华中科技大学潘林强获国家专利权
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龙图腾网获悉华中科技大学申请的专利基于混合编码策略的高效DNA存储方法、系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119476423B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-21发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411610104.4,技术领域涉及:G06N3/123;该发明授权基于混合编码策略的高效DNA存储方法、系统是由潘林强;张子潇;徐飞;刘祖奇;陈奎廷;黄思健设计研发完成,并于2024-11-12向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于混合编码策略的高效DNA存储方法、系统在说明书摘要公布了:本申请提供了一种基于混合编码策略的高效DNA存储方法、系统,涉及DNA数据存储技术领域,旨在实现将数据稳定、高效地存储到DNA序列。方法包括:对待存储的原始数据进行统计分析,得到数据属性;根据数据属性和编码需求,确定混合编码器的编码算法和参数设置;将原始数据转换为二进制数据,并根据预设DNA序列长度、混合编码器的编码算法和参数设置,对二进制数据进行划分和分块编码,得到带有冗余的码字序列;根据二进制数据到四位碱基的映射关系,将带有冗余的码字序列进行转换,得到数据存储DNA序列;根据原始数据和所述混合编码器,为数据存储DNA序列添加引物和标记位,得到最终的数据存储DNA序列。
本发明授权基于混合编码策略的高效DNA存储方法、系统在权利要求书中公布了:1.一种基于混合编码策略的高效DNA存储方法,其特征在于,所述方法包括: 对待存储的原始数据进行统计分析,得到数据属性,所述数据属性包括:数据类型、数据量大小、数据分布; 根据所述数据属性和编码需求,确定混合编码器的编码算法和参数设置,所述编码算法为低密度奇偶校验编码或极化编码; 将所述原始数据转换为二进制数据,并根据预设DNA序列长度、所述混合编码器的编码算法和参数设置,对所述二进制数据进行划分和分块编码,得到带有冗余的码字序列,包括:根据所述混合编码器输入字符的第一数量,对所述二进制数据进行划分,得到长度为第一数量的多个二进制序列;根据所述编码算法对所述多个二进制序列进行编码,得到长度为第二数量的编码序列,所述第二数量为所述混合编码器输出字符的数量;按照所述预设DNA序列长度,对所述编码序列进行划分,得到带有冗余的码字序列; 其中,根据所述编码算法对所述多个二进制序列进行编码,得到长度为第二数量的编码序列,包括:在所述编码算法为低密度奇偶校验编码的情况下,依次将所述多个二进制序列与所述低密度奇偶校验编码的生成矩阵相乘,得到产生冗余比特,根据所述产生冗余比特,得到长度为第二数量的编码序列;在所述编码算法为极化编码的情况下,根据所述极化编码的生成矩阵,将所述多个二进制序列通过递归极化生成一系列合成信道,选择最可靠的信道根据所述极化编码的冻结比特填充冗余比特,得到长度为第二数量的编码序列; 根据二进制数据到四位碱基的映射关系,将所述带有冗余的码字序列进行转换,得到数据存储DNA序列,包括:根据所述二进制数据到四位碱基的映射关系,将所述带有冗余的码字序列进行转换为初始DNA序列;判断所述初始DNA序列是否满足约束条件,所述约束条件包括:所述初始DNA序列中胞嘧啶碱基和鸟嘌呤碱基总含量是否在预设范围内,以及所述初始DNA序列中的长均聚物的长度是否小于长度阈值;在不满足约束条件的情况下,对所述初始DNA序列进行伪随机化构造,得到满足约束的数据存储DNA序列,所述伪随机化构造是指:递归调用伪随机库与所述初始DNA序列进行和积运算; 根据所述原始数据和所述混合编码器,为所述数据存储DNA序列添加引物和标记位,得到最终的数据存储DNA序列,包括:根据所述原始数据为所述数据存储DNA序列添加引物,以及,根据所述伪随机化构造和所述混合编码器为所述数据存储DNA序列添加标记位,得到最终的数据存储DNA序列;所述引物用于记录存储所述原始数据的DNA序列的信息,所述标记位至少用于记录所述混合编码器的参数设置。
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