数字时代已经来临，基于网络的数字作品的创作和流传的速度超过了以往任何一个历史时期，整个世界都在享受数字化带来的便利。随着多媒体技术和Internet的日益普及，数字作品的版权保护、安全防伪和篡改检测等技术的研究与应用已成为一个迫切的需求。　　 传统的数据加密技术对于多媒体的完整性和版权保护有很人的局限性。数字水印则利用在数字作品中嵌入标记信息的方法为数字作品提供所有权的证明，因此数字水印技术为版权保护提供了一个有效的方法。　　 本文在系统研究图象水印原理的基础上，为提高水印的鲁棒性提出了多项实用、有效的图象水印算法，全文主要内容包括：(a)基于分数傅立叶变换的鲁棒图象水印算法；（b)基于小波矩的鲁棒图象水印算法；(c)建立基于弱信号混沌检测理论的水印模型；(d)基于网络的第二代版权保护方案。具体内容如下：　　 (1)针对Digital Watermark这个飞速发展的领域，系统总结了其发展历史和研究现状。　　 (2)系统介绍了数字水印的原理以及通用模型；介绍了数字水印的生成、分类与应用领域：归纳概述了水印系统的攻击类型以及鲁棒性能衡量指标。　　 (3)提出了两种基于分数傅立叶变换的鲁棒图象水印算法。　　 水印的设计始终是水印系统中的一个关键问题。在对分数傅立叶变换时频分析性能的研究基础上提出一个基于分数傅立叶变换的Chirp水印盲检测水印算法。首先分析了分数傅立叶变换的时频不确定性和抽样特性并给出了相应的证明，然后分析了直接离散化计算FRFT的误差及Hermite矩阵阶数的合理选取。在此基础上将Chirp水印数据嵌入在载体图象的低频小波系数域内，水印的检测则在分数傅立叶变换域进行。仿真实验表明，该算法有效地提高了水印抗攻击的能力，对高斯白噪声干扰、压缩等图象处理过程具有鲁棒性，对几何攻击也有一定的抗攻击能力。　　 在研究载体在其FRFT变换域能量分布特性的基础上提出了一种可抗局部扭曲攻击的图象水印算法。水印嵌入部分：将水印嵌入在载体图象的低频小波系数中，然后寻找使得水印图象能量最为集中的分数傅立叶变换阶数，并在该阶分数傅立叶变换域得到一个特征向量，利用该特征向量与水印信息生成一个作为密钥的二值逻辑序列；水印提取部分为：对遭受攻击的水印图象归一化并进行与嵌入过程相同阶次的FRFT进而提取特征向量，利用该向量和密钥提取出水印。实验表明，算法有较理想的抗旋转攻击和局部扭曲攻击能力。与常规的水印算法相比，该算法嵌入和提取水印的速度快，且属于盲水印技术。抗旋转攻击的角度超过100度，抗旋转扭曲攻击的扭曲度可达120度，均优于目前已报导的抗几何攻击水平。　　 (4)提山了两种基于小波矩的鲁棒图象水印算法。　　 提高水印抵抗几何攻击的能力是水印技术走向产业化的根本保证，本文在研究小波矩特征提取以及由小波矩精确重构原始图象的基础上提出基于小波矩的图象鲁棒水印算法。利用水印信息调制载体的具有旋转不变性和多分辨率特性的低阶小波矩，从而实现水印的嵌入和提取。实验表明该算法可在保持良好的视觉效果的前提下提高对噪声等常规攻击及旋转和剪切等几何攻击的抵抗能力，结合图象的规范化操作可以抵抗缩放攻击。　　 在小波矩水印方案的基础上，结合神经网络实现了水印的盲检测。利用附加了模板的水印信息调制载体的低阶小波矩特征，检测水印时通过二值图象中附加的模板对神经网络进行训练，训练成功的网络预测其余的嵌在小波矩中的水印数据。实验表明该盲检测算法具有较好的鲁棒性，可以有效地抵抗剪切和旋转攻击。　　 (5)提出一种基于弱信号混沌检测理论的水印模型。　　 为了降低水印对原始载体的影响，缓解透明性和鲁棒性之间的矛盾，提高Chirp水印的鲁棒性能，提出一种利用混沌振子在超低信噪比条件下盲检测弱Chirp水印的方法。水印嵌入前，首先将载体图象分块并交换相邻块的象素，从而使得相邻块的低频小波系数差值接近高斯分布，然后利用水印分别调制相邻块的低频小波系数到不同的量化区间；水印检测时首先得到相邻块低频小波系数的差值序列，然后通过分块相关平滑转化为单频周期信号，最后送入Duffing振子阵列检测器进行检测。该模型使水印检测问题转化为超低信噪比条件下，确定性微弱周期信号的盲检测。实验表明，该算法对噪声等常规攻击有很强的鲁棒性。在超低信噪比条件下FFT等常规检测方法失效时，Duffing振子检测器仍然能有效检测到水印的存在，对几何攻击也具有一定的鲁棒性。　　 (6)一种基于网络的第二代鲁棒水印系统方案和安全指标。　　 在第一代版权保护方案的研究基础上提出了一个基于互联网的第二代数字水印系统方案及其安全指标，在此基础上设计了一个用于遥感影象知识产权保护的水印方案。该方案较好地解决了传统版权保护方案中无法抵抗几何攻击的局限性。同时指出网络环境下的水印系统除了应该具备与第一代水印系统相同的性能外，还应该具备：抗几何攻击能力、实时性、确定性和误判挽救能力，其中抗几何攻击能力和确定性要求最高。　　 最后对全文进行总结，并展望了今后在该方向上的可能的一些研究方向。