1.一种隐私保护的共享近邻密度峰聚类方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、密度距离计算阶段:在密度距离计算过程中,将共享近邻相似度和欧氏距离进行统一度量样本间的相似度,并计算样本的最短距离,根据差分隐私定义,在度量样本的局部密度ρ和最短距离δ时加入满足Laplace机制的噪音;
步骤2、聚类中心选择阶段:在聚类中心选择过程中,将共享近邻相似度引入聚类中心选择过程,自适应地进行聚类中心的选择;
步骤3、剩余样本分配阶段:在剩余样本分配过程中,根据样本的密度和距离将剩余样本进行分配,完成聚类过程。
2.根据权利要求1所述的隐私保护的共享近邻密度峰聚类方法,其特征在于:所述步骤
1中,根据k近邻集、共享近邻相似度的概念,将共享近邻相似度和欧氏距离进行统一计算样本的局部密度,最短距离为样本到其他较高密度样本之间的最短距离,如果该样本已经是最高密度的样本,最短距离就等于该样本到其他样本的最长距离,根据差分隐私的定义,计算查询函数的敏感度,计算满足ε-差分隐私保护所需的Laplace噪音的大小,并将噪音分别加入局部密度和最短距离中。
3.根据权利要求1所述的隐私保护的共享近邻密度峰聚类方法,其特征在于:所述步骤
2中,理想的聚类中心为最短距离大并且局部密度相对较大样本,根据步骤1得到的样本的局部密度和最短距离,自适应地进行聚类中心的选择。
4.根据权利要求1所述的隐私保护的共享近邻密度峰聚类方法,其特征在于:所述步骤
3中,将样本按照局部密度由大到小排序,若样本未被分配,就将该样本分配到距其最近并拥有较高密度的样本所在的类簇中,否则,对下一个样本进行分配。
5.根据权利要求1或2所述的隐私保护的共享近邻密度峰聚类方法,其特征在于:所述步骤1包括以下步骤:步骤1.1、数据集预处理;
步骤1.2、假定数据集XN×M=[x1,x2,...,xN]T,对于任意向量xi=[xi1,xi2,...,xiM]表示样本xi(1≤i≤N)的M个属性,N为样本总个数,利用以下公式,计算样本xi和样本xj(1≤j≤N)的欧氏距离:步骤1.3、数据集X中任意样本xi和xj,KNN(xi)为样本xi的k近邻,KNN(xj)为样本xj的k近邻,则通过以下公式计算样本xi和xj的共享近邻相似度SNNS(xi,xj):SNNS(xi,xj)=|KNN(xi)∩KNN(xj)|;
步骤1.4、设有查询函数f:D→Rd,其中D为输入的数据集,输出为一个d维实数向量,对于任意数据集D和D'(D和D'具有同属性结构,且差别至多为一条记录):则通过以下公式计算敏感度:d
步骤1.5、给定数据集D,设有查询函数f:D→R ,其敏感度为Δf,那么随机算法R(D)=F(D)+Y提供ε-差分隐私保护,Y~Lap(b)为随机噪音,其中尺度参数b=Δf/ε,服从满足Laplace机制的概率密度函数为:步骤1.6、满足差分隐私保护的样本局部密度计算,通过以下公式计算样本xi的局部密度:步骤1.7、满足差分隐私保护的样本最短距离计算,通过以下公式计算样本xi的最短距离:计算样本xi的最短距离δi,δi为xi到其他较高密度样本之间的最短距离,如果该样本已经是最高密度的样本,最短距离就等于该样本到其他样本的最长距离。
6.根据权利要求1或3所述的隐私保护的共享近邻密度峰聚类方法,其特征在于:所述步骤2包括以下步骤:步骤2.1、基于密度距离计算阶段,已经得到加入噪音后的样本局部密度ρ和最短距离δ,初始化聚类中心数组centers,初始化队列Q,标记所有样本未访问;
步骤2.2、理想的聚类中心为高δ值和相对较高ρ值的样本,因此计算γi=ρi×δi,将样本按照γ值降序排列,从未被访问的样本中依次取出γ值最大的样本加入队列Q,并标记该样本已访问,直到所有样本都被访问;
步骤2.3、取出队列Q的对头样本h,将h加入数组centers,并为该样本分配类标签;
步骤2.4、依次取出队列Q中未被分配的样本q,若q满足 则将其加入到数组centers中,并为其分配类标签;
步骤2.5、若数组centers中样本个数小于等于类簇个数L,转入步骤2.4;否则,聚类中心选择完毕。
7.根据权利要求1或4所述的隐私保护的共享近邻密度峰聚类方法,其特征在于:所述步骤3包括以下步骤:步骤3.1、聚类中心选择阶段得到聚类中心数组centers及其类标签,初始化队列Q和数组cl;
步骤3.2、将所有样本按照局部密度ρ降序排列,依次加入队列Q;
步骤3.3、依次取出队头样本,若该队头样本已被分配,将其从队头删除,若未被分配,将其分配至距离其最近并拥有较高密度的样本所在的簇;
步骤3.4、所有样本都被分配,否则,转入步骤3.3。