当今网络和通信技术迅速发展。在网络世界中,由于多媒体的内容丰富全面,信息直观易懂,使其成为了信息交流过程中的主要方式。而数字图像拥有多媒体的诸多优点,因此带给人类许多便利。但同时也带给非法攻击者可乘之机,图像信息被大量窃取造成了很大损失。因此图像加密成为了特别重要的问题。近年来混沌理论逐渐引起各领域专家学者们的关注,特别是在混沌密码学领域,大量的混沌系统被应用到加密中。其中Logistic混沌、Lorenz混沌及Henon混沌等都是低维混沌。众所周知,低维映射所产生的混沌序列都是由少数的初始值,少数的系统参数经过简单迭代形成的。将其应用于加密领域已显得不是十分安全。因此在选择混沌系统时,拥有更复杂动力学行为,更多初值和参数的高维超混沌系统,越来越受到人们的青睐。本文首先介绍了混沌基本理论及几种典型的混沌、超混沌系统,着重阐述本文使用的超混沌Qi系统;其次,考虑到混沌序列数字化后的退化现象,提出一种新的混沌序列二值化的方法,提高了混沌序列的随机性和分布的均匀性;再次,分别采用图像隐写技术、位平面分解和Contourlet变换的方法,将图像进行空间域和频率域的变换。并用明文图像的MD5值来控制每次加密时使用的混沌初值,增强了序列对明文的敏感性。提出了两种基于Qi超混沌的图像加密算法;最后,进行了大量的Matlab仿真实验,其仿真结果及安全性分析表明:本文所提的基于Qi超混沌的图像加密算法具有安全性高,密文分布均匀,抗攻击性强等特点。