数字图像作为多媒体信息中最重要的信息表达形式,具有形象、直观和生动的优点,尤其是在克服了以往因图像数据量大而带来的存储和传输的问题之后,它己经成为当今乃至今后信息表达方式的主流。与之相关的图像加密技术也成为信息安全领域的一个重要研究课题。近年来,由于光学信息处理系统可提供相位、振幅、偏振方向、波长等多种加密自由度,并具有高处理速度、高并行度的特性,使得对基于光学信息处理技术的图像加密方面研究越来越受到国内外研究者的青睐。而基于相位恢复算法的光学图像加密技术作为图像加密的一种有效的手段,自提出以来发展迅速,受到研究者们的广泛关注。相位恢复算法具有应用领域广泛、通用性较强、所需设备条件低等优点。随着计算机技术的日益发展与应用的普及化,完成迭代运算将会更加简便、快速,相位恢复算法定会有更大的发展空间,对基于相位恢复算法的图像加密的研究与探讨,必具有重要的意义。本文首先阐述了相位恢复算法在图像加密中的应用,就相位恢复算法中的迭代傅里叶变换算法(即GS算法)及菲涅尔域的GS算法进行了探讨和计算机模拟实验,并在此基础上提出了一种改进的算法——基于干涉的GS算法。为了提高图像加密的安全性,本文将基于干涉的GS算法与位平面信息分存相结合。将待加密的原始图像分解成三部分,分别通过算法进行加密处理转化为3个相位信息,然后通过相互调制原理将三个相位信息存入一个相位,实现了单幅图像的分层加密。为了达到较大容量的加密目的,本文将近年提出的基于干涉的图像加密算法与相位恢复算法相结合。先通过相位恢复算法将一幅图像转化为相位信息,再将该相位与另一幅图像的振幅构成一个复函数,通过基于干涉的图像加密算法将这包含两幅图像信息的复函数加密到两个相位中,从而实现了双图像的加密。本文提出的另一种较大容量的加密方法是在菲涅尔域的级联迭代双相位恢复算法的基础上实现的。该方法通过迭代双相位恢复算法,将多幅图像按照不同的密级顺序依次加密到两个级联的相位中,从而实现多幅图像的分级加密。图像的密级越高,解密时需要的相位的数目越多,只有拥有全部的相位才能解密出最高密级的图像。而且,相位的级联顺序在各级图像的解密过程中起到了额外密钥的作用。