随着电子商务和电子政务的快速发展,企事业单位、党政机关等需要处理大量的电子文档,比如商业合同、工程设计图等重要文档。通常此类电子文档都是以二值的形式存在。另外,为方便信息交流与共享,很多电子文档还要被打印成纸质文档,甚至有时还需要重新扫描成电子文档以方便在网络上进行传输。这为不法分子窃取、篡改文档留下了较大的可乘之机。因此,对可能经历打印扫描操作的数字栅格二值图像进行版权保护,是当前亟待解决的重要问题。目前关于数字栅格二值图像抗打印扫描水印算法的研究工作较少,而且不能将其直接运用于纹理结构简单且黑色区域分布不均匀的数字栅格二值图像。本文利用图像置乱技术解决了该问题,提出了两种抗打印扫描数字水印算法。本文的主要工作包括:(1)提出一种基于扩展加性噪声模型和图像置乱的数字栅格二值地图抗打印扫描水印算法。算法首先计算出每个像素的可翻转系数,接着对图像做置乱与分块处理,最后基于扩展加性噪声模型及水印信息翻转分块中相应数量对应类型的像素点完成水印信息的嵌入。实验结果表明该算法不仅可以提供较大的水印嵌入容量和较好的不可感知性,而且能够抵抗打印扫描对图像施加的影响,具有较强的鲁棒性。同时,该算法拓宽了其适用载体图像类型的范围。(2)提出一种基于特征矩阵离散余弦变换(Discrete Cosine Transform,DCT)和图像置乱的数字栅格二值地图抗打印扫描水印算法。首先,算法计算出每个像素点的可翻转系数,紧接着对图像做置乱与分块处理得到其特征值矩阵,接着对该特征值矩阵做DCT变换并依据水印信息修改其DCT系数,然后对修改后的DCT系数矩阵进行逆DCT运算,最后,翻转对应分块的像素点并将其逆置乱。实验结果表明该算法提供了较大的水印嵌入容量和较好的不可感知性,能够抵抗打印扫描的攻击具有较强的鲁棒性。同时,与原始算法相比,其具有较低的实现复杂度,而且其可以适用于军事地图、工程设计图等类型二值图像。(3)设计开发了一套数字栅格二值地图抗打印扫描数字水印系统。系统实现了验证其使用者合法性的用户认证管理模块及上述两个算法。本文研究成果可应用于纸质地图的安全分发以及版权保护,为纸质地图的安全保护提供新的有效手段。