随着网络通信技术的不断发展,多媒体信息的交换和传输变得异常方便和快捷,借助Internet人们可以发布自己的产品、传递重要信息、进行学术交流以及参与电子商务等。但随之而来的副作用也十分明显。任何人都可以通过网络轻而易举地得到他人的原始作品,甚至不经作者的同意而任意加以复制、修改,严重地侵害了作者的著作权。因此,如何在网络中实施有效的版权保护和解决信息安全的问题,成为了一个迫在眉睫的研究课题。目前,一种专门解决多媒体信息版权和完整性保护的技术——数字水印技术,受到学术界的广泛关注。它将水印嵌入到数字化媒体中,然后通过对它的检测提取来对图像的使用情况进行跟踪,从而实现版权保护等功能。本文以静止灰度图像为研究对象,将小波变换、分形技术等图像处理技术和人类视觉系统模型引用到数字水印技术中,设计和实现了一种利用方向性小波树的分形匹配来确定嵌入位置、利用人类视觉系统模型来确定嵌入尺度的数字水印算法。本文通过对分形图像编码和小波域数字水印技术的研究,讨论和研究了基于分形和小波变换的数字图像水印算法。对图像进行小波分解后,将小波系数树分解为方向性小波树,并分别构造成域子树和值子树,然后在每一个值子树的相同小波方向子带搜索匹配的域子树,最后在每个方向子带选出匹配度比较高的一部分域子树作为嵌入树,起到很好的保密效果。在水印的嵌入中运用了人类视觉系统模型,不仅将其作为水印嵌入的强度,还根据人类视觉对不同方向子带的噪声敏感度不同的特点,在敏感度较低的方向子带嵌入较多的水印信息,在人类视觉条件允许的情况下最大限度的增加了水印嵌入的强度,保证其不可见的同时最大限度增强了其鲁棒性。最后,本文对多幅图像进行了几种常见的水印攻击,包括JPEG压缩、添加高斯白噪声、中值滤波、剪切和旋转等。在攻击后进行了水印的提取和相关性检测实验,实验结果表明,本文设计的算法在具有较好的不可见性的同时也具有很好的鲁棒性。在得出实验结果的同时本文还对结果优劣的原因以及实验中出现的问题进行了分析。