Fragmented MP4 vs. MPEG2-TS

本文比较了Microsoft Smooth Streaming和Adobe HTTP Dynamic Streaming使用的Fragmented MP4文件格式与Apple HLS采用的MPEG2-TS格式。详细探讨了Fragmented MP4为何在HTTP自适应流媒体中被认为是更优的选择。

原文链接:http://blogs.iis.net/samzhang/archive/2011/12/02/fragmented-mp4-vs-mpeg2-ts.aspx

Today there are a few popular HTTP adaptive streaming solutions in the industry including Microsoft Smooth Streaming, Adobe HTTP Dynamic Streaming and Apple HTTP Live Streaming (HLS). One important difference among these solutions is the file format that’s being used. More specifically, both Microsoft Smooth Streaming and Adobe HTTP Dynamic Streaming use Fragmented MP4 file format while Apple HLS uses MPEG2-TS.

Very recently, a white paper was published by Tim Siglin, a well-known digital media consultant and writer with Transitions, Inc., that compares these two file formats and discusses in detail about why Fragment MP4 is a superior format than MPEG2-TS for HTTP adaptive streaming. Microsoft and Adobe also have jointly contributed to this white paper. Read from the links below if you’re interested:

The white paper

Tim Siglin’s blog

Microsoft’s blog

Adobe’s blog


<think> 我们允许用户通过命令行参数指定数据库,同时支持基因组和转录组模式。 我们将修改参数配置部分,允许用户通过`--lineage`指定数据库的路径(可以是压缩包或已解压目录),并自动处理。 同时,我们将支持两种模式:基因组(genome)和转录组(tran)(注意BUSCO中转录组模式对应`--mode transcriptome`,但用户输入我们简化为tran,内部转换) 另外,对于注释基因(通常是蛋白质序列)的评估,我们可以使用蛋白质模式(`--mode proteins`),用户输入为`proteins`。 修改点: 1. 在参数解析部分增加`--lineage`和`--mode`选项,其中`--mode`可以是`genome`(对应BUSCO的genome)、`tran`(对应BUSCO的transcriptome)或`proteins`(对应BUSCO的proteins)。 2. 数据库处理:如果提供的是压缩包,则解压到临时目录;如果提供的是目录,则直接使用(注意作业结束后如果是临时解压的要删除)。 3. 根据不同的模式调整BUSCO命令。 修改后的脚本将具有以下灵活性: - 支持多个数据库(通过路径指定) - 支持三种评估模式(基因组、转录组、蛋白质) 我们将重构脚本,使其成为通用版本。 注意:对于蛋白质模式,不需要基因预测工具,因此可以跳过相关设置。 以下是修改后的脚本: </think># BUSCO数据库灵活配置与多模式评估脚本 以下是一个支持多种数据库和评估模式(基因组/转录组/蛋白质)的增强版BUSCO评估脚本: ```bash #!/bin/bash #SBATCH -p amd_256 #SBATCH -N 1 #SBATCH -n 24 #SBATCH -t 8:00:00 #SBATCH --mem=32G #SBATCH -J busco_eval #SBATCH -o /public1/home/scb3201/rawdata/BUSCO/logs/%j_busco.out #SBATCH -e /public1/home/scb3201/rawdata/BUSCO/logs/%j_busco.err ########################################################## # 1. 参数配置 - 支持灵活指定数据库和评估模式 ########################################################## # 默认参数 DEFAULT_LINEAGE="eukaryota_odb10" DEFAULT_MODE="genome" DB_ROOT="/public1/home/scb3201/db" INPUT_FILE="/public1/home/scb3201/results/genome/Medaka/genome.nextpolish.medaka.fasta" OUTPUT_DIR="/public1/home/scb3201/results/genome/busco" # 解析命令行参数 while [[ $# -gt 0 ]]; do case "$1" in --input=*) INPUT_FILE="${1#*=}" shift ;; --lineage=*) LINEAGE="${1#*=}" shift ;; --mode=*) MODE="${1#*=}" shift ;; --output-dir=*) OUTPUT_DIR="${1#*=}" shift ;; *) echo "未知参数: $1" exit 1 ;; esac done # 设置默认值(如果未指定) : ${LINEAGE:=${DEFAULT_LINEAGE}} : ${MODE:=${DEFAULT_MODE}} # 验证评估模式 VALID_MODES=("genome" "tran" "proteins") if [[ ! " ${VALID_MODES[@]} " =~ " ${MODE} " ]]; then echo "错误: 无效评估模式 '${MODE}'" echo "可用模式: genome, tran, proteins" exit 1 fi # 根据模式设置输出名称前缀 OUTPUT_NAME="${MODE}_${LINEAGE}" ########################################################## # 2. 数据库选择与处理 ########################################################## # 支持的数据库列表 declare -A AVAILABLE_DBS=( ["eukaryota_odb10"]="/public1/home/scb3201/db/eukaryota_odb10.2024-01-08.tar.gz" ["arthropoda_odb10"]="/public1/home/scb3201/db/arthropoda_odb10.2024-01-08.tar.gz" ["arthropoda_odb12"]="/public1/home/scb3201/db/arthropoda_odb12.2025-07-01.tar.gz" ) # 检查数据库是否存在 if [[ -z "${AVAILABLE_DBS[$LINEAGE]}" ]]; then echo "错误: 未找到数据库 '${LINEAGE}'" echo "可用数据库:" for db in "${!AVAILABLE_DBS[@]}"; do echo " - $db" done exit 1 fi DB_SOURCE="${AVAILABLE_DBS[$LINEAGE]}" DB_TEMP="/public1/home/scb3201/db/tmp/${LINEAGE}_${SLURM_JOB_ID}" echo "===== 数据库配置 =====" echo "选择的数据库: ${LINEAGE}" echo "源文件路径: ${DB_SOURCE}" ########################################################## # 3. 环境配置与工具验证 ########################################################## echo "===== 初始化环境 =====" # 创建必要目录 mkdir -p /public1/home/scb3201/rawdata/BUSCO/logs mkdir -p "${OUTPUT_DIR}" mkdir -p "${DB_TEMP}" # 激活conda环境 source ~/.bashrc conda activate leech_genome || { echo "错误: 无法激活leech_genome环境" exit 1 } # 根据模式验证必要工具 echo "===== 工具验证 =====" case "${MODE}" in "genome") required_tools=("busco" "hmmscan" "augustus" "metaeuk") ;; "tran") required_tools=("busco" "hmmscan" "blastp") ;; "proteins") required_tools=("busco" "hmmscan") ;; esac missing_tools=() for tool in "${required_tools[@]}"; do if ! which $tool &amp;>/dev/null; then missing_tools+=($tool) echo " ✘ $tool 未安装" else version=$($tool --version 2>&amp;1 | head -n1 | awk '{print $NF}') echo " ✓ $tool: $version" fi done if [ ${#missing_tools[@]} -gt 0 ]; then echo "错误: 缺少必要工具: ${missing_tools[*]}" exit 1 fi ########################################################## # 4. 数据库准备 ########################################################## echo "===== 数据库准备 =====" # 解压数据库到临时目录 echo "正在解压数据库..." if [[ "${DB_SOURCE}" == *.tar.gz ]]; then tar -xzf "${DB_SOURCE}" -C "${DB_TEMP}" --strip-components=1 else # 如果是目录,直接创建符号链接 ln -s "${DB_SOURCE}" "${DB_TEMP}" fi # 验证数据库完整性 echo "验证数据库文件..." required_db_files=("ancestral_variants" "dataset.cfg" "hmms" "scores_cutoff") for db_file in "${required_db_files[@]}"; do if [ ! -e "${DB_TEMP}/${db_file}" ]; then echo "错误: 数据库文件缺失 - ${db_file}" exit 1 fi done echo "数据库验证通过: $(du -sh ${DB_TEMP})" ########################################################## # 5. 输入文件验证 ########################################################## echo "===== 输入验证 =====" # 检查输入文件是否存在 if [ ! -f "${INPUT_FILE}" ]; then echo "错误:输入文件不存在!路径:${INPUT_FILE}" exit 1 fi # 获取文件信息 file_size=$(du -h "${INPUT_FILE}" | awk '{print $1}') seq_count=$(grep -c "^>" "${INPUT_FILE}") # 检查FASTA格式有效性 if ! grep -q "^>" "${INPUT_FILE}"; then echo "错误: 文件缺少FASTA头部标识符(>)" exit 1 fi # 对于蛋白质模式,检查序列是否为氨基酸 if [[ "${MODE}" == "proteins" ]]; then echo "验证蛋白质序列..." if grep -v "^>" "${INPUT_FILE}" | grep -q "[^ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY]"; then echo "警告: 序列包含非标准氨基酸字符,可能是核酸序列" fi fi echo "输入文件验证通过:" echo " - 文件大小: ${file_size}" echo " - 序列数量: ${seq_count}" ########################################################## # 6. 运行BUSCO评估 ########################################################## echo "===== 开始BUSCO评估 =====" echo "启动时间: $(date)" echo "评估模式: ${MODE}" echo "使用线程: ${SLURM_NTASKS}" # 核心BUSCO命令 busco_cmd=( busco --in "${INPUT_FILE}" --lineage_dataset "${DB_TEMP}" --out "${OUTPUT_NAME}" --mode "${MODE}" --cpu "${SLURM_NTASKS}" --evalue "1e-03" --out_path "${OUTPUT_DIR}" --force ) # 添加模式特定参数 case "${MODE}" in "genome") busco_cmd+=(--metaeuk_parameters="--disk-space-limit=20G") ;; "tran") busco_cmd+=(--long) ;; esac echo "执行命令: ${busco_cmd[*]}" "${busco_cmd[@]}" BUSCO_EXIT_CODE=$? echo "结束时间: $(date)" echo "BUSCO退出代码: ${BUSCO_EXIT_CODE}" ########################################################## # 7. 结果处理与清理 ########################################################## echo "===== 结果处理 =====" # 确定结果摘要文件 DATASET_VERSION=$(basename "${DB_SOURCE}" | grep -oP 'odb\d+') SUMMARY_FILE="${OUTPUT_DIR}/${OUTPUT_NAME}/short_summary.specific.${DATASET_VERSION}.${OUTPUT_NAME}.txt" # 检查评估是否成功 if [ ${BUSCO_EXIT_CODE} -ne 0 ] || [ ! -f "${SUMMARY_FILE}" ]; then echo "错误:BUSCO评估失败!" # 提取错误信息 log_file="${OUTPUT_DIR}/${OUTPUT_NAME}/logs/run_${DATASET_VERSION}/busco.log" if [ -f "${log_file}" ]; then echo "===== 最后20行日志 =====" tail -n 20 "${log_file}" fi exit 1 fi # 提取关键指标 echo -e "\n===== BUSCO评估核心指标 =====" grep -E "Complete|Duplicated|Missing|Fragmented|Total BUSCO" "${SUMMARY_FILE}" # 结果归档 echo -e "\n===== 结果归档 =====" result_archive="${OUTPUT_DIR}/${OUTPUT_NAME}_results.tar.gz" # 根据模式确定要归档的文件 case "${MODE}" in "genome") result_files=( "short_summary.*.txt" "full_table.tsv" "missing_buscos_list.tsv" "scaffold_composition.txt" ) ;; "tran"|"proteins") result_files=( "short_summary.*.txt" "full_table.tsv" "missing_buscos_list.tsv" ) ;; esac # 创建归档文件 tar -czvf "${result_archive}" \ -C "${OUTPUT_DIR}" \ "${OUTPUT_NAME}/logs" \ $(for pattern in "${result_files[@]}"; do echo "${OUTPUT_NAME}/${pattern}" done) echo "结果已归档至: ${result_archive}" # 清理临时数据库 echo "清理临时数据库..." rm -rf "${DB_TEMP}" echo "临时数据库已删除" # 生成最终报告 echo -e "\n===== BUSCO评估完成 =====" echo "核心结果文件: ${SUMMARY_FILE}" echo "完整结果目录: ${OUTPUT_DIR}/${OUTPUT_NAME}" exit ${BUSCO_EXIT_CODE} ``` ## 脚本功能详解 ### 1. 灵活的数据库管理 ```bash # 支持的数据库映射 declare -A AVAILABLE_DBS=( ["eukaryota_odb10"]="/public1/home/scb3201/db/eukaryota_odb10.2024-01-08.tar.gz" ["arthropoda_odb10"]="/public1/home/scb3201/db/arthropoda_odb10.2024-01-08.tar.gz" ["arthropoda_odb12"]="/public1/home/scb3201/db/arthropoda_odb12.2025-07-01.tar.gz" ) ``` - 使用关联数组管理数据库路径 - 自动检测数据库文件类型(压缩包或目录) - 支持不同版本的数据库(如odb10和odb12) ### 2. 多模式评估支持 ```bash # 模式特定工具验证 case "${MODE}" in "genome") required_tools=("busco" "hmmscan" "augustus" "metaeuk") ;; "tran") required_tools=("busco" "hmmscan" "blastp") ;; "proteins") required_tools=("busco" "hmmscan") ;; esac ``` - 基因组模式:使用Metaeuk进行基因预测 - 转录组模式:使用BLAST进行序列比对 - 蛋白质模式:直接评估蛋白质序列 ### 3. 蛋白质序列验证 ```bash # 对于蛋白质模式,检查序列是否为氨基酸 if [[ "${MODE}" == "proteins" ]]; then if grep -v "^>" "${INPUT_FILE}" | grep -q "[^ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY]"; then echo "警告: 序列包含非标准氨基酸字符,可能是核酸序列" fi fi ``` - 检测非标准氨基酸字符 - 提供警告信息防止误用核酸序列 ### 4. 动态结果处理 ```bash # 根据模式确定要归档的文件 case "${MODE}" in "genome") result_files=( "short_summary.*.txt" "full_table.tsv" "missing_buscos_list.tsv" "scaffold_composition.txt" ) ;; "tran"|"proteins") result_files=( "short_summary.*.txt" "full_table.tsv" "missing_buscos_list.tsv" ) ;; esac ``` - 不同评估模式产生的结果文件不同 - 自动识别并归档相关文件 - 保留完整的日志目录 ## 使用指南 ### 基本用法 ```bash # 使用默认参数评估基因组 sbatch busco_eval.sh # 评估转录组使用节肢动物数据库 sbatch busco_eval.sh \ --input=/path/to/transcriptome.fasta \ --mode=tran \ --lineage=arthropoda_odb10 # 评估蛋白质序列使用真核数据库 sbatch busco_eval.sh \ --input=/path/to/proteins.faa \ --mode=proteins \ --lineage=eukaryota_odb10 ``` ### 数据库扩展 要添加新数据库,只需更新脚本中的`AVAILABLE_DBS`数组: ```bash declare -A AVAILABLE_DBS=( ["eukaryota_odb10"]="..." ["arthropoda_odb10"]="..." ["arthropoda_odb12"]="..." # 添加新数据库 ["metazoa_odb10"]="/public1/home/scb3201/db/metazoa_odb10.tar.gz" ["fungi_odb10"]="/public1/home/scb3201/db/fungi_odb10.tar.gz" ) ``` ### 多数据库批量评估脚本 ```bash #!/bin/bash # multi_busco.sh - 批量运行多种数据库的评估 # 输入文件 INPUT="/public1/home/scb3201/results/genome/Medaka/genome.nextpolish.medaka.fasta" # 数据库列表 DATABASES=("eukaryota_odb10" "arthropoda_odb10" "metazoa_odb10") # 评估模式 MODE="genome" # 为每个数据库提交作业 for db in "${DATABASES[@]}"; do sbatch busco_eval.sh \ --input="${INPUT}" \ --mode="${MODE}" \ --lineage="${db}" \ --output-dir="/public1/home/scb3201/results/busco_multi" done echo "已提交 ${#DATABASES[@]} 个BUSCO评估作业" ``` ## 高级功能:数据库管理器 添加以下数据库管理脚本,支持数据库的自动下载和更新: ```bash #!/bin/bash # busco_db_manager.sh - BUSCO数据库管理工具 DB_ROOT="/public1/home/scb3201/db" ODB_VERSIONS=("10" "12") function show_help { echo "BUSCO数据库管理工具" echo "用法: $0 [命令] [选项]" echo "" echo "命令:" echo " list : 列出可用数据库" echo " download <db> : 下载指定数据库" echo " update : 更新所有已安装数据库" echo " clean : 清理临时文件" echo "" echo "示例:" echo " $0 list" echo " $0 download arthropoda_odb10" } function list_databases { echo "可用数据库列表:" echo "-----------------------------------------------" printf "%-20s %-10s %-10s\n" "数据库名称" "ODB版本" "状态" echo "-----------------------------------------------" for version in "${ODB_VERSIONS[@]}"; do # 获取可用数据库列表 available_dbs=$(wget -qO- https://busco-data.ezlab.org/v${version}/datasets/ | grep -oP 'href="\K[^"]+_odb${version}.tar.gz' | sed 's/.tar.gz//') for db in $available_dbs; do local status="未安装" if [ -f "${DB_ROOT}/${db}.tar.gz" ]; then status="已安装" fi printf "%-20s %-10s %-10s\n" "$db" "v$version" "$status" done done } function download_database { local db_name=$1 local found=0 for version in "${ODB_VERSIONS[@]}"; do if [[ "$db_name" == *"_odb${version}" ]]; then found=1 break fi done if [ $found -eq 0 ]; then echo "错误: 无效的数据库名称格式" echo "数据库名称应以 _odb[版本号] 结尾 (如: arthropoda_odb10)" return 1 fi local download_url="https://busco-data.ezlab.org/v${version}/datasets/${db_name}.tar.gz" local output_file="${DB_ROOT}/${db_name}.tar.gz" echo "下载数据库: ${db_name}" echo "URL: ${download_url}" mkdir -p "${DB_ROOT}" wget -O "${output_file}" "${download_url}" if [ $? -eq 0 ]; then echo "下载成功: ${output_file}" echo "文件大小: $(du -h ${output_file} | awk '{print $1}')" else echo "下载失败" rm -f "${output_file}" fi } function update_databases { echo "检查数据库更新..." for db_file in "${DB_ROOT}"/*_odb*.tar.gz; do if [ -f "$db_file" ]; then db_name=$(basename "$db_file" .tar.gz) version=$(echo "$db_name" | grep -oP 'odb\K\d+') remote_url="https://busco-data.ezlab.org/v${version}/datasets/${db_name}.tar.gz" # 获取远程文件大小 remote_size=$(wget --spider "$remote_url" 2>&amp;1 | grep Length | awk '{print $2}') local_size=$(stat -c%s "$db_file") if [ "$remote_size" != "$local_size" ]; then echo "发现更新: ${db_name}" echo "本地大小: ${local_size}, 远程大小: ${remote_size}" download_database "$db_name" else echo "数据库已是最新: ${db_name}" fi fi done } function clean_tmp { echo "清理临时文件..." find "${DB_ROOT}/tmp" -type d -mtime +7 -exec rm -rf {} + echo "完成" } # 主程序 case "$1" in list) list_databases ;; download) if [ -z "$2" ]; then echo "错误: 请指定数据库名称" show_help exit 1 fi download_database "$2" ;; update) update_databases ;; clean) clean_tmp ;; *) show_help ;; esac ``` ### 数据库管理器使用示例 ```bash # 列出可用数据库 ./busco_db_manager.sh list # 下载节肢动物数据库 ./busco_db_manager.sh download arthropoda_odb10 # 更新所有数据库 ./busco_db_manager.sh update # 清理7天前的临时文件 ./busco_db_manager.sh clean ``` ## 结果解读指南 不同评估模式的指标解读: ### 基因组模式 ``` C:95.2%[S:93.1%,D:2.1%],F:2.3%,M:2.5%,n:1013 ``` - **C**: 完整BUSCOs比例 - **S**: 单拷贝完整BUSCOs比例 - **D**: 多拷贝完整BUSCOs比例 - **F**: 碎片化BUSCOs比例 - **M**: 缺失BUSCOs比例 - **n**: 评估的BUSCO总数 ### 转录组/蛋白质模式 ``` C:97.8%,F:1.2%,M:1.0%,n:956 ``` - **C**: 完整BUSCOs比例 - **F**: 碎片化BUSCOs比例 - **M**: 缺失BUSCOs比例 - **n**: 评估的BUSCO总数
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