伴随着互联网的发展及大数据时代的全面到来,越来越多的人们选择在网络上传输和下载图像。图像作为数据信息的主要载体之一,若被黑客等不法分子恶意攻击、篡改及泄露,将造成不可挽回的损失,因此图像加密技术应运而生。由于混沌系统对初值敏感且生成混沌序列具有伪随机性,这些优点使得混沌系统十分适用于图像加密技术。但是随着需要加密的图像数量增加,传统混沌图像加密算法安全性能差,运行效率低的缺点日益显著。针对以上这两个问题,本文将压缩感知技术引入混沌图像加密算法,设计且实现了两种能同时满足高安全性和高效率性的混沌图像加密算法。主要研究内容如下:首先,提出了一种基于一维压缩感知和DNA编码相结合的图像加密算法。该算法优化了传统压缩感知中测量矩阵的构造,通过克罗内克积极大地减小了测量矩阵所需的存储空间,提高了传输效率。将原始图像作为哈希函数的参数,以抵抗选择明文攻击。利用超混沌系统产生的序列,动态的控制DNA的编码、运算、解码方式,对压缩图像进行加密和解密,提高了算法的安全性能。实验结果表明,该算法安全有效且运行效率高,具有实际应用价值。然后,为了进一步提高传统一维压缩感知图像加密算法处理效率和重构图像的质量并解决加密图像存在视觉安全性能的缺陷的问题,设计了一种基于二维压缩感知的可视化图像加密算法。通过增加测量矩阵的数量,使得两个测量矩阵从横向和纵向同时对图像进行压缩和测量,提升图像加密算法的处理效率。通过混沌系统控制生成的混沌测量矩阵与高斯矩阵相比,能够明显提高重构图像的质量。通过改进图像降级算法,将秘密图像嵌入到载体图像当中,生成的密文图像不再是无视觉意义的类噪声图像,而是具有视觉意义的隐写图像,使图像加密算法具有视觉安全性。实验结果表明,与现有的视觉安全图像加密算法相比,具有非常良好的视觉安全性能、及高质量重构图像。最后对两种算法从压缩性能、运行效率、抗噪声能力、抗裁剪能力进行对比,证明两种算法都具有良好的安全性能和高效的运行效率。