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针对单一水印算法在强鲁棒性和保证数字图像的完整性上难以达到平衡的问题，提出了一种基于环面自同构映射和天牛须搜索（BAS）算法的双重水印。第1重认证水印用于篡改检测和恢复，载体图像分块，利用环面自同构映射生成恢复矩阵并计算每块的均值构造认证水印。第2重零水印用于版权保护，载体图像经过离散小波变换（DWT）,将得到的低频区域分块并依次利用非负矩阵分解（NMF）和增强奇异值分解（BN-SVD）构造零水印，BN-SVD中参数β利用BAS自适应获得。实验结果表明：第1重认证水印有较好的篡改检测和恢复效果；在多种攻击下，第2重零水印算法仍可以有效提取水印，得到的归一化相关值均在0.99以上。该算法有效保证了数字图像的完整性，提高了算法的鲁棒性和安全性。