随着数字多媒体信息的广泛应用，尤其是因特网的日益普及，数字作品的版权保护问题日益突出。数字水印技术通过在数字作品嵌入水印信息提供了有效的版权保护，已成为科学研究的热点领域之一。本文对基于小波域隐马尔可夫(HMM)模型的数字图像水印算法进行了研究。小波域HMM模型精确的刻画了数字图像小波系数的统计特征，水印的检测相当于在强噪声中检测弱信号，因此基于HMM模型的水印算法有助于提高水印检测性能。为增强水印鲁棒性，需要在不可见的前提下对原始图像的统计特征做最大程度的更改。本文在单比特水印算法中提出了具有方向性的优化嵌入策略，增强了水印鲁棒性。在多比特水印算法中，通过对最大似然检测器鲁棒性的分析，得到了优化嵌入策略的原则，使用了水印图案分散嵌入和扩展映射等优化策略，在小波变换中频实现了较大容量水印的嵌入和检测。此外，还对基于后验HMM模型的盲检测算法进行了研究，证明了后验模型的有效性，实现了真正的盲检测。