在最近一二十年,数字水印领域的研究人员提出的水印算法逐年递增,数字水印技术获得了飞速的发展,其应用领域也越来越多,涉及到版权保护、内容认证、注释标记、使用控制等方面。其中,水印技术在版权保护的领域是使用得最普遍的。而鲁棒性数字水印对版权保护是起决定作用的,这需要水印既能抵抗JPEG(Joint Photographic Experts Group)压缩、裁剪、加噪等常规攻击,又能抵抗平移、旋转、缩放等几何攻击。因为设计优良的抗几何攻击的水印算法一直是一个难题,对数字水印的研究将重点放在让水印能抵抗几何攻击,达到更好的鲁棒性的目的上。不可见性、水印嵌入容量和鲁棒性是水印算法最主要的三大指标,但这些指标两两之间都是互相制约的,能在不同的应用环境下同时较好地达到三个指标的水印算法的设计是一个具有挑战性的问题。另外,研究如何在达到这些指标的基础上使算法尽量能够有较低的时间和空间复杂度也是有相当重要的意义的。对数字水印的研究也将重点探讨能更好地解决这些问题的有效实用的方法,从而为设计出具有更高的综合性能的水印系统打下坚实的基础。利用Krawtchouk矩的离散正交性和良好的重构性能,根据水印图像的大小自适应、地修改和水印大小相当的某些含低频分量的稳定低阶矩,通过对修改后的矩进行重构来嵌入水印,获得含水印图像。通过对含水印图像的某些低阶Krawtchouk不变矩按照特定的方式构造出不变矩特征矩阵,用不变特征矩阵来生成认证信息,以此获得水印的鲁棒性。实验结果表明,该水印算法在水印的不可见性、嵌入容量和鲁棒性上都具有很好的效果。算法具有较稳定的鲁棒性,适用于对鲁棒性要求较高的环境下。利用图像的小波低频域具有更好的稳定性,根据水印图像的大小对图像进行特定级的小波分解,对低频子图系数进行修改并重构后获得含水印图像。利用小波域低频子图的不变质心对攻击具有更强的免疫力,用改进的低频子图的不变质心构造不变特征矩阵来生成认证信息。实验结果表明,该算法在保持水印较好的不可见性、嵌入容量和鲁棒性的同时,算法运算速度比基于Krawtchouk矩的算法有了相当大的提高,可适用于实时性的环境中。将计算图像Krawtchouk矩和求取图像不变质心的方法应用于二值图像,产生了两种针对二值图像的鲁棒性水印算法,实验表明这两种算法都是有效的。利用二值图像圆区域中目标像素点的概率密度对平移、旋转、缩放等几何变换具有良好的不变性的特点,将概率密度生成的认证信息用于水印算法的认证。实验结果表明,该算法仍然能保持一个好的水印算法所需的各项主要指标,而且在算法运算速度上比基于不变质心的算法又有了相当程度的提高。通过对抗几何攻击的水印算法的研究,取得了若干具有理论意义和实用价值的研究成果,为更进一步地对数字水印进行更深入的研究,设计大型实用的数字水印系统创造了良好的条件。