天津大學四川創新研究院李國良獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉天津大學四川創新研究院申請的專利一種基于特征向量的高性能基因匹配判別方法及系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115410651B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-12發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202211034348.3,技術領域涉及:G16B30/20;該發明授權一種基于特征向量的高性能基因匹配判別方法及系統是由李國良;江熠;謝宇濤;張也;彭德華;劉原馳;陳建邦;唐善雯;章璐;于鑫慧設計研發完成,并于2022-08-26向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于特征向量的高性能基因匹配判別方法及系統在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于特征向量的高性能基因匹配判別方法及系統,該方法包括如下步驟:S1:CPU多線程基因解析,獲得基因數據reads的ID、堿基序列和序列長度,并傳回GPU;S2:GPU計算每條基因數據reads片段的質心值;S3:評價堿基序列相似性;S4:訓練DNN模型:將輸入向量x送至DNN網絡的輸入層,進行前向傳播,經過若干隱層后得到前向輸出y';S5:計算y'與真實值y之間的誤差,并調整DNN網絡的各個連接權值;S6:完成DNN模型的訓練后,利用訓練好的DNN模型識別基因數據reads之間的匹配關系,由此獲得每條基因數據reads間的相似性關系。本發明大幅提高了生物信息學分析流程的速度,有助于生信分析人員以更快的速度、更短的時間獲得準確的分析結果。
本發明授權一種基于特征向量的高性能基因匹配判別方法及系統在權利要求書中公布了:1.一種基于特征向量的高性能基因匹配判別方法,其特征在于,包括如下步驟: S1:CPU多線程基因解析,獲得基因數據reads的ID、堿基序列和序列長度,并傳回GPU;步驟S1具體包括:CPU通過內置RAID卡或NFS協議或者直接讀取基因測序數據文件的方式,多線程并行計算基因解析獲得基因數據reads序列的ID、堿基序列和序列長度,并從不同位置開始讀取堿基序列,即:將每條基因數據reads頭尾剪裁各n和m個堿基,得到首尾各去n個和首尾各去m個的基因數據reads片段,并將基因數據reads片段及對應ID編號傳回給GPU; S2:GPU計算每條基因數據reads片段的質心值;步驟S2具體包括:使用異步操作,當GPU接收到基因數據reads片段時,立即啟動核函數,而無需等待全部數據回傳完畢,通過基因數值化表達算法,計算每個基因數據reads片段的質心特征值,其中,一條基因數據reads共有四個質心值; S3:隨機選擇兩條堿基序列進行匹配對齊,并對匹配結果進行打分,以此評價堿基序列相似性; S4:將兩條堿基序列的兩組質心值及其序列長度通過線性特征比例變換至[-1,1]以內,作為數據集的輸入向量x; S5:將兩條堿基序列匹配對齊的結果輸出,作為數據集的輸出向量; S6:訓練DNN模型:將輸入向量x送至DNN網絡的輸入層,進行前向傳播,經過若干隱層后得到前向輸出y'; S7:計算y'與真實值y之間的誤差,并調整DNN網絡的各個連接權值; S8:完成DNN模型的訓練后,利用訓練好的DNN模型識別基因數據reads之間的匹配關系,由此獲得每條基因數據reads間的相似性關系;步驟S8具體包括:不斷循環步驟S7調整權值的過程,直到訓練誤差收斂到極小值,即得到符合要求的DNN網絡權重,并利用訓練好的DNN模型識別基因數據reads之間的匹配關系,由此獲得每條基因數據reads間的相似性關系。
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