[发明专利]一种基于差分隐私保护的轨迹数据发布方法及系统

权利要求书

1.一种基于差分隐私保护的轨迹数据发布方法，其特征在于，用于获取在预设时间段内目标群体在目标区域中移动的泛化轨迹、及泛化轨迹的计数，所述目标群体包括多个目标个体；方法包括如下步骤：

步骤1：获取预设时间段内各目标个体在目标区域中的移动轨迹，将其作为原始轨迹；然后进入步骤2；

步骤2：获取各原始轨迹分别在预设时间段内各预设时间戳下的位置坐标；

针对各原始轨迹上的所有位置坐标，按时间戳进行划分，获取各时间戳分别所对应的位置坐标集合；

分别针对各位置坐标集合，将其作为待处理集合，对待处理集合中的各个坐标进行聚类，获取该待处理集合所对应的各个簇，进而获取各位置坐标集合所对应的簇；

沿时间顺序，依次连接各时间戳所对应的簇的簇心，进而获取一组泛化轨迹，提取其中与各原始轨迹相对应的泛化轨迹，将其作为原始泛化轨迹，剩余的作为备用泛化轨迹；

然后进入步骤3；

步骤3：基于与各原始轨迹相对应的泛化轨迹，获取其中彼此不相同的各原始泛化轨迹，将其作为非重复原始泛化轨迹，获取各非重复原始泛化轨迹的个数；自各备用泛化轨迹中随机选取预设个数的泛化轨迹作为填充泛化轨迹：将各填充泛化轨迹的计数赋值为零；将填充泛化轨迹和非重复泛化轨迹共同作为目标泛化轨迹，基于目标泛化轨迹的计数构建填充计数矩阵M₍₁₎；基于差分隐私噪声生成算法对填充计数矩阵M₍₁₎进行哈尔小波变换并添加拉普拉斯噪声，获取重构计数矩阵M'；对重构计数矩阵M'进行一致性约束进而获取目标泛化轨迹计数矩阵M”。

2.根据权利要求1所述的基于差分隐私保护的轨迹数据发布方法，其特征在于，在步骤3之后，所述方法还包括：

步骤4：将目标泛化轨迹和目标泛化轨迹计数矩阵M”一起发布。

3.根据权利要求1所述的基于差分隐私保护的轨迹数据发布方法，其特征在于，在步骤2中，使用K-means聚类算法对各坐标集合中的坐标进行聚类。

4.根据权利要求1所述的基于差分隐私保护的轨迹数据发布方法，其特征在于，在步骤3中，获取重构计数矩阵M'的方法包括如下步骤：

步骤3.1：根据各非重复原始泛化轨迹的个数构建初始计数矩阵M，M＝{tc_i|i＝1,...J'}，tc_i为初始计数矩阵M中的第i个元素，J'为非重复原始泛化轨迹的个数；然后进入步骤3.2；

步骤3.2：自备用泛化轨迹中随机选出J-J'条填充泛化轨迹，各填充泛化轨迹的个数为0；其中J为原始轨迹的个数；将各填充轨迹的个数作为填充元素加入计数矩阵M中，获取填充计数矩阵M₍₁₎；

使用0值作为补充元素，将填充计数矩阵M₍₁₎中元素的数量补充至2^l个，进而获取元素补充后的矩阵；其中指数l是满足J≤2^l的最小值；

然后进入步骤3.3；

步骤3.3：对元素补充后的矩阵进行一维哈尔小波变换进而获取小波系数矩阵C，对小波系数矩阵中的每个元素添加对应的拉普拉斯噪声进而获取加噪小波系数矩阵C'；

然后进入步骤3.4；

步骤3.4：基于加噪小波系数矩阵C'重构加噪计数矩阵，删除加噪计数矩阵中的补充元素，进而获取重构计数矩阵M'，M'＝{nc_i'|i'＝1,...J}，nc_i'为重构计数矩阵M'中的第i'个元素。