光学信息处理具有容量大、速度快、并行性等优点，秘密信息可以被隐藏在相位或空间频率等多种参数中，因此利用光学信息处理对数字图像进行加密是一种行之有效的方法。Gyrator变换作为一种新的光学变换方法，在光学信息处理领域，尤其是图像加密方面逐渐受到人们的关注。　　本文主要研究了基于Gyrator变换的彩色图像加密及数字水印算法，主要的研究工作包括以下几个方面:　　一、实现了基于Gyrator变换的三通道彩色图像加密算法。该算法首先将原始的彩色图像分解成三个信道的图像序列，然后对三个通道分量采用同样的加密方法分别进行加密，最终将加密后的图像序列叠加为彩色密文图像。实验结果表明该算法具有较好的加密效果及安全性。　　二、提出了一种基于Gyrator变换与Arnold变换的单通道彩色图像加密算法。该算法采用两层加密技术，第一层加密过程中对三个信道分量进行Arnold变换，并且将置乱后的结果与Logistic混沌序列、Kent混沌序列相结合，生成三通道相关的数据信息，最后通过第二层加密将彩色图像加密成一幅灰度图像。仿真实验结果证明了该算法的有效性和安全性。　　三、实现了基于Gyrator变换的灰度图像和彩色图像数字水印算法。灰度图像水印算法使用了加权加法准则，成功将灰度水印信息嵌入到灰度宿主图像中。彩色图像水印算法首先使用单通道彩色图像加密方法将彩色水印图像加密为灰度密文水印信息，然后将密文分别嵌入到彩色宿主图像的三个信道中，完成整个水印的嵌入过程。仿真实验包括水印嵌入、各种水印攻击测试，表明了算法具有良好的鲁棒性。