[发明专利]一种兼顾隐私保护和数据质量的图像采集方法、装置及存储介质

权利要求书

1.一种兼顾隐私保护和数据质量的图像采集方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据图像收集任务获取多幅原始图像；

对原始图像进行差分隐私保护和编码处理，获得加噪图像和加噪图像的哈希码；

根据K-Means聚类算法对所有加噪图像的哈希码进行迭代聚类，形成N个簇，每个簇中包含多个哈希码；

根据簇中每个哈希码与该簇质心点之间的汉明距离进行哈希码筛选，获取高质量哈希码；

根据高质量哈希码从所有加噪图像中提取高质量图像，将高质量图像作为最终图像采集结果；

获取加噪图像和加噪图像的哈希码的具体操作如下：

步骤201、提取原始图像的灰度值，获取灰度图像，对灰度图像进行压缩变化，获得n×n的变换系数矩阵Fⁿ，其中，n为变换系数矩阵的行数或列数；

步骤202、利用指数机制从区间[1，n]中选取一个k值，k∈[1，n]，对变换系数矩阵Fⁿ的前k×k个系数添加Laplace噪声，获得噪声变换系数矩阵，对噪声变换系数矩阵进行反变换，获得加噪图像；

步骤203、提取变换系数矩阵Fⁿ的前8×8个系数进行编码处理，获得哈希码，并利用哈希码对加噪图像进行规范处理；

所述步骤201的具体操作如下：

提取原始图像的灰度值，获取灰度图像，以灰度图像的每个像素点作为一个单元，建立灰度图像的二维数据矩阵：

其中，a_ij表示A_n×n中第i行第j列的像素点值；

对二维数据矩阵A_n×n进行压缩变换，获得n×n的变换系数矩阵Fⁿ，压缩变换的公式为：

其中，D为变换矩阵，D^T为D的转置，

所述步骤202的具体操作如下：

利用指数机制从区间[1，n]中以概率Pr(k)选取一个k值，k∈[1，n]，其中，Pr(k)表示区间[1，n]中每个k值被选中的概率，ε₁表示k值选择过程中受差分隐私保护的程度，U(k)为每个k值的打分函数，表示Fⁿ中第i行第j列的系数，Δ₁U表示打分函数U(k)的全局敏感度；

根据所选k值从变换系数矩阵Fⁿ中提取前k×k个系数组成矩阵

给矩阵F^k中的每一个系数添加Laplace噪声，获得加噪后的矩阵所述Laplace噪声的表达式如下：

其中，Δ₁F^k表示矩阵F^k的全局敏感度，ε₂表示矩阵F^k中所有系数受差分隐私保护的程度，α服从的均匀分布；

利用加噪后的矩阵替换变换系数矩阵Fⁿ中前k×k个系数，并用0替换Fⁿ中剩下的系数，获得噪声变换系数矩阵

对噪声变换系数矩阵进行反变换，获得经过差分隐私保护的加噪图像，所述反变换具体表示如下：

其中，表示加噪图像；

所述步骤203的具体操作如下：

提取变换系数矩阵Fn的前8×8个系数生成矩阵F⁸，计算矩阵F⁸的系数平均值value，具体计算公式如下：

其中，表示矩阵F⁸中第i行第j列的系数；

比较矩阵F⁸中每个系数和value，根据比较结果进行编码操作：

其中，result表示对应的编码值；

按照从左到右、从上到下的顺序将编码值组合成64位的二进制码，该二进制码即为哈希码；

利用哈希码对加噪图像进行规范处理，具体规范为：将哈希码作为对应的加噪图像的名称，以.jpg的格式保存加噪图像。

2.根据权利要求1所述的一种兼顾隐私保护和数据质量的图像采集方法，其特征在于，所述图像收集任务包括多个子任务，每个子任务包括图像收集类型、收集数量、收集区域和收集时段。