为了保护图像的信息安全,图像加密技术已经成为信息安全领域研究的重点问题。其中最具有代表性的技术是基于双随机相位编码（Double Random Phase Encoding,DRPE）的图像加密技术,该技术近年来得到了广泛发展。本文总结分析了基于DRPE的光学图像加密的一般框架,并在一般框架下提出新的加密技术。具体内容如下:（1）本文总结了基于DRPE光学图像加密技术的一般框架,一般框架由预处理操作,随机相位掩模和光学变换三部分构成。在预处理操作中,详细介绍了有代表性的预处理操作Arnold变换,奇异值分解和压缩感知。在随机相位掩模方面,详细介绍了生成混沌随机相位掩模的一维和二维混沌映射。在光学变换方面,详细介绍了傅里叶变换,分数傅里叶变换,菲涅耳变换,Gyrator变换和线性正则变换。（2）针对一般框架中的随机相位掩模部分,本文提出了一种由掌纹,混沌随机相位掩模和幅度截断傅里叶变换产生混沌掌纹相位掩模生物密钥的新方法。掌纹的唯一性能够提高加密系统的安全性。此外,根据一般框架,本文提出了一种基于生物密钥和奇异值分解的光学图像加密系统。在加密过程中,图像经过光学加密后进行奇异值分解得到的三个部分,其中两部分相乘生成私钥,另一部分进行后续的加密。奇异值分解操作使得加密密钥与解密密钥不同,有效抵抗选择明文攻击。数值仿真结果表明了所提出的加密系统的可行性和安全性。（3）针对一般框架中的预处理部分引入矢量分解,提出了一种基于矢量分解和混沌掌纹相位掩模的光学图像加密系统。在该方法中,待加密图像首先经过矢量分解操作进行第一步加密,矢量分解得到的两个相位板,一个进行后续的加密,一个作为私钥用于解密。矢量分解的引入使得DRPE加密系统非对称,有效抵抗选择明文攻击。大量的数值模拟实验验证了加密方法的可行性和安全性。（4）针对一般框架中的预处理部分引入非负矩阵分解,提出了一种基于非负矩阵分解和Gyrator变换的光学灰度图像加密系统。在该方法中,待加密图像首先经过非负矩阵分解运算,得到基矩阵和系数矩阵,系数矩阵进行后面的加密,基矩阵作为密钥。该方法的优点是图像经过非负矩阵分解后被压缩,能够节省存储空间和计算资源。数值仿真结果表明了所提出的加密系统的可行性和安全性。