从传统互联网时代发展到当今用户数量更为庞大的移动互联网时代,秘密图像相关的问题变得愈加严重,如频繁出现的智能手机丢失往往导致隐私照片丢失和被偷窥。图像秘密共享方法为解决上述问题提供了一种有效的途径,其将秘密图像分成多张份额图像并分发给多位参与者,每位参与者不能根据他/她的份额图像获得关于秘密图像的任何信息,然后,在指定合格子集内的参与者可以一起恢复出原秘密图像,从而避免了单点失效问题,同时有效地保证了秘密图像的私密性。图像秘密共享领域的研究一般可分为三类：基于计算设备解码的图像秘密共享、基于纯视觉解码的图像秘密共享以及前两者的结合。本文针对第一类研究提出了四种新方案,这四种方案涉及到可逆隐写、视觉质量、运算性能和安全性方面的研究,同时针对第三类研究,提出了关于置乱处理、安全性和无损恢复方面的新方案,本文的具体研究成果如下：(1)提出了基于SMbLSBC (Steganography Method based on Least Significant Bits Construction,简称SMbLSBC)、多项式和EDEM(Enhanced Dynamic Embedding Method,简称EDEM)的图像秘密共享方案,该方案利用具备可逆隐写特性的SMbLSBC方法避免了基于模余运算的隐写方法引起的运算溢出性问题和部分宿主图像像素不可用性问题,并进一步降低了隐写过程中对宿主图像像素的修改程度(modification extent);此外,该方案利用EDEM方法提高了隐写图像的视觉质量,并采用伽罗瓦域GF(28)内的运算克服了多项式模251时引起的像素截短问题和图像膨胀问题；最后,该方案针对宿主图像像素的修改程度和方案的实际运算性能做了分析和比较,并探讨了嵌入容量的灵活性特征。(2)基于多项式(也可称作Shamir方法)的方案存在着：(a)多项式输入值的互异性问题：部分方案利用宿主图像像素作为多项式的输入值,如果发生某些像素值相同的情况,就需要修改这些值以保证输入值的互异性,而这会导致隐写图像视觉质量的降低；(b)多项式模251时存在的像素截短问题和图像膨胀问题；(c)运算性能较低的问题(即计算复杂度为O(nlog2n))。为克服这些问题,本文提出了基于数独和细胞自动机的图像秘密共享方案,该方案利用一维可逆记忆细胞自动机的输入值非互异性及非模251性分别解决上述(a)和(b)问题,并且该方案的计算复杂度为D(n)且支持并行计算,从而改进了上述(c)问题,同时该方案再利用具备可逆隐写特性的基于数独表的隐写方法避免了基于模余运算的隐写方法引起的运算溢出性问题和部分宿主图像像素不可用性问题,实验表明该方案还可以生成视觉质量较高的隐写图像,实现秘密图像和宿主图像的无损恢复。此外,本文还提出了不需要额外存储空间的基于SMbLSBC.细胞自动机和EDEM的图像秘密共享方案,实验表明该方案除了具备上述方案的优点外,还进一步提高了隐写图像的视觉质量,增强了嵌入容量的灵活扩展性。(3)初始配置中的细胞总数和邻居半径的值过小会导致细胞自动机的混淆和扩散特性不足以打散秘密图像像素间的高相关性,因此仅仅使用一维可逆记忆细胞自动机来生成份额图像时会出现部分份额图像泄露原秘密图像信息的问题,为了解决这个安全性问题,本文提出了无需第三方置乱方法的图像秘密共享方案,该方案通过增大细胞总数和邻居半径的值实现了秘密图像的置乱处理,使得图像置乱和秘密共享这两个过程都可由一维可逆记忆细胞自动机这种方法来完成,实验表明该方案可以生成随机性强的份额图像来避免泄露原秘密图像信息的问题。(4)针对第三类研究,本文提出了一种基于CAISSS (Cellular Automata Image Secret Sharing Scheme,简称CAISSS)和VCS (Visual Cryptography Scheme,简称VCS)的二合一图像秘密共享方案(CAISSS and VCS-combined TiOISSS,简称CVTiOISSS,其中TiOISSS是Two in One Image Secret Sharing Scheme的简称,表示计算设备解码和纯视觉解码相结合的图像秘密共享方案),该方案解决了现有若干TiOISSS方案存在的依赖第三方置乱方法及置乱图像直方图与秘密图像直方图相同的问题,进一步提高了份额图像的安全性,实验结果表明该方案还具备秘密图像可无损恢复、份额图像尺寸较小和预览图像视觉质量可调的优点。