stream tag”，标签的key为"smaller than thr"，value为小于阈值threshold的数。流图如下：
其中嵌入Python块的代码如下： import numpy as np from gnuradio import gr import pmt class blk(gr.sync_block): # other base classes are basic_block, decim_block, interp_block """Embedded Python Block example - a simple multiply const""" def __init__(self, threshold = 4.0): # only default arguments here """arguments to this function show up as parameters in GRC""" gr.sync_block.__init__( self, name='add stream tag', in_sig=[np.float32], out_sig=[np.float32] ) # 设置阈值 self.threshold = threshold def work(self, input_items, output_items): for index, sample in enumerate(input_items[0]): # print(sample) if sample < self.threshold: key = pmt.intern("smaller than thr") value = pmt.to_pmt(float(sample)) # 为模值小于添加标签 self.add_item_tag(0, # 将标签写到第0个输出端口 self.nitems_written(0) + index, # 绝对索引值 key, # 键 value) # 值 output_items[0][:] = input_items[0] return len(output_items[0])运行流图，结果如下。可以看到，在向量中，小于4的元素1、2、3都被打上了标签。
在C++中在指定的数据流中的获取标签油两种API可以调用，起作用范围已在注释中标明： // 1、获取数据在一个绝对索引值范围内的所有标签 void get_tags_in_range(。。。); // 2、获取数据在一个绝对索引值范围内的所有标签（范围限制在一个work函数内） void get_tags_in_window(。。。);每一种API都有两种调用方式，以get_tags_in_range为例说明： // 1、返回所给范围内的所有标签 void get_tags_in_range(std::vector &v, unsigned int which_input, uint64_t abs_start, uint64_t abs_end); // 2、返回所给范围内的指定键值的标签 void get_tags_in_range(std::vector &v, unsigned int which_input, uint64_t abs_start, uint64_t abs_end, const pmt::pmt_t &key);注意第二种相比第一种多了个键值参数。 Python中的调用方式与C++略有不同，在Python中是返回一个符合条件的标签列表，如下： tags = self.get_tags_in_window(which_input, rel_start, rel_end) 5、提取标签的demo举例同上一个demo一样，这里仍用一个嵌入Python块来举例，加标签部分还使用3中的代码。 流图如下，流图中添加了一个用来读取标签的嵌入Python块，并命名为“read tags”。
该提取标签的block的代码如下： import numpy as np from gnuradio import gr import pmt class blk(gr.sync_block): # other base classes are basic_block, decim_block, interp_block """Embedded Python Block example - a simple multiply const""" def __init__(self): """arguments to this function show up as parameters in GRC""" gr.sync_block.__init__( self, name='read tags', # 模块命名 in_sig=[np.float32], # 输入数据类型 out_sig=None) def work(self, input_items, output_items): tags = self.get_tags_in_window(0, # 第０个输入端口 0, # 相对索引值下限 len(input_items[0])) # 相对索引值上限 for tag in tags: key = pmt.to_python(tag.key) # 将键由pmt转换为string value = pmt.to_python(tag.value)# 将键值由pmt转换为float print("(key: {} ; value: {})".format(key, value)) # 打印出键值对 return len(output_items[0])结果显示如下，可以看出，打印出的tags完全符合3中的tag数据。
（参考：Stream Tags - GNU Radio） |
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