随着计算机网络技术和多媒体技术的迅速发展,以及Internet的普及,图像、音频、视频等数字媒体已经成为信息交流的主要方式。人们可以轻松地从因特网上获取各种数字作品。由于数字作品极易被非法复制和篡改,目前对多媒体作品的侵权也变得更加容易,损害了作者及版权所有者的利益,使得数字作品的信息安全保护和版权保护成为一个急需解决的问题。国际上提出了一种数字水印技术,可有效的保护数字产品的安全性和版权。近几年数字水印尤其是彩色图像数字水印技术在国际上引起了人们很大的兴趣和注意,得到广泛的研究和应用。本文以静止图像为研究对象,简要介绍数字水印的研究背景、基本特征、分类以及应用,系统阐述数字图像水印技术的基本原理和典型算法,并对数字图像水印的攻击作了详细的介绍。在分析现有水印算法的基础上,结合混沌技术,设计实现了三个改进算法,第一个是基于Logistic映射的改进型水印生成算法;第二个是一种基于混沌的多位平面空域彩色图像数字水印算法;第三个是一种基于变换域和空域相结合的多水印改进算法,最后通过一些常见的图像处理及攻击实验验证了算法的性能。1.几种基于Logistic映射的改进型水印生成算法。利用Logistic混沌映射生成的混沌序列,对水印图像进行置乱和加密。实验结果表明,这些算法实现起来比较简单,而且加密后的水印信息安全性高、分布更加均匀,抗剪切性能好。2.基于混沌的多位平面空域彩色图像数字水印算法。该算法利用人类视觉系统对蓝色敏感性较差的特点,并结合混沌技术和典型的空域最低有效位算法,设计实现了利用Logistic混沌映射生成的混沌序列,来控制水印信息随机嵌入蓝色分量的后四位平面中去。实验证明这种算法比典型的空域算法抗填充攻击能力强,而且嵌入水印的容量大,抗剪切攻击和椒盐噪声攻击的性能好。3.基于变换域和空域相结合的多水印改进算法。多水印是指将水印分裂为重要信息和不重要信息,该算法充分利用变换域鲁棒性强和空域嵌入容量大的特点分别嵌入重要信息和不重要信息。本算法有效地解决了不可见性和鲁棒性之间的矛盾,大幅度扩展了水印信息的嵌入容量,增强了算法的鲁棒性和安全性。该算法可以实现在JPEG压缩、滤波、添加噪声、剪切、亮度与对比度变换等攻击下,至少能够提取出一个或一个以上的水印信息。实验证明这种方法具有嵌入容量大、鲁棒性好、简单易行等优点。