3.对离散傅立叶变换矩阵FIM,选取其前k×k个DFT系数,计算给定隐私预算时的拉普拉斯机制的参数的最小值,以确定拉普拉斯机制需要添加的噪声; 4.对离散傅立叶变换矩阵FIM,采样一组概率p,在参数最小时,计算相应的噪声值,以及融合噪声后的FIM’;python实现
时间: 2024-01-11 16:04:40 浏览: 71
用Python计算离散时间傅里叶变换(DTFT)的解析解
好的,我理解了您的问题。这里提供一个Python实现,用于对离散傅立叶变换矩阵FIM进行差分隐私保护,并计算添加的噪声。
```
import cv2
import numpy as np
import math
# 读取标准化图像IM并进行离散傅立叶变换
im = cv2.imread('input.jpg', cv2.IMREAD_GRAYSCALE)
fim = np.fft.fft2(im)
# 选取前k*k个DFT系数
k = 50
fim_k = fim[:k, :k]
# 计算给定隐私预算时的拉普拉斯机制的参数的最小值
epsilon = 1
delta = 1e-5
sensitivity = 2 * np.sum(np.abs(fim_k)) / (k*k)
scale = sensitivity / epsilon
laplace_scale = scale / delta
# 采样一组概率p,并计算相应的噪声值
p = 0.1
noise = np.random.laplace(0, laplace_scale / p, fim_k.shape)
# 融合噪声后的FIM'
fim_k_noisy = fim_k + noise
fim_noisy = np.zeros_like(fim)
fim_noisy[:k, :k] = fim_k_noisy
# 将FIM进行逆变换,并处理成图像格式
reconstructed_im = np.real(np.fft.ifft2(fim_noisy))
reconstructed_im = np.clip(reconstructed_im, 0, 1) * 255
reconstructed_img = reconstructed_im.astype(np.uint8)
# 保存为JPG格式的图像文件
cv2.imwrite('output.jpg', reconstructed_img)
```
以上代码中,`cv2.imread`函数用于读取标准化图像IM,`cv2.IMREAD_GRAYSCALE`参数表示读取灰度图像。然后,进行离散傅立叶变换,得到离散傅立叶变换矩阵FIM。接着,选取前k*k个DFT系数,并计算给定隐私预算时的拉普拉斯机制的参数的最小值,以确定添加的噪声。然后,采样一组概率p,并使用`np.random.laplace`函数计算相应的噪声值。最后,将噪声值融合到FIM中,进行逆变换,并将图像处理成0-255的整数格式,保存为JPG格式的图像文件。
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