随着互联网的快速发展,使得信息传输的安全问题日益重要,尤其是作为信息载体的图像信息安全。在图像加密领域,基于超混沌系统的彩色图像加密算法是当前的研究热点,如何对图像进行有效加密以抵抗外界攻击,对于保护个人隐私和国家机密具有重要意义。该文主要构建了一个新四维超混沌系统,以其特有的动力学特性与密码学相融合,应用在彩色图像加密方面。该文以现有的理论知识为基础,给出了基于新四维超混沌系统的图像加密算法的推导过程,并进行了实验仿真。首先,设计新四维超混沌系统,分析系统动力学特性。文中以三维混沌系统为基础,构建四维超混沌系统模型,通过分析新系统平衡点、吸引子运动轨迹、李雅普诺夫指数、超混沌态时参数取值范围等,从理论和实际仿真结果两方面验证了新超混沌系统的混沌特性。其次,针对现有混沌输出序列预处理方法的局限性,设计一种新的数字化方法。该方法能够获取较长的输出混沌序列,改善了有限精度限制的缺点。文中通过比较输出混沌序列相关性,检验序列频谱是否存在中心频率验证了该数字化序列的性能,并通过游程测试验证了该混沌序列满足加密密钥基本属性。最后,该文设计了两种基于新四维超混沌系统的图像加密算法,即像素整体操作图像加密算法和基于离散Hopfiled神经网络图像加密算法。通过实验仿真,将两种图像加密算法进行了比较研究,分析了两种算法的统计特性、抗噪声性能以及密钥空间,给出了各自优势,验证了该文算法具有良好的加密性能以及较大的密钥空间和较强的鲁棒性。