随着信息网络化和印刷技术的不断发展,文档的复制和传播变得非常容易,文档信息的安全面临着极为严重的挑战。数字水印作为一种潜在的解决方案,备受青睐。本文重点研究了提升二值文本图像水印对几何攻击和打印-扫描(Print-Scan, PS)操作的鲁棒性问题,并提出了提升水印抗几何攻击性能的文本图像归一化方案,以期设计面向文档安全的更加实用的水印算法和系统。作为应用研究的一部分,水印的系统方案尤为重要。本文设计了基于二值文本图像水印的文档安全系统框架,其主要面向纸质文档和电子文档在传输过程中的安全问题。该框架包括文本图像的归一化处理、文本图像水印嵌入器和检测器。为了解决文档在PS操作和传输过程中可能遇到的文本图像加噪、倾斜、缩放等问题,本文提出了一种新的图像归一化方法,主要包括文本图像二值化、去噪、倾斜度校正以及字符切分。归一化后的图像在倾斜角、文字大小和页边距方面满足一组预先定义的标准,用于归一化的仿射变换矩阵可通过倾斜检测和字符分割技术获得。实验结果显示该方法每个步骤的操作都达到了预期的效果,一定程度上保证了水印嵌入的有效性和检测、提取的准确性,从而进一步提升文本图像水印抵抗几何攻击的性能。文档安全要求水印具有对几何攻击和PS操作的鲁棒性,然而,文本图像的特性很大程度上加大了水印设计的难度。为了解决这个问题,本文提出了一种新颖的双域水印(Double domain watermarking, DDW),创造性的运用了基于变换域的水印方案来提升水印的鲁棒性,即水印模板作为一个变换域信号产生,但是在空间域里调整局部嵌入强度使得水印信号适合人类视觉系统的特征。DDW算法允许使用两个域的特征进行水印嵌入,且避免了直接对文本图像做变换,从而引起不可接受的质量损失。理论分析和实验都表明,DDW算法对常见的图像处理、几何攻击和PS操作具有良好的鲁棒性。