面向DNA存储的渐进图像自适应抽样
图像与视频处理
2026-03-06 v1 信息论
math.IT
摘要
传统数据存储介质的寿命短，加之存储需求呈指数增长，使得长期档案存储成为数据存储行业及其以外的根本性问题。因此，研究人员正在寻找创新的存储介质解决方案，以在长时间内以极低成本存储数据。DNA分子因其高密度、长寿命和低能耗，已成为可行的用于数字数据档案存储的替代方案。然而，当前的DNA数据存储技术在成本和可靠性方面面临挑战。因此，编码率和错误鲁棒性对于扩展DNA存储规模并使其在技术和经济上可行至关重要。此外，编码不同文件的DNA分子常常位于相同的寡核苷酸池中。若缺乏针对寡核苷酸层面的随机访问解决方案，检索特定文件便不实用，因为必须首先对所有寡核苷酸进行测序和解码，才能检索目标文件，这大大恶化了读取成本。本文提出了一种高效对图像进行编码和存储的解决方案，旨在减少检索图像分辨率降低版本所需的读取成本。该图像存储系统基于JPEG2000编解码器的渐进解码功能，但可适用于任何传统渐进编解码器。每个分辨率层被编码到一组寡核苷酸中，使用JPEG DNA VM编解码器进行编码，该编解码器旨在以高可靠性检索文件。根据所需的分辨率读取，所需的寡核苷酸集合以及要测序和解码的寡核苷酸 portion 都会相应调整。这些寡核苷酸将在测序时通过Nanopore测序仪提供的自适应抽样方法中选择，从而实现无PCR随机访问解决方案。
引用
@article{arxiv.2603.05220,
title = {Adaptive Sampling for Storage of Progressive Images on DNA},
author = {Xavier Pic and Nimesh Pinnamaneni and Raja Appuswamy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.05220},
year = {2026}
}