随着计算机技术与互联网技术的飞速发展,多媒体信息的安全问题已成为目前一个非常重要而又富有挑战性的研究课题。数字水印技术就是在这样的背景下获得了广泛的重视并且成为当今发展最为迅速的学科之一,因此,对数字水印关键技术的研究有着重要的理论和现实意义。本文首先介绍了数字水印技术的分类、应用、研究现状、性能分析以及可能受到的攻击类型。针对数字图像水印,系统阐述了其基本原理,包括水印信息的生成、水印的嵌入和水印的提取/检测,并详细介绍了人类视觉系统的部分特性及其在水印技术中的应用。同时,对水印技术常用的数学变换如傅立叶变换、余弦变换、特别是小波变换进行了深入的研究。论文的重点在于,紧紧围绕着数字图像水印的不可感知性、抗几何攻击的鲁棒性这一主线,进行了深入的研究和探索,主要研究内容如下:1.基于图像边缘特征的数字水印算法该算法利用图像各块中边缘特征的强弱作为依据来嵌入水印。为了得到连续封闭、定位良好和尺度平均的边缘以提高算法的鲁棒性,根据目前边缘检测算法的不足,从最小振动原理和零法曲率出发,得到图像边缘的渐近线几何模型,并使用梯度向量等对渐近线模型进行了简化和完善。水印嵌入时,采用分块的思想,将图像分成8×8的小方块,根据小块中边缘点的个数来确定水印的嵌入,并且将水印嵌入图像的DCT系数的直流分量。这样就充分利用了人类视觉机制,保证了算法的鲁棒性。2.基于图像特殊形状点的数字水印算法针对边缘可能由于噪声等影响其几何不变性,采用二次判别的思想,在原始图像边缘点中找出具有精确几何不变性质的点即特殊形状点,以这些特殊形状点组成的点集作为参考点集。对于待测试图像,依同样的方法得到特殊形状点集合,两个点集进行配准就可得到图像受到的几何攻击。为了实现盲检测,将参考点集中每点的坐标编码成二进制作为密钥。与一般基于图像边缘的水印算法相比,由于得到了具有良好的几何不变性的图像特征,故算法具有很好的抗几何攻击能力。3.基于图像显著特征区域的数字水印算法根据人类的视觉特性,图像中存在若干个人们感兴趣的显著特征区域。为了准确得到这些区域,首先采用水平集方法对图像进行多相分割,然后根据视觉特性在小波域对区域进行分类得到感兴趣区域。同时,在图像的重要小波系数嵌入水印以保证不可感知性和鲁棒性。实验结果表明,该算法在保证图像较高视觉质量的同时具有较好的鲁棒性。4.基于Radon变换和解析Fourier-Mellin变换的数字水印算法针对Fourier-Mellin变换应用于数字水印的不足,该算法对其进行改进,结合Radon变换和解析Fourier-Mellin变换来获取图像的鲁棒几何不变特征,并将该特征应用于水印的嵌入。由于提取的图像几何不变特征有理论上的保证再加上避免了Fourier-Mellin变换的不足,这样就提高了水印算法的鲁棒性。