本文将超混沌系统与压缩感知和离散分数随机变换等相结合,设计了两种图像压缩加密算法,并对这两种图像压缩加密算法进行了仿真测试与分析。大量仿真实验验证了这两种算法的安全性和良好的压缩性能。本文主要研究结果如下:提出了基于超混沌系统和二维压缩感知的图像压缩加密算法。该算法利用离散余弦基对原始灰度图像进行稀疏表示,将Logistic混沌映射控制的部分Hadamard矩阵作为压缩感知中的测量矩阵对图像进行二维投影测量,以同时实现图像的压缩和加密。利用Chen氏超混沌系统控制循环移位操作,这一非线性操作可以有效地改变图像的像素值,实现对压缩后的图像的二次加密。该算法的解密过程为先对压缩加密的密文图像进行逆循环移位操作,利用ANSL0算法从逆循环移位操作结果中重构出解密图像。该图像压缩加密算法有效地减少了传输过程中的数据量和密钥消耗量。仿真结果表明:该图像压缩加密算法计算复杂度低,且能够抵抗统计分析、暴力攻击和噪声攻击等。设计了基于超混沌系统和离散分数随机变换的图像压缩加密算法。该算法先对图像执行离散余弦变换得到频谱图,再按照频谱切割的方法对图像进行压缩。利用高维超混沌系统产生的混沌序列控制离散分数随机变换中的随机矩阵,在离散分数随机变换域中对原始图像进行加密。超混沌系统的初始参数和离散分数随机变换的分数阶次同时作为该算法的密钥,增大了密钥空间。该算法既适用于单幅图像的压缩加密,又适用于多幅图像的并行压缩加密。对多幅图像而言,在加密之前对每幅明文图像执行离散余弦变换以得到多幅频谱图,分别对每幅频谱图进行Zigzag扫描,将每幅明文图像的直流分量和低频部分切割出来并拼接成新的二维矩阵,即混合频谱图,从而实现多幅图像的压缩。仿真结果表明:该算法安全性高,压缩性能好,并且能够抵抗常见攻击。