互联网和数字多媒体技术的发展极大地提高了各种资源的共享性，同时也对数字多媒体产品的安全传输和存储提出了挑战。其中，由于数字图像应用的高度普及，图像数据安全受到了越来越多的重视，并已成为信息安全的一个重要课题。 图像加密是保障图像数据安全的有效手段之一。尽管传统文本加密方法可以用于加密图像，但因为未考虑图像数据特点，加密效率不高。根据图像允许微小失真的特点，盲源分离图像加密方法利用盲源分离理论的欠定难题实现了多幅图像加密。由于所用密钥图像互相独立，且与明文图像大小相同数目相等，该方法具有很高的安全性。 然而，由于盲源分离存在顺序和幅度不确定性，且不能直接分离强相关图像，盲源分离图像加密方法存在两个缺陷。首先，与原始图像相比，解密图像顺序和灰度值可能发生变化；其次，加密多幅强相关图像时，解密前须进行去相关预处理。针对上述两方面问题，本文研究了盲源分离图像加密方法的特点，提出了特征提取和信息嵌入两种改进的解密算法，并给出了一种基于相关运算的新解密算法。 特征提取法包括直接特征提取算法和间接特征提取算法。在加密端，该方法从各明文图像中提取其代表特征，在解密端，利用提取的特征消除解密图像的不确定性。信息嵌入法则利用数字水印技术向图像嵌入少量信息，通过检测各解密图像是否含有这些信息，消除解密图像不确定性。此外，本文利用密钥图像在合法解密时已知，且密钥图像与明文图像不相关的特点，提出了一种新的基于相关运算的图像解密新方法。该方法根据加密方程计算加密图像与密钥图像的相关阵，通过忽略不相关信号间的较小相关阵，首先估计欠定加密阵，然后得到解密图像，较好地解决了盲源分离不确定性和无法直接解密强相关图像的问题。大量的计算机仿真和性能评价结果验证了本文方法的有效性。