随着数字信息的蓬勃发展,几乎所有的信息都会通过网络进行传输,数字图像信息因其可视化的优点广泛应用于各个领域。虽然信息的网络传输为生活带来了便利,但也存在着一系列的信息安全问题,所以数字图像传输的安全问题成为了研究热点之一。多年来针对数字图像加密技术的研究提出了不少新的技术,如混沌、压缩感知、生物特征等,在信息压缩、系统鲁棒性、系统安全性等方面得到了进一步的提升。本论文提出了结合压缩感知、混沌映射,生物特征和计算全息的图像加密技术。具体研究内容如下所示:提出了基于混沌生物掩膜的计算全息非对称图像加密方案。首先,利用Logistic映射对虹膜进行预处理,构建出两个随机相位掩膜板。其次,利用两个随机相位掩膜板、相位截断与相位保留操作,对待加密图像进行加密,同时得到两个解密需要的私钥。最后,通过引入参考光进行干涉得到计算全息加密图。解密过程为加密过程的逆过程,利用两个私钥以及公钥,可以恢复出原始图像。此加密系统利用混沌技术,降低了密钥信息量;利用生物特征-虹膜制作随机相位板,提高了系统的安全性;利用计算全息的数字化优点,便于加密信息的保存和传输。经过对该加密方案的模拟实验验证,证明了该方案的有效性。提出了基于压缩感知和生物特征的计算全息非对称图像加密方案。该方案主要是在加密的过程中引入了滤波的模块,将制成的加密全息图进行滤波处理,然后利用压缩感知技术处理全息加密图得到压缩后的加密全息图。此加密系统利用混沌、压缩感知和频谱滤波技术,进一步压缩了信息量。通过模拟实验分析表明,该方案是可行的,并具有较好的保密效果和很高的稳健性。研究了基于压缩感知和生物特征的计算全息非对称彩色图像加密方案。将彩色图像分解为R、G、B三色分量,对三色分量依次加解密,最后合成恢复彩色图像。经过模拟实验验证,将前面提到的加密技术应用到彩色图像,同样有效,保持了本加密方案的各种优势与特点。