提出了一种基于光学柱面衍射的非对称双图像加密方法.首先对两幅灰度图像作离散余弦变换, 得到相应的频谱, 分别保留两幅离散余弦变换频谱的低频数据和任意1/3的高频数据, 并将其中一幅图的低频和任意1/3的高频融合为新的复合频谱, 对其进行柱面衍射后进行相位截断生成振幅和密钥.生成的振幅与第二幅图像的低频数据进行相同的加密过程产生新的振幅与密钥.最后将新生成的振幅与第二幅图的任意1/3的高频数据融合为新的复合频谱, 通过柱面衍射后的相位截断生成密文和新的密钥, 其中密文变成了原图的1/4.对两幅512×512的灰度图像进行加密测试, 结果表明重建图像的质量高, 相关系数值均高于0.97, 峰值信噪比均大于33 dB.基于柱面衍射的光学图像加密克服了传统平面衍射的对称性, 同时柱面衍射的内柱面半径、柱面高度、衍射距离可以作为加密系统的附加密钥, 扩大了密钥空间, 增加了系统的安全性.

为了解决传统密码系统由于对称特性导致的安全性低的问题, 提出了一种新的基于柱面衍射和彩色空间转换的单通道彩色图像加密方法。在加密过程中, 首先将彩色图像变换为YCbCr4:2:0格式的单通道图像, 然后经过两次柱面衍射和相位截断操作对图像进行加密。在解密过程中, 将密钥与密文结合, 经过两次柱面逆衍射后重建出彩色原图。由于柱面衍射过程是一个非对称的过程, 此算法可以克服基于平面衍射的加密系统的对称特性, 将其应用到基于相位截断的加密系统中可以进一步有效提高加密系统的安全性。仿真结果表明, 该算法能够有效地对彩色图像进行单通道加密, 不仅可以高质量地恢复原始彩色图像, 而且加密系统具有较高的安全性。