数字水印技术作为信息安全领域的一个新的研究热点，已成为多媒体数据版权保护和内容认证的重要手段之一。近年来由于研究人员的关注和重视，产生了很多优秀的、成熟的水印算法，尤其是在图像版权保护领域。在研究图像数字水印算法的过程中，离散小波变换是使用颇多的算法，其原因主要在于它与JPEG图像压缩编码标准相互兼容，因而在抗压缩方面具有较强的鲁棒性。但是由于小波理论本身无法实现图像的精细分解，因而水印嵌入的区域选择比较有限，导致基于小波的水印算法的鲁棒性不强。针对基于小波变换的水印算法鲁棒性不强的问题，提出了一种基于Contourlet变换的图像数字水印算法。该算法中的Contourlet变换是一个由Laplacian金字塔分解变换和方向滤波器组共同构造出的双滤波器组结构，该滤波器组能够将图像分解成多个尺度上的低通子带图像和多个方向上的高频子带图像。将这一变换理论运用到数字水印的载体图像上，就可以分解出多处区域可供水印嵌入，从而能够很好的弥补小波变换存在的不足，使得水印算法具有较强的鲁棒性。本文的主要工作：（1）在水印嵌入之前对其进行了多种图像处理操作，主要包括灰度化处理、中值滤波处理、直方图均衡化、二值化、灰度加密、像素位置置乱加密等，从最大程度上保证了水印图像不被干扰并保证水印的安全。（2）提出了基于混沌序列的双因子加密算法，该算法是本文的重点研究内容之一。算法利用现代密码体制，使用两个混沌序列作为数字水印的加密密钥。将其中一个密钥用于水印灰度值加密，扰乱直方图统计信息，降低攻击者通过直方图统计方式完成对水印攻击的概率，从而为水印图像提供了第一层安全防护；将另外一个混沌序列的排序位置作为水印位置加密的密钥，进一步从视觉上以及位置上扰乱攻击者的视线，从而为水印图像提供了第二层破译防护。（3）原始载体图像预处理。为确保水印嵌入位置的安全性及载密图像的鲁棒性，本文将图像归一化技术中的不变质心理论运用到原始载体图像中，从而获取原始图像的归一化重要区域，也是水印信息将被嵌入的区域。（4）运用Contourlet变换方法对原始载体图像的归一化重要区域实施变换，以获取该区域的高频子带图像，并选取其中能量最大的子带作为水印的嵌入区域，然后利用一定的嵌入规则完成水印嵌入，最后使用Contourlet逆变换得到加密后的载密图像，从而完成了水印嵌入。（5）结合本文算法，自主设计并实现了相应的数字水印系统。该系统主要包括文件、图像处理、水印嵌入、水印提取以及攻击测试五大模块，几乎涵盖了本文算法涉及的所有图像处理功能。测试结果表明，该系统能够很好地实现本文算法，具有一定的应用价值。