近些年来,随着网络技术和多媒体技术的迅猛发展,图像传输/存储过程中的安全问题凸显。图像与文本不同,其自身具有大数据量,相邻像素间强相关和能量不均匀分布等特点。在带宽/存储空间受限的情况下,传输/存储大数据量图像时通常需要同时考虑加密和压缩两个问题,而传统的加密算法无法同时实现压缩和加密两个过程。同时,传统加密算法效率过低且往往不能去除相邻像素间相关性。因此,专门针对于图像的加密算法的研究就变得十分必要。由于压缩感知理论可以同时实现高压缩和加密两个过程,一经提出,便被广泛应用到图像加密领域。但是,单纯的基于压缩感知的图像加密算法存在密钥量大和容易受到安全攻击等不足。而光学技术和混沌技术由于本身的一些优势,成为图像加密领域最重要、最经典的两大技术。近年来,国内外学者根据混沌和光学各自的特点,把压缩感知和其中的一种或者两种技术结合起来用于图像加密,以弥补简单基于压缩感知的图像加密算法的不足,并提出了各种各样的基于压缩感知的混合图像加密算法。仿真结果和理论分析均证明,这些基于压缩感知的混合图像加密算法性能要优于单纯基于压缩感知的图像加密算法。本论文对基于压缩感知、混沌和光学的混合图像加密算法进行了总结提炼,概括出六个基本框架,并分别就这六种框架的优缺点以及未来的改进方向进行了分析和讨论。同时,在最新的基于压缩感知的混合加密框架的基础上进行改进,提出了基于压缩感知、一维复合混沌映射和离散分数阶随机变换的自适应双彩色图像加密算法。首先,两幅明文彩色图像的RGB分量分别被压缩感知编码加密。其中,测量矩阵是由复合一维混沌映射控制生成的。然后,把测量所得的实数矩阵合并为复值矩阵。最后,对复值矩阵进行基于混沌映射和分数阶随机变换的双随机相位编码得到密文矩阵。考虑到压缩感知和大多数双随机相位编码均属于线性变换存在一定的安全问题,在双随机相位编码过程中,我们充分利用彩色图像区别于灰度图的特征,设计了RGB分量交叉循环控制且密钥序列不仅由混沌映射生成同时受明文图像影响的两轮自适应随机相位编码。仿真结果和理论分析证明该算法同时具有高压缩率和高安全性。