近年来，多媒体信息的内容认证是信息安全领域的一个重要研究课题。多媒体数字签名是以主动的方式对多媒体信息进行真实性、完整性认证的重要手段之一。本文以数字图像为研究对象，根据图像内容真实性与完整性认证的客观需求以及图像处理与分析理论，提出了两种有效的图像签名算法。在此基础上，建立了基于签名的图像篡改检测与篡改定位方案，主要工作如下：　　 提出了一种基于非负矩阵因子的图像签名算法。该算法首先利用自适应Harris角点检测算子提取图像的特征点，利用稳健的特征点对图像进行三角剖分，然后对每个三角网格进行正规化处理，并利用对称映射理论生成对应的矩阵，之后利用非负矩阵分解算法得到分解因子，量化压缩后生成特征分量，利用特征分量生成最终图像签名。在此基础上，利用签名中各分量与三角网格之间的映射，建立了特征点与图像空间结构之间的对应关系，构造了一个篡改检测与篡改定位方案。　　 提出了一种基于特征点局部区域统计量的图像签名算法，该算法综合利用小波变换和Harris角点检测技术提取图像的特征点，并以特征点邻域的统计量作为关键信息生成图像签名；在此基础上构造了一个基于签名的图像篡改检测与篡改定位方案，该算法利用Fisher准则自动生成签名匹配阈值，避免了现存算法依赖人为指定签名匹配阈值所引入的主观性，以及依赖于大规模样本库的低效性。该方法较好地实现了图像签名的鲁棒性与篡改定位能力之间的折中，对几何形变、常规图像处理操作都具有良好的稳健性，同时对恶意篡改攻击、细微的纹理变化以及颜色改变攻击具有较好的敏感性，并能够确定被篡改区域的位置。　　 本文的研究成果不仅可以用于数字图像的内容真实性与完整性认证，而且可以用于大规模媒体库的快速检索。