随着数字技术的高速发展,越来越多的数据以数字信息的形式进行储存和传播。由于数字图像储存方便并且可以承载丰富的信息,逐渐成为最常用的数据格式。如何保护数字图像的信息安全成为了广泛关注的问题。近年,研究人员针对图像信息安全提出了多种保护手段。其中图像加密是保证图像安全最有效地手段,常常被应用于金融系统、政府机构等重要领域。图像加密技术可以将明文图像加密成难以辨认的密文图像,只有获得密钥才能还原出正确的原始明文图像,从而保证数字图像的安全性。加密技术多种多样,最常见的是将数据以比特形式进行加密。使用这类传加密技术加密数字图像,未能考虑图像自身的性质,导致加密效果不够理想。时下流行的混沌加密安全性能好但存在混沌退化的风险,在各种数字平台上混沌性能不稳定。目前大多数图像加密技术以相当高的计算复杂度来换取可靠的安全性,不能满足实时加密的需求。因此,提出一种全新的符合混淆和扩散基本原理,并且同时拥有高安全性和较低的计算复杂度的图像加密算法非常必要。本文提出一种基于约瑟夫斯问题原理和图像过滤技术的全新图像加密方案。约瑟夫斯置换可以快速地将图像像素置乱到不同行和不同列,并且在置乱同时可以完全打破相邻像素点之间的相关性。使用不规则的图像滤波器,图像过滤技术可以将原始图像中的细微变化传播到密文图像的所有像素中。约瑟夫置换和图像滤波技术具有良好的混淆和扩散属性,可以设计出符合混淆扩散框架的加密方案。经过两轮约瑟夫置换和图像滤波器扩散操作,明文最终加密成不可识别的噪声图像。仿真实验结果表明,本文所提出的图像加密方案能够将不同类型的图像加密成像素值均匀分布的密文图像。安全性分析结果证明该加密方案能够抵御各种安全攻击手段,并且比几种先进的图像加密算法具备更优的安全性。