随着数字多媒体技术的发展,数字水印技术已经成为版权保护领域研究的一个热点问题。数字水印技术是将特定的信息嵌入到数字媒体中,从而保护数字媒体的安全。数字水印技术的应用除了版权保护,还包括内容认证、保密通信和数据嵌入等很多方面。在这些应用中,水印被嵌入到载体数据中,这种嵌入应该是不可见的,并且对于含水印数据的各种可能的操作具有鲁棒性。也就是说从失真变形的含水印数据中仍能够可靠地将水印提取出来。鲁棒水印算法的研究是水印领域的热点和难点,也是数字水印技术真正实现广泛的商业化应用必须解决的一个课题。本学位论文以静止灰度图像为研究对象,主要创新性工作为:借鉴现代通信技术——多输入多输出思想,设计了鲁棒灰度水印算法。设计该算法的关键是:如何有效利用图像的特征以及采用什么样的嵌入公式,使得灰度水印多次嵌入对载体图像带来的降质最小;同时在提取水印时,如何有效的利用两次提取的水印使得最终提取的水印效果最佳。针对这些问题,本学位论文提出了一种结合分形编码的小波域水印方法。首先,将载体图像分成互不重叠的子块,利用分形编码的拼贴误差对子块进行降序排列,并根据水印大小依次选取两个等长子块序列;其次,利用Arnold迭代变换置乱水印,按照新的嵌入公式,将置乱水印重复嵌入到所选两子块序列小波变换后的低频子图中;最后,对提取的两个水印进行融合得到最终的水印。并对嵌入公式和第二种融合方法给予理论分析。实验表明,该方法不可见性好,安全性高,对剪切、加噪、涂抹、滤波、旋转以及JPEG压缩等具有较强的鲁棒性。对一类灰度水印系统,从理论上深入分析了嵌入强度、鲁棒性、不可见性之间的关系,得到了三者之间的定量描述,给出了水印算法不可见性和鲁棒性的折中方案,为水印算法的设计提供了一定的理论指导。