随着无线网络及Internet网的应用普及和随着图像获取技术的发展。网络传输的数据从一般数据向多媒体、大数据方向发展。为了提高多媒体应用的灵活性和数据传输的安全性,设计一种有效的图像压缩和加密算法具有重要的意义。本论文以传统离散余弦变换高频截断的压缩方法为基础,改进了一种基于压缩感知的图像压缩方法和对应的重构方法。该方法主要利用高频成分的稀疏性,采用压缩感知理论在空间域对高频成分进行压缩。该方法能够避免对离散余弦变换高频成分的全盲估计,准确重构出低频成分和高频成分。仿真实验论证了采用改进的方法的平均PSNR比传统方法至少提高了 0.23dB,压缩重构后的图像与原始图像具有高度相似性。本论文针对Kronecker压缩感知中要求相同大小的图像块具有相同的稀疏性,设计一种基于初等元胞自动机的图像均匀稀疏度置乱加密方法并给予一种简单近似的评价方法。在设计的均匀稀疏度置乱加密方法的基础上采用一种分段线性混沌映射方法产生的伯努利随机矩阵来Kronecker压缩加密图像。仿真结果显示了设计的图像加密压缩方法能够准确地重构原始图像,PSNR比传统方法在压缩比为0.25时提高了 0.73dB,同时加密压缩后的图像的相关系数减到0.0097以下,具有较好的加密与压缩性能。最后本论文设计了图像压缩电路和图像加密压缩电路,并用Modelsim进行仿真和用FPGA进行验证。结果表明本论文设计的图像压缩电路和压缩加密电路比传统电路消耗更少的硬件资源,且在压缩性能、加密性能和硬件消耗上取得很好的平衡。