信息时代的到来改变了人们的生活方式和思维方式。快速发展的数字技术层出不穷，多媒体技术也是其中的重要产物。相比于文字等其他媒体形式，数字图像包含着更多的信息，成为当前信息传播与知识积累中非常重要的载体。大量产生的数字图像也给多媒体安全研究提出了新的挑战。为了保证图像媒体存储与传输的安全，一种新兴的多媒体安全技术应运而生——数字图像伪装技术。数字图像伪装技术相比于传统的图像安全保护方法具有更强的隐蔽性与安全性。但这种技术还缺乏更深入的理论研究，现有算法还不能保证各方面的安全需求，所以有必要对其所涉及的关键技术以及安全性进行全面研究，将数字图像伪装技术提高到更高水平。本文首先详细阐述了数字图像伪装中的三个关键技术：图像密写技术、图像修复技术与图像合成技术。在具体阐明一些概念的同时分析了数字图像伪装中面临的问题。并提出了解决关键问题的新方法，使得数字图像伪装系统的安全性、可用性等方面有了显著提高。本文的主要研究工作和创新性成果包括以下几点：（1）提出了基于遗传算法的密写方法，这种方法能够在提高密写算法安全性的同时保证载体图像的质量。在实用性密写方法的研究中，通过仿射变换的应用，消除了密写后图像统计特性异常的现象，提升了密写方法的抗检测能力。（2）研究了拷贝-粘贴检测的特点并设计了抗拷贝-粘贴检测的安全图像修复方法。传统的图像修复方法只追求修复后的视觉效果，不具备抵抗盲检测攻击的能力。通过本文方法的使用，使得经过拷贝-粘贴后的图像不但具有很高的安全性，而且能够保证良好的图像质量。（3）针对JPEG分块压缩特点构造了块效应去除滤波器，保证了在JPEG图像合成过程中的分块一致性。同时针对重采样和重压缩等图像处理操作，使用优化算法调整图像的统计特性，使不同来源图像的统计特性达到了一致化。实验结果表明，本文提出的算法可以有效去除上述几种图像合成痕迹。（4）设计了高隐蔽性的图像安全传输系统与分区域的图像标密系统。本文在数字图像传输与数字图像标密两种环境中进行了图像伪装的应用研究，通过测试验证了上述设计具有较好的实用性。