在如今飞速发展的信息化时代下,人们需要存储、传递和表达的信息量大小和种类也在急剧增加,本课题研究了一种能够实现数据存储容量扩增的彩色二维码技术。相比于传统的黑白二维码,它在兼具彩色外观的同时具有更大的容量密度优势。另外,针对数字产品层出不穷的恶意篡改、侵权等现象,提出了一种以设计的容量扩增的彩色二维码作为水印信息嵌入到彩色载体图像中的数字水印算法,为数字产品的版权保护与合法使用提供了一种更加行之有效的解决方案。本文的研究内容主要包括彩色二维码容量扩增技术的研究、生成及识别系统的设计与实现以及离散小波变换（DWT）数字图像水印算法。通过增加二维码模块中的存放位数来实现二维码信息存储容量的扩增从而生成对应的4色和8色两种彩色二维码。提出利用HSL颜色空间模型来确定彩色二维码的颜色选择方案。对彩色二维码的编解码原理进行研究并提出利用颜色通道合并与分离技术来实现4色和8色彩色二维码的生成和识别。采用基于霍夫检测的方法实现了对彩色二维码图像的倾斜校正。通过编写相应的纠错编码和译码算法实现了单独生成数据信息对应的纠错码字以及对数据信息的自动检错、纠错,弥补了当前在这一方面研究的不足。将彩色二维码的信息存储容量与传统黑白二维码进行对比分析,结果表明4色和8色彩色二维码理论上可以实现信息容量的2倍和3倍扩增。经过相关的系统需求分析和功能结构设计之后,本文使用Qt Creator软件开发了基于Windows平台下的4色和8色两套彩色二维码的生成及识别系统。利用系统所具备的生成、合并、分离及识别四种功能模式可以分别实现对应4色和8色两种彩色二维码的自动生成和准确识别。经过对系统进行整体测试之后,结果表明系统各部分均能够正常工作,可以实现预期的功能。文中设计了基于彩色二维码的DWT数字图像水印算法。使用Arnold变换的图像置乱技术来实现对水印信息的加密保护。采用融合嵌入的方式将水印图像分层分别嵌入到对应的载体图像中。通过对小波基函数的特性分析及嵌入强度测试,确定出合适的小波基函数及水印信息的嵌入强度值。水印嵌入及提取的实验结果表明该算法具有良好的不可见性而且提取出来的水印图像与原始水印的相似度较高。对本文的数字图像水印算法进行攻击实验后,结果表明它在抵抗几何攻击以及信号处理攻击方面具有良好的鲁棒性。