科创中国
图像数据DNA存储方法、系统、电子设备及存储介质
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-10-08 14:51:39
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-10-11 16:34:47
本申请实施例提供了一种图像数据DNA存储方法、系统、电子设备及存储介质，涉及数据存储技术领域。其中，该方法包括：获取所需编码的图像，对所述获取到的图像进行拆分，得到若干图像块；对所述得到的若干图像块进行二进制转换得到对应的二进制数据串；使用类四进制比特‑碱基映射规则对所述二进制数据串进行碱基转换，得到对应的第一碱基序列；所述类四进制比特‑碱基映射规则包括若干类四进制比特‑碱基映射表；使用特定碱基转换规则转换后的编号对第一碱基序列进行编号，得到包含块编号的第二碱基序列；所述块编号位于所述第二碱基序列的头部；对所述第二碱基碱基序列添加新的引物并进行DNA合成，得到DNA存储数据。本申请实施例解决了相关技术中图像数据DNA存储方式单一，存储效率低的问题。
1.一种图像数据DNA存储方法，其特征在于，所述方法包括：
获取所需编码的图像，对所述获取到的图像进行拆分，得到若干图像块；
对所述得到的若干图像块进行二进制转换得到对应的二进制数据串；
使用类四进制比特-碱基映射规则对所述二进制数据串进行碱基转换，得到对应的第一碱基序列；所述类四进制比特-碱基映射规则包括若干类四进制比特-碱基映射表；
使用特定碱基转换规则转换后的编号对第一碱基序列进行编号，得到包含块编号的第二碱基序列；所述块编号位于所述第二碱基序列的头部；
对所述第二碱基碱基序列添加新的引物并进行DNA合成，得到DNA存储数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述得到的DNA存储数据进行测序得到碱基序列数据，根据得到的所述碱基序列数据中头部碱基序列筛选所需进行分块解码的数据。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所需编码的图像，对所述获取到的图像进行拆分，得到若干图像块，包括：
获取所需编码的图像的宽、高像素值，将所述像素值除以需要等分的块数并向下取整得到图像块的宽、高像素值。
由于数据存储需求的不断增加，现代数据存储系统因高昂的基础设施成本和运行功耗而不堪重负，急需一种耐久、可扩展和经济的替代存储介质。作为遗传信息的载体，DNA本身就是一种天然的优良存储介质不仅存储了从微生物到人类的亿万生命的遗传信息，并且保证了生命现象的稳定遗传。DNA存储技术是由DNA合成与测序技术和计算机存储相融合的新领域，通过编码算法将计算机中的0、1二进制数据转换成A、T、C、G四种碱基组成的DNA序列，进而通过合成含有指定碱基序列的DNA实现数据信息的存储。
然而，现有的DNA数据存储技术方式单一，仅仅把文件转换成二进制串进行编码，解码时一旦丢失部分序列，便会导致灾难性的错误传播，而且无法适配特殊的存储应用场景。不仅如此，现有技术中很少有针对分块读取的机制，在对数据进行解码时只能解码全部序列，耗时高，存储效率低。
由上可知，如何实现分块读取提高存储效率的问题仍有待解决。
中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。
本申请提供的技术方案带来的有益效果是：
在上述技术方案中，利用对图像进行分割的优势，以支持分块读取，从而能够降低读取的测序成本，并且支持并行编解码，进一步提高存储效率；所提供的类四进制比特-碱基映射规则，具有适配生化约束的快速筛选方式，相较于现有技术能够更快的完成编解码，从而能够有效地解决相关技术中存在的进行解码时只能解码全部序列，耗时高，存储效率低的问题。
技术合作
以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
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