近年来,随着计算机和物联网技术的不断发展,信息数据的存储量愈发增大。图像和视频等多媒体形式在我们日常生活中变得不可或缺,与此同时个人数据隐私也引起了人们的广泛关注。数字图像作为多媒体数据的典型代表,如何对图像数据进行有效保护成为了一个研究热点。数字图像加密技术是保护图像原始信息的一种最直接有效的方法。相比于文本数据,图像的高冗余度使得在加密过程中需要更加敏感和随机等特性的方法。不同于传统自然图像,光场图像作为一种三维场景的表示,在空间中不仅包含光线在传播过程中光的方向和强度信息,还多了角度域中的信息。如何将有效且可适用的加密模型应用于光场图像的安全保护,是一个值得探索的问题。混沌系统的一些基本特征,如对初始条件的极端敏感性、有界性、内随机性和不可预测性等,都符合现代密码学中混乱和扩散的两个基本原则。与传统的像素置乱等技术相比,基于混沌系统的图像加密技术的加密效果以及安全性往往更好。本论文从光场图像的安全保护出发,以此为基础,研究混沌理论、DNA计算和光学加密技术影响光场图像数据内容的因素及其作用方式,构建应用于光场图像的加密算法。在相关研究成果的基础上,提出两种光场图像加密算法,并进行了理论介绍和实验分析。本文的主要研究内容可以简述为如下两点。(1)考虑到光场图像的高维度特性,即明显区别于自然图像的空间域和角域的特征表示,采用混沌理论和DNA计算的加密技术结合并应用于光场图像加密。在相关理论基础上,提出一种基于DNA序列和混沌系统的彩色光场图像安全加密算法。首先,使用角域平面表示光场图像的多视角图像,然后在空间域中获得单一子视图图像。对于给定的子视图图像和随机矩阵,应用分块处理方法来将其划分为多个子块,再通过使用DNA序列和混沌系统对子视图图像进行加密。此外,考虑到光场中两个平面之间的关系,对所有子视图图像应用Arnold变换得到最终的密文图像。通过对加密算法的统计分析和安全性分析,实验结果表明,该方案在一定程度上有着良好的可适用性、可靠性和安全性。(2)通过对光学加密技术的优势分析,考虑到光场图像极高的数据冗余量,应用快速高效的光学加密技术到光场图像的数据保护。在此基础上,提出一种基于像素替换和双随机相位编码的光场图像加密方案。首先,采用角域平面来表示光场图像的多视图图像。针对单视图光场图像进行基于行和列的像素置乱和扩散处理,得到像素置换后的中间图像。然后利用基于双随机相位编码的傅立叶变换对经过像素置乱后的图像进行处理,从而获得最终的密文图像。实验结果证明,所提出的基于像素替换和双随机相位编码的光场图像加密模型,具有良好的抗噪声能力和较高的执行效率,这也表明本文提出的加密模型应用到光场图像上的有效性和适用性。