数字水印技术作为一门迅速发展的新兴交叉学科,已成为信息安全领域的研究热点。由于数字水印是永久嵌入在宿主数据中具有可鉴别性的数字信息,并且它不影响宿主数据的可用性,因此数字水印技术为互连网络上的多媒体产品的版权保护等问题提供了一个潜在的有效解决方案。数字水印的研究方法很多,其中利用光学系统来实现水印技术是比较新颖的尝试。分数傅里叶光学是将数学中的分数傅里叶变换引入光学而形成的现代光学信息技术的新分支。它是傅里叶光学的发展和延拓,它在保留傅里叶变换的原有性质和特点的基础上,又增加了傅里叶变换所没有的新性质和特点,同时其分数阶也成为一个新的自由度。由于分数傅里叶变换与菲涅耳衍射存在着密切的关系,因此这就为人们利用相干光学处理系统来实现分数傅里叶变换提供了条件。1993年Lohmann阐述了分数傅里叶变换与菲涅耳衍射的内在联系,并完成了相应的光学实现装置,从而为分数傅里叶变换的研究开拓了新的研究方法。本文在对数字水印技术的系统模型和实现方法进行分析和论述的基础上,探讨了使用光学信息处理系统实现数字水印技术方法的可行性。光学信息处理具有容量大、速度快、并行性及装置简单等优点,并且信息可以被隐藏在诸如相位或空间频率等多个参数中,因此利用光学信息处理对光学图像进行相关的信息隐藏操作是一种十分具有研究价值的方法。本文的主要工作有以下几项内容:第一、提出了利用光学信息处理系统进行数字水印嵌入的方法,主要是分数傅里叶变换谱域的水印算法。分数傅里叶变换谱具有空域和频域双域信息表达能力,因此其相对于频域算法,其具有更灵活的应用性。在变换级次较小时,其频谱的幅值分布比较分散,抗攻击能力更好。而其变换级次也可以作为解密密钥,提高了水印的安全性。第二、对光学系统的水印嵌入算法分别进行了计算机模拟实验,验证了数字水印嵌入和提取系统的可行性与效果。从仿真计算的角度论证了基于傅里叶变换的图像隐藏方法的可行性和可靠性。第三、同时对数字水印的嵌入效果进行了测试实验,如几何攻击,噪声干扰,不同类型图像的嵌入效果对比等实验。通过实验可知,基于变换域的算法具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。