随着宽带通信网络的发展与数字格式的多媒体数据的出现，我们的生活变得越来越便利，但也存在众多挑战。音乐制品作为多媒体产品中的重要组成，其制作与在线传输越来越便捷。为了防止多媒体信息被侵权及非法篡改，音频内容的版权保护变得越来越重要。而数字水印作为一种数字产品版权保护的新技术已经得到了广泛的重视与研究。当前数字音频水印技术存在的主要挑战在于：在不可感知条件下，水印系统如何才能同时获得强鲁棒性和高水印嵌入率。本文基于这个目的，以音频数据作为水印嵌入对象，主要研究工作如下：(1)如何利用通信模型的算法来提高水印的检测性能。(2)如何在嵌入端使用攻击特性提高整个水印系统的鲁棒性。(3)在不可感知条件限制下，可以获得的最高比特率为多少?如何去逼近它。在本文中，我们使用数字信号处理、心理声学模型、通信的理论等方法来分析和设计音频数字水印算法。本文研究的主要成果是通过分析、改进原有音频水印算法，利用通信模型来提高水印检测性能，在嵌入端采用攻击特性提高水印系统的鲁棒性，且算法复杂度的增加在可接受范围内，从而设计出一种性能杰出的音频水印算法，算法能通过标准的水印攻击进行验证。主要的技术包括高速率嵌入水印，利用通信理论中的信道模型来模拟水印传输和检测，使用攻击特性过程来模拟受到的攻击。当然，本论文也包括了一些参考文献中其它音频数字水印算法的优点。