边缘检测就是获取目标物体的边缘信息的方法,通过基于轨道角动量（Orbital Angular Momentum,OAM）的螺旋相位滤波器对目标物体进行径向希尔伯特变换,螺旋相位衬度成像可获取目标物体的边缘信息。鬼成像,又称为关联成像,它的奇特之处在于成像的“非定域性”,即对于两支相关联的光路,如果物体放在其中一支光路上,通过符合测量,可以在另一支相关联的光路上获得物体的像。论文针对螺旋相位衬度成像质量提升方法和基于OAM全息术的多目标鬼成像方法进行研究,主要工作如下:（1）提出了基于OAM的叠加螺旋相位滤波器的边缘检测方法。针对现有的拓扑荷单一的螺旋相位衬度成像系统边缘检测性能较差的问题,论文分析了不同拓扑荷的螺旋相位滤波器对边缘检测性能的影响,利用OAM的正交特性,设计一种基于OAM的叠加螺旋相位滤波器,在频域等效实现Sobel边缘检测算子效果,从而大大提升螺旋相位衬度成像的边缘检测性能。仿真结果表明,基于OAM的叠加螺旋相位滤波器的边缘检测性能远远优于传统的拓扑荷单一的螺旋相位滤波器,信噪比和均方根误差性能均提升50%以上;在此基础上,论文将这种叠加思想延伸到各向异性边缘检测中,将传统的单方向边缘检测滤波器通过叠加操作,得到了能够实现多方向边缘检测的滤波器,仿真和实验结果表明,与只能滤除单一方向上边缘的单方向边缘检测滤波器相比,该滤波器具备滤除数个来自不同方向上边缘的能力。（2）提出了基于OAM全息术的多目标鬼成像方法,并给出相关的多图像加密方案。首先通过OAM全息技术,利用不同拓扑荷的OAM螺旋相位生成OAM复用全息图;然后将OAM复用全息图用作鬼成像系统的目标,依据不同OAM入射光对OAM复用全息图的强选择性,获得与输入OAM拓扑荷相关的目标物体信息;最后将不同随机散斑光场照射到目标物体,获得其对应的桶探测器值,利用桶探测器值与对应的散斑的关联,直接获得目标物体信息,其中利用压缩感知算法恢复目标物体。仿真与实验结果表明,该方法可以同时实现多个目标物体的鬼成像。由于OAM的强选择特性以及其拓扑荷理论上可以取得任意整数,因而该方法理论上可以实现任意数量的多目标鬼成像。在此基础上,论文提出基于OAM全息术的多图像加密方案,并且通过实验分析了现实传输过程中密钥可能遇到的各种风险,结果表明该加密方案具有较强的鲁棒性和安全性。