鬼成像是基于空间强度关联获取物体信息的一种新型成像方法,随着计算鬼成像的提出和实现,鬼成像的应用得到了极大地拓展。鬼成像与其它技术相结合,不仅充分利用了已有技术的特点,如光学加密技术的高速处理和多维度隐藏信息特点以及数字水印的高隐藏性,又具备了鬼成像的非定域特性,具有重要意义。因此,论文研究基于计算鬼成像的光学加密和数字水印方法具有重要的参考价值。论文首先在对计算鬼成像以及QR编码的研究基础上,考虑到QR编码的特性,提出了一种基于QR编码的计算鬼成像光学加密方法。方法中,Alice首先生成N个随机的相位掩膜并将其分享给Bob,原始图像信息首先被Alice编码成QR二维码图像,然后利用计算鬼成像系统对其进行加密,Alice测量与N个随机相位掩膜相对应的透射光场总强度值并将其发送给Bob。Bob利用随机相位掩膜以及与之相对应的桶探测器测量值通过计算鬼成像重构方法恢复出QR二维码图像,最后使用QR解码APP解码二维码图像得到原始保密信息。数值仿真结果表明,合法用户能够无失真的得到原始保密信息,而对于非法窃听者,即使窃取超过60%的数据也难以获得任何信息。随后,考虑到压缩感知技术可以用少量的测量数据获得物体成像,提出了一种基于压缩感知的QR编码计算鬼成像光学加密方法,通过实验和仿真进行验证。实验结果与理论分析和数值仿真结果吻合,这证明了本方案的实用性,极大的减少了恢复图像所需要的数据量以及恢复时间,提高了二维码图像的恢复质量,为基于QR编码计算鬼成像的光学加密方案走向实用化创造了条件。最后,随着数字水印在版权保护以及保密通信领域的广泛运用,对水印的安全性提出了更高的要求,论文给出了一种基于计算鬼成像的数字水印方案。方案中,首先利用计算鬼成像对水印图片进行加密处理,生成N个相位掩膜作为秘钥并将桶探测器测量得到的N个强度值组成一个二值矩阵,然后将其作为新的水印嵌入载体图片中。合法用户通过秘钥和关联恢复算法能够正确提取水印图片。数值仿真结果表明本方案具有很高的安全性,即使在非法用户窃取部分秘钥的情况下也很难从载体图片中提取清晰的水印。