信息安全已经成为信息化时代一个重要的研究课题，提高信息传输的安全性是现今不断探索研究的目的。光学信息安全技术因其在信息处理中的并行性和快速性，被广泛地应用于图像加密当中。目前，已被提出的光学图像加密的算法有很多，根据不同的需要可以选择不同的加密方法，或者将几种不同的加密算法结合在一起以获得安全性更高的加密方法。本论文在双随机相位编码技术的基础上，提出了几种可以应用于灰度图像和彩色图像加密的新型算法，引入均方误差函数对算法的安全性进行评估，并在此基础上尝试进行算法改进工作。本论文的主要内容可简要概括如下。提出了一种基于Logistic混沌映射的彩色双图像加密算法。简要地介绍了所使用的Logistic映射的基本概念，并对其特性进行了分析，分析了其在应用于图像加密中的优势。结合仿射变换和离散余弦变换，实现了对两幅彩色图像的加密。该算法的密钥空间很大，能够抵抗统计攻击，对噪声攻击和裁剪攻击都具有较好的抵抗能力，安全性较高。提出了一种基于双随机相位编码的图像加密算法。先介绍了DCT的特性，数值模拟了其对图像的压缩处理。采用DCT将四幅图像编码到一幅图像当中，再进行仿射变换。仿射变换中的相位角矩阵由Logistic映射生成，映射初始值由随机函数生成。相比于随机相位掩模板来说，该相位角矩阵仅需两个可知的没有相关性的实数来生成，在进行密钥传输时，可以通过两个通道进行独立地传输，提高了密钥传输的安全性。将得到的图像放入双随机相位编码系统中的输入平面，在输出平面获得最终的加密图像。数值模拟验证了该算法的可行性。采用相关系数和均方误差函数对加密效果进行分析，加密图像相邻像素间的相关性很弱，对各种攻击的抵抗力强，安全性高。提出了一种基于纯相位的多图像加密算法。将待加密的图像均编码为相位信息，并被随机相位掩模置乱后放入加密系统的输入平面，结合Logistic映射和分数傅里叶变换实现多幅图像的加密。加密系统中只需要一个透镜，降低了系统搭建的复杂度。并且在加密过程中会生成私人密钥，每个私人密钥只能解密出一幅图像。数值模拟证明了算法的可行性，使用均方误差函数来衡量算法加密效果，并在此基础上对算法进行改进。