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Accès ouvert déclaré 2025 preprint

MaxGeomHash: An Algorithm for Variable-Size Random Sampling of Distinct Elements

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Rattachement africain : us, nl, es. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract With the surge in sequencing data generated from an ever-expanding range of biological studies, designing scalable computational techniques has become essential. One effective strategy to enable large-scale computation is to split long DNA or protein sequences into k -mers, and summarize large k -mer sets into compact random samples (a.k.a. sketches ). These random samples allow for rapid estimation of similarity metrics such as Jaccard or cosine, and thus facilitate scalable computations such as fast similarity search, classification, and clustering. Popular sketching tools in bioinformatics include Mash and sourmash. Mash uses the MinHash algorithm to generate fixed-size sketches; while sourmash employs FracMinHash, which produces sketches whose size scales linearly with the total number of k -mers. Here, we introduce a novel sketching algorithm, M ax G eom H ash , which for a specified integer parameter b ≥ 1, will produce, without prior knowledge of n (the number of k -mers) a random sample of size b lg( n/b ) + 𝒪( b ). Notably, this is the first permutation-invariant and parallelizable sketching algorithm to date that can produce sub-linear sketches, to the best of our knowledge. We also introduce a variant, α -M ax G eom H ash , that produces sketches of size Θ ( n α ) for a given α ∈ (0, 1). We study the algorithm’s properties, analyze generated sample sizes, verify theoretical results empirically, provide a fast implementation, and investigate similarity estimate quality. With intermediate-sized samples between constant (MinHash) and linear (FracMinHash), M ax G eom H ash balances efficiency (smaller samples need less storage and processing) with accuracy (larger samples yield better estimates). On genomic datasets, we demonstrate that M ax G eom H ash sketches can be used to compute a similarity tree (proxy for a phylogenetic tree) more accurately than MinHash, and more efficiently than FracMinHash. Our C++ implementation is available at: github.com/mahmudhera/kmer-sketch . Code to reproduce the analyses and experiments is at: github.com/KoslickiLab/MaxGeomHash .

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
MaxGeomHash: An Algorithm for Variable-Size Random Sampling of Distinct Elements
Date Crossref
13/11/2025
Éditeur
openRxiv
Type
posted-content

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • The State University of New Jersey Rutgers pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Pennsylvania State University Department of Computer Science and Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Rutgers Sexual and Reproductive Health and Rights pays non établi dans la notice
    Institution
  • Universitat Politècnica de Catalunya pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Rutgers University Center for Advanced Biotechnology & Medicine pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Department of Computer Science pays non établi dans la notice
    Institution

Rutgers — The State University of New Jersey, Department of Computer Science and Engineering — Pennsylvania State University et Rutgers Sexual and Reproductive Health and Rights, avec 3 autres affiliations.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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