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随着网络技术和多媒体处理技术的快速发展，数字产品在版权保护和内容真实性认证方面正受到越来越严峻的挑战。近年发展起来的鲁棒的和半脆弱的数字水印技术正逐步成为解决问题的重要手段之一。本文重点研究鲁棒的和半脆弱的数字水印系统，并围绕着鲁棒水印系统中的人类视觉模型，水印检测和抗几何攻击以及半脆弱水印系统中的内容认证等方面进行了深入研究，主要研究成果如下：(1)提出了两种基于人类视觉模型的鲁棒水印方案，即基于块自适应因子的鲁棒水印方案和基于三维人类视觉模型的鲁棒水印方案。块自适应因子是利用表征图像纹理的非零量化系数个数设计的人类视觉模型。基于该因子提出了盲和非盲的鲁棒数字水印方案。基于灰度图像在三维空间实现水印嵌入的思想，给出了相应的三维人类视觉模型，设计了盲的鲁棒数字水印方案。实验验证了所提两种方案的有效性和鲁棒性。(2)提出了两个检测算法，即针对一般乘性嵌入的相关检测和基于内容分类的乘性最优检测。所提相关检测算法利用了正交变换系数与水印信号之间相互独立的原理，而所提最优检测算法则利用了不同内容的分布模型差别较大而内容相似的分布模型也相似的原理。所提相关检测算法中理论推导、性能分析和实验验证表明了该算法的有效性和鲁棒性，而所提最优检测算法中对比实验验证了该算法鲁棒性的提高。(3)提出了抗几何攻击的半盲数字水印系统，并以此系统为基础提出了基于角点的半盲抗几何攻击方案。该系统利用含水印载体的信息校正被攻击的含水印载体，实现抗信号处理攻击的盲检测和几何攻击的半盲检测。基于角点的半盲抗几何攻击方案通过角点的匹配来精确估计几何攻击参数，校正后实现对几何攻击的鲁棒性。(4)提出了多特征的水印认证设计规则，并根据此规则提出了半脆弱的多特征水印认证方案。在利用认证集合全面分析了多媒体认证方案的安全性后，提出了水印认证设计规则。而所提水印认证方案从小波变换的最低频和中频分别获取全局特征和局部特征，利用这些特征形成的全局水印和局部水印嵌入载体实现半脆弱认证，同时文中详细分析了所提方案的安全性。最后，分析了当前一些相关数字水印算法中存在的问题，指出了进一步研究的方向。