随着信息技术的不断发展,数字图像通信已成为信息通信的常用手段。如何在数字图像通信中确保信息安全传输,成为人们研究的热门课题。图像通信包含的信息量很大,冗余度较高,传统密码学算法不能很好的对图像通信进行加密。混沌系统具有不确定性、伪随机性、不可预测性及对初始条件的敏感性等基本特性,因而能够很好的满足密码学的要求,非常适合作为保密通信的载体对数字图像进行加密处理。本文基于混沌系统与小波变换的基本理论,深入研究了混沌理论在图像加密中的应用,提出了两种图像加密方法,设计了基于混沌加密算法的硬件系统及软件开发流程。本文先对混沌的基本理论及研究背景做了基本介绍,包括混沌的概念、关键技术、主要度量特征等,重点介绍了Baker映射等置乱算法,并在此基础上提出了一种基于混沌二值序列与改进的Baker映射的图像加密算法。相对普通混沌序列,二值序列能进一步扩大密钥空间；改进的Baker映射将图像的尺寸扩展到了一般矩形。对算法进行仿真后结果表明,该算法充分利用了混沌序列置乱与扩散的特点,得到了较好的加密效果。其次,本文研究了小波变换的基本理论,包括小波变换的基本概念及二维离散小波在图像处理中的应用。在此基础上,本文提出一种基于复合混沌序列与小波变换的加密方法,并用Arnold映射对图像进行扩散操作,最后对图像进行小波重构,得到加密图像。通过仿真分析得出,该算法能很好的加密数字图像,能抵抗噪声攻击和裁剪攻击,具有很强的抗破译性和较高的运行效率。最后,本文分析归纳了系统的需求和设计思路,设计了基于混沌图像加密方法的硬件系统与软件系统。硬件系统以DSP处理器为核心,由存储模块、图像输入输出模块、液晶模块、电源模块组成,并根据需求选定TMS320DM642作为DSP芯片；软件系统包括了整个系统与对应模块的软件框架,并针对本文提出的两种算法设计了软件开发流程。