光学加密技术作为近几年新兴的加密手段,得到了快速发展,光学图像加密的最终目的是在保证安全性的前提下尽可能提高算法的实用性,加密图像的参数越多,密钥空间也越大,相应的能够提高图像在传输过程中的安全性。此外生活中经常有需要同时传输多幅图像的场景,因此多参数多图像加密方法成为了研究热点。本文对几种典型的图像加密方法进行了深入研究,结合相位恢复算法和干涉加密的优势,对多幅图像和多参数的加密算法进行了探讨。首先,在分析了光学图像加密解密的基本过程的基础之上研究了菲涅尔域GS(Gerchberg Saxton)算法的基本原理和分数傅里叶干涉加密系统,结合GS算法加密方式更灵活和分数傅里叶干涉加密算法的解密过程比较简单的优势,设计了一种改进的算法——基于干涉的菲涅尔域GS加密算法。并对以上算法的安全性进行了实验仿真。上述算法安全性较低,利用Arnold变换可以在传输的过程中任意设置变换次数的特点,将基于干涉的菲涅尔域GS加密算法与Arnold变换相结合,设计了一种新的单图像干涉加密算法,新增一个置乱次数的密钥。再引入多参数分数傅里叶干涉加密算法,设计一种多参数干涉加密算法。新增向量参数密钥,并将分数阶参数扩展到二维。大大扩展了密钥空间,提高了单图像加密算法的安全性。再次,由于上述算法只是对一幅图像进行加密,有一定局限性,无法加密多幅相关图像。针对多图像加密,我们设计一种新的多图像加密算法。对菲涅尔域GS算法进行改进,消除了多图像恢复过程中出现的串扰现象。此外,引入混沌Logistic映射,相比于Arnold置乱新增两个密钥。进一步提高了多图像加密系统的安全性。实验结果证明,恢复图像与原图相似度接近100%,几乎达到了无损解密。最后,将以上多图像加密算法应用在单幅彩色图像的加密中。为了提高加密算法的效率,结合DCT压缩和频谱切割设计一种新的彩色图像加密方法,频谱切割中应用的是Zigzag扫描顺序,可以在切割低频分量的过程中精确到每一个系数,此算法大大降低了加密解密的耗时,实现了对彩色图像的实时加密和解密。