信息技术的快速发展在促进社会发展,给人们的生活带来便利的同时,采用高新技术手段伪造知名品牌的商标、重要文件(身份证、驾驶证等)、信用卡等进行欺诈的刑事案件越来越多,给国家、商业和个人的财产造成了巨大的损失,并且这类案件的危害性、隐蔽性很高,破案难度大。因此,不断寻求新的、安全的、可靠的防伪技术来增强商标、重要文件、信用卡等防伪能力是信息安全领域一直研究的重要课题。光学防伪技术对信息进行多维编码和信息隐藏具有维数多、鲁棒性强、信息量大、破解难等诸多优点,因此采用光学和光电方法探索和开发的信息安全系统在学术和应用上具有非常高的价值。本文主要研究在相位防伪掩膜设计中随机相位编码以及相位恢复中存在的若干问题。在项目研究中,基于随机相位编码技术将作为防伪标识的图像、文字等信息在特定算法控制下进行编码,获得随机分布的纯相位信息,再通过一些加工工艺制成透明的纯相位光学防伪掩膜。本文的主要完成了以下几方面工作：(1)在基础理论方面,简要分析了纯相位光学防伪掩膜设计制作的理论基础,以及传统的迭代相位恢复算法,并对其进行了计算机仿真,通过实际数据可以更加清晰的看出这些算法的优缺点；(2)基于传统的遗传算法提出了协同进化遗传算法,并融合该算法和GS算法的优点提出了基于协同进化遗传算法和GS算法联合算法,即CGA-GS算法,有效地提高了算法的收敛速度,改善了图像的恢复质量,同时又改进了GS算法的运算精度问题；(3)基于传统的模拟退火算法以及SA-GS算法提出了改进模拟退火算法,并将该算法和GS算法的优点结合提出了改进的模拟退火算法和GS算法联合算法,该算法充分发挥了SA算法的全局搜索的能力,有效地解决了GS算法容易陷入局部最优解的问题。有效地提高了算法的收敛速度,改善了图像的恢复质量,同时又改进了GS算法的运算精度问题。