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提出一种基于非负矩阵分解（non—negative matrix factorization，NMF）及其正交投影变换的数字水印算法．利用NMF构造图像基于部分表示的基矩阵，将其正交并作为水印检测的密钥；将水印信息嵌入图像在正交基矩阵上投影的系数矩阵；再通过反变换重构图像．由于上述措施保持了NMF部分表示整体的能力，且改迭代运算为矩阵投影运算，因而算法在重构精度方面表现出明显的优势．将其应用到数字水印系统，并与文献中实现的水印算法进行对比．实验结果表明，改进算法的鲁棒性更好，实用性更强．