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Enregistrement W2111044311 · doi:10.1093/bioinformatics/bts593

SCALCE: boosting sequence compression algorithms using locally consistent encoding

2012· article· en· W2111044311 sur OpenAlexafffund
Faraz Hach, Ibrahim Numanagić, Can Alkan, S. Cenk Şahinalp

Notice bibliographique

RevueBioinformatics · 2012
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueAlgorithms and Data Compression
Établissements canadiensSimon Fraser University
Organismes subventionnairesNational Human Genome Research InstituteNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaExxonMobil Research and Engineering Company
Mots-clésBoosting (machine learning)Encoding (memory)Computer scienceAlgorithmSequence (biology)Data compressionCompression (physics)Artificial intelligence

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

MOTIVATION: The high throughput sequencing (HTS) platforms generate unprecedented amounts of data that introduce challenges for the computational infrastructure. Data management, storage and analysis have become major logistical obstacles for those adopting the new platforms. The requirement for large investment for this purpose almost signalled the end of the Sequence Read Archive hosted at the National Center for Biotechnology Information (NCBI), which holds most of the sequence data generated world wide. Currently, most HTS data are compressed through general purpose algorithms such as gzip. These algorithms are not designed for compressing data generated by the HTS platforms; for example, they do not take advantage of the specific nature of genomic sequence data, that is, limited alphabet size and high similarity among reads. Fast and efficient compression algorithms designed specifically for HTS data should be able to address some of the issues in data management, storage and communication. Such algorithms would also help with analysis provided they offer additional capabilities such as random access to any read and indexing for efficient sequence similarity search. Here we present SCALCE, a 'boosting' scheme based on Locally Consistent Parsing technique, which reorganizes the reads in a way that results in a higher compression speed and compression rate, independent of the compression algorithm in use and without using a reference genome. RESULTS: Our tests indicate that SCALCE can improve the compression rate achieved through gzip by a factor of 4.19-when the goal is to compress the reads alone. In fact, on SCALCE reordered reads, gzip running time can improve by a factor of 15.06 on a standard PC with a single core and 6 GB memory. Interestingly even the running time of SCALCE + gzip improves that of gzip alone by a factor of 2.09. When compared with the recently published BEETL, which aims to sort the (inverted) reads in lexicographic order for improving bzip2, SCALCE + gzip provides up to 2.01 times better compression while improving the running time by a factor of 5.17. SCALCE also provides the option to compress the quality scores as well as the read names, in addition to the reads themselves. This is achieved by compressing the quality scores through order-3 Arithmetic Coding (AC) and the read names through gzip through the reordering SCALCE provides on the reads. This way, in comparison with gzip compression of the unordered FASTQ files (including reads, read names and quality scores), SCALCE (together with gzip and arithmetic encoding) can provide up to 3.34 improvement in the compression rate and 1.26 improvement in running time. AVAILABILITY: Our algorithm, SCALCE (Sequence Compression Algorithm using Locally Consistent Encoding), is implemented in C++ with both gzip and bzip2 compression options. It also supports multithreading when gzip option is selected, and the pigz binary is available. It is available at http://scalce.sourceforge.net. CONTACT: fhach@cs.sfu.ca or cenk@cs.sfu.ca SUPPLEMENTARY INFORMATION: Supplementary data are available at Bioinformatics online.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,004
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,010

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,004
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0010,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,002

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,083
Tête enseignante GPT0,307
Écart entre enseignants0,224 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations158
Publié2012
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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