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数字图像具有表达信息形象直观,包含信息量大等优点,是非常重要的信息形式在网络上被广泛传播和使用,给人们的工作、生活带来极大的便利。网络的虚拟性、开放性,使得图像在传输过程中容易受到攻击,给个人乃至国家造成难以估计的损失。对图像进行加密是保护图像信息安全的一种有效手段,但因图像具有信息量大、相关性强、存储方式的二维性等特点,研究和设计适合图像的安全高效的加密算法变得至关重要。本文提出一种新的可以对图像像素点位置和值双重置乱的加密算法。为了进一步提高算法的安全性,将新算法和混沌系统相结合,分别基于整数小波变换和Contourlet变换对彩色图像实现加密,并从密钥敏感性、直方图、相邻像素相关性等多个方面对算法进行了性能分析,仿真结果表明,算法具有很高的安全性能。本文主要的研究工作:(1)提出了一种基于双重置乱的彩色图像加密算法。针对传统的基于像素点位置置乱加密算法的不足,设计了基于像素点位置和值的双重置乱加密算法,经过与传统算法对比分析表明,新的置乱算法具有更大的周期,安全性更高。为了使新算法的安全性进一步提高,将新算法与一维Logistic混沌系统结合使用。(2)提出了基于整数小波变换的彩色图像加密算法。针对整数小波变换重构效果更好,效率更高的优点,结合本文提出的双重置乱算法,在频率域对彩色图像进行加密。该加密方案首先对图像进行整数小波变换分解,然后对信息量丰富的低频分量进行加密,最后对各分量进行小波重构,得到最终加密图像。实验结果分析表明该方案可以达到很好的加密效果。(3)提出了基于Contourlet变换的彩色图像加密算法。鉴于Contourlet变换在描述图像方面的优良特性,提出了基于Contourlet变换的彩色图像加密方案。该算法首先对图像进行Contourlet分解,然后结合使用本文提出的新算法对低频分量加密,最后对各分量进行Contourlet逆变换,得到最终加密图像。实验仿真比较了基于整数小波变换和Contourlet变换两种加密方案的加密效果,结果显示,Contourlet变换应用于图像加密,有更好的加密效果。