[發(fā)明專利]一種基于語義的軌跡聚類隱私保護方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011468509.0
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112668040A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設計）人: 樊娜;郝家歡;徐燕;段宗濤;王青龍;朱依水;陳拓
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學
• 主分類號: G06F21/62
• 分類號: G06F21/62;G06K9/62;G01S19/42;H04W4/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于語義的軌跡聚類隱私保護方法，將車輛軌跡數(shù)據(jù)挖掘與軌跡中興趣點的隱私保護結(jié)合起來。首先使用改進的Clusters函數(shù)進行軌跡分段，從而生成單個軌跡上的集群；然后計算軌跡數(shù)據(jù)聚類的距離范圍Eps；根據(jù)Eps確定軌跡點的Eps鄰域，之后確定集群的核心點，使用核心點及其Eps鄰域進行停止區(qū)域聚類；對Eps進行調(diào)整，使其滿足終止條件；通過核心屬性選擇對停止區(qū)域進行二次聚類；在軌跡數(shù)據(jù)發(fā)布前，首先根據(jù)隱私保護等級和Delaunay三角剖分方法進行路網(wǎng)分割，形成多個Voronoi map(VM)；其次，基于匿名度和類別度，將每個VM中的興趣點分類到多個桶(bucket)中；最后，發(fā)布包含興趣點偽位置的軌跡數(shù)據(jù)，本發(fā)明中，興趣點的偽位置是指每個興趣點對應的桶中與其持續(xù)時間最接近的興趣點。本方法能夠有效保護車輛軌跡興趣點挖掘過程中所涉及到的隱私信息。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)挖掘與隱私保護領域，具體為一種基于語義的軌跡聚類隱私保護方法。

背景技術(shù)

隨著GPS設備的廣泛應用，車輛軌跡數(shù)據(jù)量的迅速增加，從復雜的時空軌跡中發(fā)現(xiàn)運動目標的興趣點已成為一個重要的問題。傳統(tǒng)的軌跡聚類方法主要有基于距離測量的方法、基于密度的方法和基于層次的方法等，這些方法在聚類精度方面有待進一步提高。近年來提出的基于語義分析的聚類方法有效提高了聚類精度，但是在聚類的過程中，依然沒有考慮隱私保護。因此如何在進行數(shù)據(jù)挖掘的同時保護隱私數(shù)據(jù)不會泄露，成為亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于語義的軌跡聚類隱私保護方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于語義的軌跡聚類隱私保護方法，具體包括以下步驟：

步驟1)、軌跡分段：使用改進的Clusters函數(shù)進行軌跡分段，從而生成單個軌跡上的集群；

步驟2)、根據(jù)步驟1)中的軌跡分段后的集群，計算軌跡數(shù)據(jù)聚類的距離范圍Eps；

步驟3)、使用步驟2)中Eps確定軌跡點的Eps鄰域，之后確定集群的核心點，使用核心點及其Eps鄰域進行停止區(qū)域聚類；

步驟4)、根據(jù)步驟3)的結(jié)果，對Eps進行調(diào)整，使其滿足終止條件；

步驟5)、通過核心屬性選擇對停止區(qū)域進行二次聚類；

步驟6)、對步驟5)中獲得的興趣點進行隱私保護，最后，輸出隱私保護后的軌跡數(shù)據(jù)。

進一步的，步驟1)具體包括以下步驟：

1.1、根據(jù)方向和速度變化在單個標記軌跡中搜索集群。計算單個標記軌跡中的連續(xù)兩點p_i-1和p_i之間方向變化(DC(P_i-1，P_i))和速度變化(SC(P_i-1，P_i))，其中DC(P_i-1，P_i)＝|DC(P_i-1)-DC(P_i)|，SC(P_i-1，P_i)＝|V(P_i-1)-V(P_i)|，V(p_i)表示在t_i時刻點p_i的速度；

1.2、運用改進的Clusters函數(shù)來生成單個軌跡上的集群，具體步驟為：

1.2.1、如果兩點之間方向變化(DC(P_i-1，P_i))大于最小方向改變閾值(minDirChange)并且兩點之間速度變化(SC(P_i-1，P_i))小于最大速度變化閾值(maxSpeedChange)，將此點添加到候選集群中，否則將此點加入移動區(qū)域；