随着Internet的迅速发展和个人计算机的普及，人们得到图像、音频或视频等数字作品越来越方便。这极大地扩充了人们获取知识的手段，同时也带来了一些副作用，如作品著作权被侵犯、作品被恶意篡改等。传统的以密码学为基础的著作权保护体系，在Internet时代陷入了困境。 数字水印技术把水印信号以不可感知的方式嵌入到数字作品中，是实现著作权保护的有效方法，近年来受到工业界和学术界越来越多的重视。从上世纪九十年代以来，数字水印技术取得了良好的发展，人们提出了大量水印算法，也涌现了各种国际会议组织、工业组织和专业的数字水印公司。 但水印技术的发展也遇到的一些困难，主要有：1)面临几何攻击的严重挑战。目前绝大多数数字水印算法都面临被几何攻击破坏检测器的检测能力的问题。 2)无力抵抗协议攻击。由于协议攻击的存在，在计算机和因特网组成的开放计算环境中，在当前的市场环境和法律环境下，水印无法实现完全的著作权保护。3)应用模式的研究不足。当前数字水印的研究主要集中在技术上，而忽略了应用模式的研究。 本文在总结水印研究工作的基础上，针对几何攻击和协议攻击给水印技术带来的挑战，结合水印的具体应用模式，设计了2种新的水印算法，另外，还总结了本人在数字博物馆项目数字水印子项目中的工作。主要内容概括如下： 1)介绍了数字水印的各种属性、分类方法和应用领域，总结了数字水印的通信模型，概括了数字水印可能面临的四类攻击。 2)设计了一种基于图像分割和HVS的自适应图像水印算法。算法利用了图像分割技术，每个前景区域都有自己的语义权值，包括若干个子块；根据人类视觉系统的屏蔽特点，给出每个子块的屏蔽权值，在不改变视觉效果的前提下尽可能大地提高水印强度；水印信号只嵌入到集中在图像中央的前景区域，背景区域不嵌入水印，因此可以抗边缘剪切攻击；嵌入每个前景子块的水印信号强度取决于语义权值和屏蔽权值。实验结果表明，算法有较好的抗移除攻击和边缘剪切攻击性能。 3)在总结小波域水印算法的基础上，设计了一种多用途的图像小波域盲水印算法。该算法将水印信号嵌入到三层小波分解的第三层高频系数中，有效避开了JPEG压缩对算法性能的影响，实现算法对移除攻击的鲁棒性；量化嵌入方法确保了水印的盲检测；用3×3滑动窗口搜索高频系数量化值被修改的情况，可以定位图像被剪切/替换的区域。实验结果表明，这种算法在JPEG压缩下，既有较好的抗移除攻击性能，又能定位剪切/替换攻击。 4)总结介绍了在数字博物馆项目中开发的数字水印系统，包括系统分析、设计和实现。