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对于某些灰度特征相对复杂的图像,传统的二维最大熵阈值分割法效果不佳。文章提出了基于混沌优化原理的二维熵分割法,利用类似载波的方法将混沌序列映射至双阈值的二维空间,对局部最大熵进行搜索,在找到的所有极大点中,根据目标所占图像的比例选择最佳阈值进行分割,其分割效果明显优于遗传算法所找到的全局最大值。并用此法对常用的测试图片进行了分割实验,结果证明算法具有可行性。