| Title: | Predictive compression of molecular dynamics trajectories |
| Other Titles: | Prediktivní komprese trajektorií molekulární dynamiky |
| Authors: | Dvořák, Jan Maňák, Martin Váša, Libor |
| Citation: | DVOŘÁK, J., MAŇÁK, M., VÁŠA, L. Predictive compression of molecular dynamics trajectories. Journal of Molecular Graphics and Modelling, 2020, roč. 96, č. MAY 2020, s. 1-10. ISSN 1093-3263. |
| Issue Date: | 2020 |
| Publisher: | Elsevier |
| Document type: | článek article |
| URI: | 2-s2.0-85078274245 http://hdl.handle.net/11025/39609 |
| ISSN: | 1093-3263 |
| Keywords: | Komprese;trajektorie;procházení grafu;molekulární simulace;molekulární dynamika;kódování |
| Keywords in different language: | Compression;trajectory;graph traversal;molecular simulations;molecular dynamics;encoding |
| Abstract: | Simulace molekulární dynamiky pomáhá lépe porozumět složitému chování molekul. Výstupem takové simulace je popis trajektorií jednotlivých atomů pomocí snímků jejich pozic v čase. Pro redukci dat velmi dlouhých trajektorií bylo vyvinuto mnoho kompresních metod. Redukce dat je zpravidla dosaženo omezením přesnosti souřadnic, kódováním rozdílů místo absolutních hodnot, redukcí dimenzionality pomocí analýzy hlavních komponent, případně se pro redukci dat používají polynomy aproximující jednotlivé trajektorie. V předchozích metodách ale ještě nebyl plně využit potenciál pro zlepšení komprese, pokud se berou v úvahu i vazby mezi atomy. Proto jsme vyvinuli metodu ztrátové komprese, která dokáže zachytit zejména lokální rotační pohyb atomů vzhledem k jejich vazbě na sousední atomy a použít tuto informaci k predikci pozic atomů v každém snímku. Maximální povolená chyba souřadnic je při dekompresi plně pod kontrolou. V našich experimentech jsme s touto metodou dosáhli významně lepšího datového toku než u ostatních metod na stejné úrovni maximální povolené chyby. |
| Abstract in different language: | Molecular dynamics simulations help to understand the complex behavior of molecules. The output of such a simulation describes the trajectories of individual atoms as snapshots of atom positions in time. Many compression schemes were developed to reduce the amount of data needed for storing long trajectories. This is achieved by limiting the precision of coordinates, encoding differences instead of absolute values, dimensionality reduction by principal component analysis, or by using polynomials approximating vertex trajectories. However, compression schemes using actual bonds between atoms have not been utilized to their full potential. Therefore, we developed a lossy compression method that captures the local, mostly rotational movement of atoms with respect to their bonded neighbors and predicts their positions in each frame. This allows full control over the data distortion. In our experiments, the method achieves data rates which are substantially better than the rates achieved by competing methods at the same error level. |
| Rights: | Plný text je přístupný v rámci univerzity přihlášeným uživatelům. © Elsevier |
| Appears in Collections: | Články / Articles (KIV) OBD |
Files in This Item:
| File | Size | Format | |
|---|---|---|---|
| Dvořák JMGM 2020 Predictive compression of molecular dynamics trajectories.pdf | 1,11 MB | Adobe PDF | View/Open Request a copy |
Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/11025/39609Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.