随着计算机网络技术和信息处理技术的飞速发展和应用，多媒体信息以其直观性、丰富性等特点逐渐成为信息化交流的重要方式。而数字图像是多媒体信息的重要组成部分，占据了举足轻重的地位。信息时代的到来，即给人们带来快捷方便的信息资源，又带来如何解决信息安全的难题。然而数字图像与传统的文字信息相比不但数据量相对较大、冗余度相对较高，而且加密需要耗费大量的时间和资源，所以传统的经典算法在数字图像加密中很难取得令人满意的效果。因此，需要研究新的算法去解决图像加密中存在的问题。混沌系统以其良好的伪随机性、对初值敏感性等特点被应用到图像加密领域中。而Contourlet变换以其良好的多尺度、局部化和方向性等特点被应用到数字图像处理中。本文在介绍了数字图像加密研究现状、混沌理论的基本知识及Contourlet变换原理的基础上，提出了基于Contourlet与物理混沌的图像加密算法。本文算法是空域图像经过Contourlet变换后再进行加密，既解决了空域图像加密效率低，又增加了加密复杂度。由于物理混沌具有随机扰动的特点，将其与原始图像的Contourlet变换系数进行数学运算，其给非法破译造成更大的困难。本文做了大量的Matlab仿真实验，结果表明本文提出的算法能快速有效的对图像进行加密和解密，置乱效果好，解密图像与原始图像一致性好，同时具有一定的抗攻击和抗噪声能力。从理论上分析到大量实验结果都能体现本文所提出的基于Contourlet与物理混沌的图像加密算法是安全可靠的。