数字水印是保护数字作品版权，防止数字作品篡改和非法传播等的一门技术。从1990年提出至今，有关这方面的研究倍受科技工作者和广大用户的重视，已成为国内外研究的热门课题之一，研究成果也层出不穷。但是数字水印技术远未成熟，许多问题亟待解决。 本文重点对灰度图象数字水印技术进行研究，主要工作如下： 1) 鉴于目前数字水印的理论研究比较薄弱的现状，本文通过分析数字水印的特点，建立了一个数字水印的数学模型，为进一步研究数字水印打下了基础； 2) 根据以上建立的模型，通过引入容量和稳健度的概念为数字水印提供了一个客观评价方法，并对一些数字水印算法进行了分析； 3) 为增强数字水印抵抗几何攻击的能力，研究了受几何攻击的图象的复原问题，并给出了一个计算图象几何变换参数的方法； 4) 通过分析图象灰度插值算法和Haar小波变换的特点，结合HVS的掩蔽效应，设计了一个公开的有意义数字水印算法，实验结果表明本算法具有较强的稳健性； 5) 目前许多水印算法都是通过在空域或频域修改象素值的方法嵌入水印的，这种方法面临着透明性和稳健性的矛盾，为解决这个矛盾，本文提出以图象的某些稳定的数字特征为水印的观点，并结合Hermite矩阵的特点设计了相应的水印算法，实验结果表明该算法具有较好的稳健性。