随着互联网技术的迅速发展,图像的应用越来越广泛,在图像的传输与存储的过程中也面临许许多多的安全与效率问题。为了实现图像的安全、快速传输,对图像加密与压缩技术的研究具有研究价值和现实意义。本文通过对超混沌系统与压缩感知进行研究,首先设计一个超混沌系统,然后将超混沌系统与压缩感知进行结合,构造安全可靠的图像压缩加密算法。接着,针对压缩感知执行效率低的问题,本文尝试将二维压缩感知引入图像压缩加密方案。本文的主要研究内容可以分为以下几个部分。（1）针对当前混沌加密算法中低维混沌密钥空间小,复杂度低,难以抵抗大规模的攻击的缺陷,设计了一个新的五维超混沌系统。为了验证本文设计的超混沌系统的混沌性能,本文对构造的超混沌系统进行了模拟仿真实验。经过理论分析和实验结果验证,本文设计的超混沌系统性能优异。将设计的超混沌系统用于之后的图像压缩加密算法中,可以提供足够的安全性。（2）针对当前的图像压缩加密方案中图像重构质量差、实现复杂、安全性不足的问题,利用设计的五维超混沌系统,本文设计了一个基于超混沌系统和压缩感知的图像压缩加密算法。此外,本文还设计一个压缩感知测量矩阵优化算法,改善了压缩感知过程中图像的重构质量。（3）针对基于压缩感知的图像压缩加密算法处理效率低、图像重构质量差的问题,本文将二维压缩感知引入图像压缩加密算法,构建了一个基于二维压缩感知和超混沌系统的图像压缩加密算法,不仅提高了压缩后图像的重构质量还加快了处理效率。（4）基于设计的超混沌系统和图像压缩加密算法,本文最终设计实现了一个图像压缩加密系统。本文实现的图像压缩加密系统可以实现灰度图像的快速压缩加密。本文设计了一个五维超混沌系统,经过超混沌对系统的理论分析、实验验证,本文设计的超混沌系统、伪随机性强、混沌行为更复杂,可以很好地应用于图像压缩加密算法。基于构造的五维超混沌系统,本文分别设计了基于一维压缩感知和二维压缩感知的图像加密算法。实验验证表明提出的算法实现简单、安全性高、执行效率高、压缩性能好。此外,本文提出了一个压缩感知测量矩阵优化算法,有效的改善了压缩感知图像重构质量。