互联网络和信息科学的飞速发展，为信息的传输和处理带来了极大方便。在信息安全、信息战及数字媒体版权保护等需求的推动下，信息隐藏技术引起了极大关注，迅速成为国际上的研究热点。尤其在当今国际大环境下，如何构建安全可靠的信息传输系统已经成为信息时代保密通信所面对的重要问题。另外小波分析理论和小波系数统计建模在信号与信息处理领域中的应用，越来越受到人们的重视。如何利用小波系数统计模型提取图像特征信息是十分重要的课题。该课题的研究将有助于图像去噪和信息隐藏算法的设计。 本文在分析和总结小波变换、图像处理、信道编码和已有信息隐藏技术的基础上，针对信息隐藏和图像去噪的应用进行了深入细致地研究。主要的创新性工作包括： 1) 设计了一种图像多签名数字水印方法。方法利用小波变换多分辩特性和人眼视觉特征，将不同强度的多个签名水印扩频到彩色图像不同色块的小波域，然后进行小波逆变换生成水印图像。在保证很好的透明性的前提下，多个有意义的签名水印能提供更可靠的版权识别和证明，并且多签名水印相互配合可以实现水印算法的全面强鲁棒性。当彩色图像转化为灰度图像后仍能从中提取出水印信息。 2) 提出了一种盲数字水印算法。方法利用整数量化函数的特点实现了小波域中有意义水印的嵌入和提取。水印的提取不需要原始载体信号的参与，使其具有很好的实用价值。 3) 提出了一种新的基于混沌耦合映象格子的安全信息隐藏算法。方法利用混沌耦合映象格子的高维时空混沌和初值极端敏感的特性，生成超混沌复合序列，该序列具有很好的伪随机性和安全性。待嵌入的秘密信息经超混沌复合序列伪噪声调制后再嵌入到载体信号的小波域中，可以获得极强的安全性。 4) 提出了一个基于多向量基的量化索引调制的大容量盲信息隐藏算法(MV-QIM)。方法在多个正交向量张成的正交子空间中嵌入多个bits的信息，并且多个信息的嵌入不会相互干扰。同传统的扩展量化索引调制算法(ST-QIM)相比，MV-QIM取得更好的嵌入容量。算法在保证大容量信息嵌入的同时，在隐藏系统的嵌入容量和鲁棒性之间寻求了一种平衡。