【技術實現步驟摘要】
本申請涉及數據糾錯，更為具體地說，涉及一種糾錯碼碼表生成方法和基于生成碼表的編解碼方法。
技術介紹
1、序列碼存儲，例如dna存儲作為新興技術，越來越追求高密度、長期穩定性和大容量。而在序列碼存儲過程中，因為存儲環境導致復雜的錯誤出現，使得糾錯碼的設計變得具有挑戰。
2、這里，糾錯碼的基本思路可以理解為在序列空間上定義一組(一個或多個)函數，通過這些函數對接收到的序列進行評估，這些函數通常用來檢測和糾正序列中的錯誤。如果接收到的序列的函數值符合預期，即與預先定義的規則相匹配，那么可以將其視為正確的序列；否則，根據不同的函數值結果進行判斷或糾正，盡可能恢復原始信息。
3、因此，期望提供改進的糾錯碼碼表生成技術以高性能地生成糾錯碼碼表。
技術實現思路
1、本申請實施例提供了一種糾錯碼碼表生成方法，其基于定義預定糾錯錯誤種類的糾錯錯誤數目的糾錯特征序列來迭代動態規劃矩陣以使得動態規劃矩陣對應的碼表的任意兩個碼字基于所述預定糾錯錯誤種類的糾錯錯誤數目可區分，實現高性能的糾錯碼碼表生成。
2、本申請實施例進一步提供了基于生成碼表的編解碼方法，其通過碼表基于預定糾錯錯誤種類的糾錯能力，實現高性能的序列編解碼。
3、根據本申請的一方面，提供了一種糾錯碼碼表生成方法，包括：確定作為糾錯目標的序列碼的有限字符表和相應的糾錯碼的碼表大小，并基于所述有限字符表和糾錯錯誤種類生成糾錯特征序列，所述糾錯特征序列用于定義所述碼表的基于所述糾錯錯誤種類的糾錯錯誤數
4、根據本申請的另一方面，提供了一種基于生成碼表的編碼方法，包括：確定所述生成碼表的碼表大小的以2為底的對數函數的向下取整值；將輸入二進制序列進行預處理以進行末尾補零并記錄補零個數；以及，以所述向下取整值的數目為一組對已完成預處理的輸入二進制序列進行分組編碼。
5、根據本申請的又一方面，提供了一種基于生成碼表的解碼方法，包括：將接收的待解碼序列劃分為預定數目的組，所述預定數目為編碼組數，且每組的長度為所述生成碼表的每個碼字的長度；從第一組開始將每一組與碼表進行比對以確定碼表中與該組對應的碼字；對于所述待解碼序列中的第k組且對應的糾錯序列索引為i，將所述生成碼表中碼字增加碼字減去窗口大小的前綴，并與上一個糾正序列減去窗口大小開始、碼字長度與k相乘的長度的序列進行匹配；以及，在匹配完所述待解碼序列的所有組的情況下，將所有正確的序列拼接以得到解碼序列。
6、根據本申請的再一方面，提供了一種用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，包括：確定用于基因序列的糾錯碼碼表的大小，并基于作為有限字符表的基因序列{a,t,c,g}和與基因序列糾錯目標對應的糾錯錯誤種類及其糾錯錯誤數目生成糾錯特征序列；基于所述糾錯特征序列確定特征序列，特征掩碼和平移量；基于所述特征序列、所述特征掩碼和所述平移量迭代動態規劃矩陣；以及，響應于所述動態規劃矩陣的損失函數小于等于預定閾值，確定與迭代完成的每個動態規劃矩陣對應的碼表中的兩個碼字，以獲得用于基因序列的糾錯碼碼表。
7、根據本申請的再一方面，提供了一種基于基因序列碼表的編碼方法，包括：確定所述基因序列碼表的碼表大小的以2為底的對數函數的向下取整值；將輸入二進制序列進行預處理以進行末尾補零并記錄補零個數；以及，以所述向下取整值的數目為一組對已完成預處理的輸入二進制序列進行分組編碼。
8、根據本申請的再一方面，提供了一種基于基因序列碼表的解碼方法，包括：將接收的待解碼基因序列劃分為預定數目的組，所述預定數目為編碼組數，且每組的長度為所述基因序列碼表的每個碼字的長度；從第一組開始將每一組與所述基因序列碼表進行比對以確定所述基因序列碼表中與該組對應的碼字；對于所述待解碼基因序列中的第k組且對應的糾錯序列索引為i，將所述基因序列碼表中碼字增加碼字減去窗口大小的前綴，并與上一個糾正序列減去窗口大小開始、碼字長度與k相乘的長度的序列進行匹配；以及，在匹配完所述待解碼基因序列的所有組的情況下，將所有正確的序列拼接以得到解碼基因序列。
9、本申請實施例提供的糾錯碼碼表生成方法，可以基于定義預定糾錯錯誤種類的糾錯錯誤數目的糾錯特征序列來迭代動態規劃矩陣以使得動態規劃矩陣對應的碼表的任意兩個碼字基于所述預定糾錯錯誤種類的糾錯錯誤數目可區分，實現高性能的糾錯碼碼表生成。
10、并且，本申請實施例提供的基于基因序列碼表的編解碼方法，可以通過基因序列碼表基于預定糾錯錯誤種類的糾錯能力，實現高性能的基因序列編解碼。
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1.一種糾錯碼碼表生成方法，包括：
2.如權利要求1所述的糾錯碼碼表生成方法，其中，基于所述有限字符表和糾錯錯誤種類生成糾錯特征序列包括：
3.如權利要求2所述的糾錯碼碼表生成方法，其中，所述表示糾錯錯誤種類的特征序偶包括：
4.如權利要求1所述的糾錯碼碼表生成方法，其中，在生成糾錯特征序列之后進一步包括對所述糾錯特征序列進行對稱化處理，包括：
5.如權利要求1所述的糾錯碼碼表生成方法，其中，基于所述糾錯特征序列確定特征序列包括：
6.如權利要求1所述的糾錯碼碼表生成方法，其中，基于所述糾錯特征序列確定特征掩碼和平移量包括：
7.如權利要求1所述的糾錯碼碼表生成方法，其中，基于所述特征序列、所述特征掩碼和所述平移量迭代動態規劃矩陣包括：
8.如權利要求7所述的糾錯碼碼表生成方法，其中，基于所述特征序列、所述特征掩碼和所述平移量迭代動態規劃矩陣包括：
9.如權利要求8所述的糾錯碼碼表生成方法，其中，使用第一矩陣更新算法更新所述動態規劃矩陣包括：
10.如權利要求8所述的糾錯碼
11.如權利要求10所述的糾錯碼碼表生成方法，其中，所述動態規劃矩陣的損失函數表示為：
12.如權利要求1所述的糾錯碼碼表生成方法，進一步包括：
13.一種基于生成碼表的編碼方法，包括：
14.一種基于生成碼表的解碼方法，包括：
15.如權利要求14所述的基于生成碼表的解碼方法，進一步包括超量程處理：
16.一種用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，包括：
17.如權利要求16所述的用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，其中，基于作為有限字符表的基因序列{A,T,C,G}和與基因序列糾錯目標對應的糾錯錯誤種類及其糾錯錯誤數目生成糾錯特征序列包括：
18.如權利要求17所述的用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，其中，所述表示糾錯錯誤種類的特征序偶包括：
19.如權利要求17所述的用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，其中，在生成糾錯特征序列之后進一步包括對所述糾錯特征序列進行對稱化處理，包括：
20.如權利要求16所述的用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，其中，基于所述糾錯特征序列確定特征序列包括：
21.如權利要求16所述的用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，其中，基于所述糾錯特征序列確定特征掩碼和平移量包括：
22.如權利要求16所述的用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，其中，基于所述特征序列、所述特征掩碼和所述平移量迭代動態規劃矩陣包括：
23.如權利要求21所述的用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，其中，基于所述特征序列、所述特征掩碼和所述平移量迭代動態規劃矩陣包括：
24.如權利要求23所述的用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，其中，使用第一矩陣更新算法更新所述動態規劃矩陣包括：
25.如權利要求22所述的用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，其中，根據特征掩碼和平移量使用第二矩陣更新算法更新所述動態規劃矩陣包括：
26.如權利要求16所述的用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，其中，所述動態規劃矩陣的損失函數表示為：
27.如權利要求16所述的用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，進一步包括：
28.如權利要求27所述的用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，其中，在基于新碼表中每個碼字的長度和窗口寬度確定動態規劃矩陣迭代時的起始坐標和終止坐標之前，進一步包括：
29.如權利要求28所述的用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，其中，基于與基因序列對應的后綴增量約束條件確定所述增量策略，所述后綴增量約束條件包括GC占比約束條件和連續相同堿基約束條件。
30.如權利要求28所述的用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，其中，所述增量策略基于蒙特卡洛策略，在所述蒙特卡洛策略中，在每一輪添加后綴時每個堿基的概率都為0.25，并根據已生成碼表的碼字基于損失函數對概率進行增量約束。
31.如權利要求28所述的用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，其中，所述增量策略基于深度強化學習策略，并且，所述深度強化學習策略包括：
32.如權利要求31所述的用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，其中，所述獎勵為：
33.一種基于基因序列碼表的編碼方法，包括：
34.如權利要求33所述的基于基因序列碼表的編碼方法，其中，在所述生成碼表的碼表大小為n×l，...
【技術特征摘要】
1.一種糾錯碼碼表生成方法，包括：
2.如權利要求1所述的糾錯碼碼表生成方法，其中，基于所述有限字符表和糾錯錯誤種類生成糾錯特征序列包括：
3.如權利要求2所述的糾錯碼碼表生成方法，其中，所述表示糾錯錯誤種類的特征序偶包括：
4.如權利要求1所述的糾錯碼碼表生成方法，其中，在生成糾錯特征序列之后進一步包括對所述糾錯特征序列進行對稱化處理，包括：
5.如權利要求1所述的糾錯碼碼表生成方法，其中，基于所述糾錯特征序列確定特征序列包括：
6.如權利要求1所述的糾錯碼碼表生成方法，其中，基于所述糾錯特征序列確定特征掩碼和平移量包括：
7.如權利要求1所述的糾錯碼碼表生成方法，其中，基于所述特征序列、所述特征掩碼和所述平移量迭代動態規劃矩陣包括：
8.如權利要求7所述的糾錯碼碼表生成方法，其中，基于所述特征序列、所述特征掩碼和所述平移量迭代動態規劃矩陣包括：
9.如權利要求8所述的糾錯碼碼表生成方法，其中，使用第一矩陣更新算法更新所述動態規劃矩陣包括：
10.如權利要求8所述的糾錯碼碼表生成方法，其中，根據特征掩碼和平移量使用第二矩陣更新算法更新所述動態規劃矩陣包括：
11.如權利要求10所述的糾錯碼碼表生成方法，其中，所述動態規劃矩陣的損失函數表示為：
12.如權利要求1所述的糾錯碼碼表生成方法，進一步包括：
13.一種基于生成碼表的編碼方法，包括：
14.一種基于生成碼表的解碼方法，包括：
15.如權利要求14所述的基于生成碼表的解碼方法，進一步包括超量程處理：
16.一種用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，包括：
17.如權利要求16所述的用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，其中，基于作為有限字符表的基因序列{a,t,c,g}和與基因序列糾錯目標對應的糾錯錯誤種類及其糾錯錯誤數目生成糾錯特征序列包括：
18.如權利要求17所述的用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，其中，所述表示糾錯錯誤種類的特征序偶包括：
19.如權利要求17所述的用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，其中，在生成糾錯特征序列之后進一步包括對所述糾錯特征序列進行對稱化處理，包括：
20.如權利要求16所述的用于基因序列的糾錯碼碼表生成方法，其中，基于所述糾錯特征序列確定特征序列包...
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