[發明專利]基于DNA存儲的編碼方法、電子設備及可讀存儲介質

有效

• 申請號: 202111505985.X
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114356220B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 戴俊彪;強薇;黃小羅
• 申請（專利權）人: 中科碳元（深圳）生物科技有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 胡明強

本申請實施例提供一種基于DNA存儲的編碼方法，該方法將待存儲信息轉換成第一二進制序列；確定第一二進制序列中的多個第一子序列對，以及每個第一子序列對中的兩個子序列在第一二進制序列中所處的位置；在第一二進制序列中刪除每個第一子序列對的兩個子序列中的任意一個，生成第二二進制序列；根據每個第一子序列對中的兩個子序列在第一二進制序列中所處的位置，生成第三二進制序列，進而根據第二二進制序列和第三二進制序列得到存儲有待存儲信息的第一DNA分子和用于對第一DNA分子進行解碼的第二DNA分子。該方法能夠提高存儲密度，節省存儲空間。

技術領域

本申請屬于電子信息技術領域，尤其涉及一種基于DNA存儲的編碼方法、電子設備及可讀存儲介質。

背景技術

人們在工作、娛樂等活動中產生的數據存儲在傳統存儲介質中，比如硬盤、光盤和磁帶等，隨著數據的不斷累積，可用的傳統存儲介質將越來越少，為此，研究者們提出了脫氧核糖核酸(DeoxyriboNucleic Acid，DNA)存儲技術。DNA存儲技術利用人工合成的脫氧核糖核酸(DNA)作為存儲介質，具有存儲容量大、保存時間長等優點。DNA存儲技術有4個步驟，分別是編碼、合成、測序和解碼，編碼是將圖片、視頻等數據轉換為二進制數據，再使用編碼算法將二進制數據編碼成堿基序列。然后根據堿基序列合成DNA。

目前的方法是將原始數據轉換成一條二進制形式的字符串，然后將字符串直接編碼成堿基序列進而合成DNA，然而，字符串是冗長的，直接編碼成堿基序列不能有效的利用存儲空間。

發明內容

針對上述技術問題，本申請實施例提供一種基于DNA存儲的編碼方法、電子設備及可讀存儲介質，能夠提高存儲密度，節省存儲空間。

第一方面，本申請實施例提供了一種基于DNA存儲的編碼方法，包括：

將待存儲信息轉換成第一二進制序列；確定第一二進制序列中的多個第一子序列對，和每個第一子序列對中的兩個子序列在第一二進制序列中所處的位置，兩個子序列之間存在預設二進制數值互補關系；在第一二進制序列中刪除每個第一子序列對的兩個子序列中的任意一個，生成第二二進制序列；根據每個第一子序列對中的兩個子序列在第一二進制序列中所處的位置，生成第三二進制序列，第一二進制序列的長度與第二二進制序列的長度的差值大于第三二進制序列的長度；將第二二進制序列與第三二進制序列轉換成第一堿基序列和第二堿基序列，第一堿基序列用于合成存儲有待存儲信息的第一DNA分子，第二堿基序列用于合成對第一DNA分子進行解碼的第二DNA分子。

特別地，多個第一子序列對中的任意兩個子序列在第一二進制序列中所處的位置無交集。

本申請實施例中，任意兩個子序列在第一二進制序列中所處的位置無交集，避免刪除一個子序列時，將需要保留的子序列也刪除，從而保證第一DNA分子中的待存儲信息是完整的。

特別地，在第一二進制序列中刪除每個第一子序列對的兩個子序列中的任意一個，包括：在第一二進制序列中，刪除每個第一子序列對的兩個子序列中在第一二進制序列中所處的位置靠后的一個。

特別地，第一二進制序列包括m個字符，確定第一二進制序列中的多個第一子序列對，和每個第一子序列對中的兩個子序列在第一二進制序列中所處的位置，包括：

根據第一二進制序列生成第四二進制序列，第四二進制序列與第一二進制序列存在預設二進制數值互補關系；以第一二進制序列的第n個字符為起始點，查找第一二進制序列與第四二進制序列中字符相同的子序列，得到多個第二子序列對，第二子序列對中的第一子序列和第二子序列分別位于第一二進制序列和第四二進制序列，n取值為{1,2,……，m}；根據多個第二子序列對，確定多個第一子序列對，以及，每個第一子序列對中的兩個子序列在第一二進制序列中所處的位置。

特別地，查找第一二進制序列與第四二進制序列中字符相同的子序列，得到多個第二子序列對，包括：查找第一二進制序列與第四二進制序列中字符相同且無交集的子序列，得到多個第二子序列對。