近年来,计算机和网络技术的迅猛发展使得人们可以方便快捷地获取和传播多媒体作品。但是这也引发了一系列有关多媒体数字作品安全性及版权保护等问题。数字水印技术作为一种有效的解决方案,得到了越来越广泛的关注。本文首先综述了数字水印的研究现状,深入分析了数字音频水印的系统模型、基本原理和性能评估标准。在充分了解了音频信号特征并掌握常见技术的基础上,对现有扩频水印算法进行改进,提出了两种新的基于跳频扩频方法的数字音频水印算法。本文的创新点及成果如下:(1)设计了一种基于单音序列的跳频扩频水印方案(STFH)。定义了一种新的扩频序列即单音序列(ST)来替代现有的扩频序列。现有的扩频序列将水印码元嵌入到原始音频的全部频点上,而STFH方案则将水印码元嵌入到单一频点上,听觉感知效果更为良好。此外,理论推导得到了高斯白噪声下的误码率和离散信道容量公式。(2)设计了一种基于正交单音序列的跳频扩频水印方案(OSTFH)。提出了并行嵌入多路水印信息的新思路,大大提高了离散信道容量;通过解析法求解得到了OSTFH方案取得最大离散信道容量的条件,并在信噪比趋于无穷大的情况下验证了公式的正确性;由于其离散信道容量远远大于已有方案的,因此还引入了信道编码的理论降低误码率。(3)在水印有效载荷相同的情况下进行音频攻击测试。实验结果表明,本文提出的OSTFH算法不仅具有良好的不可感知性,而且对于抵抗常见音频攻击具有更好的鲁棒性。