得益于网络和编码技术的先进性,大量媒体文件通过在线的方式进行存储和共享,这使得非法使用互联网上的图像等媒体文件的问题日益严重。因此,确保数字图像机密性、阻止未经授权而访问的图像加密系统的研究具有十分重要的价值和意义。随着研究的深入,混沌密码学孕育而出,时空混沌因其高复杂度和在自然界中的广泛存在,而被大量研究并用于构造数字图像密码系统。本文通过对时空混沌系统的研究和分析设计了两种数字图像加密算法,具体的工作如下:(1)通过将分段线性混沌映射以非相邻的方式耦合,构造出一种具有良好动态特性的非相邻时空混沌系统,并在此基础上设计出一种新的比特级图像加密算法,首先使用二维超混沌系统对明文图像在比特级层面上进行全局置乱,随后将时空混沌系统作为伪随机序列发生器,高效地产生扩散序列对置乱后的明文图像进行扩散得到加密图像,实验结果证明了该加密系统的优越性和高安全性。(2)设计了一种结合高阶细胞神经网络和时空混沌对彩色图像进行加密的算法,算法采用自适应的加密思想,图层与图层之间相互控制彼此置乱的循环次数。此外,引入单层感知器网络模型建立扩散系统,利用时空混沌系统和高阶细胞神经网络作为混沌序列发生器,扩散过程采用CBC的模式来提高方案对明文攻击的抵抗能力。