随着互联网的兴起以及数字设备在世界范围内的普及,信息安全的重要性日益凸显,安全高效的图像加密算法成为广大学者追求的目标。分数变换域图像加密技术因其具有高鲁棒性和更大的密钥空间,在图像加密领域广受关注。在分析现有图像加密方案的基础上,本文提出了两种基于混沌系统的分数变换域图像加密算法。具体的研究内容如下:提出了一种基于相位截断短时分数傅里叶变换和超混沌系统的图像加密算法。该算法将明文图像分成4个不重叠子图像,并利用相位截断分数傅里叶变换、波置换和分数傅里叶变换组成的加密单元,对子图像分别进行编码。紧接着,将编码后的子图像拼接为一幅中间图像,并借助相位截断和相位保留将幅值矩阵和相位矩阵从中间图像中分离出来,相位矩阵在解密时使用。通过Chen氏超混沌系统控制的波置乱和位异或运算来改变幅值矩阵元素值和位置,以提高系统的抗干扰能力。此外,Chen氏超混沌系统的初始值的生成受四个控制参数和明文图像像素平均值控制。仿真结果表明该图像加密算法对常见的攻击具有高鲁棒性。提出了一种基于多阶分数离散切比雪夫变换和混沌系统的图像加密算法。该算法利用2D Logistic-adjusted-Sine映射生成的多阶分数离散切比雪夫变换的分数阶向量和生成序列对图像进行变换以得到实值图像。采用2D Sine Logistic modulation映射控制的位异或运算、多向扫描和多向逆扫描组成的多轮扩散方法来扰乱实值图像的像素值和位置,使明文图像单个像素值的改变扩散到整个加密图像中。通过SHA-256函数和MD5函数将明文图像的统计信息映射成两个二进制序列,并借助这两个二进制序列以及控制参数推导出密钥。仿真结果和安全性分析验证了该算法的可行性和鲁棒性。