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图像数据DNA存储方法、系统、电子设备及存储介质

作者:小编 日期:Jul.13.2025 点击数:  

  本申请涉及dna数据存储数据领域,具体而言,本申请涉及一种图像数据dna存储方法、系统、电子设备及存储介质。

  1、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。

  2、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。

  1、本申请各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,可以解决相关技术中存在的存储方式单一,效率低的问题。所述技术方案如下:

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  2、根据本身请实施例的一个方面,一种图像数据dna存储方法,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。

  3、根据本申请实施例的一个方面,一种图像数据dna存储方法,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。

  4、根据本申请实施例的一个方面,一种图像数据dna存储编解码系统,所述系统包括:图像获取模块,用于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;数据转换模块,用于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;数据编码模块,用于使用类四进制比特-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;序列编号模块,用于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;数据合成模块,用于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;数据解码模块,用于对所述得到的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。

  5、根据本申请实施例的一个方面,一种电子设备,包括:至少一个处理器、至少一个存储器、以及至少一条通信总线,其中,存储器上存储有计算机程序,处理器通过通信总线读取存储器中的计算机程序;计算机程序被处理器执行时实现如上所述的图像数据dna存储方法。

  6、根据本申请实施例的一个方面,一种存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上所述的图像数据dna存储方法。

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  7、根据本申请实施例的一个方面,一种计算机程序产品,计算机程序产品包括计算机程序,计算机程序存储在存储介质中,计算机设备的处理器从存储介质读取计算机程序,处理器执行计算机程序,使得计算机设备执行时实现如上所述的图像数据dna存储方法。

  9、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。

  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:

  4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,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,包括:

  5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述类四进制比特-碱基映射规则包括:

  6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述类四进制比特-碱基映射规则还包括:

  9.一种电子设备,其特征在于,包括:至少一个处理器、至少一个存储器、以及至少一条通信总线.一种存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的图像数据dna存储方法。

  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。