近年来,随着计算机网络和多媒体技术的迅速发展,多媒体版权保护与内容保护已成为一个亟待解决的问题。数字水印技术提供了解决这一问题的有效方法,已成为多媒体信息安全领域的一个研究热点,受到越来越多的关注。数字水印技术首先在图像领域得到了广泛的研究,但是今天越来越多的水印方案致力于保护新的数字多媒体数据,如音频、视频、文本及3D网格等。由于数字水印技术与载体数据紧密相关,如果能充分挖掘音频和视频特征,设计出来的水印将具有更好的安全性和实用价值。在数字水印技术快速发展的过程中,内容认证和版权保护的应用扮演了两个最主要的驱动力。本文的研究正是基于此方面的应用展开的。本文首先讨论了数字水印技术的基础性问题,说明了用于保护多媒体信息安全的数字水印的研究现状、应用、特性、面临的挑战以及发展趋势等。然后着重介绍数字水印技术的关键问题,在分析数字水印技术基本框架、性能参数及特有的攻击的基础上,研究了现有的典型音频和视频水印算法。接着研究了MPEG-2视频编码器,在视频的静态特征和动态特征方面对现有的算法进行了仿真实验,在对其进行详细的性能分析的基础上提出了改进的方法。同时在时间同步方面,提出了一种简单可行的方案。随后,本文详细分析了音频信号的几个重要特征,研究了经典的基于相位的音频水印算法,仿真结果发现该方法鲁棒性较差。于是,在深入研究音频的短时能量特征的基础上,本文提出了一种有效的鲁棒性水印算法。当前多媒体应用更多的是将音频和视频结合在一起进行传输、存储和处理,如VCD、VOD点播、电视会议等应用。而目前的研究大多是针对其中一种媒体,现有的水印技术在多种媒体的交叉方面的研究还很少。基于此方面的考虑,本文在最后研究了鲁棒性和半脆弱的两种交叉水印方案。本文提出的鲁棒性算法经实验表明,这种方法对于针对多媒体序列的攻击具有很强的鲁棒性,并且该算法对于一些常见的信号处理操作,如MPEG压缩以及信道污染如高斯白噪声也同样具有较强的鲁棒性。此外,如果攻击只针对单一的流,可以很容易地从另一多媒体流中恢复出嵌入的版权信息。而另一水印方案——半脆弱水印的实验结果证明了这种算法在保证音频和视频质量的同时,对常见的音视频压缩操作具有鲁棒性但对内容篡改十分敏感,能够用于诸如视频会议这样的应用场合。