[发明专利]一种DNA信息存储编码方法

摘要

本发明公开了一种DNA信息存储编码方法，该方法包括以下步骤：步骤一：选定待存储目标DNA信息文件，并获取其二进制数据码流；步骤二：扫描二进制码流获取信源符号及其出现概率，即：将转换获得的二进制码流按照i位一组进行扫描读取，以每i位二进制作为一个信源符号(其中i为扫描位数)，统计各信源符号出现频次并计算其出现概率，将所得包含i位二进制数据的信源符号及其概率作为输入，使用四进制哈夫曼编码对码流中固定长度的二进制数据串进行编码；步骤三：进行四进制哈夫曼DNA编码。与现有技术相比，本发明可以获取较高信息存储密度的DNA信息存储方案，从而有效降低DNA信息存储的经济成本，减少信息的写入读取时间。

主权项

1.一种DNA信息存储编码方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一：选定待存储目标DNA信息文件，并获取其二进制数据码流：步骤二：扫描二进制码流获取信源符号及其出现概率，即：将转换获得的二进制码流按照i位一组进行扫描读取，以每i位二进制作为一个信源符号，其中i为扫描位数，统计各信源符号出现频次并计算其出现概率，将所得包含i位二进制数据的信源符号及其概率作为输入，使用四进制哈夫曼编码对码流中固定长度的二进制数据串进行编码；步骤三：进行四进制哈夫曼DNA编码，该步骤具体包括以下处理：步骤(11)、对于输入的信源符号进行扫描计数，确定各符号的出现频次与概率，用以确定各信源符号权重，统计码元符号种类数n，根据公式(2)要求添加t个虚拟信源符号，并将其概率设定为0；信源符号种类数n与码元进制数r之间应该满足如下关系：n＝(r‑1)k+r   (1)其中，k为编码过程的缩减次数，为正整数；若不能满足该条件，则应在信源符号队列中增添t个概率为0的虚拟符号，即满足：n+t＝(r‑1)k+r   (2)步骤(12)、对添加的t个虚拟信源符号和信源符号进行排序，按照出现概率大小递增或递减顺序排序；步骤(13)、分别为出现概率最低的r个信源符号分配码元0、码元1、码元2、…、码元r‑1，再将该r个信源符号对应概率相加，作为新的符号概率，与其余信源符号重新参与排序，该过程亦被称为一次缩减；步骤(14)、对新的排序结果重复进行步骤(13)的操作；步骤(15)、重复上述过程，直到所有信源符号均分配到了相应码元；步骤(16)、从最后一级开始，逐级向前记录各信源符号分配所得码元内容，最终获得各信源符号的编码码字，添加的t个虚拟信源符号及其编码结果可以舍弃。