本论文研究了光学信息处理技术在图像加密、隐藏中的应用。采用双随机相位加密技术,将图像加密成相息图,并针对相息图和密钥量化后所造成的再现像与原始图像之间的误差,提出用有记忆的模拟退火法对相息图进行优化设计；针对灰度图像和二元图像的不同特点,提出将需要隐藏的灰度图像和二元图像分别加密成相息图和二元相息图用于隐藏；采用彩色图像直方图相似度研究了加入隐藏信息以后彩色宿主图像色彩的变化以及隐藏信息权值对彩色宿主图像色彩畸变的影响；将基于相息图迭代的双随机相位加密技术和双相位加密技术相结合,实现了彩色图像的单通道加密。 本文具体内容包括以下几个方面： 1.采用基于相息图迭代的双随机相位加密技术,将图像加密成仅相位分布的相息图,并通过在相息图与一个随机的傅氏谱之间应用相位迭代算法,确定相息图及密钥的相位分布。 2.针对相息图和密钥量化后所造成的再现像与原始图像之间的误差,提出用有记忆的模拟退火法对相息图进行优化设计,讨论了在应用有记忆的模拟退火法时,选取控制算法进程的冷却进度表的各项参数的方法。 3.将一幅加权的二元相息图隐藏于一幅彩色的宿主图像中,并采用彩色图像直方图相似度研究了加入隐藏信息以后彩色宿主图像色彩的变化以及隐藏信息权值对宿主图像色彩畸变的影响。被隐藏的二元相息图由一幅原始待加密二元图像采用基于相息图迭代的双随机相位加密技术,用有记忆的模拟退火算法获得。宿主图像的不同剪切度对隐藏信息提取质量的影响也被讨论。 4.将一幅灰度图像的相息图隐藏于一幅宿主图像中,该相息图是采用基于相息图迭代的双随机相位加密技术得到的。为提高信息提取的质量,在加入隐藏信息前,一个低通滤波器被用于对宿主图像进行了滤波。用归-化的相关度研究了所加入相息图的权值对宿主图像的影响,宿主图像的剪切对隐藏信息提取质量的影响也被分析。 5.将彩色图像转换到HSI空间,并将其合并到一个通道,实现了对彩色图像的单通道加密。其中,I分量即可作为相位编码的原始待加密图像,而采用双随机相位加密技术对S分量加密后得到的相息图,与H分量一起构成了对I分量加密的双相位。由于双随机相位加密技术有很高的安全性,在不知密钥的情况下解出S分量几乎是不可能的,由此保证了彩色图像加密的安全性。给出了模拟实验结果。