数字水印技术是一种新的信息隐藏技术，其基本思想是在数字图像、音频和视频等产品中嵌入秘密的信息以便保护数字产品的版权。数字水印弥补了密码技术的缺陷，成为当前多媒体信息安全领域发展最快的热点技术之一，并受到了国际学术界的高度关注。在数字水印技术中，水印的透明性和鲁棒性一直是该领域人们研究的热点。chirp类水印是近几年才提出来的，本论文在国家自然科学基金项目“基于分数阶傅立叶变换的图像数字水印理论和应用研究”的资助下，对采用chirp类水印结构的水印方案及有效的水印检测方法做了深入研究。在分析各类时频域chirp信号检测手段的基础上，重点研究了基于分数阶傅立叶变换的水印检测和嵌入方案。主要内容如下： 1．研究分析了图像在分数阶Fourier域的能量分布，并给出了仿真实验结果。仿真结果表明当对图像进行二维分数阶Fourier变换时，图像在分数阶域内的能量分布随阶数而变。此结论为选择最佳水印投影面和设定检测阈值提供了参考依据，同时也为水印算法设计时如何折中透明性和鲁棒性提供了参考依据。 2．提出了基于分数阶Fourier变换的水印检测算法，并给出了水印鲁棒性的仿真实验。算法仿真表明与基于Radon-Wigner变换的检测算法相比，算法避免了积分变换运算，并且由于分数阶Fourier变换可以采用FFT来实现，使得计算更为方便，检测时间缩短；鲁棒性仿真表明算法对裁剪、高斯白噪声干扰以及常规图像处理过程具有一定的鲁棒性。 3．利用分数阶Fourier变换存在不同时频平面(不同阶数的FRFT域)这一特点，提出了一种新的FRFT域数字水印方法。水印结构依然采用二维多分量chirp信号，把多分量chirp信号依次嵌入到不同时频平面，检测算法利用了分数阶Fourier变换的旋转相加性。由于chirp信号可以灵活的嵌入到不同的FRFT域内，该算法增强了水印系统的鲁棒性和安全性。算法的仿真试验表明：本文提出的算法对于常见图像处理操作和有损压缩是鲁棒的。 4．在分数阶Fourier变换域水印方案的基础上，推导出chirp类水印变换域嵌入容量的估计公式，仿真实验证明了估计公式的正确性和可靠性。