信息数字化和高速发展的互联网技术不仅带给我们便利、多姿多彩的生活交流方式,其伴随的信息安全问题也日益突显。数字图像加密技术也成为信息安全领域中愈加受到重视的前沿课题,具备非常大的潜力与研究应用价值。本文针对一维单混沌图像加密算法结构简单、密钥空间小、抗破译强度低和传统信息隐藏技术不可见性和鲁棒性无法很好地调和等问题,利用LDPC码(Low Density Parity Check Code)译码简单、适用信道范围广、抗干扰能力强等特性,混沌系统初值极度敏感性、良好的随机特性等,提出一种基于LDPC码与双Logistic混沌系统的改进加密算法,可扩大密钥空间,降低误码率,增强系统的安全性、抗干扰能力,本文主要研究内容如下:首先,研究改进的算法,将其总体分为两部分,第一部分是对水印信息的处理,即通过两个Logistic映射生成随机序列,对原水印实行值替代加密;再运用LDPC码进行编码与BPSK调制,获取编码后的水印序列,经处理后的水印信息将被嵌入原载体图像中,用于保护版权。第二部分是对载体图的处理,即对彩色的载体图RGB分层,同样利用双混沌系统逐层处理再合成,实现载体图像的双重加密。在实际图片传输应用中若载体图像的加密被破解或非法盗取,仍可提取水印进行版权保护,这无异于对载体图像进行了双重保险。然后,通过MATLAB仿真,将改进算法与单混沌的加密算法和传统水印算法进行直方图、相邻像素相关性、密钥空间与速率、嵌入容量、抗差分攻击测试等多方面的分析测试比较,表明改进算法能增强稳定性、抗干扰性和安全性,很好地平衡鲁棒性和水印不可见性的问题。最后,设计基于FPGA可编程逻辑资源及NIOS II软核的数字图像加密综合测试系统,包括硬件∕软件总体设计、NIOS II软核设计、VGA模块设计等,将算法应用于实践,测试结果经VGA显示,验证算法的可行性、可靠性及实用性。仿真与硬件实验结果均证实改进的算法对于数字图像信息的保密性和版权保护方面具有很好的应用价值。