身处网络时代,人们在享受信息方便快捷传输的同时,也遭受着隐私信息频繁曝光与信息实时传输效率低下的困扰。相对于文本信息而言,视觉效果更直观的图像信息成为了当今社会最主要的传输媒介之一,但图像信息由于本身数据量庞大,毗邻像素点之间的相关性极强,能量分布不均匀等特点,使得其存储占用空间大,传输带宽要求高,而且对于一些机密图像(医学、军事、金融和商业等),在实际应用中对其内容保护和实时传输成为了人们关心的话题。如何可靠的对隐私图像进行保护及如何高效提高其传输效率或降低传输带宽也成为了学者们关注和研究的热点。传统信息压缩加密系统安全性低且加密与压缩是异步进行的。因此,研究图像加密与压缩算法的一致性就变得尤为重要。私密图像安全传输常见的方法是通过加密处理来掩盖信息内容本身,从而起到防止非法窃听/篡改的目的。混沌系统很多迷人的特性:对初值和控制参数的敏感性、遍历性和混合特性等,刚好满足了密码学的各种需求。因此,如何将混沌系统与密码学巧妙地结合起来成为了信息安全领域研究的热点。另外,由于压缩感知理论可以实现信号的同步压缩与加密,一经提出,便被普及到图像处理等各个学科,开拓了信号处理方法的另一片天地。近半个世纪以来,国内外学者根据混沌理论与压缩感知的特点,提出了各种压缩加密方案来弥补传统压缩加密系统中存在的不足。本论文首先对混沌理论、密码学理论、小波包变换和压缩感知理论进行了介绍;其次,构造了一个伪随机数生成器,并对其性能进行了相关讨论与分析;结合伪随机数发生器生成的随机序列流,作者提出了一个位平面图像加密算法,并对算法的可行性与可靠性进行了详细分析。结果发现,对信息做单独的加密操作只能确保其存储/传输的安全性而不能保证传输的实时性,尤其是对于需要实时传输的保密信息,加密过程和传输过程的效率都不能得到保证。基于上述讨论,作者总结了已有的图像加密与压缩体制,通过对比分析发现这些算法均有不足之处。因此,结合本论文提出的加密算法,作者设计了一个基于压缩感知与耦合映射格子的图像同步压缩加密方案,并对算法压缩性能进行了详细地分析讨论。实验结果证明:本论文所提出的方案,不仅保证了信号的安全传输,解决了传统数据先压缩还是先加密的顺序问题,还平衡了信号压缩比与重构质量之间的矛盾。