A New Version of q-Ary Varshamov-Tenengolts Codes With More Efficient Encoders: The Differential VT Codes and The Differential Shifted VT Codes
Notice bibliographique
Résumé
The problem of correcting deletions and insertions has recently received significantly increased attention due to the DNA-based data storage technology, which suffers from deletions and insertions with extremely high probability. In this work, we study the problem of constructing non-binary burst-deletion/insertion correcting codes. Particularly, for the quaternary alphabet, our designed codes are suited for correcting a burst of deletions/insertions in DNA storage. Non-binary codes correcting a single deletion or insertion were introduced by Tenengolts (1984), and the results were extended to correct a fixed-length burst of deletions or insertions by Schoeny et al. (2017). Recently, Wang et al. (2021) proposed constructions of non-binary codes of length n, correcting a burst of length at most two for q-ary alphabets with redundancy$\log n+O(\log q \log \log n)$bits, for arbitrary even q. The common idea in those constructions is to convert non-binary sequences into binary sequences, and the error decoding algorithms for the q-ary sequences are mainly based on the success of recovering the corresponding binary sequences, respectively. In this work, we look at a natural solution that the error detection and correction algorithms are performed directly over q-ary sequences, and for certain cases, our codes provide a more efficient encoder with lower redundancy than the best-known encoder in the literature. Particularly, (Single-error correction codes) We first present a new version of non-binary VT codes that are capable of correcting a single deletion or single insertion, providing an alternative simpler and more efficient encoder of the construction by Tenengolts (1984). Our construction is based on the differential vector, and the codes are referred to as the differential VT codes. In addition, we provide linear-time algorithms that encode user messages into these codes of length n over the q-ary alphabet for$q \geqslant 2$with at most$\lceil \log _{q} n\rceil +1$redundant symbols, while the optimal redundancy required is at least$\log _{q} n+\log _{q} (q-1)$symbols. Our designed encoder reduces the redundancy of the best-known encoder of Tenengolts (1984) by at least 2 redundant symbols or equivalently$2\log _{2} q$bits. (Burst-error correction codes) We use the idea of the binary shifted VT codes to define the q-ary differential shifted VT codes, and propose non-binary codes correcting a burst of up to two deletions (or two insertions) with redundancy$\log n+3\log \log n+ O(\log q)$bits, which improves a recent result of Wang et al. (2021) with redundancy$\log n+O(\log q \log \log n)$bits for all$q\geqslant 8$. We then extend the construction to design non-binary codes correcting a burst of either exactly or at most t deletions (or insertions) for arbitrary$t\geqslant 2$.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».