1996年信息隐藏学作为一门学科正式诞生,使得图像、音视频水印技术领域的研究逐渐成为社会的热点关注。随着多媒体技术的发展,wav、mp3等音频格式的出现使得音频水印技术的研究呈现多元化。MIDI(Musical Instrument Digital Interface)音频最早作为数字乐器接口协议出现,极大提高了音乐的传播的速度。由于MIDI音频具有容量小、易于制作等优点,被广泛运用在音乐制作、游戏背景等方面。MIDI音频以二进制指令形式记录声音的播放速度和响度,有别于波形音频。目前相比于传统音频水印的研究,国内外对MIDI音频水印方面的研究相对较少,因此基于MIDI音频方向的水印算法仍需做进一步的研究。本学位论文基于MIDI音频结构特征,提出两种改进的MIDI音频水印算法,进一步优化前人提出的MIDI音频水印算法,提升MIDI水印的嵌入容量和安全性,并选取两种适用于MIDI音频质量评价的客观方法和提出基于绝对信息熵的音频客观质量评价模型。首先提出一种基于MIDI音符时间差和力度值的双阈值音频水印算法。该算法改进MIDI音频单一参数的LSB(Least Significant Bit)算法,采用H-K主旋律提取算法与时间波动算法生成嵌入的双阈值,根据阈值选取适当的时间力度参数进行LSB嵌入,达到提升嵌入容量的目的,分别对水印信息和载体进行Logistic和Arnold置乱处理,达到提升安全性的目的。其次,提出一种基于DCT域的MIDI音频水印算法。该算法考虑音高是声音的属性之一,且音高是由发音物体的基频决定,因此将MIDI音频音高转化为基频。DCT变换能够产生DC分量和AC分量,由于DC分量的绝对值远大于AC分量值,因此本文将水印信息与DC分量结合获得载密的音高,将载密的音高与原始音高形成的差值作为全新的水印信息嵌入到MIDI音频载体中,该算法将空域与频域相结合,极大的提升了水印的安全性。最后,为评价算法的透明性,分别采用主观质量评价方法和客观质量评价方法对含水印的MIDI音频进行质量评价,并提出绝对信息熵模型对音频音质进行客观质量评价。为验证算法的抗攻击性,选择四种常规攻击方式进行攻击实验。实验结果表明本文提出的MIDI音频双阈值水印算法的水印通道容量能够达到6%-13%,与传统的LSB力度值水印算法相比,水印嵌入容量提升了3%,且本文提出的两种算法均能在一定程度上抵御外部攻击。两种客观质量评价结果与主观评价结果一致,且提出的绝对信息熵评价模型结果也与主观质量评价结果相符,说明本文算法具有良好的透明性。