随着计算机技术的发展,图像凭借其直观、生动的特点被广泛应用在人们的学习、工作和生活中。但是,图像作为信息在存储和传输过程中的一种重要载体,其面临的安全问题日益严峻。近年来,由于光学信息技术具有多维度、强鲁棒性、多参数的控制能力及高速并行的处理能力等优点被国内外的专家应用到图像加密技术中。本文针对光学处理技术在多图像加密算法中的应用研究,提出了三种多图像加密算法,主要工作概括如下:一、提出基于级联自由空间波传播变换的多图像加密算法。首先,在相位恢复算法中使用结构化相位掩膜,将每幅原始图像编码为一个相位掩膜图像;接着,将所有生成的相位掩膜通过使用相位掩膜多路复用技术集成生成噪声密文图像,同时生成每个明文图像相应的解密密钥。该算法扩展了图像加密的能力,在一定程度上避免了串扰噪声的影响,并且极大地减少了相位掩膜密钥的数量。仿真结果验证了该算法的可行性和安全性。二、提出基于级联分数傅里叶变换的多图像加密算法。为了提高安全性,对多图像进行两层加密。在第一层中,将一系列明文图像使用级联分数傅里叶变换编码为幅度分布,称为中间图像。在第二层中,使用干涉方法将中间图像加密成两个噪声分布的密文图像。该算法消除了干涉加密固有的轮廓问题,实现了加密图像分层解密,具有高权限的用户可以拥有更多的安全密钥并访问更多的原始信息。数值模拟实验证明了该方法的有效性以及对各种攻击的鲁棒性。三、提出基于干涉和逻辑映射的双图像加密算法。初始时,使用逻辑映射产生的随机序列,将原始图像重新排列成两个被置乱的分量。一个分量用作双随机相位编码的输入图像并加密得到密文;另一个分量被分解为两个相位掩膜,被分别放置在双随机相位编码的输入平面和变换平面上。将波长、轴向距离和逻辑映射的条件等参数作为附加密钥,可以进一步提高安全级别,最重要的是,可以有效地避免基于干涉的加密方法中存在的轮廓问题。通过一系列数值模拟,证明了该算法的有效性和可行性。