本论文研究了基于白光信息处理的单通道彩色图像加密。根据白光信息处理原理,利用三色光栅对原始彩色图像进行编码,将R、G、B三个通道的彩色信息转换为灰度信息,彩色图像被编码为一幅灰度图像,从而使彩色图像的R、G、B三个通道合成为一个通道;再将此灰度图像作为待加密图像,采用双随机相位加密技术将其加密为稳定的白噪声,由此实现了彩色图像的单通道加密。本文的具体内容包括如下几个方面:1.利用三色光栅将原始彩色图像编码为一幅灰度图像,将彩色信息编码为灰度信息,R、G、B三通道被转换为单通道;解码时利用傅立叶频谱面上的空间滤波器将R、G、B的一级频谱滤出,经傅立叶逆变换后可得到恢复的彩色图像。编码和解码操作均在白光光学系统中进行。讨论了三色光栅的编码原理及应用。2.采用双随机相位加密技术对编码得到的灰度图像进行加密,将包含彩色编码信息的灰度图像变化为稳定的白噪声。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原始图像几乎是不可能的,由此保证了彩色图像加密的安全性。3.利用MATLAB对多幅彩色图像单通道加密的编码、加密、解密和解码的光学过程进行了模拟实验,模拟结果证明解码彩色图像基本恢复了原彩色图像的色彩信息。进一步采用融合零级的方法改善了解码图像的质量。利用RGB空间的颜色相似性度量对解码图像和原始图像进行了色差分析,分析结果验证了本方法的有效性。本文提出的基于白光光学信息处理的单通道彩色图像加密方法可采用全光学系统来实现。与彩色图像多通道加密方法相比,本方法进行加密时只需要一个通道,一套光学装置,因而大大简化了系统,降低了成本,实用性较强。双随机相位加密技术保证了彩色图像加密的安全性。